このプロトコルは、チューブテストを使用してげっ歯類の社会的優位性を評価するための行動アッセイについて説明しています。社会的支配は時間の経過とともに安定しており、発達障害および神経障害のいくつかのモデルは、堅牢な社会的支配異常を示しています。したがって、チューブテストは、メカニズム研究や前臨床治療スクリーニングの便利な結果尺度として機能します。
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このプロトコルは、チューブテストを使用してげっ歯類の社会的優位性を評価するための行動アッセイについて説明しています。社会的支配は時間の経過とともに安定しており、発達障害および神経障害のいくつかのモデルは、堅牢な社会的支配異常を示しています。したがって、チューブテストは、メカニズム研究や前臨床治療スクリーニングの便利な結果尺度として機能します。
社会的優位性は、神経発達疾患および神経変性疾患において変化し、これらの疾患の前臨床研究において有用な結果尺度として機能します。チューブテストは、高価な機器を必要としない社会的優位性を評価するための簡単な行動アッセイです。このテストでは、2匹のマウスが透明なプラスチックチューブの反対側の端に入り、中央で出会った後、1匹(支配的でない方)が後退する必要があります。チューブテストは、オスマウスとメスマウスの両方に使用でき、研究者のニーズに合わせていくつかの適応可能なパラメータが含まれています。マウスは、社会的優位性の指標を提供するために、複数のユニークな対戦相手に対してテストすることができます。チューブ検査における社会的優位性は、反復検査にわたって安定しており、他の社会的アッセイの性能と相関しています。さらに、このテストはケージメイト間で実施して、ケージ内の社会的支配階層を評価することができます。チューブ試験は、実験的介入の前後に縦断的な試験を可能にするため、前臨床治療研究に特に有用です。したがって、これは、メカニズム研究および前臨床治療スクリーニングのための便利な結果尺度として機能します。
社会的行動の混乱は、発達障害、精神障害、神経変性疾患など、多くの人間の障害の特徴です1,2。マウスモデルは、これらの疾患の病因に関する洞察を得て、治療薬の前臨床試験のためのプラットフォームを提供するために使用されます。しかし、マウスの社会的行動に関する多くのアッセイは、実行に時間がかかり、分析には高価な機器やビデオ追跡ソフトウェアが必要であり、または主観的なスコアリングアルゴリズムを備えています。対照的に、社会的優位性のためのチューブテストは、迅速かつ簡単に実行でき、特別な機器やビデオ追跡は必要ありません。このアッセイの結果は二値の勝ち負けであるため、結果の解釈が簡単になります。
社会的優位性のチューブテストは、マウスの社会的優位性を評価するためにLindzeyらによって開発されました3。その開発以来、チューブテストは、ケージ内の社会的支配階層を評価する方法としても確立されてきました4。チューブテストの表現型は、雄マウスの理髪、報酬競争、尿作りなど、社会的優位性の他の尺度と相関しています5。しかし、チューブテストの結果はまちまちで、食物や水へのアクセスをめぐる競争や攻撃性との相関関係もあります3,6,7。重要なことに、チューブテストの表現型は、3チャンバー社交性などの他の社会的表現型と相関しています8,9。
チューブテストの利点は、その解剖学的構造が明確に定義されているため、自閉症スペクトラム障害や前頭側頭型認知症などの社会的欠損を特徴とする他の疾患のモデルを含むさまざまなマウスモデルで特に有用であることです8,9,10,11,12,13,14,15,16 .内側前頭前野(mPFC)は、マウスチューブ試験行動の重要なメディエーターです6。Wangらは、mPFCの活動がマウスの社会的優位性を促進することを示し6、より最近のデータでは、前縁系および前帯状皮質への中視床入力が社会的優位性を促進することを示すことで、この洞察を洗練させています17。チューブ試験の社会的優位性、樹状突起樹状突起、樹状突起スパイン、グルタミン酸受容体、および/またはニューロンの興奮性におけるmPFCの重要な役割と一致して、mPFCは、自閉症スペクトラム障害15,18、前頭側頭型認知症8,19、慢性ストレス20、および社会的孤立21のげっ歯類モデルにおけるチューブ試験の異常と関連しています。
チューブ試験のもう一つの重要な利点は、治療的介入の前後に社会的優位性を試験する能力であり、チューブ試験におけるマウスの社会的優位性は経時的に安定しており、実験的介入の前後の両方で繰り返し試験を行うことができる6,8,22,23。その一例が、ハプロ不全疾患であるプログラニュリン(GRN)変異による前頭側頭型認知症のプログラニュリンヘテロ接合体(Grn+/-)マウスモデルです。プログラニュリンヘテロ接合型マウスは、社会的優位性の欠損を有する8.このチューブ試験の欠損は、AAV-プログラニュリン遺伝子治療22、またはプログラニュリン分解を減少させるように設計された抗ソルチリン抗体の投与23のいずれかでプログラニュリンを回復させることによって元に戻すことができる。これらの例は、認知症関連研究の前臨床試験の設計におけるチューブテストの有用性を示しています。
このプロトコルは、非カジェメート間でチューブテストを実行して実験グループ間の違いを評価し、カジェメート間でケージ内の社会的優位性階層を評価するための基本的な方法を提供します。
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すべての実験手順は、アラバマ大学バーミンガム校の動物管理・使用委員会によって承認され、実験動物管理の評価と認定のための協会(AAALAC)に従って実施されました。プログラニュリンヘテロ接合体マウスを作製し、前述した9と同様にC57BL/6Jバックグラウンド上に交配した。この研究に使用したマウスは、少なくとも12世代にわたってC57BL/6Jバックグラウンドに戻し交配されていました。サンプルデータには、生後9〜16か月のマウスを使用しました。この研究では、男性と女性の両方が使用されました。マウスを12:12の明暗サイクルに保ち、06:00にライトをオンにし、すべてのテストを明光フェーズで実施しました。マウスは、すべての実験を通じて、餌と水 を自由に摂取することができました 。試薬や使用した機器の詳細は、 資料表に記載されています。
1.チューブテストマッチの設計
2.チューブの選択
注:通常、チューブテストは、PVC製の市販の透明プラスチックチューブを使用して実行されます( 材料の表を参照)。このプロトコルはマウス用に最適化されていますが、ラット、ハタネズミ、ハムスターなどの他のげっ歯類モデルにも適用できることに注意することが重要です2。
3. 試験場所
4. 慣れ
5.標準チューブテスト
注:(オプション)チューブテストに不慣れな研究者は、マウスの別の非実験グループを使用してマウスをチューブに入れる練習をしたいと思うかもしれません。研究者は、マウスをチューブに入れる練習をすることがよくあります。経験豊富な研究者は、テストを受けるマウスのストレスを軽減します。マウスをチューブに入れる方法の詳細は、ステップ5.3で説明します。
6. 社会的支配階層を評価するためのケージ内チューブ試験
注:マウスは安定した社会的支配階層を形成し、ケージ内のすべてのマウスのラウンドロビンチューブテストによって明らかにすることができます4,6。オスマウスとメスマウスの両方がこれらの階層を形成します8。社会的支配階層は、少なくとも5匹のマウスを含むケージで最もよく評価されます。
7. チューブ検査を前臨床治療スクリーニングに活用する
注:多くのマウスモデルにおける社会的優性表現型の堅牢性と安定性、およびチューブ試験の実施の容易さにより、チューブ試験は治療戦略の前臨床試験に有用なパラダイムとなっています。このため、チューブ試験は、試験を連続して行うことができるため、動物内設計を使用して行うことができます。また、薬物とのクロスオーバー設計を行い、その後制御することも、またはその逆も可能です。チューブ試験は、以前にGrn +/-マウス22,23のプログラニュリンブースト療法を評価するために使用されており、このマウスモデルでは社会的優位性の表現型が可逆的であることを示しました。以下の議論を明確にするために、マウスは「コントロール」(野生型、非トランスジェニックなど)または「モデル」(ノックアウト、トランスジェニックなど)として記述され、実験的介入は「ビヒクル」または「治療」(治療的介入)のいずれかとして記述されます。マウスは以下では「コントロール」および「モデル」と呼ばれますが、これらのグループのそれぞれに同腹仔を使用するのが理想的です。
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チューブ試験は、プログラニュリン変異による前頭側頭型認知症のマウスモデルであるGrn+/- マウス8,9,22,23,25で広く使用されています。これらのマウスは、生後9ヶ月までに低い社会的支配力を示す(図2A-D)8。高齢のGrn+/-マウスの低い社会的優位表現型は、繰り返しの試験を通じて安定しており(図2A)
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社会的優位性のためのチューブテストは、研究者が主要な結果の尺度として、またはマウスモデルにおける一連の行動テストの一部として有用であると感じる可能性のある、簡単に採用され、迅速に実行されるアッセイを提供します。この記事では、見知らぬ人同士またはケージメイト間でチューブテストを実施するための基本的なプロトコルについて説明します。
研究者は、チューブテストの動作に影響を与える可能性のあるいくつかのパラメーターに注意する必要があります。これらすべてのパラメータについて、パイロット研究は、特定のマウスモデルへの影響を決定するために推奨されます。オスマウスとメスマウスの両方がチューブテストを実行できますが、一部のマウスモデルは社会的優位性表現型26の性差を示し、他のマウスモデルは示さないため、各性別のマウスは別々に分析する必要があります8,15,27,28。
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エリック・D・ロバーソンは、AGTCとLillyのコンサルタントを務め、Genentechからロイヤリティを受け取っています。
マウスの繁殖とコロニーの維持に協力してくださったJames Black氏とMiriam Roberson氏、チューブテストパイロットアッセイに協力してくださったAnthony Filiano氏とAlicia Hall氏、プログラニュリンノックアウトマウスを提供してくださったRobert Farese, Jr.氏に感謝します。この研究は、Consortium for FTD ResearchおよびBluefield Project to Cure FTD、National Institute of Neurological Disorders and Stroke(R01NS075487、P30NS047466、F32NS090678)、National Institute on Aging(P30AG086401、R00AG056597、K00AG068428)の支援を受けました。行動実験は、アラバマ大学バーミンガム校の動物行動評価コア施設で行われました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 動物の食事 | エンヴィーゴ | NIH-31ダイエット #7917 | 動物の食事 |
| クロルヘキシジン 2% 溶液 1GAL | パターソン獣医供給INC | 78924243 | チューブや表面の洗浄用 |
| エタノール 70% | ヴィオンバイオサイエンス | 4月VNEE0069CS日 | チューブや表面の洗浄用 |
| 生後9ヶ月>雄マウス用大型チューブ | ホームデポ | ストアSKU # 1000017942 | 1-7/8インチ外径 x 1-1/2 インチ内径 x 24 インチ透明PVCビニールチューブ |
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