Name: マウスの光嫌悪を用いた片頭痛様行動の調査 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-08-11T15:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 23 s
Description: 学ぶマウスの光嫌悪行動評価法。明暗箱試験と自動検出技術を用いて片頭痛の光恐怖症を前臨床的に評価し、不安行動と区別する信頼性の高い神経科学的手法です。

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この作業は、NIH NS R01 NS075599およびRF1 NS113839からの助成金によって支援されました。コンテンツは、VAまたは米国政府の見解を表すものではありません。

動物の処置は、アイオワ大学動物ケアおよび使用委員会によって承認され、国立衛生研究所によって設定された基準に準拠して実施された。
1. 明暗アッセイ
<ol><li>明暗チャンバー装置( 材料表を参照)のセットアップ。このセクションのすべての機器は市販されています。<ol>
<li>棚の上に、チャンバーとダークインサートに簡単にアクセスできる引き出し付きのサウンド減衰キュービクル(内部:幅 x 高さ x 奥行きで59.7 x 38 x 35.6 cm)を置きます。</li>
		<li>DC 電源モジュールと DC 安定化電源モジュールをサウンド減衰キュービクルに接続します。</li>
		<li>透明なシームレスオープンフィールドチャンバー(長さ x 幅 x 高さで27.31 x 27.31 x 20.32 cm)をキュービクルの引き出しに置きます。</li>
		<li>黒色の赤外線(IR)透明プラスチックダークインサート(長さ x 幅 x 高さで28.7 X 15 X 20.6 cm)をオープンフィールドチャンバーに置きます。チャンバーが等しいサイズの2つのゾーン(ダークゾーンとライトゾーン)に分割されていることを確認します。</li>
		<li>オープンフィールドチャンバーのX、Y、Z軸上の3組の16ビームIRアレイをケーブルでIR USBコントローラに接続します。</li>
		<li>IR USBコントローラをコンピュータに接続します。</li>
		<li>マウスの位置とアクティビティを記録および収集できるコンピュータにトラッキングソフトウェアをインストールします。</li>
		<li>ライトパネルのセットアップでは、まず発光ダイオード(LED)ライトパネル(長さ27.70 x 幅27.70 cm、360個のLED、昼光バランスカラー、5600K、60°フラッドビームスプレッド)を元のハウジングから取り外します。</li>
		<li>LEDドライバ、ヒートシンク、および電源ユニットを使用してライトパネルを組み立てます。複数のLEDライトパネルを1つの電源、ヒートシンク、およびLEDドライバに接続して、均一なライトパネル制御を実現できます。</li>
		<li>カスタマイズされたアクリルプラットフォーム(長さ x 幅 x 高さで29.77 x 27.70 x 8.10 cm)を構築し、0.53 cm間隔で7つの同一の棚を構成します(図1B)。カスタマイズされたアクリル棚をチャンバーの上のキュービクル内の天井に恒久的に貼り付けます。</li>
		<li>LED ライトパネルを下の 2 つの棚の間のスロットに挿入します。必要に応じて(例えば、光遺伝学的マウスを使用する場合)、ライトパネルを異なる高さに調整する(図1B、C。詳細については、セクション 3 で説明します)。</li>
		<li>ヒートシンク、LEDドライバ、および電源ユニットの電源を入れます。LEDドライバがチャンバ床の光強度を測定することによってLED光強度を指示できることを確認し、床が均等に点灯していることを確認します。</li>
	</ol></li>
	<li>行動テスト手順 注:マウスは12時間の光サイクルで飼育されています。すべての行動実験は、光サイクル中に実行されます。生後10〜20週齢の雄および雌の両方を含むマウスが使用される。このプロトコールでは、ナイーブ野生型CD1およびC57BL/6Jマウスは、明暗チャンバーへの2回の事前曝露を経験し、続いて治療による曝露および治療後曝露を経験する。マウスが回復できるように、各曝露の間には3日間の間隔がある(下記および 図1Aのように1日目、4日目、7日目および10日目)。しかしながら、CD1マウスは、2回目の 事前曝露を必要とせず、薄暗い光下で試験することができる。<ol>
<li>1日目(前処理1)に、明暗アッセイ装置をオンにし、光強度を27,000ルクスに設定します。</li>
		<li>トラッキングソフトウェアを開き、新しいプロトコルを設定します。 [新しいプロトコル ] 設定で、[ 期間] を 30 分に設定します。 [新しい分析 ] 設定で、[ 期間別データ箱] を 300 秒に設定します。</li>
		<li>[新しいゾーン] 設定で、[定義済みゾーン] を選択します。[2] を選択し、[水平] を選択します。チャンバーが録音のために水平方向に2つの等しいサイズのゾーンに分割されているかどうかを確認します。</li>
		<li>試験前にマウスを試験室に1時間慣れさせる。慣れている間は、マウスの概日リズムを乱さないように部屋の明かりをつけたままにしてください。明暗アッセイ用のすべての機器の電源がオンになっていることを確認し、マウスが試験室環境に完全に順応できるようにします。</li>
		<li>[データ集録]を選択します。マウス ID を入力します。プロトコルを開始します。</li>
		<li>ドロワーを音響減衰キュービクルの外側に引いて、明暗室と暗インサートにアクセスします。マウスを尾の付け根のそばで静かに拾い上げ、チャンバーのライトゾーンに置き、引き出しをキュービクルの内側に押し込みます。ソフトウェアがマウスをすぐに検出し、アクティビティの記録を開始することを確認します。</li>
		<li>30分後に録音が自動的に停止するのを待ちます。マウスをホームケージに戻します。</li>
		<li>55.0%イソプロピルアルコール、0.25%アルキルC12-18ジメチルエチルベンジルアンモニウム、および0.25%アルキルC12-18ジメチルベンジルアンモニウムクロリドを抗菌活性成分として含むアルコール臭性殺菌使い捨てワイプを使用してチャンバーとダークインサートを清掃し、前のマウスによって残された嗅覚の合図を根絶します。</li>
		<li>4日目(前処理2)に、ステップ1.2.1から1.2.8を繰り返します。</li>
		<li>7日目(治療日)に、ステップ1.2.1と1.2.4を繰り返します。馴化後、CGRP(0.1mg/kg、マウス体重に基づく10μl/g、腹腔内注射(i.p.))を投与し、マウスの頭を前方に傾け、右下の象限に注射する。マウスをホームケージに戻します。</li>
		<li>30 分後、プロトコルを起動し、手順 1.2.5 ~ 1.2.7 で説明したように、明暗室でマウスを実行します。注射後のホームケージでの回復時間は、治療に応じて短縮または延長することができます21。</li>
		<li>チャンバーと暗いインサートを、ステップ 1.2.8 の説明に従ってクリーニングします。</li>
		<li>10日目(治療後日)に、ステップ1.2.1から1.2.8を繰り返します。実験は、オープンフィールドアッセイを開始する前に、ステップ1.2.13で一時停止することができる。</li>
	</ol></li>
</ol>2. オープンフィールドアッセイ
<ol><li>装置のセットアップ<ol>
<li>オープンフィールドチャンバーのセットアップ:ダークインサートを使用せずに、明暗アッセイで使用されるのと同じ音減衰キュービクルとオープンフィールドチャンバーを使用します。</li>
		<li>ライトパネルのセットアップ: ライト/ダークアッセイで使用したのと同じセットアップを使用します。光の強度が明暗アッセイで使用したものと同じであることを確認します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>行動テスト手順<ol>
<li>装置の電源を入れます。ライト強度を 27,000 ルクスに設定します。</li>
		<li>トラッキングソフトウェアを開きます。</li>
		<li>新しいプロトコルを設定します。これは、新しいゾーン設定を除き、明暗アッセイで使用されるプロトコルと同じです。[新しいゾーン] 設定で 1 を選択し、その後に [中央] を選択します。周囲を周囲から 3.97 cm に、中心を 19.05 cm × 19.05 cm に設定します。</li>
		<li>ステップ 1.2.4 で説明したように、マウスを試験室に慣れさせる。</li>
		<li>CGRP(0.1 mg/kg、マウス体重に基づいて10 μl/g)を投与し、マウスの頭を前方に傾け、右下の象限に注射する。マウスをホームケージに戻します。</li>
		<li>30 分後、プロトコルを開始します。引き出し引き出しを音減衰キュービクルの外側に引き出し、マウスをオープンフィールドチャンバーの中央にそっと置きます。引き出しをキュービクルの内側に押し込みます。</li>
		<li>30 分間の動作を追跡します。その後、マウスを自宅のケージに戻します。</li>
		<li>手順 1.2.8 の説明に従って装置をクリーニングします。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 光遺伝学的マウスに対する修正明暗アッセイ
<ol><li>装置のセットアップ<ol>
<li>濃い色のインサートに 2 つの変更を加えます。<ol>
<li>ダークインサートの開口部を5.08 x 5.08 cm(幅 x 高さ)に変更し、上部とダークインサートの開口部の間に0.95 x 10.16 cm(幅 x 高さ)の小さなスリットを付けます(図1D 左上)。 メモ: この変更により、マウスヘッドの光ファイバーカニューレがパッチコードに取り付けられている場合、マウスは問題なくダークゾーンに行くことができます。</li>
			<li>暗いインサートの上部を明るい部分の上に三角形のポーチ(H=6.5 cm)として伸ばします(図1D の右上と左下)。ポーチから円形の穴(D=1.7 cm)を切り出し、ホルダーを穴に挿入して、レーザーと光ファイバーパッチコードを接続する回転ジョイントを配置して安定させます(図1D 左上と左下)。 注:変更により、ダークゾーンの床に到達する光強度の小さな変化が生じます(変更なしで17ルクス対変更なしの14ルクス、27,000ルクス下のダークゾーンの右後隅で測定)。</li>
		</ol>
</li>
		<li>ロータリージョイントをダークインサートのホルダーに挿入します。</li>
		<li>30.5cmの光ファイバーパッチコードをロータリージョイントに接続します。マウスがチャンバーを横切るときにパッチコードが問題なく回転できるように、回転ジョイントがスムーズに回転できることを確認します。</li>
		<li>残りのセットアップでは、セクション 1 (明暗アッセイ) で使用したのと同じ装置セットアップを使用します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>行動テスト手順 注:野生型マウスとは異なり、光遺伝学的マウスは事前曝露を受けない(前処理1および2)。<ol>
<li>テスト当日は、LEDライトパネルを2番目に低いスロット(キャンバーの床から28.23 cm)に挿入して、パッチコードを接続するためのスペースを確保します。明暗アッセイ装置をオンにし、光強度を55ルクスに設定します。</li>
		<li>1.2.2 および 1.2.3 と同じプロトコル設定を使用しますが、ステップ 3.2.3 のレーザー刺激プロトコルと一致するように、[新しい解析] 設定で [期間別データ ビン] が 60 秒に設定されている点が異なります。</li>
		<li>レーザー電源ボタンをオンにします。レーザーパルスコントローラを1分間刺激し、その後30分間刺激せずに1分間刺激するように設定します。</li>
		<li>試験前に1時間、照明を点けた状態でマウスを試験室に慣れさせる。</li>
		<li>プロトコルを開始します。引き出し引き出しを音減衰キュービクルの外側に引き出して、明暗室と暗インサートにアクセスします。</li>
		<li>マウスを静かに拘束し、マウスヘッドの光ファイバーカニューレを嵌合スリーブを介して光ファイバーパッチコードに結合します(図1D 右下)。マウスをライトゾーンにそっと置き、引き出しをキュービクルの内側に押し込みます。プロトコルがマウスの動作を自動的に記録し始めることを確認します。</li>
		<li>1 分後にパルス コントローラーの電源を入れ、フェイルセーフ キーを ON にします。標的脳領域のレーザー刺激が1分おきに発生していることを確認してください。</li>
		<li>プロトコルが自動的に停止する 30 分後、フェイルセーフ キーを OFF にします。次に、パルスコントローラをオフにします。</li>
		<li>マウスと光ファイバーパッチコードの結合を解除します。マウスをホームケージに戻します。</li>
		<li>チャンバーと暗いインサートを、ステップ 1.2.8 の説明に従ってクリーニングします。</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 光遺伝学的マウスに対する改変オープンフィールドアッセイ
<ol><li>装置のセットアップ<ol>
<li>スタンドとクランプを使用してチャンバの上の回転ジョイントを安定させます(図1E)。</li>
		<li>長さ50cmの光ファイバーパッチコードを回転ジョイントに接続します。回転ジョイントがスムーズに回転できるかどうかを確認します。</li>
		<li>回転ジョイントをスタンドの適切な高さに設定する:光ファイバパッチコードがチャンバーの隅々までしか届かないようにして、マウスの動きとの干渉を避けるのに役立ちます。</li>
		<li>残りのセットアップでは、セクション1(明暗アッセイ)で使用したのと同じ装置セットアップを使用しますが、暗挿入は使用しないでください。</li>
	</ol>
</li>
	<li>行動テスト手順<ol>
<li>明暗アッセイ装置をオンにし、光強度を55ルクスに設定します。</li>
		<li>新しいゾーン設定を除き、修正された明暗アッセイ(セクション3)と同じプロトコル設定を使用します。[新しいゾーン設定] で [中央] で 1 つから [次へ] を選択します。周囲を周囲から 3.97 cm に、中心を 19.05 cm × 19.05 cm に設定します。</li>
		<li>レーザー電源ボタンをオンにします。レーザーパルスコントローラを1分間刺激し、その後30分間刺激せずに1分間刺激するように設定します。</li>
		<li>手順 3.2.4 ~ 3.2.10 の説明に従って、慣れと残りのテストを実行しますが、手順 3.2.6 への 2 つの変更を除きます: マウスをライトゾーンではなくチャンバーの中央にそっと配置します。引き出しドロワーは、パッチコードがマウスの頭に接続されているため、キュービクルの外側に置いてください。</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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<li>Song, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Retinal+pre-conditioning+by+CD59a+knockout+protects+against+light-induced+photoreceptor+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Retinal pre-conditioning by CD59a knockout protects against light-induced photoreceptor degeneration.</a> PloS One. 11 (11), 0166348(2016).</li>
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</ol>

著者は報告すべき利益相反はありません。

明暗アッセイは、不安に似た行動を評価するために広く使用されています12。このアッセイは、マウスの光に対する生来の嫌悪感と、新しい環境(ライトゾーン)に置かれたときの探索への衝動に依存しています。しかし、ここで報告するように、このアッセイは光嫌悪挙動を評価するためにも使用できます。
試験前に事前暴露の数と必要性を考慮することが重要です。これは、マウスの系統またはモデルによって異なります。例えば、我々の明暗アッセイプロトコルでは、ナイーブ野生型CD1およびC57BL/6Jマウスは、治療試験手順を受ける前に明暗チャンバーに2回前曝露されるが、光遺伝学的マウスは事前曝露を受けない。最近の出版物は、CD1マウスがi.p. CGRP投与後に光嫌悪を示すには、1回の事前暴露で十分であると報告した17。その結果、新規性パラメータの重要性は、治療日の到来時に減少します10,16。事前露光は...

片頭痛は、アメリカ人の約17%が罹患している一般的な神経学的疾患であり1、世界の障害の2番目に多い原因です2,3。患者は、吐き気および/または嘔吐、または羞及およびフォノフォビアの少なくとも1つの症状を伴う4〜72時間持続する頭痛を経験する4。現在FDAの承認を受けているカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)抗体の開発における最近の進歩は、片頭痛治療のための新しい時代を始めました5,6,7。これらの抗体はCGRPまたはその受容体のいずれかをブロックし、片頭痛患者の約50%で片頭痛症状を予防します7。過去1年以内に、CGRP受容体の2つの小分子アンタゴニストも片頭痛の中絶治療のためにFDAの承認を受けており、さらに2つがパイプラインにあります8。この治療の進歩にもかかわらず、片頭痛発作が起こるメカニズムは依然としてとらえどころのないままである。例えば、CGRP作用の部位は知られていない。血液脳関門を著しく通過しない抗体医薬の有効性は、CGRPが髄膜および/または三叉神経節などの末梢部位で作用することを示唆する。しかし、血液脳関門を持たない心室周囲器官の中枢作用を排除することはできません9。少なくとも光恐怖症については、hRAMP1が神経組織で過剰発現しているトランスジェニックネスチン/hRAMP1マウスを用いた光嫌悪の結果を考えると、これは起こりにくいと考えています10。片頭痛病態生理学のメカニズムを理解することは、片頭痛治療薬の開発に新しい道を提供するでしょう。
前臨床動物モデルは、疾患メカニズムの理解と新薬の開発に不可欠です。しかし、動物は痛みの感覚を口頭で報告することができないため、動物の片頭痛評価は困難です。片頭痛患者の80〜90%が光恐怖症11を示すという事実を考えると、光嫌悪は動物モデルにおける片頭痛の指標であると考えられている。これは、マウスにおける光嫌悪を評価するためのアッセイを開発する必要性につながった。
明暗アッセイには、明ゾーンと暗ゾーンが含まれています。これは、光に対する生来の嫌悪感によって打ち消される新しい環境の自発的な探索に基づいて、マウスの不安を測定するために広く使用されています12。いくつかの研究は、チャンバーの1/3をダークゾーンとして設定し、他の研究ではチャンバーの1/2をダークゾーンとして設定する。前者の設定は、不安を検出するためによく使用されます13。当初は同じサイズの明暗室を選択しましたが、2つの相対的なサイズは比較していません。最初のテストボックス14 は後続の装置15よりもかなり大きかったが、結果は本質的に同じであったため、両方のチャンバの全体的なサイズは大きな要因ではないとコメントすることができる。
光の嫌悪感を評価するためのこの明暗アッセイの2つの重要な変更は、試験条件と光強度でした(図1)。まず、マウスを明暗チャンバーに事前に曝露して、探索的駆動16 を減少させます(図1A)。事前暴露の必要性と時間は、マウスの系統とモデルに依存します。野生型C57BL/6Jマウスは通常、2回の事前ばく露が必要ですが10、CD1マウスでは1回の事前ばく露で十分です17。このようにして、光嫌悪的な挙動は、これら2つのマウス系統においてマスクを解除することができる。第2に、チャンバー照明は、薄暗い(55ルクス)から明るい(27,000ルクス)までの光強度の調整可能な範囲を含むように適合されており、55ルクスは暗い曇りの日に匹敵し、27,000ルクスは日陰の明るい晴れた日に匹敵する10。我々は、必要な光強度が株および遺伝子モデルによって異なることを見出した。このため、個人はまず実験パラダイムの最小光強度を評価する必要があります。
光嫌悪表現型を明らかにする可能性のあるアッセイにこれらの修正があっても、光単独による光嫌悪と不安による光嫌悪を区別するために、不安様行動を試験する必要がある。オープンフィールドアッセイは、新しい環境の自発的な探索に基づいて不安を測定する伝統的な方法です。これは、探索的衝動が保護されていないオープンスペースへの生来の嫌悪感によって打ち消されるという点で、明暗アッセイとは異なります。チャンバーの中心と縁の両方が光の中にあるので、オープンフィールドアッセイは光に依存しない不安アッセイです。したがって、明暗アッセイとオープンフィールドアッセイの組み合わせにより、光の回避による光の回避と不安の全体的な増加を区別することができます。
CGRPは、血管拡張、侵害受容、および炎症を調節する多機能神経ペプチドである18。それは末梢および中枢神経系において広く発現される。片頭痛の病態生理学において重要な役割を果たしています18。しかしながら、片頭痛におけるCGRP作用の根底にあるメカニズムは不明である。この修正された試験パラダイムを用いた明暗およびオープンフィールドアッセイを利用することにより、末梢10,16(図2)および中央14,15,16,19 CGRP投与後のマウスにおける光嫌悪行動を特定することができた。神経ペプチドに加えて、光嫌悪に関与する脳領域の同定も片頭痛の病態生理学を理解する上で重要である。視床後核は、疼痛と光処理のための統合的な脳領域であり19、視床は片頭痛の間に活性化される20。そこで、チャネルロドプシン-2(ChR2)またはeYFPを含むアデノ随伴ウイルス(AAV)をこの領域に注入することにより、視床後核を標的とした。この光遺伝学的アプローチをこれら2つのアッセイと組み合わせることにより、視床後核におけるChR2発現ニューロンの光刺激が光嫌悪を誘発することを実証した19(図3)。この実験では、これらの光遺伝学的に操作されたマウスの誘発された光嫌悪に対する劇的な影響を考慮して、チャンバーへの事前曝露はスキップされた。

<table><tbody><tr><td>アクティビティモニター</td><td>Med Assoc. Inc</td><td></td><td>マウスの行動を追跡するソフトウェア</td></tr><tr><td>カスタマイズされたアクリル棚</td><td></td><td></td><td>LEDパネルの高さを調整するため</td></tr><tr><td>ダークボックスインサート</td><td>Med Assoc. Inc</td><td>ENV-511</td><td></td></tr><tr><td>DC電源</td><td>Med Assoc. Inc</td><td>SG-500T</td><td></td></tr><tr><td>DC安定化電源</td> Med <td>Assoc. Inc</td><td>SG-506</td><td></td></tr><tr><td>光ファイバーカニューレ</td><td>Doric</td><td>MFC_200/ 240-0.22_4.5mm_ZF1.25_FLT</td><td></td></tr><tr><td>殺菌使い捨てワイプ</td><td>Sani-Cloth</td><td>SKU # Q55172</td><td></td></tr><tr><td>ヒートシンク</td><td>ウェイクフィールド</td><td>490-6K</td><td>LEDパネルへの接続</td></tr><tr><td>IRコントローラー 電源ケーブル</td><td>Med Assoc. Inc</td><td>SG-520USB-1</td><td></td></tr><tr><td>IR USBコントローラー</td><td>Med Assoc. Inc</td><td>ENV-520USB</td><td></td></tr><tr><td>嵌合スリーブ</td><td>ドリック</td><td>SLEEVE_ZR_1.25</td><td></td></tr><tr><td>改良型LEDライトパネル</td><td>Genaray Spectro</td><td>SP-E-360D</td><td>昼光バランスカラー (5600K)</td></tr><tr><td>電源</td><td>MEAN WELL USA</td><td>SP-320-12</td><td>LEDパネルとの接続</td></tr><tr><td>シームレスオープンフィールドチャンバー</td><td>Med Assoc. Inc</td><td>ENV-510S</td><td></td></tr><tr><td>防音キュービクル</td><td>Med Assoc. Inc</td><td>ENV-022MD-027</td><td></td></tr><tr><td>スタンド&クランプ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>16ビームIRアレイ3</td>種 <td>Med Assoc. Inc</td><td>ENV-256</td><td></td></tr></tbody></table>

マウスの光嫌悪を用いた片頭痛様行動の調査

Investigating Migraine-Like Behavior Using Light Aversion in Mice

片頭痛は、光恐怖症として観察される光に対する過敏症などの頭痛および感覚異常を特徴とする複雑な神経学的障害である。マウスが片頭痛を経験していることを確認することは不可能ですが、光嫌悪は、羞及症の片頭痛症状の行動代理として使用することができます。光の嫌悪感をテストするために、我々は明暗アッセイを利用して、マウスが明るい環境または暗い環境のいずれかで自由に過ごす時間を測定します。アッセイは、試験手順を実行する前のチャンバーへの事前暴露と調整可能なチャンバー照明の2つの重要な変更を導入することによって洗練されており、55ルクスから27,000ルクスまでの光強度の範囲の使用が可能です。暗闇の中でより多くの時間を過ごすという選択も不安の指標であるため、我々はまた、不安と光嫌悪行動を区別するために、光に依存しない不安テスト、オープンフィールドアッセイを利用する。ここでは、明暗およびオープンフィールドアッセイの修正テストパラダイムについて説明します。これらのアッセイの適用は、2匹のマウス系統におけるカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)の腹腔内注射および光遺伝学的脳刺激研究のために記載されている。

この動作テストパラダイムは、光嫌悪的な動作をテストするように設計されています。ナイーブ野生型マウスおよび光遺伝学的マウスの両方を用いて、標的ニューロン集団の刺激中にリアルタイムで光嫌悪を調査するために行うことができる。
この手順は、CD1およびC57BL/6Jマウスにおける末梢CGRP治療10,16およびC57BL/6Jマウスにおける視床後核におけるニューロンの光刺激19が光嫌悪行動に及ぼす影響を研究するために用いられてきた。生後10〜20週齢の雄および雌の両方を含むマウスを実験に使用した(図2A、図2B−D、および図3)。その結果、CGRPのi.p.注射は、CD1(図2A)およびC57BL/6J(図<str...

げっ歯類は片頭痛の症状を報告することができません。ここでは、片頭痛患者で最も一般的で厄介な症状の1つである光の嫌悪感を測定するための管理可能なテストパラダイム(明暗およびオープンフィールドアッセイ)について説明します。

Migraine is a complex neurological disorder characterized by headache and sensory abnormalities, such as hypersensitivity to light, observed as ...

この方法は、片頭痛患者の主な苦情である羞明のための前臨床行動代理を提供する。この技術の主な利点は、検出が自動的に行われるため、非常に便利であることです。また、軽い嫌悪感や不安は、これらのテストを実施することによって区別することができます。初日に、明暗アッセイ装置をオンにします。ライト強度を 27, 000 ルクスに設定します。ダークインサートを明暗室に入れます。トラッキングソフトウェアを開き、新しいプロトコルを設定します。新しいプロトコル設定で、期間を 30 分に設定します。新しい分析設定で、期間ごとのデータビンを 300 秒に設定します。新しいゾーン設定で、定義済みのゾーンを選択します。2 つ選択し、次に水平を選択します。チャンバーが録音のために水平方向に2つの等しいサイズのゾーンに分割されているかどうかを確認します。試験に先立ち、マウスを試験室に1時間馴化させ、マウスの概日リズムを乱さないように室内を明るく保つ。明暗アッセイ用のすべての機器の電源がオンになっていることを確認し、マウスが試験室環境に完全に順応できるようにします。データ集録を選択し、マウスIDを入力してプロトコルを開始します。引き出しを音減衰キュービクルの外側に引いて、明暗室と暗インサートにアクセスします。マウスをチャンバーのライトゾーンにそっと置き、引き出しをキュービクルの内側に押し込みます。ソフトウェアがマウスをすぐに検出し、アクティビティの記録を開始することを確認します。30分後に録画が自動的に停止するのを待ちます。マウスをホームケージに戻します。アルコール臭の殺菌使い捨てワイプを使用してチャンバーと暗いインサートを清掃し、前のマウスが残した嗅覚の合図を根絶します。4日目に、1日目に実行したすべてのステップを繰り返します。7日目に、1日目に行ったステップを繰り返すが、マウスが慣れるまでしか行わない。馴化後、CGRPを腹腔内にマウスに投与する。その後、マウスを自宅のケージに戻します。30分後、プロトコルを再開し、前述のように明暗室でマウスを実行します。前述のようにチャンバーと暗いインサートを清掃します。10 日目に、1 日目に実行したすべての手順を繰り返します。装置の電源を入れ、光強度を27,000ルクスに設定します。トラッキングソフトウェアを開き、前述のように新しいプロトコルを設定します。新しいゾーン設定で、1 つを選択してから中央に続けます。周囲を 3.97 センチメートル、中央を 19.05 x 19.05 センチメートルに設定します。前に実証したように、マウスを試験室に慣れさせる。マウスにCGRPを腹腔内に投与する。マウスを自宅のケージに戻します。30 分後、プロトコルを開始します。引き出し引き出しを音減衰キュービクルの外側に引き出し、マウスをオープンフィールドチャンバーの中央にそっと置きます。引き出しをキュービクルの内側に押し込みます。マウスの行動を30分間追跡し、マウスを自宅のケージに戻します。前のデモのように装置をクリーニングします。結果は、CGRPの腹腔内注射は、CD1およびC57ブラック6Jマウスにおける明暗アッセイにおいて明ゾーンで費やされる時間の持続時間を有意に減少させたが、CD1およびC57ブラック6Jマウスにおけるオープンフィールドアッセイにおいてマウスが中心で過ごした時間には影響しなかったことを明らかにした。CGRPによる処置はまた、マウスがダークゾーンで休む時間の量を増加させたが、CD1およびC57ブラック6Jマウスの両方において明ゾーンではそうではなかった。後視床核におけるニューロンの光刺激は、対照ウイルス注射マウスと比較して、チャネルロドプシン-2注射マウスにおける明/暗アッセイにおいて、マウスが明ゾーンで過ごす持続時間の対応する減少をもたらした。暗ゾーンでは休息時間の増加が、ライトゾーンでは認められなかったが、チャネルロドプシン−2注射マウスの場合、対照ウイルス注入マウスと比較しても観察された。マウスを明暗室に入れるときは、できるだけ多くのストレスを避けるためにマウスを優しく扱う必要があることを覚えておくことが重要です。この技術は、片頭痛および他の光恐怖症関連障害の根底にあるメカニズムを探求する道を開き、潜在的な治療法の前臨床的有効性をテストする。

investigating-migraine-like-behavior-using-light-aversion-in-mice

Research

JoVE Journal

Behavior

行動

ダーク/ライト遷移テストは、マウスの不安様行動を測定するために最も広く使用されている試験の一つです。ここで、我々はテストを行う方法についての詳細な手順を示して映画を紹介。...

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出典: Zhang, L., et al.近赤外(NIr)光はマウス前庭感覚上皮におけるミトコンドリア機能のマーカーの発現を増加させるJ. Vis. 経験。(2015年)このビデオでは、剃ったマウスの頭皮に近紫外光を照射して前庭ニューロンを活性化し、スーパーオキシドジスムターゼ-1(SOD-1)の産生を刺激し、ニューロンの機能をサポートするプロセスを示します。この手順では、神経保護戦略としての NIr...

近赤外光を用いたマウスモデルにおける感覚ニューロンシグナル伝達の調節

このプロトコルは、ラットが学習と記憶の課題に従事している間に、離散的な脳領域でのニューロン活動を一時的および遠隔的に沈黙させる方法を説明しています。このアプローチは、薬理遺伝学(Designer-Receptors-Exclusively-Activate-by-Designer-Drugs)と、学習のさまざまな要素を区別するように設計された行動パラダイム(感覚プレコンディショニング)を組み合わせたものです。...

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Photobiomodulation 療法は幅広い神経疾患、精神疾患の治療のための革新的な非侵襲的様相を健康な脳機能を向上させることも。このプロトコルには、マウスが他のげっ歯類での使用に合わせることができる配光経頭蓋脳 photobiomodulation を実行するステップ バイ ステップ...

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頭痛の前臨床モデルとしてのマウスにおける硬膜刺激および眼窩周囲フォンフレイ試験

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マウスの痛みの研究における時間同期行動と脳ダイナミクスのための自動斜視法

学ぶマウスの光嫌悪行動評価法。明暗箱試験と自動検出技術を用いて片頭痛の光恐怖症を前臨床的に評価し、不安行動と区別する信頼性の高い神経科学的手法です。

マウスの光嫌悪を用いた片頭痛様行動の調査

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