高架プラス迷路外因性ケト原性サプリメントの抗不安薬の効果を調べるためのソフトウェアを追跡するビデオと組み合わせてテスト
2019年1月7日
ここでは、齧歯類の動物モデルの不安レベルの変化を調査するためのプロトコルを提案する.高架式十字迷路 (EPM) テスト、追跡ソフトウェア、ビデオと併用は前臨床研究所では様々 な潜在的な抗不安薬治療の効果を文書化する信頼性の高い方法を提供します。
上昇プラス迷路は、他の方法と比較してより人道的な方法で実験室げっ歯類モデルに対する様々な潜在的に無神経な治療の効果を文書化する方法です。この方法の主な利点は、高さの未調整の恐怖とオープンスペースの回避に加えて、暗い空間と閉じた空間の両方にげっ歯類の本能的なプロクティビティに依存していることです。私の研究室の協力者であるコリン・パークは、この手順のデモンストレーションを手伝います。
テストの数日前に、彼らの胴体でそれらを選び、実験者にそれらを順応させるために1分間保持することによって、動物を処理します。次に、処置を開始する前に動物の体重を測定し、治療のための投薬量計算を決定する。次に、ケトン補充前5日間、ガビンによる水を用いて胃内ガバジ法に動物を馴染む。
不安アッセイのために、上昇プラス迷路またはEPM装置、2つの開いた2つの開いた2つの腕を持つプラス状の装置を使用する。直接照明するのではなく、天井から間接照明を使用してEPM装置を点灯します。4 本のアームがすべて同様に照らされていることを確認します。
移動追跡ソフトウェアのインストールキーをUSB 2.0ポートに接続し、ソフトウェアをインストールします。次に、実験領域の上にカメラを固定し、実験の間、不動のままであることを確認します。最後に、取扱説明書を使用して、移動追跡ソフトウェアシステムに新しい実験を設定します。
実験領域に動物を配置します。次に、コントロールパネルのタイムボタンを押してデータ収集処理を開始します。テストルームでは、EPMデータを手動で、ソフトウェアを使用して、2つの方法で収集します。
目の見えない観察者はカーテンで区切られます。トラッキングプロセスの記録のeneまで待つか、時間コントロールパネルの停止ボタンを押してください。次いで、実験領域から動物を除去する。
最後に、解析ツールにアクセスして、実験アシスタントバーの解析ボタンを押します。分析してレポートを生成する試行と時間間隔を選択します。まず、実験を開始する30分前に、自宅のケージ内のラットを実験室に移すことから始めます。
実験者の反対側の開いた腕に面したEPMの4本の腕の交点にラットを置く。ビデオトラッキングソフトウェアを実行し、手動で5分間動物の行動を記録します。その後、動物がEPMから落ちた場合は、それを拾って、それが落ちたEPMの同じポイントに戻します。
この動物の行動データを解析から除外します。5 分間のテストの最後に、ビデオ トラッキング ソフトウェアを停止します。EPMから動物を取り出し、ホームケージに戻します。
最後に、消毒洗剤と水道水でEPMを洗浄します。ペーパータオルで装置を乾かします。慢性摂食後、KSMCT群のラットは対照群と比較して、オープンアームで有意に多くの時間を費やした。
KSグループは、対照群と比較して、センターでかなり多くの時間を費やしました。そして、コントロールと比較してLKE、KS、KSMCTグループで閉じた腕に費やされる時間が少ない。KSおよびKSMCT群のラットは、両手を広げてかなり長い距離を移動した。
LKE、KS、およびKSMCT群のラットは、対照群と比較して閉鎖された腕の中を移動する距離が有意に少ないことを示した。さらに、7日間の経口ギャバジの後、オープンアームで過ごした時間はKE群では大きかったが、KE、KS、およびKSMCT群の中心では減少した。また、KEグループとKSグループで7日間の投与を行った後、閉鎖された武器へのエントリー数も大幅に減少した。
実験者から離れた交差点で、機器上のすべてのラットを一貫したマナーに置くのは非常に重要です。げっ歯類に対するEPMアッセイは、性感作用に関与する脳領域や作用機序に影響を与えるさまざまな治療法の効果を調査するのに適した、敏感な方法です。
概要
本記事では、高架式十字迷路（EPM）試験を用いて、齧歯類モデルにおける不安レベルを評価するためのプロトコルを紹介します。この手法をビデオトラッキングソフトウェアと組み合わせることで、潜在的な抗不安薬治療の効果を信頼性高く記録することが可能になります。
研究の主要構成要素
科学分野
- 神経科学
- 行動科学
- 薬理学
背景
- 高架式十字迷路は、げっ歯類の不安関連行動を評価するために設計されています。
- これは、開いた空間と閉じられた空間に対するげっ歯類の本能的な習性を利用したものです。
- この手法は、他の不安評価法よりも人道的な方法であると考えられています。
- ビデオトラッキングを用いることで、行動データの収集における精度が向上します。
研究目的
- さまざまな不安緩解治療がげっ歯類の不安レベルに及ぼす影響を評価すること。
- EPM試験を実施するための信頼性の高いプロトコルを確立すること。
- 治療に対する行動変化を時系列で分析すること。
使用した手法
- 試験前のげっ歯類のハンドリングおよび馴化。
- 不安評価のための高架式十字迷路装置の使用。
- データ収集のためのビデオトラッキングソフトウェアの活用。
- 行動データの目視およびソフトウェアによる解析。
主な結果
- KSMCT投与群のラットは、対照群と比較してオープンアームで過ごす時間が長かった。
- オープンアームとクローズドアームで移動距離に有意な差が認められた。
- さまざまな物質の慢性投与後に、行動の変化が認められた。
- EPMアッセイは、不安に対する投与効果を検出するための感度が高いことが証明された。
結論
- EPMは、げっ歯類モデルにおける不安を研究するための効果的な手法である。
- 信頼性の高い結果を得るためには、動物を常に一定の状態で配置することが極めて重要である。
- 今後の研究により、抗不安薬の作用機序をさらに探究することができる。
よくある質問
業界における重要性
高架式十字迷路（EPM）試験とビデオトラッキングを組み合わせることで、げっ歯類モデルにおける外因性ケトンサプリメントの抗不安効果を評価するための、感度が高く人道的な手法が提供されます。このアプローチは、不安経路に関連する行動変化を定量化することにより、初期段階のターゲットバリデーションを支援し、代謝療法や薬剤療法のメカニズム的なリスク低減を可能にします。本手法は、前臨床創薬パイプラインにおけるgo/no-go判断の根拠となる、再現性のある定量的なエンドポイントを算出します。
バイオ医薬品研究開発における戦略的応用
初期探索およびターゲットバリデーション
- 科学的価値： オープンアームとクローズドアームで過ごした時間を測定し、不安軽減の指標とすることで、治療仮説を検証します。
- 運用的価値： ビデオトラッキングによる盲検化および自動化された行動データの収集を可能にし、観察者バイアスを低減させ、再現性を向上させます。
- 予測的価値： ケトンサプリメントの抗不安様作用を検出し、中枢神経系（CNS）調節化合物の標的への信頼性を裏付けます。
スクリーニングおよびアッセイ開発
- アッセイの準備： 照明条件と動物の配置を一定にした標準的なEPM装置を用いることで、投与群間での信頼性の高いベースライン性能が確保されます。
- 定量的出力： ビデオトラッキングにより、オープンアームおよびクローズドアームでの滞在時間や移動距離に関する正確な指標が得られ、用量反応特性の評価が可能になります。
- 拡張性： 本プロトコルは、長期的な行動評価に向けた慢性（83日間）および亜慢性/急性（7日間）の投与計画に対応しています。
トランスレーショナル・前臨床研究
- 疾患への関連性： 神経精神疾患スクリーニングにおいてトランスレーショナルに有用なモデルであるSprague Dawleyラットを用いて、不安関連行動を測定します。
- メカニズムによるリスク低減： オープンアームへの探索行動とクローズドアームへの回避行動による影響を区別し、不安緩解作用と鎮静作用による混同を明確にします。
- トランスレーショナルな継続性： 代謝物ベースの介入を測定可能な行動表現型に結びつけることで、研究の推進に関する意思決定をサポートします。
パイプラインおよびワークフローの統合
EPM試験は、初期の仮説検証からリード化合物の特定に至る創薬の連続的なプロセスに適合し、神経精神疾患薬の創薬における生化学的および電気生理学的アッセイを補完する行動表現型解析を提供します。
- 探索生物学： 交絡因子となる運動への影響を排除し、不安回路に関連する行動出力を単離することで、パスウェイの解明を支援します。
- スクリーニング： 化合物ライブラリーやニュートラシューティカル介入のスクリーニングに不可欠な、標準化され再現性のある不安表現型を提供します。
- 分析： 腕内滞在時間および移動距離のリードアウトを生成し、治療群と対照群間の統計的比較を可能にします。
- トランスレーショナル研究： 代謝物補充と不安様行動を結びつけ、バイオマーカーに準拠した前臨床検証に情報を供します。
- エンタープライズ再利用： 代謝、薬理、および遺伝学的モデルにわたる多様な不安緩解候補を評価するための、再利用可能な行動プラットフォームを確立します。
運用およびエンタープライズへの影響
- 科学的価値：不安関連行動におけるメカニズムの曖昧さを排除することで、ターゲットエンゲージメントに対する予測精度を向上させる。
- 運用的価値：ブラインド化されたビデオトラッキングと一貫した装置セットアップにより、標準化、再現性、および拡張性を確保する。
- 戦略的価値：運動能の変化による偽陽性を最小限に抑え、真の不安緩解効果を特定することで、go/no-go判断を改善する。
- ポートフォリオへの影響：検証済みの行動アウトカムに基づき、ケトンベースまたは中枢神経系（CNS）活性化合物のリスク調整済み優先順位付けを可能にする。
実施上の注意点
- げっ歯類のハンドリング、行動試験、およびビデオトラッキングソフトウェアの操作に関する専門知識が必要です。
- EPM装置、USB互換のトラッキングシステム、および制御された照明条件に依存します。
- 動物の馴化、投与、および盲検化されたデータ収集手順について、チーム間での標準化が必要です。
- 異なるげっ歯類モデルに適応させる際は、種および系統固有のベースライン不安レベルを考慮しなければなりません。
- 不安様行動の測定に限定されており、補完的なアッセイなしでは、認知、運動、または感情的な共変要因を評価することはできません。
