マウスにおける反復、強迫様行動の試験などのガラス玉覆い隠しとNestletシュレッダー
December 24th, 2013
病気、頭部外傷、遺伝子組み換え、および薬物によるマウスの治療は、行動に大きな影響を与える可能性があります。大理石の埋設や雛の細断など、十分に特徴付けられ検証されたアプローチを利用することで、強迫性行動をヒトの強迫性障害や自閉症スペクトラム障害のモデルとしてマウスで正確に文書化することができます。
この手順の全体的な目標は、大理石の埋設とネスレシュレッダーのシンプルさを、反復的で強迫的な行動を評価して実証するための信頼できるパラダイムとして示すことです。大理石埋設試験用のげっ歯類では、寝具の表面に20個のビー玉を等間隔に配置したケージを準備します。その後、マウスをケージに入れ、ビー玉と一緒に30分間放置します。
この時間の後、マウスは取り除かれ、埋もれたビー玉はネスレテストにカウントされます。マウスが導入される前に、無傷のネスレがケージに入れられます。30分後、マウスを取り外し、ネスレを一晩乾燥させてから、ネスレの細断の割合を計算します。
最終的に、大理石、埋設、ネスレの細断行動の違いは、ノックアウトマウスと野生型マウスの間で示すことができます。手順を実演するのは、大学院生のDenise Briggs氏、私の研究室の研究員であるポスドクのMariana Ango Perez氏、およびFrancescuttiの学部長です。すべての動物は、餌と水に無料でアクセスできる12時間の明るい暗いサイクルで維持されています。
最良の結果を得るために。テストの3〜5日前に、各マウスを1日1回優しく取り扱ってください。動物を試験する準備ができたら、最初の試験を開始する60分前にケージを試験室に運びます。
大理石のベアリング試験には、フィルタートップが取り付けられた標準的なポリカーボネートラットケージを使用します。各ケージに新鮮な無香料のマウス寝具材料を5センチメートルの深さまで追加し、同じサイズの別のケージを挿入して寝具の表面を水平にします。これには、寝具の表面に平行線のテンプレートを印象付けるという追加の利点があります。
中性洗剤で標準的なガラスのおもちゃのビー玉は、十分にすすぎ、イオン化された水を蒸留して、各使用前に乾燥させます。準備ができたら、ビー玉を寝具の表面にそっと押し込みます。4つのビー玉の5列に、それぞれがセッションのタイミングを計るためのストップウォッチまたはタイマーを準備します。
テストを開始するには、マウスをビー玉からできるだけ離れたケージの角に向けてください。フィルタートップをケージに置き、マウスをビー玉で30分間邪魔しないままにします。テスト期間の終了時に、マウスを取り外してホームケージに戻します。
対象物をケージから取り出す過程でビー玉を動かしたり、取り除いたりしないように細心の注意を払ってください。次に、治療条件を知らない2〜3人の研究者が、埋められたビー玉の数を採点する必要があります。ビー玉は埋められたものとして採点されます。
表面積の3分の2が寝具で覆われている場合は、各マウスの埋もれたビー玉の数のスコアを平均します。最後に、20個のビー玉をすべて回収し、寝具を処分します。フィルタートップが取り付けられた標準のポリカーボネートマウスケージを使用してください。
ネスレのシュレッダーテストでは、各ケージに新鮮な無香料のマウス寝具材料を0.5センチメートルの深さまで追加し、前に示したように寝具を梱包します。次に、市販の綿繊維のネスレットの重さを量り、寝具の上にネスレを1つ置きます。各テストケージで、セッションのタイミングを計るためのストップウォッチまたはタイマーを準備します。
準備ができたら、ケージの片隅を壁に向けてマウスを置きます。フィルタートップをケージに置き、マウスをネスレで30分間邪魔しないままにします。この時間が経過したら、マウスを取り外してホームケージに戻します。
残りの無傷のネストライト材料をケージから取り出し、一晩乾燥させます。翌日。細断されていない巣の点灯を量り、この重量を開始重量で割って、巣に照らされた細断の割合を計算します。
最後に、残りの細断されたネストライト材料と寝具を廃棄します。こちらは、大理石埋設試験の前後の代表的なケージです。野生型マウスの試験時に、埋もれたり、元の位置から移動したりしたビー玉はほとんどありませんでした。
しかし、TPHの2匹のノックアウトマウスは、20個のビー玉のうち17個を埋めてしまいました。埋もれていない残りのビー玉は矢印で示されています。この側面図は、寝具の表面の変化を示しています。
試験後、野生型ケージの比較的乱されていない表面と、ノックアウト動物の大きなトラフとピークを含む凹凸のある表面を比較します。大理石埋設試験の典型的な性能をここにまとめます。TPHの2ノックアウトマウスは、野生型マウスと比較して、有意に多くのビー玉を埋めました。
これらの写真は、細断後の代表的な雛を示しています。ここでは、野生型マウスの巣は、TPH 2ノックアウトマウスのケージからの巣と比較して、わずかな細断を示しています。このグラフは、ネスレのシュレッダー試験における野生型マウスとTPHの2ノックアウトマウスの典型的な性能を示しています。
TPH 2ノックアウトマウスは、野生型マウスよりもネスレ材料を大幅に多く細断します。これらのテクニックを習得すると、適切に実行すれば2時間で完了できます。この手順を試みている間、大理石が埋もれていることを定義するための基準と一致していること、および乾燥した未細の残りからネスレの細断された部分を取り除くことを覚えておくことが重要です。
この手順に続いて、SSRIなどのヒトの強迫性障害を治療するために使用される薬物をマウスに注射して、これらの薬物がマウスの強迫性様行動を軽減するかどうかを決定することができます。
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概要
この記事は、マウスの強迫的行動を評価するための信頼できるパラダイムとして、マーブル埋没とネストレット破片化の使用を実証します。これらの行動は、人間の強迫性障害と自閉症スペクトラム障害を理解するための関連モデルです。
主要な研究構成要素
科学分野
- 神経科学
- 行動科学
- 動物モデル
背景
- 疾患と遺伝的修飾は行動に影響を与える可能性があります。
- マウスの頭部外傷と薬物治療による行動変化が研究されています。
- 強迫的行動は、人間の精神疾患のモデリングに重要です。
- これらの行動の正確な記録には、検証済みのアプローチが不可欠です。
研究目的
- マーブル埋没とネストレット破片化テストの単純さを示す。
- げっ歯類の反復行動を評価するための信頼できる方法を提供する。
- 人間の障害に関連する強迫行動の理解に貢献する。
使用された方法
- マーブル埋没テスト用のマーブルを備えたケージの準備。
- マウスのマーブルとの相互作用の30分間の観察。
- テスト後の埋没したマーブルの数を数えます。
- 同様の観察期間後にネストレットを使用して破片化行動を評価します。
主な結果
- 埋没したマーブルの数は、強迫行動の定量的測定を提供します。
- ネストレットの破片化の割合は、反復行動のレベルを示します。
- 両方のテストは、マウスの強迫的行動を示すのに効果的です。
- 結果は、人間の精神疾患のモデリングに使用できます。
結論
- マーブル埋没とネストレット破片化は、強迫行動を評価するための検証済みの方法です。
- これらのパラダイムは、人間の障害の根底にあるメカニズムの理解に役立ちます。
- さらなる研究は、これらの発見を拡張して治療効果を探ることができます。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Marble burying and nestlet shredding tests provide quantitative, ethologically relevant readouts for compulsive-like behaviors in mice, supporting target validation in neuropsychiatric drug discovery. These assays enable mechanistic de-risking by linking genetic or pharmacological manipulations to measurable changes in repetitive behavior, informing go/no-go decisions in early discovery. Their simplicity, reproducibility, and sensitivity to small behavioral shifts make them valuable tools for portfolio triage and translational continuity from target identification to preclinical validation.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogate therapeutic hypotheses by quantifying compulsive-like behaviors as a readout of target engagement in genetic or disease models.
- Operational Value: Enable biological de-risking through sensitive detection of behavioral changes resulting from target modulation, supporting target confidence assessment.
- Predictive Value: Support predictive confidence and portfolio triage by providing translatable phenotypic readouts relevant to OCD and ASD pathophysiology.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepare validated behavioral systems for downstream screening by establishing baseline and compound-responsive phenotypes in compulsive-like behavior assays.
- Operational Value: Address assay standardization and reproducibility through blinded scoring, fixed duration trials, and clear operational definitions (e.g., two-thirds marble burial threshold).
- Predictive Value: Highlight screening readiness and scalability due to minimal equipment needs, short test duration, and high-throughput compatibility across laboratories.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Discuss disease relevance by modeling compulsive symptomatology seen in OCD and ASD, enabling translational biomarker alignment through behavioral quantification.
- Operational Value: Describe continuity from discovery through preclinical validation by using the same assay to evaluate target modulation across genetic, environmental, and pharmacological interventions.
- Predictive Value: Address risk-adjusted advancement decisions by linking changes in marble burying or nestlet shredding to target mechanism, supporting go/no-go criteria based on behavioral de-risking.
Pipeline & Workflow Integration
The marble burying and nestlet shredding tests function as discovery-stage phenotypic assays that support hypothesis testing, pathway clarification, and biological de-risking in early neuroscience research, with direct utility in lead identification and preclinical evaluation of target modulators.
- Discovery Biology: Explain how the method supports hypothesis testing, pathway clarification, or biological de-risking by quantifying compulsive-like behaviors as a functional readout of serotonergic, dopaminergic, or glutamatergic target activity in genetic models.
- Screening: Describe assay readiness, reproducibility, or quantitative outputs when supported by the article through standardized 30-minute trials, blinded scoring, and percentage-based nestlet shredding or marble burial counts.
- Analytics: Highlight measurements, readouts, or statistical outputs that help teams compare conditions, including marble burial frequency and nestlet shredding percentage as continuous variables for group comparisons.
- Translational Research: Connect the method to preclinical continuity or biomarker alignment only when the source supports it by demonstrating how assay results reflect symptom-relevant phenotypes in models of OCD and ASD, supporting cross-species validity.
- Enterprise Reuse: Frame the method as a reusable capability rather than a single-use technique due to low cost, minimal training requirements, and applicability across compound screens, target validation studies, and mechanism-of-action studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence, target validation, reduction of mechanistic ambiguity in neuropsychiatric target engagement.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability across sites and studies through fixed protocols and blinded endpoint assessment.
- Strategic Value: Better go/no-go decisions, capital efficiency, and reduced late-stage biological risk by identifying ineffective target modulators early in discovery.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization and advancement decisions based on target-mediated changes in compulsive-like behavior phenotypes.
Implementation Considerations
- Required scientific expertise in rodent handling, behavioral observation, and blinded scoring to minimize bias and ensure data integrity.
- Instrumentation and analytical infrastructure needs include standard cages, bedding, marbles or nestlets, timers, and weighing equipment for nestlet assays.
- Cross-team standardization requirements involve consistent definition of marble burial (two-thirds surface coverage), blinded scoring by multiple observers, and environmental controls (light/dark cycle, acclimation).
- Adaptation considerations across model systems include validating baseline behavior in different strains and ensuring bedding depth and marble/nestlet presentation are standardized.
- Practical limitations supported by source material include the need for habituation handling, potential variability in spontaneous behavior, and the requirement for overnight drying of nestlets prior to weighing.
