14 dicembre 2014
L'obiettivo del protocollo qui presentato è descrivere le procedure per esporre i ratti a livelli moderati di alcol durante lo sviluppo cerebrale prenatale e quantificare le alterazioni risultanti nel comportamento sociale durante l'età adulta.
Esposizione moderata all'alcol prenatale e quantificazione del comportamento sociale nei ratti adulti. Questo video descrive un paradigma di esposizione prenatale all'alcol seguito dalla quantificazione del comportamento sociale in età adulta. Tutte le procedure descritte in questo video sono state approvate dal Comitato Istituzionale per la Cura e l'Uso degli Animali del Centro di Scienze della Salute e il campus principale dell'Università del New Mexico inizia con l'ottenimento di ratti femmine adulte di età compresa tra le sei e le sette settimane di età che pesano in media da 125 a 150 grammi e di allevatori di ratti maschi comprovati.
In genere 12 settimane di età consentono agli animali di acclimatarsi al loro nuovo ambiente di stabulazione. Nel complesso, la sequenza temporale dell'esposizione prenatale all'alcol include un periodo di pre-esposizione di due settimane, un periodo di riproduzione in cui gli animali non hanno accesso all'alcol e il periodo di esposizione prenatale, che si svolge durante la gestazione. I dettagli di ogni fase sono i seguenti.
Al fine di valutare i livelli di consumo pre-gravidanza, le femmine di ratto consumano volontariamente acqua saccarina contenente concentrazioni di alcol sempre più elevate per un periodo di due settimane. La funzione di questa valutazione è quella di identificare i ratti che bevono ai livelli desiderati per le fasi successive del protocollo di bere. Questo aspetto del paradigma di esposizione all'alcol garantisce anche che tutte le femmine di ratto abbiano sperimentato il consumo di alcol prima della gravidanza.
Prepara i tubi per bere raccogliendo le seguenti provviste. Sale sodico di saccarina, idrato, etanolo a prova 190, tubi per bere in vetro perlato, gomma naturale bianca, un foro numero quattro tappi, tubi piegati da un pollice con una punta a sfera e righelli di carta preparare una soluzione di gambo di acqua di saccarina allo 0,066% disciolta in acqua di rubinetto. Utilizzare una parte dell'acqua di saccarina allo 0,066% per preparare una soluzione madre di saccarina contenente il 2,5% di etanolo e una parte per preparare una soluzione madre contenente il 5% di etanolo.
Prepara i tubi per bere fissando un righello di carta su un tubo. Riempi il tubo fino al segno di 20 millimetri con la soluzione corretta per la giornata. Assicurati di ottenere il peso corporeo di base per ogni femmina di ratto, le sessioni di bevute si svolgono per quattro ore al giorno, a partire da un'ora dopo l'inizio del ciclo di buio.
Il primo e il secondo giorno, le femmine avranno accesso all'acqua saccarina allo 0,066%. Il terzo e il quarto giorno, le femmine avranno accesso alla soluzione SAC contenente il 2,5% di etanolo. A partire dal quinto giorno, le femmine avranno accesso alla soluzione SAC contenente sessioni di consumo di etanolo al 5% che coinvolgono la soluzione di etanolo al 5%.
Continua fino al completamento della fase di consumo pre-gravidanza. Cibo e acqua del rubinetto sono disponibili durante tutte le sessioni di bevute. Al termine della sessione di bevute di quattro ore, quantificare il peso della soluzione di etanolo consumata per chilogrammo di peso corporeo.
Al termine della fase di assunzione di alcol prima della gravidanza, calcolare il consumo medio di etanolo e la deviazione standard per l'intero gruppo e rimuovere i ratti per i quali il consumo medio è uno. Deviazione standard o superiore. Sopra o sotto la media del gruppo.
Assegnare i ratti rimanenti al controllo della saccarina o alle condizioni di esposizione prenatale all'etanolo. Abbina il più possibile i livelli di consumo pre-gravidanza. Per i due gruppi, abbina ogni ratto femmina con un riproduttore maschio provato.
Le femmine di ratto non consumano alcol durante la fase riproduttiva. Quando la gravidanza è confermata dalla presenza di un tappo vaginale, pesare la femmina di ratto e Hauser individualmente a partire dal primo giorno gestazionale. Fornire soluzioni di alcol o saccarina in base al compito del gruppo.
Per quattro ore al giorno, consenti l'accesso al cibo e all'acqua del rubinetto durante le sessioni di bevute. Continua le sessioni quotidiane di bevute per tutta la durata della gravidanza. Quantificare il consumo di alcol ogni giorno e pesare le dighe dei ratti settimanalmente.
Interrompere le procedure di esposizione all'alcol quando nasce la prole. Designare il giorno di nascita come postnatale. Giorno zero.
Chiama la cucciolata a 10 cuccioli intorno al secondo o terzo giorno postnatale e registra il peso dei cuccioli. Svezzare gli animali approssimativamente al giorno 21-24 dopo la nascita e alloggiarli in coppie dello stesso sesso con un animale per la stessa condizione di trattamento prenatale. Non utilizzare più di uno o due ratti per ogni cucciolata per esperimento per limitare i potenziali effetti della lettiera.
Quantificazione del comportamento sociale in età adulta. Procurati tutti i materiali e le attrezzature necessarie. Utilizziamo una camera costruita su misura, lunga 95 centimetri, larga 47 centimetri e alta 43 centimetri
.La camera è costruita in materiale plastico composito che si pulisce e disinfetta facilmente e ha una parte anteriore in plastica trasparente e una parte superiore aperta. Il pavimento e le pareti laterali sono rivestiti in plastica per facilitare la pulizia. La parete interna posteriore è rivestita con piastrelle a specchio per facilitare l'analisi.
I materiali aggiuntivi necessari includono le seguenti videocamere in grado di registrare in condizioni di scarsa illuminazione o di assenza di luce. Idealmente, la fotocamera dovrebbe avere un'alta risoluzione nello spettro infrarosso, illuminatori a infrarossi, che sono posizionati attorno all'apparato per migliorare l'illuminazione dell'apparato. Nella registrazione video trucioli di sabbia da laboratorio, una spazzola e una paletta per la polvere per pulire l'apparecchio tra una sessione e l'altra e alcol isopropilico al 70% per eliminare gli odori di ratto tra una sessione e l'altra.
Per la misurazione in età adulta, i ratti hanno almeno 90 giorni di età quando inizia questa fase dell'esperimento per tre giorni consecutivi, un animale e il suo compagno di gabbia vengono posti nell'apparecchio per 30 minuti per acclimatarsi all'apparato. Prima di ogni sessione, tutti i trucioli di legno vengono rimossi. L'apparecchio viene pulito con alcol isopropilico e vengono forniti trucioli di legno freschi, pulire e disinfettare l'apparecchio con un detergente appropriato.
Se necessario, i trucioli di legno devono coprire interamente il fondo dell'apparecchio. Durante la sessione di acclimatamento, tutte le luci della stanza vengono spente al termine della terza sessione di acclimatazione. Alloggia gli animali individualmente in nuove gabbie con trucioli di legno freschi, cibo e acqua.
L'interazione sociale viene registrata il giorno successivo, 24 ore dopo che gli animali sono stati separati al fine di valutare il comportamento sociale, iniziare con la pulizia dell'apparato e la sostituzione dei trucioli di legno. Posiziona una o più telecamere per registrare l'interazione. Nel nostro laboratorio, utilizziamo le caratteristiche uniche dei modelli di pelliccia come un modo per identificare le alternative dei singoli animali per la marcatura degli animali sono descritte nel testo al termine delle riprese dell'interazione sociale, identificare i comportamenti di interesse nel nostro laboratorio.
Abbiamo quantificato i comportamenti diretti dai partner e altri comportamenti diretti verso l'ambiente. Nei nostri studi precedenti, il wrestling e altre misure di indagine sociale come l'anale, lo sniffing genitale o l'alleg grooming hanno distinto in modo affidabile gli animali esposti all'etanolo dagli animali esposti al sacco. Nei video clip seguenti vengono mostrati esempi di ogni comportamento di interesse.
La lotta si verifica quando uno o entrambi gli animali sono impegnati nel tentativo di balzare sul partner e spesso si traduce in un membro della coppia che blocca l'altro animale su un fianco o sulla schiena. Il wrestling è spesso preceduto dall'inseguimento e può anche essere preceduto da altri comportamenti come la boxe, l'attraversamento e l'annusare i genitali. Il rivestimento dei comportamenti termina quando gli animali si separano.
Occasionalmente, gli animali si impegnano rapidamente in un altro incontro di lotta se gli animali si sono chiaramente separati l'uno dall'altro. Il secondo incontro sarebbe stato rivestito come un'istanza separata. Poiché la lotta richiede la partecipazione di entrambi gli animali dalla pera, le misure dovrebbero essere equivalenti per la pera quando si riveste.
Potresti anche voler notare quali animali hanno finito per essere bloccati rispetto a quelli che sono stati inchiodati, così come quale animale si è impegnato nell'inseguimento e nel balzo. Può anche essere utile codificare separatamente i comportamenti che comprendono gli incontri di wrestling. Se è necessaria un'analisi a grana più fine nel pugilato, entrambi gli animali si impennano sugli arti posteriori e si spingono l'un l'altro con le quattro zampe.
Negli episodi di attraversamento sopra o sotto, un animale si arrampica deliberatamente sopra o si tuffa sotto il partner. In questo comportamento, un animale annusa la regione genitale anale del partner. Una funzione dello sniffing genitale anale è l'identificazione.
L'annusare il corpo si riferisce ad altri sniffing del corpo del partner ed è spesso diretto verso il lato o il fianco del partner. La toelettatura degli animali è la toelettatura del partner alle. La toelettatura è in genere diretta verso la nuca e la zona della testa.
Nell'allevamento l'animale sale sugli arti posteriori in modo simile all'allevamento, scavare e annusare nella lettiera è un comportamento comune diretto all'ambiente che fornisce una misura del comportamento diretto verso il substrato utilizzato nell'apparato per la codifica e la quantificazione dei comportamenti, utilizziamo un programma MATLAB personalizzato sviluppato nel nostro laboratorio. Le caratteristiche principali di questo programma sono la riproduzione di video a velocità variabile, i pulsanti di commutazione associati a ciascun comportamento di interesse per il quale lo stato on o off indica la presenza o l'assenza del comportamento, la codifica temporale automatica dell'inizio e dell'offset di ciascun comportamento e l'output dei dati, compresa la durata totale, la frequenza e la latenza alla prima istanza di ciascun comportamento Dopo che la codifica è stata completata per tutti gli animali, I dati risultanti sulla durata, la frequenza e la latenza vengono analizzati con un pacchetto statistico. Nell'esempio mostrato qui, puoi vedere che la frequenza, la durata e la latenza alla prima istanza di wrestling, così come la durata dell'annusare genitale anale, differivano significativamente tra gli animali esposti alla saccarina e all'etanolo.
Altre misure comportamentali non distinguevano tra i gruppi. I metodi presentati in questo video hanno semplificato il processo di analisi del comportamento sociale, seguendo l'esposizione prenatale all'etanolo in un protocollo semplice ed efficiente. Oltre all'utilità di questo approccio per distinguere i ratti che sono stati esposti a livelli moderati di etanolo durante lo sviluppo prenatale da animali non esposti, questi metodi potrebbero essere facilmente adattati per la valutazione di altri protocolli di esposizione all'etanolo, comprese le variazioni nei tempi, nella dose, nella durata e nell'età al momento dell'analisi comportamentale.
Inoltre, i comportamenti specifici quantificati durante l'analisi possono essere adattati per catturare i principali effetti dell'esposizione all'etanolo nelle varie fasi di sviluppo.
Visualizza la trascrizione completa e accedi a migliaia di video scientifici
Questo articolo presenta un protocollo per l'esposizione di ratti a livelli moderati di alcol durante lo sviluppo cerebrale prenatale. Inoltre descrive la quantificazione delle alterazioni comportamentali sociali risultanti nell'età adulta.
La valutazione quantitativa del comportamento sociale in ratti adulti dopo un'esposizione moderata all'alcol durante il periodo prenatale fornisce un modello preclinico solido per lo studio dei meccanismi neurosviluppali alla base dei Disturbi dello Spettro Alcolico Fetale (FASDs). Questo approccio consente un allineamento traslazionale tra i fenotipi comportamentali nei roditori e gli esiti neurosviluppali nell'uomo, sostenendo la previsione affidabile della validazione degli obiettivi e della riduzione del rischio meccanicistica nei portafogli di ricerca focalizzati sul sistema nervoso centrale. L'adattabilità del protocollo a diversi paradigmi di esposizione ne accresce il valore per le fasi iniziali della scoperta e per le linee di ricerca preclinica.
Questo protocollo si inserisce nel percorso dalla scoperta alla fase preclinica fornendo un modello comportamentale rilevante per la malattia, utile per la verifica delle ipotesi e la validazione degli obiettivi nella ricerca neurosviluppativa.