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Behavior

新生ラット仔における神経発達レフレックステスト

Published: April 24, 2017 doi: 10.3791/55261

Summary

行動試験は、脳損傷後の転帰を決定するためのゴールドスタンダードであり、幼児や子供の発達障害の存在を同定することができます。神経発達反射神経は、これらの異常の早期指標です。新生児げっ歯類で容易に達成発達反射試験のホストが開発され、ここで説明しました。

Abstract

神経反射テストは、一般的に、神経系の成熟を評価するために臨床で使用されています。神経反射としても原始反射と呼ばれています。彼らは敏感以降の結果と一致しています。異常な反射が存在しない、持続性、再発、または神経発達障害の危険性が高い乳児の予測指標である反射の待ち時間として記載されています。人間の乳児で観察されるような、脳性麻痺などの神経発達障害の動物モデルは、多くの場合、異常な発達反射を表示します。記載されている技術は、新生児ラットにおける神経反射の多様性を評価します。神経反射テストは、研究者に、このような若い動物ではそうでない場合は利用できない試験方法を提供しています。ここで紹介する方法は、早期発症のBRを検出する方法として、新生児ラットで発達のマイルストーンを調べるに研究者を支援することを目指してAIN損傷および/または治療的介入の有効性を決定します。ここで紹介する方法は研究者のための一般的なガイドラインを提供することを目的とします。

Introduction

神経反射神経、または発達のマイルストーンは、人間の新生児や乳幼児に使用する最も初期評価の一つです。神経反射神経は脳幹と脊髄反射を発揮不随意かつ反復的な運動です。マイグレーション、髄鞘形成およびシナプス形成を進化することを特徴と高い皮質ネットワークの成熟は、随意制御および皮質抑制を促進します。中枢神経系の進化の通常の進行の変化は、神経反射の遅延や欠席を起こし、異常な皮質配線、機能、および髄鞘形成、その結果、脳の発達を妨害することができます。神経発達障害のリスクが高いヒトの乳児は、多くの場合、異常の早期反射を表示します。異常な反射は、その後の人生で取得、非存在下での遅延、延長存在または再発として存在し、そして発達障害を予測することができます。 1、2ため、神経発達障害の実験モデルでの反射の遅延を模倣することが重要です。

げっ歯類は、一般的に実験モデルとして採用されています。仔ラットは、したがって、特定または複雑な運動、感覚および/または認知行動タスクを引き受けるにはあまりにも未熟で生まれたときaltricialある、と。この点で、彼らの発達未熟さは、両方の彼らの物理的および臓器の開発に関するものです。ラットは、thermoregulate不能とヘアレス生まれブラインド、と歩くことができないされています。脳の発達を参照すると、かなりの皮質の成熟が出生後に発生します。新生仔ラット(出生の日は生後1日目と呼ぶ; PD1)は - PD7-10仔が近と同等であるのに対し、28週妊娠23の早産人間の脳に類似している脳の成熟レベルに達することが示唆されています用語人間の脳。 3、4、5、6この相関は、肉眼解剖学的な分析に基づいている、しかし、そのような髄鞘形成と振幅集積脳波などの脳の成熟の他の手段も記載されています。 例えば、5、7、プレオリゴデンドロサイトは、23から現像ヒト胎児脳における主要な細胞である- 子宮内で 32週間、およびこの成熟段階は、PD1-3齧歯類に相当します。 仔ラットでは、PD7-10周りに前脳に現れるのに対し5、8、9、10は、また、髄鞘形成は、ヒトにおいて子宮内で始まります。新生児げっ歯類の脳は、主に非有髄のまま。 11、12タッカーら。 P1ラットの振幅集積脳波パターンは、23週間のgestaに類似していることが見出さそれぞれ、32週および用語乳児 - PD7およびPD10 PUP一方ションヒト胎児は、30に類似しています。 図7は、これらの理由から、新生児仔ラットにおける新生児リフレックステストは、個体発生および/または脳の発達の破壊をキャプチャするための機会を提供します。

以下に記載する反射の電池はウェム・フォックス及びA. Lubics 13によって研究から適合され、14ウェム・フォックスマウスにおける反射の個体発生に関して最も早い研究者の一つでした。 13のこれらの反射が含まれるが、立ち直り、崖回避、四肢把持及び配置が、これらに限定されない、立ち直り、歩行、聴覚驚愕、姿勢、及びアイ開口を加速させました。両方の前肢及び後肢把持(それぞれ、ヒトにおける手掌および足底把握と呼ぶ)は脊髄反射及び非一次運動野から皮質阻害によって促進されます。 15、16後肢の配置(バビンスキー反射)は皮質脊髄路の成熟を反映しています。 16、17、18クリフ回避(保護応答)、(ラビリンス)を立ち直り、及び(例えば鼻毛および前庭系に関与するものなど)、感覚入力と運動出力の間の統合と通信を伴う立ち直り加速しました。 19、20、21歩行は運動を反映しています。 14聴覚驚愕は、音響刺激を評価し、核における巨大ニューロンのシナプス接続はpontisの尾を網状。 21姿勢が適切な皮質脊髄/脊髄皮質突起、筋肉強度、及び神経筋の神経支配を含みます。 22、23ガンマアミノ酪酸受容体のturationは、アイ開口と相関し得ます。 24反射神経がはるかに複雑なネットワークを反映し、ここで提供される一般的な相関関係であることを心に留めておくことが重要です。また、これらの反射は、より複雑な行動試験が不可能な非常に若い年齢で神経発達を評価するための迅速かつ簡単な方法を提供します。

本稿の目的は、簡単な実験新生児ラットの研究に組み込むことができる神経反射試験のための一般的なガイドラインを提供することです。記載された方法論は、ロングエバンス新生仔ラットで行った。その結果の定量化は、外観の初日に基づいていました。テストREFLEX日が開始され、利用される装置は、より良好な(例えば、異なる株および種のような)異なる実験モデルに適合するように修正されてもよいです。 REFの正常な生理的進行を確立することにより、特定の動物モデルでのLEX成熟、研究者らは、外部ストレス、内因性の操作、および/または新生児ラットモデルにおける神経発達上の治療的介入の効果を評価することができます。全体として、脳成熟の決意としての反射の使用は、周産期脳損傷を予測するのに有利であり、それ以降の神経発達の結果を反映しています。

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Protocol

アルバータ大学の動物実験委員会、健康科学は、すべての動物実験を承認しました。

注意:このプロトコルは、他の種および株に適合させることができるが、このプロトコルは、ロングエバンスラットのために書かれています。これらのラットは、他の齧歯類株と比較して優れた運動性能や視力を持っていることが示されています。 次のように25、26時限妊娠のためのプロトコル、栄養補給、母体の炎症、および神経反射があります。

1.実験動物

  1. ラットは動物飼育施設に到着すると、彼らは彼らの新しい環境に順応できるようにするために一日か二日のための任意の相互作用を控えます。馴化後、約5日間毎日、ラットを処理していない、またはラットである場合には、もはやストレスの兆候を示します。人為的なストレスは、テスト結果とルを変更することができます妊娠損失への広告。
  2. ラットは快適になったら、飼育が開始されます。 ( -午前8時午後3時)は、2人の女性と2階建ての飼育ケージに1匹の雄ラット(H = 38センチ、1800センチメートル2床面積)一晩置きます。これらのケージは、ストレスや過密を防ぎます。午前中は、トランスファーピペットを用いて、生理食塩水の約0.25 mLで雌ラットの膣をフラッシュします。マイクロ遠心チューブにソリューションを転送します。
  3. バックそれぞれの従来のケージに2人の女性と男性を置きます。
  4. ラットが発生していると精子か否かが存在する発情周期のどの段階かを決定するために光学顕微鏡(100倍)下のセクション1.2で回収した溶液を見ます。精子がある場合は、日胚(E1)( 図1)のように日付を記録します。妊娠した場合は、女性にE14の彼女の自身のケージを与えます。
    注:膣スミア中の細胞は、したがって、低光の設定を使用し、明確です。コンデンサーは最も低い設定に調整されていることを確認してください。広告単に輝度制御は、光を暗くします。明るダイヤルが利用可能な場合は、1に設定します。

2.食事補給

注:このプロトコルは、妊娠の最後の週の間に栄養ブロッコリーの新芽消費の治療効果を評価するためのものです。ウーによれば芽を成長させます 27。

  1. 3 H - 2のためのブロッコリースプラウト種子を浸します。カウンターシードsprouterボックスの上に種を広げ、発芽のための暖かい面に設定してください。
  2. ( - 9 AM 8)と、一度PMに(3から4 PM)一度AMに、一日二回の種子を水。
  3. 5日目、その日のウィンドウで新芽を配置(新芽は、2枚の葉それぞれを持っている必要があり、その日の上に緑になります)。
  4. 一日の終わりに、ゆっくりとふるいにかけボックスの外にブロッコリースプラウトを引っ張って新芽を収穫し、乾燥さ平らな面に横たわっていました。
  5. 芽が完全に乾燥したら、W密封されたビニール袋にeighうち200 mgのと場所。
  6. E14から始まる、PD21(仔を離乳さ日)まで毎日乾燥ブロッコリースプラウトの各妊娠ラット200mgのフィード。

3.炎症

  1. 炎症を誘発し、子孫に白質損傷を再現し、リポポリサッカライド(LPS)E19とE20の12時間ごとに妊娠ラットを注入すること。注射の日に、住宅施設からラボにケージを持参。妊娠中のラットは順応し、少なくとも1時間、穏やかになることを許可します。ラットが永久全身または腎臓損傷の臨床徴候を示した場合、それはすぐに安楽死させ、試験から除外されます。
  2. 妊娠中のダムを計量。
  3. 生理食塩水100μLに:を200μg/ kgのLPSの(B8血清型0127)を溶解します。 30 G 1/2針を備えた1mlシリンジに溶液を吸引します。
    1. 各注入のための新しい針を使用してください。解決策は、不快感を最小限にするために、数分間ウォームアップすることを許可します。
    2. 時間を記録し、腹腔内に、妊娠中のダムを注入。均等な分布を確実にする辺の間の交互注射。
      注:Machholz ら。適切な拘束と注入手順を説明します。 28

    4.発達反射試験

    1. PD1(誕生日)には、ダムとレコード出生時体重から子犬を削除します。バックそれぞれのケージに子犬を置き、PD3まで動物施設に移動します。これは、ダムと子犬の間に母体の結合を保証します。
      1. 信頼性評価のためのリフレックステストを記録します。それは、フレーム分析(1 /千秒)の最大シャッター速度になるようにビデオカメラを調整します。それは、上記またはラット仔と各反射のために使用されるすべての材料のすぐそばにあるように、ビデオカメラを位置決めします。例えば、後肢配置するために、後肢の持ち上げ及び配置が捕捉されていることを確認するために、ラットの仔の横にカメラを配置します。
      2. 加速立ち直りのために、中空の右側に仔の能力を記録するために、ラットの仔とランディングパッドの上にカメラを配置します。
    2. 実験の終了まで毎日レコードの重み。 PD3に、神経反射試験( 図4)を開始します。環境への順応を可能にするために、試験前に最低1時間のための静かな部屋にケージを移動します。
    3. ラットは夜行性と​​して毎日一貫した時に神経反射のテストを実行します。例えば、午前9時との間のテスト - 毎日12 PM。 36.5℃での安定した体温を維持するために、常時直接加熱ランプ下または加熱パッド上仔を保ちます。この年齢の仔ラットは、簡単に熱を失います。直腸温度プローブを用いて測定します。効率的に行うならば、彼らはダムと十分な長ごみから削除されませんので、子犬の体温は変化しません。注:それは37℃を超えていないことを確認するために、熱ランプの温度を監視します。 肯定応答が観察されるまで、毎日、各反射のスコアを記録します。子犬は2日連続でタスクを実行することが可能であるとき、正反射反応が起こります。肯定応答の最初の発生日を定量するために使用されます。これ以上のテストは肯定的な反応、次の必要はありません。したがって、各反射の終了日は、変数です。
  4. 前肢の把持
    1. PD3に開始し、前肢把握反射テストを行っています。各前肢の手のひらに対して鈍ロッドを配置し、手動で軽い圧力を加えます。光の圧力が僅かになること接触を確保するために前足を変位べきであり、子犬は、ロッドを感じることができます。把持は、ロッドの周りのすべての桁の屈曲として表示されます。両方の前足は、行の二日間ロッドを把持する際、この反射の成功した取得が生じます。
    2. 前肢の把握スコア:
      ノー把持のための0
      成功1つの左前肢によって把持(又はR 1IGHT前足は、ここで指定することができます)
      両方の前足によって成功した把持のための2
  5. 後肢把持
    1. PD3に開始し、後肢の把握反射テストを行っています。各後肢の足裏に対して鈍ロッドを配置し、手動で軽い圧力を加えます。光の圧力が僅かになること接触を確保するために後肢を移動すべきであり、子犬は、ロッドを感じることができます。ロッドの成功した把持は、ロッドの周りの数字の屈曲として表示されます。両方の後肢が行で二日間ロッドを把持する際、この反射の成功した取得が生じます。
    2. 後肢の把握スコア:
      ノー把持のための0
      1つの後肢による成功把持1(左または右後足はここで指定することができます)
      両方の後足によって成功した把持のための2
  6. 復原
    1. PD3に開始し、立ち直り反射のテストを開始します。しっかりと直立すべての4本の足で、仰臥位で子犬を保持します。 O行こう子犬Fとすぐにタイマーを開始します。子犬が/反転すべての4本の足の上にロールオーバーすることが可能である場合に立ち直りが達成され、各足は本体に対して垂直です。この目標を達成するために、各子犬15秒の最大値を与えます。
    2. 立ち直りのスコア:
      0(最大割り当てられた時間または15秒)裏面上に横たわるため
      (最大割り当て時間または15秒)側(左側または右側がここで指定することができる)、または右間違った姿勢での仔の能力の上に横たわる1
      成功立ち直り、適切な姿勢のために2
  7. 後肢の配置
    1. PD4に開始し、反射テストを置く後肢を開始します。胴体により、空気中の垂直子犬を保持します。穏やかストローク平滑表面と後肢の背部(例えば、テーブルの縁など)。ラットの子犬がダウンしてその表面上の後肢の配置に続いて、刺激後肢を撤回するとき、正しい配置反射があります。
    2. 後肢PLスコアacing反射:
      なしの成功のための0
      1本の後足の配置のための1(左または右後足は、ここで指定することができます)
      両方の後足のための成功した後肢の配置のための2
  8. 崖回避
    1. PD4に開始し、崖回避テストを開始。子犬の前足及び鼻がエッジ上にあるように、平坦面の縁にラット仔を置きます。正しい結果は、ラット仔が崖の縁から離れるオン防御反応です。実験者の手や泡の着陸は、秋からの子犬をキャッチするために崖の下に配置されます。
    2. 崖回避スコア:
      0ない移動またはエッジから落ちます
      崖から離れて移動しようとするためしかし吊り四肢と1
      離れて崖から成功した運動のための2
  9. 足取り
    1. PD6に歩行の評価を開始します。 15cmのDIAMETの中央に置き子犬えー子犬30秒がタスクを完了するために、円とができます。ラット仔未満30秒で円の外側の両方前足を移動させることができる場合14 A成功した歩行が行われます。
    2. それは円の外側に移動するために、ラットの子犬を要する時間(秒)として歩行をスコア。それは円の外側の両方の前足を動かすために子犬にかかる時間を記録します。録音30秒子犬は、与えられた時間内にタスクを完了することができない場合
  10. 聴覚驚愕
    1. PD10の聴覚驚愕の分析を開始します。驚愕応答が存在するか否かを評価するために、直接子犬にわたって大きな音(ベル)を提示します。子犬が離れて音から、「ジャーク」動きを表示するときに正の驚愕応答が観察されます。
    2. 聴覚驚愕スコア:
      (あるいは全く)ない驚愕反応のため
      (yesまたは)正の驚愕反応について
  11. 姿勢
    1. PDの姿勢分析を開始します12.プレイス非滑り開放面上の仔と子犬が移動している姿勢を観察します。未熟姿勢が移動腹部、及び本体に対して前足と後足の両方の垂直指向のドラッグによって反射されます。子犬が表面から腹部を持ち上げることができ、移動時の両方の前足と後足が、直線、または身体に平行指摘されている場合、成熟姿勢を取得します。
    2. 姿勢のスコア:
      無運動のための0
      未熟な姿勢のための1に移動
      成熟した姿勢のための2移動させながら、
  12. アイオープニング
    1. PD12に開眼分析を開始します。両方のまぶたがオープンの日を記録します。
      目に見える目に0
      1つの可視眼用(左側または右側は、ここで指定することができます)
      2人の可視目に2
  13. 加速復原
    1. PD14に開始し、加速立ち直りテストを開始。仰臥位30.48 Cで子犬を置きますフォーム着陸上記entimeters。子犬を削除し、自分自身を右にその能力を観察します。立ち直りは子犬はその足で腹臥位と土地にひっくり返すことができる場合を指します。
    2. 加速立ち直りスコア:
      その背中に落ちるための0
      その側に当たる1(左側または右側がここで指定することができます)
      その足で着陸のための2

注意:反射の定量化の異なるタイプの研究者の質問に応じてご利用いただけます。反射の定量化は、初期反射の観察、反射の消失するまで出現までの最初の日、それは成功したタスクを実行するのにかかる時間、パフォーマンスの速度、および/または時間をかけて性能の向上として行うことができます。 C 13、14、29、30、31urrent研究は、外観の最初の日はスコアとして使用しました。 multiparousモデルを使用する場合は、同腹の仔ラットは通常、 子宮や産後環境の中で 、それらの遺伝子構造と同様に動作し、かつ栄養可用性。 32したがって 、単一の子犬が原因リターバイアス= 1〜Nとして会計処理することができません。各リターは、n = 1を表すようリター内調べ仔を平均化することができます。 32、33は、代替的に、同じリター内のいくつかの仔は同じリター内アカウント仔に取り、混合効果モデルを用いて分析することができます。 32、33

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Representative Results

この実験的なデザインのタイムラインは、図2に示されています。 30の方法及び結果は、以前に公開されています。 本研究の目的は、30ブロッコリー妊娠中のもやしと離乳前の期間と栄養補給がLPSへの子宮内暴露で誘発される神経発達遅延から子孫を保護するかどうかを評価することでした。時限妊娠ラットは、生理食塩水(コントロール、100μL)または12時間毎E19及びE20にLPS(200μgの/ kgの滅菌生理食塩水100μLに希釈した)の腹腔内注射を与えました。ランダムに選択された妊娠中のダムはまたE14からPD21に乾燥ブロッコリースプラウト(200 mg /日)の食事補給を与えました。 LPSは、子孫を保護するために、潜在的な治療的介入として指定された母体の炎症やブロッコリースプラウトを模倣するために使用されました。子犬は(E23上で自然に生まれました表1)を記録しました。 PD3から始まる、子犬は、神経反射のバッテリーを受け、反射の取得は反射が現れ日目( 図3、 表1)と定義しました。さらに詳細についての参照記事を参照してください。 30

出生時体重

出生時体重の分析は、メイン処理の効果(F(1,23)= 18.5、0.0003)を明らかにし、食餌(F(1,23)= 6.5、P = 0.02)、および相互作用効果(F(1,23) = 7.4、P = 0.01)。 LPSは、母体の炎症の反射として、生理食塩水仔と比較して有意に小さい(6.3±0.2グラム、TukeyのP <0.001)、生理食塩水+ブロッコリースプラウト仔(6.2±0.2グラム、TukeyのP生まれた仔マウス(5.1±0.2g)をもたらしました<0.001)、およびLPS +ブロッコリースプラウト仔(6。0±0.1グラム、TukeyのP <0.01)。 LPS +ブロッコリーの新芽の仔の出生時体重はブロッコリーもやしは成長が制限されることから、LPSの仔を免れることを示唆し、コントロールと異なりませんでした。

神経発達レフレックステスト

把持レフ

治療や食事療法の影響は前肢と後肢把持の両方のために認められませんでした。すべての子犬は、これらのタスクを実行することができました。

後肢置き直し

処置(F(1,23)= 6.8、P = 0.02)の主な効果は、後肢の配置のために検出されました。生理食塩水(4.3±0.1日、TukeyのP <0.05)および生理食塩水+ブロッコリースプラウト(4.3±0.0日、TukeyのP <0.05)と比較して、LPS仔を大幅に5.1±0.3(遅れました日々)。 LPS +ブロッコリースプラウト子犬のパフォーマンスは、LPSの子と異なっていなかったが、彼らはもはやLPSと無治療を受けている子犬からこの反射タスクの改善を示唆し、コントロールとは異なっていません。

崖回避

メイン処理の効果(F(1,25)= 6.0、P = 0.02)以下崖回避分析が検出されました。 LPS仔(5.8±0.4日)が有意に生理食塩水(4.4±0.2日、TukeyのP <0.05)と比較して、この反射を得ることに妥協しました。 LPS +ブロッコリースプラウトの仔は、性能の改善を示唆し、グループのいずれかから異なっ行いませんでした。

足取り

有意な治療効果(F(1,24)= 15.1、p = 0.0007)、食餌(F(1,24)= 6.3、P = 0.02)、およびインター治療と食事の間にアクション(F(1,24)= 9.5、P = 0.005)は、次の歩行分析を発見されました。歩行の遅延取得は、生理食塩水と比較してLPS仔(9.7±0.4日)で検出された(7.5±0.3日、TukeyのP <0.001)、生理食塩水+ブロッコリースプラウト(7.7±0.3日、TukeyのP <0.001)、およびLPS +ブロッコリースプラウトの仔(7.9±0.2日、TukeyのP <0.01)。

聴覚驚愕

差異は認められませんでした。

復原

性別の効果が検出された(F(1,43)= 16.3、p = 0.0002)が復原するため、従って、雄と雌の仔は、別々に検査しました。差異は男性のために検出されませんでした。ダイエットの女性で、主効果(F(1,21)= 11.8、p = 0.002)および相互作用効果(F(1,21)= 15.6、P = 0.0007)が発見されました。 LPS +ブロッコリースプラウト仔(4.9±0.4日)LPS仔(6.7±0.6日、TukeyのP <0.05)と比較して、右以前に可能でした。

加速復原

加速立ち直り試験は、処置(F(1,25)= 4.51、P = 0.04)の有意な主効果を明らかにしました。 LPS(17.4±0.6日)及びLPS +ブロッコリースプラウト仔(16.9±0.2日)を実行する際に遅延した生理食塩水(16.0±0.4日)および生理食塩水+ブロッコリースプラウト(16.4±0.5日)と比較して復原加速しました。

姿勢

治療と食事(F(1,24)= 5.8、P = 0.02)の有意な相互作用効果を姿勢の分析後に検出しました。 LPS +ブロッコリースプラウトの仔(14.9±0.4日)はLPよりも早く成熟した姿勢を持っていましたS(17.0±0.4日、TukeyのP <0.05)。

アイオープニング

ダイエット(F(1,23)= 4.71、P = 0.04)の有意な主効果は、アイ開口に関して観察されました。両方の生理食塩水+ BrSp(15.9±0.1日)及びLPS +ブロッコリースプラウト仔(15.4±0.2日)生理食塩水(16.0±0.2日)及びLPSの仔(16.0±0.1日)よりも早くこの反射を達成しました。

全体的に、妊娠後期と離乳前期間中のブロッコリースプラウトの消費量を調べ反射のいくつかでLPS誘導性の発達の遅れに対する保護を与えることができました。さらに詳細についての参照記事を参照してください。 30

図1
図1.ポーsitive膣スミア。光学顕微鏡で10×対物レンズで撮像膣スメアの例。このスライドは、精子(矢印)の存在によって示さ陽性スライドを表します。膣スミアを行う際に、ラットの発情周期は、いずれかの発情前期、発情、発情後期、または発情間期として評価することができます。これは正確に高い妊娠成功率のための繁殖のタイミングで支援しています。

図2
2.実験計画のタイムライン図。 LPSの腹腔内注射を与えられたダムに生まれた子孫を評価するための実験的なタイムライン。ブロッコリースプラウトと栄養補給は、PD21までE14で始まります。ダムは、E19およびE20(黄色矢印で示す)12時間毎に注入されます。母体の重みは、潤滑剤で覆われた直腸温度プローブを体重計、体温で記録されています。子犬が生まれているnaturallE23上のY(黒い矢印で示します)。 PD3に始まり、子犬は、いくつかのリフレックス検査を受けます。 PD21で、子犬は、行動反応を評価するためのオープンフィールドテストを受けます。

図3
図神経発達反射の評価のためのタイムラインの3例。反射神経が発達のさまざまな段階で表示され、したがって、これらの反射の取得をキャプチャすることは、試験前に数日を始めることが必要です。この研究は、ロングエバンス仔ラットを使用したが、株と種間の違いが存在し、そのための予備実験では、一般的なガイドとしてこれらの日付を使用して実行する必要があります。前肢把握、後肢の把握、及び立ち直りはPD3、PD6側下肢配置と崖の回避PD4で、歩行に評価されています。聴覚驚愕は、PD12にPD10、姿勢及び眼開口に評価され、PD14に立ち直り加速されます。


発達反射神経の4イメージ図。リフレックス検査の画像は、ロングエバンスラット仔にPD3上で実行しました。前肢把握(A)、後肢把持(B)、及び立ち直り(C)検査はPD3から始まり。クリフ回避(D)および後肢配置(E)テストがPD4に開始されます。 (F)は分析の歩行はPD6に開始されます。加速立ち直りのための装置は、(G)に示されています。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

検査パラメータ グループ(平均±SEM) 主効果(p値)
ごみのサイズと重量 生理食塩水 生理食塩水+ブロッコリースプラウト LPS LPS +ブロッコリースプラウト 処理 ダイエット インタラクション
ごみサイズ(子犬の数) 13.3±1.0 13.1±1.0 10.3±1.5 11±1.2 0.03 0.8 0.7
出生時体重*#D 6.3±0.2 6.2±0.2 5.1±0.2 6.0±0.1 0.0003 0.02 0.01
PD7ウェイト* D 15.0±0.5 15.5±0.4 11.4±1.1 13.6±0.3 0.0006 0.09 0.2
PD21ウェイトD 50.0±1.4 48.7±1.6 46.4±1.2 48.2±1.4 0.2 0.9 0.3
Neurodevelop-
精神的な反射神経
前肢持ちのA 3.0±0.0 3.0±0.0 3.0±0.0 3.0±0.0 N / A N / A N / A
後肢持ちのA 3.6±0.3 3.5±0.3 4.6±0.6 3.3±0.1 0.3 0.1 0.1
後肢置き直し* A 4.3±0.1 4.3±0.0 5.1±0.3 4.5±0.2 0.02 0.07 0.2
クリフ回避* A 4.4±0.2 4.7±0.2 5.8±0.4 5.0±0.4 0.02 0.4 0.1
歩行*#のA 7.5±0.3 7.7±0.3 9.7±0.4 7.9±0.2 0.0007 0.02 0.005
聴覚驚愕A 11.5±0.3 11.5±0.1 12.0±0.5 11.8±0.2 0.2 0.8 0.9
姿勢#A 15.6±0.5 15.9±0.6 17.0±0.4 14.9±0.4 0.8 0.08 0.02
アイ開口部A 16.0±0.2 15.9±0.1 16.0±0.1 15.4±0.2 0.08 0.04 0.2
加速復原 16.0±0.4 16.4±0.5 17.4±0.6 16.9±0.2 0.04 1 0.3
立ち直り#A(メス) 4.9±0.5 5.1±0.4 6.7±0.6 4.6±0.4 0.09 0.003 0.0007
(オス)を復原 3.9±0.2 4.6±0.3 5.9±1.9 4.2±0.6 0.4 0.6 0.2
外観の日 LPSと生理食塩水との間に有意差*
回の活動のBナンバーを行いました"3">#
C秒
Dグラム

表1の重みと神経発達のReflexの成果。 子宮内の炎症および/または食事ブロッコリースプラウトの補給にさらさ子孫から得られた結果。 ここで紹介する30点の重みは、出生、PD7、およびPD21からです。時点は早産、用語、および1-2歳の幼児を表現するために選択しました。データは平均±SEMとして提示されています。統計は、研究にテューキーの事後テストに続いて2ウェイANOVAを使用した分析します。外観のA =日、B =アクティビティが実行された回数、およびCの数=時間(s)活性は、* =行ったLPSと対照、#= LPSおよびLPS +ブロッコリースプラウトとの間に有意な差との有意差。 N = 5 - (4匹の仔、2人の男性および2人の女性からの値は、リター内リターを表すために平均した)群当たり7リットル。

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Discussion

神経反射試験は、明白な神経病理は明らかではない状況下で重要であり得る異常な皮質発達および成熟の予測尺度です。神経発達テストの中には、子犬は、毎日同じ時刻に検討されていることを確認することが重要です。ラットは夜行性であり、試験は、日中の異なる時間に行われた場合、したがって、それらの概日リズムは、性能を変化させることができます。大きな音が子犬にストレスを加えることができるよう34テストは静かな部屋で完了する必要があります。 35匹の仔は、輸送、人間の取り扱い、および新規設定が子犬のストレスを誘導することができるので、新しい環境に順応するために1時間の最小値を必要とします。 35子犬はまた、加熱ランプの下または加熱パッド上で直接試験する必要があります。子犬若く、より少ないことができ、それらはthermoregulateすることができます。 36このような理由から、仔15を与えられていますSそれぞれ、PD6にPD3に立ち直りと歩行を行うための30秒。重量が交絡因子を表すように36また、制御仔は、生まれたときに限定成長すべきではありません。等しい栄養および性別の表現を提供するために、10 - 同腹子も8に選別されるべきです。子犬が生まれていたら、母体の怠慢を防ぐために、ダムとの結合を形成するために、ラットのための一日を許可することが重要です。

子犬は一日にテストする必要がありますか2日前に、彼らは、外観の発症をキャプチャするために反射を取得します。実験モデルによっては、いくつかの変更が必要になることがあります。新生児マウスはラットよりもはるかに小さいです。したがって、使用される装置の大きさは、新生仔マウスの大きさに調整されなければなりません。いくつかのトラブルシューティングが必要になることもあります。異なる株と種が反射の発症のわずかに異なるタイミングを有することができます。 13本報告書では詳細なタイミングは、仕ありますPD3、4、6、10、12、及び14( 図3)から始まる新しい反射のテストロングエバンス仔にC、。実験的試験の前に自然な反射の進行を確立するために、3リットル - 研究者は2で反射テストを実行する必要があるかもしれません。収集されたデータに対して統計分析を行う際また、実験者は、ごみの偏りを防ぐために適切な技術を使用しなければなりません。同腹仔からしたがってリターは、n = 1、ない個々の子犬を表し、互いに同様に実行する傾向があります。 32、33

より複雑な行動試験は、これらの年齢では不可能であるため、それは、新生児げっ歯類のために利用できる唯一の検査であるため、神経反射神経をテストすることが重要です。他の対策は、重量および物理的な外観のほかに、この早い時期に用意されていません。ここに提供された方法は、このようにサポートし、いくつかの研究者によって使用されています特に他の行動試験は実現できない、若いげっ歯類では、神経反射テストの使用。 13、14、29、30、31、37、38これらの試験は、ヒトの乳児で実施反射試験に平行例えば脳性麻痺などの神経発達障害を予測する、ニューラルネットワークの個体発生に関する追加情報を提供します。反射の出現は、神経系の成熟を反映し、離乳前の期間中に特定の時間の間に起こります。 39このプロトコルの制限はない全ての実験モデルは、リフレックス試験に供することができることです。げっ歯類は、その生後発達が反射開発の発症を取り込むの利点を提供するように、未熟生まれています。他の動物モデルなど子羊として成熟生まれ、リフレックステストのいくつかは、このモデルには適用されないように、異なったげっ歯類から開発されています。また、リフレックステストは、認知や行動異常の直接の尺度ではない、そしてどんな観測された異常が一時的または永続的であるかどうかは不明です。

反射神経に加えて、行動試験は古い年齢で補完的な分析のために行うことができます。異常な反射遅延は常に神経発達障害につながらないので、これは重要です。 2、40のテストは通常、げっ歯類が認知および運動のタスクを実行することができたときにPD21(離乳の日)に開始投与されます。これらのテストは、ボットロータロッドに限定されるものではなく、モリス水迷路、および高架式十字迷路が含まれます。簡潔には、ロータロッド試験は、一定期間またはげっ歯類なるまでロッドにその性能を回転ロッドにげっ歯類を配置し、そして記録することによって行われます。オフ。このテストは、運動学習や強度、ならびに基底核や小脳などの脳構造の整合性を評価します。 41モリス水迷路は、乳白色の水のプールでげっ歯類を配置し、そしてそれが水没プラットフォームを見つけるために、げっ歯類のにかかる時間を記録する構成されています。キューは常にプラットフォーム上同じキューでプールの各象限の上に配置することができます。これは、海馬媒介空間学習と記憶の他者中心の形対自己中心的な調べ。 42高架式十字迷路試験は、恐怖と不安、ならびに固有探索行動。齧歯類は、地上の上昇、4本のアームの中心に配置された二つは、密閉および開放2つです。 43げっ歯類の回避及び探索行動は、(各アームで費やした時間として評価)が記録されます。 43これらの追加のテストは、ように研究者をできるように、感覚や認知機能を調べます侮辱は大人になって続く、またはそれが一時的であるかどうかかどうかのSES。

発達遅延が予測され、および補足行動試験は、その後の人生における障害の存在のための補完的な証拠を提供するために必要とされます。また、制御応答が前にこれらの条件にもかかわらず、歪みや種の違い、遺伝的変化、薬剤投与などで実験に最適化されなければならない、記載されている技術が急速に学習され、簡単に習得し、安価な、との開発に関する重要な情報を提供神経系。彼らは成熟した行動のタスクを実行することができないときの年齢で子犬における神経系の個体発生および成熟を評価する機会を提供します。さらに、ヒトの乳児は、しばしば発達反射検査を受け、これにより、げっ歯類のリフレックステストは、翻訳可能の手段を提供します。結論として、この異常の予備的スクリーニングのための優れた方法であります認知と行動の後の捜査につながることができます新生児における神経発達。

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Disclosures

著者は、開示することは何もありません。

Acknowledgments

著者は、(優秀のナショナルセンター)NeuroDevNetを含め、当社の資金調達機関、ALVA財団、女性と子供の健康研究所、アルバータ大学に感謝したいです。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Breeding
Transfer pipettes Fisherbrand 12-711-9AM Used for vaginal flushes.
Sterile Saline Hospira 7983254 The solution used to collect cells during vaginal flushes.
400 µL Microcentrifuge tubes Fisherbrand 05-408-120 Used to hold the saline solution.
Light microscope Leica Leica ATC 2000 For observation of the saline solution. Can be any light microscope used in the lab.
Slides Fisherbrand 12-552-5 The saline solution is placed on the slide. Can be any slides used in the lab.
Coverslips Fisherbrand 12-545-F To coverslip the slides. Can use any coverslips used in the lab.
Dietary  Supplementation
Broccoli Sprouts seeds Mumm's Sprouting Seeds Broccoli sprouts seeds are ordered and grown in the lab.
Countertop Seed Sprouter Box Mumm's Sprouting Seeds A box is used to germinate and grow the seeds prior to harvest.
250 mL beaker The beaker is used to soak the seed. Any size beaker that would fit can be used.
Maternal Inflammation
Lipoplysaccharide (LPS) Sigma L3129 The endotoxin used to mimic maternal inflammation.
1 mL Syringe BD Syringe 309659 Used to inject the pregnant rat.
Gauge (30 G x 1/2) BD PrecisionGlide Needle 305106 Use the smallest needle to avoid pain and discomfort.
Sterile Saline (0.9% Sodium Chloride, USP) Hospira Saline is used to dissolve LPS.
Weights
Scale Denver Instrument For recording the weights. Can be any scale with 2 decimal places used in the lab.
Neurodevelopmental Reflexes
Thin blunt rod Can be a paperclip or toothpick. This is for forelimb and hindlimb grasping.
Round filter paper Whatman 1001 150 15 cm diameter paper used for gait analysis.
Timer Fisher Scientific 06-662-51 For timing the time allocated to righting and gait.
Blunt surface Can be an edge of a table. This is for hindlimb placing and cliff avoidance.
Foam landing For when the pups perform accelerated righting.
Video recorder Sony VCT-D580RM To record all reflexes tested. Must be able to record at 1/1,000 fps
Bell For auditory startle. 
Heat lamp or pad To maintain the body temperature of the pups underoing examination.

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References

  1. Farber, J. M., Shapiro, B. K., Palmer, F. B., Capute, A. J. The diagnostic value of the neurodevelopmental examination. Clin Pediatr (Phila. 24 (7), 367-372 (1985).
  2. Zafeiriou, D. I. Primitive reflexes and postural reactions in the neurodevelopmental examination). Pediatr. Neurol. 31 (1), 1-8 (2004).
  3. Clancy, B., Finlay, B. L., Darlington, R. B., Anand, K. J. S. Extrapolating brain development from experimental species to humans. Neurotoxicology. 28 (5), 931-937 (2007).
  4. Dobbing, J., Sands, J. Comparative aspects of the brain growth spurt. Early Hum. Dev. 3 (1), 79-83 (1979).
  5. Semple, B. D., Blomgren, K., Gimlin, K., Ferriero, D. M., Noble-Haeusslein, L. J. Brain development in rodents and humans: Identifying benchmarks of maturation and vulnerability to injury across species. Prog. Neurobiol. , (2013).
  6. Dobbing, J., Sands, J. Quantitative growth and development of human brain. Arch. Dis. Child. 48 (10), 757-767 (1973).
  7. Tucker, A. M., Aquilina, K., Chakkarapani, E., Hobbs, C. E., Thoresen, M. Development of amplitude-integrated electroencephalography and interburst interval in the rat. Pediatr. Res. 65 (1), 62-66 (2009).
  8. Dean, J. M., et al. Strain-specific differences in perinatal rodent oligodendrocyte lineage progression and its correlation with. Dev. Neurosci. 33 (3-4), 251-260 (2011).
  9. Back, S. A., Riddle, A., McClure, M. M. Maturation-dependent vulnerability of perinatal white matter in premature birth. Stroke. 38, 724-730 (2007).
  10. Back, S. A., et al. Late oligodendrocyte progenitors coincide with the developmental window of vulnerability for human perinatal white matter injury. J. Neurosci. 21 (4), 1302-1312 (2001).
  11. Downes, N., Mullins, P. The development of myelin in the brain of the juvenile rat. Toxicol. Pathol. 42 (5), 913-922 (2014).
  12. Jakovcevski, I., Filipovic, R., Mo, Z., Rakic, S., Zecevic, N. Oligodendrocyte development and the onset of myelination in the human fetal brain. Front. Neuroanat. 3 (5), (2009).
  13. Fox, W. M. Reflex-ontogeny and behavioural development of the mouse. Anim. Behav. 13 (2), 234-241 (1965).
  14. Lubics, A., et al. Neurological reflexes and early motor behavior in rats subjected to neonatal hypoxic-ischemic injury. Behav. Brain Res. 157 (1), 157-165 (2005).
  15. Futagi, Y., Toribe, Y., Suzuki, Y. The grasp reflex and moro reflex in infants: hierarchy of primitive reflex responses. Int. J. Pediatr. , 191562 (2012).
  16. Hashimoto, R., Tanaka, Y. Contribution of the supplementary motor area and anterior cingulate gyrus to pathological grasping phenomena. Eur. Neurol. 40 (3), 151-158 (1998).
  17. Isaza Jaramillo, S. P., et al. Accuracy of the Babinski sign in the identification of pyramidal tract dysfunction. J. Neurol. Sci. 343 (1-2), 66-68 (2014).
  18. Donatelle, J. M. Growth of the corticospinal tract and the development of placing reactions in the postnatal rat. J. Comp. Neurol. 175 (2), 207-231 (1977).
  19. Palanza, P., Parmigiani, S., vom Saal, F. S. Effects of Prenatal Exposure to Low Doses of Diethylstilbestrol, o,p'DDT and Methoxychlor on Postnatal Growth and Neurobehavioral Development in Male and Female Mice. Horm. Behav. 40 (2), 252-265 (2001).
  20. Pantaleoni, G. C., et al. Effects of maternal exposure to polychlorobiphenyls (PCBs) on F1 generation behavior in the rat. Fundam. Appl. Toxicol. 11 (3), 440-449 (1988).
  21. Yeomans, J. S., Frankland, P. W. The acoustic startle reflex: neurons and connections. Brain Res. Rev. 21 (3), 301-314 (1995).
  22. Vinay, L., Brocard, F., Clarac, F. Differential maturation of motoneurons innervating ankle flexor and extensor muscles in the neonatal rat. Eur. J. Neurosci. 12 (12), 4562-4566 (2000).
  23. Geisler, H. C., Westerga, J., Gramsbergen, A. Development of posture in the rat. Acta Neurobiol. Exp.(Wars. 53 (4), 517-523 (1993).
  24. Heinen, K., et al. Gabaa receptor maturation in relation to eye opening in the rat visual cortex). Neuroscience. 124 (1), 161-171 (2004).
  25. Whishaw, I. Q., Gorny, B., Foroud, A., Kleim, J. A. Long-Evans and Sprague-Dawley rats have similar skilled reaching success and limb representations in motor cortex but different movements: some cautionary insights into the selection of rat strains for neurobiological motor research. Behav. Brain Res. 145 (1-2), 221-232 (2003).
  26. Prusky, G. T., Harker, K. T., Douglas, R. M., Whishaw, I. Q. Variation in visual acuity within pigmented, and between pigmented and albino rat strains. Behav. Brain Res. 136 (2), 339-348 (2002).
  27. Wu, L., et al. Dietary approach to attenuate oxidative stress, hypertension, and inflammation in the cardiovascular system. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101 (18), 7094-7099 (2004).
  28. Machholz, E., Mulder, G., Ruiz, C., Corning, B. F., Pritchett-Corning, K. R. Manual restraint and common compound administration routes in mice and. J. Vis. Exp. (67), (2012).
  29. Rousset, C. I., et al. Maternal exposure to lipopolysaccharide leads to transient motor dysfunction in neonatal rats. Dev. Neurosci. 35 (2-3), 172-181 (2013).
  30. Nguyen, A. T., Bahry, A. M. A., Shen, K. Q., Armstrong, E. A., Yager, J. Y. Consumption of broccoli sprouts during late gestation and lactation confers protection against developmental delay induced by maternal inflammation. Behav. Brain Res. 307, 239-249 (2016).
  31. Black, A. M., Armstrong, E. A., Scott, O., Juurlink, B. J., Yager, J. Y. Broccoli sprout supplementation during pregnancy prevents brain injury in the newborn rat following placental insufficiency. Behav. Brain Res. 291, 289-298 (2015).
  32. Wainwright, P. E. Issues of design and analysis relating to the use of multiparous species in developmental nutritional studies. J. Nutr. 128 (3), 661-663 (1998).
  33. Lazic, S. E., Essioux, L. Improving basic and translational science by accounting for litter-to-litter variation in animal models. BMC Neurosci. 14, 14-37 (2013).
  34. Sergio, D. P., Sanchez, S., Ruben, V. R., Ana, B. R., Barriga, C. Changes in behaviour and in the circadian rhythms of melatonin and corticosterone in rats subjected to a forced-swimming test. J Appl Biomed. 1 (47), (2005).
  35. Castelhano-Carlos, M., Baumans, V. The impact of light, noise, cage cleaning and in-house transport on welfare and stress of laboratory rats. Lab. Anim. 43 (4), 311-327 (2009).
  36. Zimmerberg, B., Ballard, G. A., Riley, E. P. The development of thermoregulation after prenatal exposure to alcohol in rats. Psychopharmacology (Berl. 91 (4), 479-484 (1987).
  37. Fan, L. W., et al. Hypoxia-ischemia induced neurological dysfunction and brain injury in the neonatal rat). Behav. Brain Res. 165 (1), 80-90 (2005).
  38. Smart, J. L., Dobbing, J. Vulnerability of developing brain. VI. Relative effects of foetal and early postnatal undernutrition on reflex ontogeny and development of behaviour in the rat. Brain Res. 33 (2), 303-314 (1971).
  39. Fox, M. W. Neuro-Behavioral ontogeny: A synthesis of ethological and neurophysiological concepts. Brain Res. 2 (1), 3-20 (1966).
  40. Piper, M. C., Mazer, B., Silver, K. M., Ramsay, M. Resolution of neurological symptoms in high-risk infants during the first two years of life. Dev. Med. Child Neurol. 30 (1), 26-35 (1988).
  41. Shiotsuki, H., et al. A rotarod test for evaluation of motor skill learning. J. Neurosci. Methods. 189 (2), 180-185 (2010).
  42. Vorhees, C. V., Williams, M. T. Morris water maze: procedures for assessing spatial and related forms of learning and memory. Nat. Protoc. 1 (2), 848-858 (2006).
  43. Walf, A. A., Frye, C. A. The use of the elevated plus maze as an assay of anxiety-related behavior in rodents. Nat. Protoc. 2 (2), 322-328 (2007).

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行動、問題122、神経反射神経、新生児ラット、新生児検査、発達障害、炎症、脳性麻痺
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Nguyen, A. T., Armstrong, E. A., Yager, J. Y. Neurodevelopmental Reflex Testing in Neonatal Rat Pups. J. Vis. Exp. (122), e55261, doi:10.3791/55261 (2017).

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