2017年5月28日
ここでは、βアミロイドーシスおよびタウオパチーのトランスジェニックマウスモデルにおける認知および機能的運動行動に対するインビボでの有効性を示す化合物をスクリーニングするために用いることができる、段階的な行動スクリーニングアプローチを記載する。これらの方法は、短期および作業記憶課題における活性について化合物をスクリーニングするために最適化される。
この手順の全体的な目標は、アルツハイマー病のマウスモデルに共通する異常な行動を標準化された方法で測定し、有益な効果を持つ可能性のある化合物をスクリーニングすることです。この方法は、化合物が有効かどうか、化合物がどのように作用するかなど、アルツハイマー病の前臨床創薬の分野における重要な質問に答えるのに役立ちます。この手法の主な利点は、感度と特異性の両方を備えた段階的なアプローチを使用して、さまざまな動作を監視することです。
この方法は、アルツハイマー病の効果的な治療法に関する洞察を得ることができますが、前頭側頭型認知症、外傷性脳損傷、自閉症などの他の認知症や認知機能障害のマウスモデルにも適用できます。Y-mazeを使用する前に、無香料の漂白剤殺菌ワイプで十分に清掃してください。その後、70%エタノールで拭き取り、水ですすいでください。
データ集録システムまたはビデオカメラを準備して、迷路を走行するマウスを適切に追跡します。このプロセスでは、迷路内の物差しの画像を記録して、迷路内の距離を調整します。次に、マウスケージを迷路のすぐ近くのテーブルに非常にそっと移します。
マウスをケージから取り出し、Y迷路の中央を向いた片方のアームにそっと置きます。次に、マウスがあなたを見ることができないように迷路から十分に離れて、すぐにビデオ録画を開始します。マウスを10分間記録します。
10分後、マウスをそっと取り外し、ホームケージに戻します。次のマウスに進む前に、3段階の洗浄手順を使用してY迷路を再度十分に洗浄します。このテストの前に、Y迷路と同じようにオープンフィールドアリーナを洗ってください。
物体に曝露する1日前に、マウスをアリーナに慣れさせます。追跡システムが機能していることを確認します。また、以前と同様に測定スティックを使用して距離を校正します。
また、タグ付けソフトウェアで、アリーナの角をマークします。次に、マウスのケージをアリーナの近くのテーブルにそっと置きます。マウスを取り外し、アリーナの中央にそっと置きます。
次に、すぐに録音を開始し、マウスがアリーナを30分間探索できるようにします。テスト中は動物の視界に入らないようにし、邪魔にならないようにしてください。慣れセッションの後、マウスをホームケージに戻します。
そして、次のマウスを慣れる前に、以前と同じようにアリーナを徹底的に掃除してください。2〜3時間後に、メモリテストのサンプルフェーズを実行します。アリーナ内に 2 つの同一のオブジェクトを配置して、アリーナを変更します。その両方に 1 つの壁に均等に配置されます。
取り付けパテでオブジェクトを所定の位置に固定します。ソフトウェアで、2つのオブジェクトの位置とアリーナのコーナーを記します。マウスが表示される前に、通常どおりオブジェクトとアリーナを洗います。
慣れセッションのように、マウスをオブジェクトに面したアリーナに配置するようにテストを実施します。さて、マウスにアリーナを探索させるのは15分間だけです。2〜3時間後、記憶テストの最終フェーズを実施します。
このセッションでは、1つのなじみのあるオブジェクトを同じ場所に保持し、もう1つのなじみのあるオブジェクトを削除して、新しく導入された新しいオブジェクトに置き換えます。壁とオブジェクトの間には、マウスがあらゆる角度からオブジェクトを自由に探索できるように、十分な距離を空けてください。そして、以前と同様に、オブジェクトをパテで固定します。
研究のすべてのテストグループ全体で、新しいオブジェクトと身近なオブジェクトの位置のバランスをとるようにしてください。最後のセッションは他の 2 つのセッションと同様に実施しますが、マウスの動作は 10 分間のみ記録します。手足を握りしめることは、皮質脊髄機能の欠損を定量化する機能的な運動テストです。
このテストでは、ハンドヘルド デバイスを使用して、セッション全体をビデオ録画します。まず、ホームケージを清潔なテーブルに置き、動物のIDを文書化します。次に、マウスをケージからそっと取り出し、動物の後足と前足の動きにビデオの焦点を合わせながら、尾で5〜10秒間吊り下げます。マウスが逃げようとしないようにマウスを取り扱うには、練習が必要です。
少なくとも5秒間のビデオをキャプチャした後、マウスをホームケージに戻します。そして、ケージをラックに戻します。次に、次のマウスで手順を繰り返す前に、テーブルをクリーニングします。
後で、ビデオの動作を 0 から 4 のスケールで採点します。Y迷路試験を用いて、アルツハイマー病様の病状を示す老齢トランスジェニックマウス系統により、予想される自然交代欠損が明らかになりました。対照的に、別のアルツハイマー病モデルマウス系統では、極端な多動性と系統のステレオタイプ化による自発的な交代の増加が示されました。
これらの行動は、自発的な交代の測定を著しく妨げます。新規オブジェクトテストでは、慣れ過程で多動性やその他のステレオタイプ行動を評価できます。サンプルフェーズでは、各オブジェクトの探索を個別に測定して、オブジェクトに偏りのない動物を特定しました。
白丸は、バイアスを示し、試験段階から除外された動物を示しています。テストフェーズは、3つの異なる方法で分析されました。探索時間の合計がグループ間で比較可能な場合、各オブジェクトの生の探索時間が分析されました。
比較されたグループが異なる時間探索した場合、新規性選好または識別指数のいずれかを使用してテストを採点しました。認知尺度ではない四肢の握りつきは、いくつかのトランスジェニック尾マウスモデルで観察されました。この行動は、後期アルツハイマー病で観察される機能的運動障害の一部を再現しています。
この手順を試行する際は、マウスを優しく扱い、大きな音や新しい臭いなど、テスト環境での障害を最小限に抑えることを忘れないでください。この手順に続いて、空間的な水の迷路や文脈に応じた恐怖条件付けなどの他の方法を実行して、化合物が海馬の機能に特異的に影響を与えるかどうかなどの追加の質問に答えることができます。このビデオを見れば、Y迷路試験、新規物体認識試験、および四肢握り試験を使用して、アルツハイマー病のマウスモデルにおける化合物の有効性をスクリーニングする方法を十分に理解できるはずです。
本記事では、アルツハイマー病のトランスジェニックマウスモデルを用いて、認知機能および運動機能に対する化合物の有効性を評価するための行動スクリーニング手法を提示します。本手法は、短期記憶およびワーキングメモリーのタスク評価に焦点を当てており、異常行動を測定するための標準的な方法を提供します。
この行動スクリーニングパラダイムにより、アルツハイマー病モデルにおける認知および運動エンドポイントに対する化合物の有効性を前臨床的に評価することができ、ターゲットの検証およびメカニズムによるリスク低減をサポートします。自発的交互作用、新奇物認識、および肢のクラスピング(clasping)試験を統合することで、短期記憶、作業記憶、および皮質脊髄機能に関する定量的で再現性のあるリードアウトを提供します。この段階的なワークフローは、よりリソースを必要とする研究に進む前に、疾患に関連した生物学的活性を持つ化合物を優先的に選択するのに役立ちます。
この手法は、ターゲットバリデーションからリード化合物の同定に至る創薬の連続的なプロセスに組み込まれており、in vitroでの知見と前臨床での有効性を結びつける行動表現型解析を提供します。