마우스에 모터 밸런스 조정의 평가는 밸런스 빔을 사용하여

본 절차의 전반적인 목표는 마우스의 운동 협응력과 균형 감각을 평가하는 것입니다. 첫 번째 단계는 밸런스 빔을 조립하고 모션 감지기의 위치를 설정하여 빔 통과 잠복기를 기록하는 것이며, 훈련을 시작하기 위해 마우스를 밸런스 빔의 시작점에 두고 안전한 플랫폼으로 건너가게 합니다. 때로는 동물이 빔을 따라 끝점까지 이동하도록 독려하는 것이 필요할 수 있습니다.

10분간의 시행 간 간격을 둔 후, 더 높은 민감도를 확보하기 위해 더 좁은 빔에서 훈련을 실시했습니다. 절차의 마지막 단계는 훈련된 동물을 다양한 너비의 빔에서 테스트하는 것입니다. 궁극적으로, 운동 조정 및 균형 능력의 결손을 보여주는 결과를 얻을 수 있습니다.

안녕하세요, 저는 캘리포니아 공과대학교 생물학과에서 MD PhD 과정을 밟고 있는 Tim Luong입니다. 저는 캘리포니아 공과대학교 생물학과의 박사후 연구원 Holly Carlisle이며, 오늘은 밸런스 빔 테스트를 사용하여 마우스의 균형 감각과 운동 조절 능력을 평가하는 방법을 보여드리겠습니다. 로타로드와 같은 다른 방법들과 비교했을 때 이 기술의 주요 장점은, 밸런스 빔 테스트가 운동 조절 능력의 아주 미세한 결함까지도 더 민감하게 감지하는 경향이 있다는 점입니다.

이 방법은 특정 신경질환 모델에서 운동 coordination과 균형 감각이 영향을 받는지, 그리고 특정 치료법에 의해 운동 결손이 완화되는지와 같은 행동학 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 테스트의 목적은 마우스가 연구자의 자극 없이 멈추거나 지체하지 않고 빔을 가로지르는 데 걸리는 시간을 측정하는 것입니다. 테스트 당일에 정확한 결과를 얻기 위해, 테스트 전 이틀 동안 훈련을 실시합니다.

행동 테스트에 익숙하지 않은 분들에게는 마우스를 다루는 방법과 빔 위를 건너도록 돕는 방식이 어려울 수 있으므로, 이 방법의 시각적 시연이 도움이 될 것입니다. 그럼 시작하겠습니다. 본 프로토콜은 Southwell 외 연구진 및 Carter 외 연구진의 방법을 기반으로 합니다.

장치는 50cm 높이의 폴 두 개 사이에 1m 길이의 빔을 거치하여 조립합니다. 빔의 평평한 표면 너비는 6mm 또는 12mm입니다. 더 큰 쥐나 너비가 좁은 빔을 건너지 못하는 쥐의 경우에는 더 넓은 빔을 사용할 수 있습니다.

빔 끝에 검은색 상자를 배치하고, 마우스가 종료 지점으로 향하도록 검은색 상자 내부에 둥지 재료를 넣으며, 혐오 자극으로 작용하도록 램프로 시작 지점을 비춥니다. 빔 통과 대기 시간을 기록하기 위해 0cm와 80cm 지점에 동작 감지기를 설치하고, 낙하 시 충격을 완화하기 위해 빔 아래 및 테이블 상판에서 약 7.5cm 위에 나일론 해먹을 설치합니다. 본 실험에 사용된 마우스는 12시간 명암 주기로 사육되었으며, 테스트 전 2주 동안 적응 기간을 거쳤습니다.

실험 시작 약 10분 전에 동물들을 테스트실로 이동시키며, 최상의 결과를 얻기 위해 테스트 조건당 최소 10마리의 마우스 코호트를 사용하십시오. 훈련을 시작하려면 마우스를 너비 12 millimeter의 빔 시작 지점에 놓으십시오. 마우스의 코가 중앙 80 centimeters 구간에 진입할 때 타이머가 시작되고, 동물이 80 centimeters 지점에 도달하면 타이머가 멈춥니다.

마우스는 정지하거나 머뭇거리는 일이 최소화된 상태로 빔을 가로질러 가야 합니다. 동물이 전진을 멈추면 뒤에서 부드럽게 밀어 계속 이동하도록 유도하십시오. 동물이 빔을 성공적으로 통과하면, 안전 박스에서 꺼내어 홈 케이지로 옮기고 다음 훈련 세션을 시작하기 전까지 10분 동안 휴식하게 합니다.

다음 마우스를 투입하기 전, 균형대와 박스를 70% ethanol로 세척하고 닦아냅니다. 각 마우스는 12 millimeter 너비의 균형대에서 3회 훈련한 후, 6 millimeter 너비의 균형대에서 훈련을 진행합니다. 3회 추가로 과잉 훈련을 실시하면 동물이 과제와 장치에 더 익숙해짐에 따라 정지(stalling) 발생 빈도가 증가할 수 있습니다.

반면, 이틀간의 훈련 후에도 마우스가 빔 전체를 성공적으로 가로지르지 못하는 경우에는 추가 훈련이 필요할 수 있습니다. 동물에게 어떠한 처치를 하기 전에 반드시 기저치 측정을 기록하십시오. 당일 훈련이 완료되면 마우스를 보관 시설 내의 원래 케이지로 복귀시킵니다.

테스트 당일, 이전에 보여준 것과 같이 실험 시작 10분 전에 동물들을 실험실로 이동시킨 후, 마우스를 시작 지점에 놓습니다. 그리고 동물이 빔의 중앙 80 centimeters를 가로지르는 데 걸리는 잠복기를 기록합니다. 데이터는 마우스가 멈추지 않고 연구자의 자극 없이 끝까지 직접 가로지른 두 번의 성공적인 시도 평균값으로 보고합니다. 미끄러짐 및 기타 관찰 가능한 운동 결손에 대한 더 세밀한 분석을 위해 비디오 녹화 영상을 사용할 수 있습니다.

이 예시에서는 9~11주 된 C 57 black six 마우스를 대상으로 12mm 및 6mm 너비의 빔에서 테스트를 진행하였습니다. 12mm 너비의 빔을 건너는 데 걸린 평균 시간은 수컷의 경우 4.6 ± 0.4초, 암컷의 경우 3.3 ± 0.3초였습니다. 6mm 빔에서의 시간은 수컷이 6.8 ± 0.7초, 암컷이 5.9 ± 0.5초였습니다.

평형대 수행 능력은 마우스의 연령과 계통에 따라 다를 수 있습니다. 본 예시에서 사용된 C 57 black six 마우스는 일반적으로 활동적인 동물로, 몇 차례의 미끄러짐은 있었으나 추락은 관찰되지 않았습니다. 유전적 또는 약리학적으로 조작된 동물의 경우 미끄러짐과 추락이 더 빈번하게 발생할 수 있으며 이를 정량화할 수 있습니다. 기능이 저하된 마우스는 이 절차를 시도하는 동안 평형대 측면에 매달릴 수 있으며, 이는 횡단 시간을 증가시킵니다.

마우스가 빔 위에서 멈추거나 주의가 분산될 경우, 앞으로 계속 이동하도록 끈기 있고 일관되게 유도하는 것이 중요합니다. 이 영상을 시청하신 후에는 마우스가 밸런스 빔을 건너도록 훈련시키고, 이들의 균형 감각과 협응력을 평가하는 방법에 대해 충분히 이해하셨을 것입니다. 시청해 주셔서 감사하며, 이 영상이 도움이 되었기를 바랍니다.