半径方向水迷路迷路を用いた外傷性脳損傷のマウスモデルにおける空間記憶障害の評価

このラジアル・ウォーター・トレッド・迷路（Radial Water Tread Maze）プロトコルの全体的な目的は、水泳を必要としないマウス中心の認知タスクを用いて、外傷性脳損傷のマウスモデルにおける空間記憶をテストすることです。この手法は、運動機能の低下や意欲の欠如により、モーリス水迷路のような水泳ベースの認知テストプロトコルが実用的ではないマウスモデルの認知能を評価する場合に特に有用です。本手法は、マウスの外傷性脳損傷における制御皮質衝撃（controlled cortical impact）モデルの群間差や認知能に関する知見を提供できるだけでなく、水泳ベースのテストで成績が低くなることが知られている高齢マウスやトランスジェニックマウスモデルの認知能を測定する場合にも有用です。

すべてのテスト日に、以下の準備ステップを実施します。まず、マウスをホームケージに入れたまま、少なくとも30分間テスト室に慣らします。円形迷路の内壁沿いには視覚的手がかりが配置されています。

可動式の脱出ボックスを、9つの異なる出口穴のいずれかに配置します。マウスを順応させている間に、70% ethanolスプレーを用いて出口とボックスを消毒してください。次に、迷路に約1インチの冷水を満たします。

試行間で水温を一定に保つことは非常に重要です。そのため、正確に測定し、必要に応じて調整してください。次に、エスケープボックスを9つの出口穴のいずれかに配置します。

加熱パッドなどの熱源を使用して、ボックス内を保温します。また、ボックスを遮光してください。脱出ボックスは、常に暗く、暖かく、比較的無臭の状態に保つ必要があります。

光源も手がかりになる可能性があるため、試行間でその位置を変更しないでください。テスト用のマウスを尾からそっと掴んでケージから取り出し、装置の中央に配置します。その後、マウスが出口を見つけるまでの時間を直ちに計測し始めてください。

マウスが終端孔に入り、20秒経っても自発的に迷路に戻らない場合は、試行を中止しないでください。代わりに、手でマウスを迷路の中央まで誘導し、試行を完了させてください。3分経過してもマウスが迷路から脱出しない場合は、その試行を失敗としてスコア付けし、時間を3分として記録してください。

その後、手で慎重に、動物を出口まで最短距離で誘導します。脱出ボックスに入った後、マウスを1分間そこに留まらせます。その後、迷路をリセットしている間に、マウスをホームケージに戻します。

試行の間は、マウスが以前の工場の手がかりを利用して正しい脱出ルートを見つけるのを防ぐため、70%エタノールスプレーで脱出ボックスと出口を十分に消毒してください。この作業は短時間で完了します。次に、同じマウスでこの試行をさらに2回繰り返し、計3回の連続試行を行います。

各試験日は、マウス1匹につき3回の試行で構成されます。これより多く、または少なくしてはいけません。また、除菌に加えて、異なるマウスを試験する間は、迷路内の水を排出し、新しい水に交換してください。

水温を必ず12〜14°Cの間に保ってください。容器に入った氷や、より低温の温水を使用して、水道水の温度をこの範囲に調整します。試験日以外の期間において、迷路内および迷路周囲の視覚的な手がかりが一定に保たれていることを確認することが重要です。

完全な試験レジームには、すべて同一の方法で実施される5日連続の試験日が含まれます。5日目の結果は記憶保持の指標とされます。6日目から11日目まで試験を行わなければ、12日目の試験で長期記憶を測定できます。

放射状迷路を用いて、制御皮質衝撃（CCI）による外傷性脳損傷（TBI）を誘発したマウス、または擬似手術（sham injury）を受けたマウスにおける、損傷依存的な空間記憶欠損を調査しました。TBI手術の詳細については、テキストプロトコルおよびRomin、Gao、Chenによる2014年のJoVE論文に記載されています。簡潔に述べると、損傷は3 mmの凸型チップを備えたソレノイド駆動式皮質衝撃装置を用いて作製されました。

シャム群は手術を受けたが、デバイスによる影響は受けなかった。手術から35日後、記載した試験レジームを実施した。すべてのマウスが、迷路から脱出したいという意欲に関する基準テストを通過した。

したがって、すべてを解析に含めました。その結果、TBIマウスと偽手術コントロールの間には明確な差が見られました。脱出潜時（Escape latency）は、訓練の初日および2日間のメモリテストの両日において、損傷マウスで有意に長くなっていました。

このように、上述のTBIは動物の学習能力に影響を及ぼしました。このビデオを視聴することで、マウス専用の空間認知テストを用いて認知能試験を適切に実施する方法を十分に理解できたはずです。この手法を習得し、適切に実施すれば、1匹あたり15分未満で完了させることができます。

本手順を実施する際は、視覚的手がかりの配置と水温を、すべての試行において一定に保つことが重要です。