Name: モリス水迷路試験：マウス系統およびテスト環境の最適化 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-06-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 24 s
Description: 学ぶモリス水迷路試験によるマウスの認知機能評価法。アルツハイマー病モデルマウスの空間学習と記憶を測定し、視覚・運動機能の確認からプラットフォーム探索試験までの標準化された手順を解説する。

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、神経疾患·脳卒中研究所（アッシュ - R01NS33249、R01NS63249とR01NS79374）、CoBRE（エングラー-Chiurazzi - P20GM109098）、 - この作品は、一般医科学研究所（U54GM104942リード/エングラー-Chiurazzi）によってサポートされていましたアルツハイマー病協会（リード - NIRG-12から242187）、WVU学部研究上院グラント（リード）、医学ディーンのオフィスのWVU大学（エングラー-Chiurazzi）からWVU PSCORグラント（リード）、および内部資金。内容はもっぱら著者の責任であり、必ずしもNIHやアルツハイマー病協会の公式見解を示すものではありません。

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</ol>

著者らは、開示することは何もありません。

MWMタスクが広く、空間学習および記憶を評価するために使用されます。しかし、このタスクの堅牢性は、多くの要因によって影響を受け、バックグラウンド株とテスト環境の両方の最適化を必要とすることができます。 図4に示すように、同一の訓練プロトコルおよび2つの異なる検査室（同等のサイズとレイアウト）に使用される視覚的な手がかりを印加は有意に異なるプローブの性能が得られました。試験室の多くの機能が空間キュー4に貢献するかもしれないので、二つの部屋は、テストがより困難にいくつかの未知の方法で有意差があったことが推測されました。余分な迷路の手がかりを変更することで、我々は効果的に視覚的な手がかりの数を増やすことにしました。また、カーテンの使用を最小限にすることによって、存在している可能性のある聴覚や嗅覚が変更されている可能性があります。 2テストの部屋の光レベルは、しかし、新しいビバリウムでホームケージ光レベルが得られ、より低かった、同等でしたより高い光レベル差の試験室にホームケージから行くとき。これは、BALB / cマウスは、光レベルが十分に低く、14を提供MWMタス...

トランスジェニックマウスモデルは、アルツハイマー病（AD）の病態、ならびに治療的介入の可能性を評価することに尽力しています。そのようなモリス水迷路（MWM）として認知タスクは、一般に記憶欠損の分子相関を識別し、前臨床薬物の有効性を評価するために、これらのモデルを使用しています。これは、認知タスクのダイナミックレンジは、微妙な治療効果を検出するのに十分な幅であることが重要です。 ADのマウスモデルでは、認知障害は、典型的には、年齢依存しており、マウスは、性能の漸進的減少を表示する（ 例えば 、1）。敏感な認知課題を使用すると、それによって老化動物に関連するコストを削減、以前の動物の生活の中で微妙な違いの検出を可能にすることができます。例えば、15から5海馬依存性バーンズ迷路訓練の試行回数を減らすことは、Dが得られ、作業の難易度を増加させより早い年齢で3xTgモデルの欠損のetectionは、以前に2を報告しました。赤字の早期発見だけでなく、それはまた、認知障害の根底にある分子変化を識別することができる可能性を高める、かなりの時間とコストの節約を提供しています。 認知タスクの感度に影響を与える要因の一つは、マウスモデルの遺伝的バックグラウンド株です。例えば、BALB / cマウスは、C57BL / 6 3などの他の株と比較して、学習および記憶課題における優れた性能を発揮します。 F1 FVB / N X 129S6バックグラウンドは、ADの最も広く使用されているモデル、のTg2576及びRTG（TauP301L）4510モデルの2のために使用されます。この株は、B6 / SJLマウス4を含む他の株にMWMの相対性に優れた学習能力を発揮します。このため、優れた学習能力の、広範囲の訓練の後に単一のプローブを使用することは、オーバートレーニングに起因するグループ間の相違を隠蔽することができます。また、sensitivitプローブ試行のyは年齢依存性であってもよいです。我々は以前、以前のプローブ試験は、限定され隠されたプラットフォームの訓練の後、より広範囲の訓練5の後に挿入されたプローブの試験よりも若い導入遺伝子陰性同腹子対照と比較して、若いのTg2576の違いに敏感であることが示されています。これとは対照的に、広範囲の訓練以下のプローブ試験は、以前のプローブ試験5以上経過した同腹仔と比較して、より古い（20〜25月）Tg2576マウスにおいて、より敏感です。長手方向のテストが実行され、特定のプローブの試験の感度は年齢に依存している場合は特に、トレーニングを通じてプローブ試行を散在することにより、敏感な試験が特定される可能性が増加する。1 F1 FVB / N xの優れた性能を示しより広範な訓練を受けたプロトコルの下で訓練を受けたB6 / SJLバックグラウンドのマウスに比べて、この株のために最適化されたプロトコルの下で129S6マウス。 MWMは、一般的に、時間と研究室6の両方で再現可能で信頼性の高い手段を提供すると考えられて。例えば、もともと私たちのミネソタ州の研究室の1,7で使用される主なプロトコルが正常にウェストバージニア大学8でマイナーな修正を加えて実施されました。同様に、障害の同等のレベルが病原体を含まない、または従来の条件9で飼育場合同腹子を制御するために、4510マウスの相対RTG（TauP301L）で観察されました。しかし、テスト環境は、MWMタスクの感度に影響を与えることができます。このような部屋の照明などの要因、空気口、温度勾配、および騒音すべては最終的に、パフォーマンスに影響を与えることができる環境の合図4に貢献しています。私たちのミネソタ州の研究室やビバリウムが新しい建物に移動した場合には、アップ野生型性能の38％の減少には、実質的にタスクと導入遺伝子関連の障害を検出する能力のダイナミックレンジを低減し、観察されました。 PEの変化rformanceは、同等のサイズと構成であることが試験室を設計し、同じ印加視覚的な手がかりを使用しているにもかかわらず発生しました。元のプロトコルの「再最適化は、「新たなテスト環境でMWMタスクのダイナミックレンジを増大させるために必要でした。 ここでF1 FVB / Nでの使用に合わせたオリジナルのプロトコルは、129S6の背景5が記載されているxは。いくつかの研究は、ストレスを示唆しているため、パフォーマンス11にこのストレス誘導赤字を緩和することができる貧しいMWMのパフォーマンス10および前処理に関連している、前処理プロトコルは、プールの導入および除去の前MWM試験のにマウスを順応するように設計されました。前処理後、マウスを上げプラットフォームはフラグでマークされている可視の足場訓練を受けます。可視の足場訓練は、感覚異常に関連するパフォーマンス問題を有するマウスを識別するために使用されます。 PROTに記載の除外基準を使用してocolセクション、パフォーマンス·無能なマウスは、隠されたプラットフォームのトレーニングおよびプローブ試験のその後の検査から削除されます。感覚性能はデータのうち因数分解されるため、隠されたプラットフォームのトレーニングとプローブ試験で障害が認知障害として解釈されます。可視の足場訓練の完了後、マウスに、プラットフォームを水に沈め、外部合図に同じ位置に残る隠れ足場訓練を開始します。プラットフォームが除去された試験（プローブトライアル）は、付加的な訓練の影響を評価するために、隠れプラットフォーム訓練を通して散在しています。プローブ試験は、毎日の開始時に発生するため、追加的な隠れ足場訓練の前に、プローブ試験は20時間の遅延の後にプラットフォームの位置を記憶する動物の能力を測定し、基準メモリ12の測定値を検討しました。最後に、方法は、このオリジナルのプロトコルは、再最適化されたときに、テスト環境の変化破壊された制御性能が記載されています。

<table><tbody><tr><td>ビューア追跡ソフトウェア</td><td>Biobserve</td><td></td><td>この特定のソフトウェアは要件ではありません - 利用可能な他の追跡システムがあります</td></tr><tr><td>プリハンドリングプール</td><td></td><td></td><td>寸法 約 幅 1 フィート x 長さ x 1.5 フィート</td></tr><tr><td>深さ プラスチックビーカー</td><td></td><td></td><td>1 L</td></tr><tr><td>スクープ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>小さなネット</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ストップウォッチ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>無毒の白いテンペラ塗料</td><td></td><td></td><td>任意の色の塗料を使用できますが、ほとんどの追跡ソフトウェアプログラムでは、塗料が動物の色と対照的である必要があります。</td></tr><tr><td>目に見えるプラットフォーム</td><td></td><td></td><td>の色は、迷路のそれと対照的であるべきです</td></tr><tr><td>カーテンロッド</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>カーテン</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>円形の浴槽</td><td></td><td></td><td>通常は色が白です。直径約4フィート</td></tr><tr><td>隠されたプラットフォーム</td><td></td><td></td><td>水と同じ色に塗られています</td></tr></tbody></table>

モリス水迷路試験：マウス系統およびテスト環境の最適化

Morris Water Maze Test: Optimization for Mouse Strain and Testing Environment

モリス水迷路(MWM)は、アルツハイマー病などの神経認知障害を含む疾患のトランスジェニックマウスモデルにおける海馬依存性の空間学習と記憶を評価するために一般的に使用される課題です。しかし、使用したマウスモデルのバックグラウンド系統は、観察された行動表現型に大きな影響を与える可能性があり、一部の系統は他の系統に比べて優れた学習能力を示します。導入遺伝子陰性マウスと導入遺伝子陽性マウスの違いを確実に検出するためには、バックグラウンド株に敏感な訓練手順の同定が不可欠です。MWMプロトコルをマウスモデルの背景系統に合わせて調整しないと、トレーニングが不十分または過剰になり、プローブ試験のグループの違いが隠される可能性があります。ここでは、F1 FVB/N x 129S6の背景で使用するために調整されたMWMプロトコルについて説明します。これは、アルツハイマー病に関連する記憶障害に対する変異型P301Lタウ(rTg(TauP301L)4510マウス)の年齢依存性の影響を研究するために頻繁に使用されるバックグラウンド系統です。また、使用する特定のテスト環境によって決定される再最適化の戦略についても説明します。

我々は、 図3は 、β-アミロイド（Tg2576マウス）および変異P301Lタウ空間参照メモリ上（RTG（TauP301L）4510マウス）（ 例えば 、1,5,7,8）。の効果を研究するためにモリス水迷路を使用していました我々の研究で報告された代表的な結果をモータと視覚的能力を評価するためのテスト環境Aを利用して、学習と記憶8の成人発症P301Lタウ発現の効果を調べる、マウスを各トレーニング·ブロックはから成って見えるプラットフォームのトレーニングブロック、間で比較しました。 3試験。可視の足場訓練中の光路長は、導入遺伝子の正と負のマウスは同程度の水泳を発揮示唆し、両グループは、プラットフォームをマーキング視覚的合図（フラグ）を参照することができ、コントロールとTauP301Lマウス（ 図3A）との間に差は認められませんでした。いいえマウスは除外基準に基づいてパフォーマンス無能として同定されませんでした。次に、隠されたプラットフォームのトレーニングブロックの性能を比較した。ここで、各ブロックは、トレーニング...

この原稿は、一般的に使用されるアルツハイマー病のマウスモデルで使用するためのモリス水迷路(MWM)プロトコルについて説明しています。MWMは、トランスジェニックマウスモデルに広く使用されています。マウスモデルの背景ひずみに敏感な手順の実装は、グループの違いを検出するために不可欠です。

 The Morris water maze (MWM) is a commonly used task to assess hippocampal-dependent spatial learning and memory in transgenic mouse models of disease, ...

本手順の目的は、1 2 9 6 FBB 背景系統向けに最適化されたモリス水迷路プロトコルを用いて、アルツハイマー病マウスモデルにおける認知機能低下を特定することです。まず、ストレス誘発性のパフォーマンス低下を軽減するために、マウスをタスクに順化させます。次に、視覚プラットフォームタスクを行い、プラットフォームを水面から1インチ上に上げて視覚機能および運動機能を評価します。次に、プラットフォームを水面下5 mmに沈めた状態で隠れたプラットフォーム試験を行います。最終ステップとして、プラットフォームを除去したプローブ試験を行い、空間参照記憶を評価し、使用された探索戦略のタイプを特定します。最終的に、この調整された水迷路（MAs）の手順により、一般的に使用されるアルツハイマー病マウスモデルにおける空間学習および記憶の評価が可能になります。一般的に、この手法を初めて行う場合は、マウス系統のバックグラウンドや試験環境に基づいて、トレーニング試行回数やプローブ数などの試験手順を最適化する必要があるため、困難に直面することがあります。手順のこの部分は、マウスをプールの出入りに慣れさせるためのものです。まず、ボックスを適切な高さに設置し、21°Cの水2Lを約1cmの深さまで満たします。マウスを試験室に連れてきた後、ケージから被験個体を出し、個体識別を確認してから、処置を終えた個体を未処置のマウスと区別するために、無毒性の油性マーカーで尾に印を付けます。マウスを移送用ビーカーに約5秒間入れます。その後、マウスをビーカーからプリハンドリングプールへゆっくりと移し、プール内で20秒間保持します。時間が経過したら、傾けないように注意して、マウスの前にそっとスクープを置きます。マウスが自らスクープに入り、探索するようにします。必要に応じて、スクープをゆっくりと持ち上げながら、マウスの下にそっと滑り込ませることで、マウスをスクープに乗るよう誘導します。スクープでマウスを怖がらせないように注意してください。これらの手順を、ケージ内の各マウスに対して1日1回、10日間繰り返します。各個体の操作後、ケージ間の移動用ビーカーとして使用したネットを用いて、プールから糞便塊と敷材を回収します。テスト1日目、2日目、3日目に視覚トレーニングを行い、1日につき6回の試行を、各試行間に約10分の間隔を空けて実施します。まず、プロトコルの本文にある指示に従って、マウスのパフォーマンス追跡ソフトウェアをセットアップし、ランシートを作成します。ソフトウェアの設定が完了したら、まずカーテンを吊るして空間的な手がかりを遮断し、室内の準備を整えます。次に、21 °Cの水道水を満たしてタブを設置します。温度計を使用して、試験期間中、水温がこの温度から1度以内の範囲に維持されるようにしてください。高さ13 cmで、4.5 by 4.5 cmのサイズで太いS字型の文字がエンボス加工された旗が取り付けられたプラットフォームを、水面から約1インチ上に上がるように、槽内の最初の所定の位置に配置します。次に、ケージから1匹目のマウスを取り出します。個体識別を確認し、正しい色の油性マーカーで尾に印を付け、移送用ビーカーに入れます。その後、マウスをそっとタブの中に入れます。タイマーを開始し、トラッキングソフトウェアが動物を追跡していることを確認します。マウスがプラットフォームを見つけるまで、最大2分間待ちます。マウスがプラットフォームを見つけたら、そのまま20秒間プラットフォーム上に留まらせます。動物が2分以内にプラットフォームを見つけられなかった場合は、マウスをすくい上げてプラットフォームの上に20秒間置きます。プラットフォームの上に20秒間置いた後、順化トレーニングと同様にマウスをプラットフォームから取り除き、ペーパータオルを敷いた加温ケージに入れ、ヒーティングパッドとヒートランプを用いて約31 °Cに30秒間温めます。その後、試行間の回復のために、ヒートランプはなくヒーティングパッドのみを備えた保持ケージにマウスを移動させます。ネットで水槽内のゴミを除去した後、グループ内の各マウスに対してこれらの手順を繰り返します。各マウスの1回目の試行が完了したら、プラットフォームを2番目のあらかじめ設定した位置に移動させます。カーテンを設置した後、4日目から10日目まで隠されたプラットフォームのトレーニングを実施します。前述と同様に、カーテンに視覚的手がかり（キュー）を戦略的に配置します。視認性を高めるため、キューは大きく、コントラストの強い色を用いてください。また、タブの中からマウスに視認できる距離と高さに設置します。ソフトウェアの設定は、プロトコルの記述部分にある指示に従って行ってください。次に、プラットフォームが水面から約5 mm下に位置するように、槽に水を満たして準備します。プラットフォームをあらかじめ定めた位置に設置します。プラットフォームの設置位置は、すべての試験日および試行を通じてほぼ同一に保持します。動物が非空間的で非海馬的な運動戦略を身につけないように、開始位置を変化させることが不可欠です。迷路を攻略させるため、無害な白色の耐水性塗料を使用して水を不透明にします。これにより、動物が泳いでいる時の視点から、プラットフォームの上面が見えないようにします。あらかじめマウスの識別とマーキングを行った後、マウスが壁を向くようにして、ゆっくりと迷路の中に投入します。各マウスは、個別の試行において同一の開始位置に配置されます。マウスを放した瞬間にタイマーを開始し、検者はマウスから容易に見えない場所に立ちます。動物がプラットフォームに到達したら、室内での空間的な位置を確認させるため、15秒間そのままプラットフォーム上に留まらせます。マウスが60秒以内にプラットフォームを発見しなかった場合は、マウスをそっとすくい上げ、プラットフォームの上に置きます。プラットフォーム上で15秒経過後、マウスを迷路から取り出し、加温ケージに戻します。事前に迷路の残骸を清掃した後、グループ内の残りのマウスについてもこれらの手順を繰り返します。したがって、試験4日目から9日目まで、1日4回の隠れたプラットフォーム訓練を行い、各試行の間は約20分の間隔を空けます。6日目、7日目、8日目のプラットフォーム訓練の前、および最終的なプローブ試行においてプローブ試行を実施します。10日目には、迷路内にプラットフォームを設置しない点を除き、隠れたプラットフォームのトレーニングと同様の手順でプローブ試行を行います。あらかじめ設定したリリースポイントからマウスを放し、迷路内を60秒間泳がせます。10日目のプローブ試行後、それ以上の追加試行は行いません。アニマルトラッキングソフトウェアを使用して、動物の移動距離、迷路の各クアドラントで過ごした時間の割合、および以前にプラットフォームが設置されていたエリアを泳いだ回数を追跡します。実験リストタブを開き、データ解析タブとウォーターメイズタブから測定値を取得します。これらをExcelスプレッドシートに直接エクスポートしてください。その後、プロトコルの記述部分にある指示に従ってデータを解析します。ヒトP301L Tau遺伝子を保持する41匹のTP301Lマウスと46匹の対照マウスを、生後約6.5ヶ月の時点で本プロトコルを用いて試験した。これは、トランスジェニックマウスにおいてTau P301Lが3ヶ月間発現していたことに相当する。各群には、雄と雌がほぼ同数ずつ含まれていた。不可視プラットフォームトレーニングにおいて、コントロール群とTP 3 0 1 Lマウスの間に差は認められなかった。この差がないことは、コントロール群とtau P 3 0 1 LMの視覚的または運動能力に違いがなく、したがって隠匿試行テストにおけるパフォーマンスの低下が記憶障害に起因することを示唆している。しかし、隠匿プラットフォームトレーニング中、TP 3 0 1 LMはすべてのトレーニングブロックを通じて、有意に長い走行距離を示した。最終的に、4回のプローブ試行を通じてコントロール群の成績は向上しました。Tau P 3 0 1 Lマウスとは対照的に、コントロールマウスは空間戦略を用いてタスクをより適切に解決することができ、プラットフォームをターゲットゾーンに局在化させる学習がより十分になされていました。この手順を他のマウス系統に適用する際は、コントロール群の学習率を評価し、必要なヒットトレーニング試行回数を特定し、最初のプローブ試行をいつ挿入すべきかを決定することが重要です。

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