Name: バランスビームを用いてマウスにおける運動バランスとコーディネーションの評価 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-03-10T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 3 s
Description: 学ぶバランスビーム歩行アッセイを用いてマウスの運動協調性とバランスを評価する方法。脳損傷や遺伝的操作、薬理学的処置の効果を検出するのに有用な神経行動学的手法です。

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アンバーサウスウェルは、装置を設定し、その使用に作家を訓練した。資金は、NINDSからポールパターソンへの助成金によって提供されていました。

1。このプロトコルは、サウスウェルらのものに基づいています。ら （2009）とカーターら。ら （2001）。 <ol><li>ビーム装置では2つの極上の表の上部上記50センチメートルを休んで12ミリメートルまたは6 mmの幅の平らな面に1メートルの梁）で構成されています。ブラックボックスは、仕上げのポイントとして、梁の端に配置されます。 （合板と梁、極、およびボックスのための木の他のタイプはほとんどのハードウェアの店で見つけることができます）。ホームケージからネスティング材料は、仕上げのポイントにマウスを引き付けるためにブラックボックスに配置されます。ランプ（60ワットの電球付き）開始点の上に光を当てるために使用され、嫌悪刺激として機能している。タイマーとタイマーを停止80センチメートル少なくとも一つを開始0センチメートル一つ：センター80センチメートルを通過する時間は、2つのモーション検出器（Visopiaにより作製した）によって測定されます。ナイロンハンモックは、（ローカル生地の店から得ることができる）任意の滝を緩和するため、ビーム下に、〜7.5センチメートルテーブルトップの上に引き伸ばされている。ビデオカメラは、性能を記録するように三脚に設定されています。このデモで使用されている装置は、サイト上に建てられました。 </li><li>各条件には、少なくとも10匹のマウスのコホートは、このテストのために推奨されます。マウスは、12時間の明のグループ、可能な限り、（午前7時 - 午後7時）/暗サイクルとして飼育し、試験開始前に少なくとも2週間のための行動の施設で、そのケージに馴化されています。事前の訓練/試験へ約10分、マウスビーム装置を含んでいる部屋に移送することができます。 </li><li>トレーニングの日には、それぞれのマウスは、12 mmのビームを3回、その後6 mmのビームを3回交差させる。広い幅（すなわち、28ミリメートル）のビームが狭いものを越えることはないマウスには以上のマウスに使用できます。マウスは、梁の一端に配置され、もう一方の端（80 cm離れた）でエスケープボックスに交差するために必要な時間は、モーション検出器によって測定されます。タイマーは、中央80 cmを入力するマウスの鼻で開始し、動物が80cmの終わりに達したときに停止されます。つのビームでのトレーニングセッションの間に彼らのホームケージで10分間マウスの残り。このintertrial期間中に、別の3〜4マウスは、時間を効率的に使用するように訓練することができます。 C57BL / 6マウスは、通常、停止またはストールの最小限の量でビームを交差さ。しかし、彼らはストールを行う場合、盗聴または前方に進むことなく周囲を見回す、研究者はマウスは、つつい突っつい、または手袋をした指で後ろからそれを押すことで前進し続けるよう促す必要があります。マウスが金庫に配置したら、それらは次回の公判の前にある残りの部分に多少の時間（〜15秒）が許可されます。各トレーニングセッションの後、マウスは自分のホームケージに直接戻され、その住宅の部屋に戻って撮影。それらは過剰訓練とタスクと装置と余りに慣れている場合に注目すべきは、マウスは、より多くの遅延が生じる可能性があります。マウスは、まだトレーニングの2日後に正常に全体のビームを通過しない場合、一方で、訓練は、追加日間継続することができます。治療はマウスに適用される場合、パフォーマンスのベースラインの測定は、治療前に入手する必要があります。 </li><li>テストの日に、各ビームを交差させる回数が記録されます。マウスがビームに失速しなかったの二つの成功した試験は平均化されます。ビデオ録画は、滑りの細かい分析と他の観察可能な運動障害のために使用することができます。ビームの歩行を評価する別の方法はどのレートを"1"のスコアとしてビームを交差させることができないし、ビームの表面上に足部よりも少ないの両方で正常にビームを走査する能力、神経学的スコアリングシステムの1,2によってですとして2つの足のスリップ"7。"スリップは、ビームの上をオフに来て足として定義されています。このインデックス作成システムでは、"3"のスコアは、手足をドラッグしてビームを交差に相当することになる。つのトライアルでの得点1が再テストされていないことを動物。他のスコアに関係するビームの性能の説明はフィーニーら 、（1982）とカーターら 、（2001）に記載されています。 </li><li>梁とボックスは、マウスの糞を掃除して、次のビームが装置に配置される前、70％エタノール、次いで水で浸したタオルで拭いています。 </li></ol> 2。代表的な結果： <img src="/files/ftp_upload/2376/2376fig1.jpg" alt="図1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図1"> 図1 6ミリメートルと12ミリメートルのビームのオスとメスC57BL6の典型的なクロス倍。 9から11週齢C57BL/6-NCRL WTマウスのコホートは、トレーニングの2日後に、両方の梁上で試験した。 12mmのビームを交差するための平均時間は4.6 ± 0.4、男性のための秒（n = 14）および3.3 ±女性のための0.3秒（N = 11）であった。 6 mmのビームで時間は6.8 ± 0.7、男性のための秒（N = 13）および5.9 ±女性のための0.5秒（N = 10）（エラーはSEMとして報告されている）であった。

<ol><li>Feeney, D. M., Gonzalez, A., Law, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amphetamine%2C+haloperidol%2C+and+experience+interact+to+affect+rate+of+recovery+after+motor+cortex+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Amphetamine, haloperidol, and experience interact to affect rate of recovery after motor cortex injury.</a> Science. 217, 855-857 (1982).</li>
<li>Carter, R. J., Morton, J., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+coordination+and+balance+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Protoc+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Motor coordination and balance in rodents.</a> Curr Protoc Neurosci. Chapter 8, (2001).</li>
<li>Wallace, J. E., Krauter, E. E., Campbell, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+and+reflexive+behavior+in+the+aging+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Gerontol%22%5BJournal%5D)">Motor and reflexive behavior in the aging rat.</a> J Gerontol. 35, 364-370 (1980).</li>
<li>Brooks, S. P., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tests+to+assess+motor+phenotype+in+mice%3A+a+user%27s+guide%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Tests to assess motor phenotype in mice: a user's guide.</a> Nat Rev Neurosci. 10, 519-529 (2009).</li>
<li>Fox, G. B., Fan, L., Levasseur, R. A., Faden, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sustained+sensory%2Fmotor+and+cognitive+deficits+with+neuronal+apoptosis+following+controlled+cortical+impact+brain+injury+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Sustained sensory/motor and cognitive deficits with neuronal apoptosis following controlled cortical impact brain injury in the mouse.</a> J Neurotrauma. 15, 599-614 (1998).</li>
<li>Buccafusco, J. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBuccafusco%2C+JJ+%22Methods+of+behavioral+analysis+in+neuroscience%22">Methods of behavioral analysis in neuroscience</a>. , 2nd edn, CRC Press. (2009).</li>
<li>Southwell, A. L., Ko, J., Patterson, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrabody+gene+therapy+ameliorates+motor%2C+cognitive%2C+and+neuropathological+symptoms+in+multiple+mouse+models+of+Huntington%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Intrabody gene therapy ameliorates motor, cognitive, and neuropathological symptoms in multiple mouse models of Huntington's disease.</a> J Neurosci. 29, 13589-13602 (2009).</li>
<li>Carter, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+progressive+motor+deficits+in+mice+transgenic+for+the+human+Huntington%27s+disease+mutation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Characterization of progressive motor deficits in mice transgenic for the human Huntington's disease mutation.</a> J Neurosci. 19, 3248-3257 (1999).</li>
<li>Gulinello, M., Chen, F., Dobrenis, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+deficits+in+motor+coordination+and+cognitive+dysfunction+in+a+mouse+model+of+the+neurodegenerative+lysosomal+storage+disorder%2C+Sandhoff+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Early deficits in motor coordination and cognitive dysfunction in a mouse model of the neurodegenerative lysosomal storage disorder, Sandhoff disease.</a> Behav Brain Res. 193, 315-319 (2008).</li>
<li>Stanley, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mouse+beam+walking+assay+offers+improved+sensitivity+over+the+mouse+rotarod+in+determining+motor+coordination+deficits+induced+by+benzodiazepines%5BTitle%5D)+AND+%22J+Psychopharmacol%22%5BJournal%5D)">The mouse beam walking assay offers improved sensitivity over the mouse rotarod in determining motor coordination deficits induced by benzodiazepines.</a> J Psychopharmacol. 19, 221-227 (2005).</li>
</ol>

動物実験はカリフォルニア工科大学の動物実験使用委員会（IACUC）によって定められたガイドラインおよび規制に準拠して行った。

バランスビームの性能は、細かい調整とバランスの有用な尺度であり、先行研究によって実証されています。ビーム試験では、若者と高齢げっ歯類2,3,4で年齢による運動障害、中枢神経SYST`病変、および遺伝学的および薬理学的操作を検出することができます。皮質衝撃の病変を有するマウスは、しばしばビーム5,6に滑る対示す。ビームテストは、時間の経過とともに、野生型の運動能力（WT）とハンチントン病（HD）のマウスモデルを区別するために、治療7,8とHDマウスの改善を評価するために使用されています。運動障害はバランスビームの上で検出された別の遺伝的マウスモデルはサンドホフ病、リソソーム貯蔵障害9のマウスモデルが含まれています。ベンゾジアゼピンによって誘発される運動協調の​​障害を検出することで、ビームテストでは、ロータロッドよりも敏感だった。スタンレー（2005）は、ジアゼパムやロラゼパムによってわずか30％GABA（A）受容体の占有率がロータ10の赤字を70％以上の受容体占有率に比べてビームの運動障害を観察するために必要とされることを示した...

<ul><li>ビーム：1 mの、小規模、中規模、および大規模正方形と滑らかな木材（すなわち、6、12、および広い28ミリメートル）の細片断面</li><li>発生ビーム（〜1.5 cmの断面を、50センチの高さ）の開始セクションを保持するためのサポートスタンド</li><li>目標ボックス（各側に20 cm）のサポートスタンドにマウント（3センチメートル断面、50センチの高さ） </li><li>卓上上記ハンモック-〜7.5センチメートル</li><li> 60ワット（W）デスクランプ</li><li>ビデオカメラ、三脚、そして空白のビデオテープ</li><li>エタノール、ペーパータオル、洗剤</li></ul>

バランスビームを用いてマウスにおける運動バランスとコーディネーションの評価

Assessment of Motor Balance and Coordination in Mice using the Balance Beam

脳損傷、遺伝子操作、および薬理学的治療は、マウスの運動能力の変化をもたらすことができる。細かい運動神経とバランスがビーム徒歩アッセイによって評価することができる。このテストの目的は、直立滞在し、安全なプラットフォームへの上昇幅の狭いビームを歩いて渡るマウス用です。トレーニングとテストの1日の2日：このテストでは、連続3日間行われます。ビームでのパフォーマンスは、それがビームとプロセスで発生する足のスリップの数を通過するためにマウスにかかる時間を測定することによって定量される。ここでは、我々の研究室で使用されるプロトコル、およびC57BL / 6マウスのコホートから代表的な結果を報告する。このタスクでは、ロータロッドのような他のモーターのテストで検出されないことが運動能力とのバランスの微妙な赤字を検出するのに特に有用である。

細かい運動神経の赤字は、バランスのビーム試験により評価することができます。ビームの性能は、ビームが走査される速度と回数ビーム上のマウスの滑りによって定量化される。

脳損傷、遺伝子操作、および薬理学的治療は、マウスの運動スキルの変化を引き起こす可能性があります。精緻な運動協調および...

この手順の全体的な目的は、マウスの運動協調性とバランス能力を評価することです。最初のステップは、バランスビームを組み立て、ビーム通過の潜時を記録するためにモーションディテクターの位置を調整することです。訓練を開始するには、マウスをバランスビームの始点に置き、安全なプラットフォームまで渡らせます。動物をビームに沿って終点まで促す必要がある場合があります。10分間の試行間インターバル後、より高い感度を得るために、マウスをより幅の狭いビームで訓練しました。本手順の最終ステップは、訓練した動物を異なる幅のビームでテストすることです。最終的に、運動協調性とバランスの欠損を示す結果を得ることができます。こんにちは。私はカリフォルニア工科大学生物学部でMD PhD候補生をしているTim Luongです。私はカリフォルニア工科大学生物学部のポストドクターのHolly Carlisleです。本日は、バランスビーム試験を用いてマウスのバランス能力と運動協調性を評価する方法について説明します。ロータロッドなどの他の手法と比較したこの手法の主な利点は、バランスビーム試験の方が、運動協調性のわずかな欠損に対してもより感度が高い傾向にあることです。この手法は、特定の神経疾患モデルにおいて運動協調性やバランスが影響を受けるか、また、特定の治療によって運動機能欠損が改善されるかといった、行動科学分野における重要な問いに答えるのに役立ちます。本試験の目的は、マウスが停止や停滞することなく、また研究者による促しを受けることなく、ビームを渡りきるまでにかかる時間を測定することです。試験当日に正確な走行データを得るため、試験の2日前から2日間のトレーニングを行います。マウスの扱い方や、ビームを渡る際の補助方法は、行動試験に慣れていない方には難しい場合があるため、本手法を視覚的に提示することが有用です。それでは、始めていきましょう。本プロトコルは、SouthwellらおよびCarterらの手法に基づいています。装置は、高さ50cmの2本の支柱の間に、長さ1mの梁を渡して組み立てます。梁の表面は平らで、幅は6mmまたは12mmです。より大きなマウスや、幅の狭い梁を渡れない個体には、より幅の広い梁を使用できます。ビームの終端にブラックボックスを配置し、マウスをゴール地点へと誘導するためにブラックボックス内にネスティング材を設置します。また、嫌避刺激とするため、ランプでスタート地点を照らします。ビーム通過の潜時を記録するため、0 cmと80 cmの位置に動作検出器を配置します。落下時の衝撃を緩和するため、ビームの下方、テーブルトップから約7.5 cm上の位置にナイロン製のハンモックを張ります。本手順に使用するマウスは、12時間の明暗サイクルで飼育し、試験前に2週間の馴化期間を設けています。実験開始の約10分前に動物をテスト室に導入し、最良の結果を得るために1つのテスト条件につき少なくとも10匹のマウスのコホートを使用します。トレーニングを開始するには、幅12 millimeterのビームの開始地点にマウスを配置します。マウスの鼻先が中央の80 centimetersに入った時点でタイマーが開始され、動物が80 centimetersの終点に到達した時点で停止します。マウスは、停止や停滞を最小限に抑えてビームを渡らせます。動物が前進を止めた場合は、後ろから優しく促して、前進を継続させてください。動物がビームを正常に渡り終えたら、セーフボックスから取り出し、次のトレーニングセッションを開始するまで10分間ホームケージに戻します。次のマウスを導入する前に、バランスビームとボックスを70% ethanolで洗浄し、拭き上げます。各マウスに対し、まず幅12 millimeterのビームで3回のトレーニングを行い、続いて幅6 millimeterのビームでトレーニングを行います。過剰にトレーニングを繰り返すと、動物がタスクや装置に慣れるため、停滞（stalling）の発生頻度が高まる可能性があります。一方で、2日間のトレーニング後でもマウスがビーム全体を正常に渡りきれない場合は、追加のトレーニングが必要となる可能性があります。動物に処置を行う前に、必ずベースライン測定を記録してください。その日のトレーニングが完了したら、マウスを飼育施設のホームケージに戻します。テスト当日、前述の手順に従い、実験開始の10分前に動物を室内に連れてきます。マウスをスタート地点に配置し、動物がビームの中央80 centimetersを通過するまでの潜時を記録します。データは、マウスが停止することなく、また研究者による促しもなく直接終点まで到達した、2回の成功した試行の平均値として報告します。滑りやその他の観察可能な運動機能不全をより詳細に分析するために、ビデオ録画を用いることができます。この例では、生後9〜11週のC57BL/6マウスを用い、幅12 mmおよび6 mmのビームで試験を行いました。幅12 mmのビームを渡過する平均時間は、雄で4.6 ± 0.4秒、雌で3.3 ± 0.3秒でした。幅6 mmのビームでは、雄で6.8 ± 0.7秒、雌で5.9 ± 0.5秒でした。平均台上のパフォーマンスは、マウスの週齢や系統によって異なる場合があります。本例で使用したC 57BL/6マウスは通常、活動的な個体であり、数回の足踏みは見られたものの、転落は観察されませんでした。遺伝学的または薬理学的に操作された動物では、足踏みや転落の頻度が高まる可能性があり、これを定量化することができます。機能低下したマウスは、この処置を試みる際に平均台の側面にしがみつくことがあり、その結果、渡りきるまでの時間が増加することがあります。マウスがバランスビーム上で停止したり、注意が散漫になったりした場合には、前進するようにしつこく、かつ一貫して促すことが重要です。このビデオを視聴することで、マウスにバランスビームを渡らせる訓練方法と、そのバランスおよび協調性を評価する方法について十分に理解できたはずです。ご視聴ありがとうございました。本ビデオがお役に立てば幸いです。

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