방사형 워터 트레드 미로를 이용한 외상성 뇌 손상의 마우스 모델에서 공간 기억 장애의 평가

본 방사형 수중 트레드 미로(Radial Water Tread Maze) 프로토콜의 전반적인 목표는 수영이 필요하지 않은 마우스 중심의 인지 과제를 사용하여 외상성 뇌 손상 마우스 모델의 공간 기억력을 테스트하는 것입니다. 이 방법은 운동 능력 저하 또는 동기 부여 부족으로 인해 Morris 수중 미로와 같은 수영 기반 인지 테스트 프로토콜을 적용하기 어려운 마우스 모델의 인지 능력을 테스트하는 데 특히 유용할 수 있습니다. 본 방법은 마우스의 외상성 뇌 손상 조절 피질 충격 모델에서 집단 간 차이와 인지 능력을 파악하는 인사이트를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 수영 기반 테스트에서 성적이 낮은 것으로 알려진 노화 및 형질전환 마우스 모델의 인지 능력을 측정하는 데에도 유용하게 활용될 수 있습니다.

모든 테스트일에 다음의 준비 단계를 수행하십시오. 먼저, 마우스가 홈 케이지에 담긴 상태로 테스트실에 최소 30분 동안 적응하도록 합니다. 원형 미로의 내벽을 따라 시각적 단서가 배치되어 있습니다.

이동식 탈출 상자를 9개의 서로 다른 출구 구멍 중 하나에 배치합니다. 마우스가 적응하는 동안 70% ethanol 스프레이를 사용하여 출구와 상자를 소독합니다. 다음으로, 미로에 약 1인치 높이의 찬물을 채웁니다.

시험 간에 수온을 일정하게 유지하는 것이 매우 중요합니다. 따라서 정확하게 측정하고 필요에 따라 조정하십시오. 이제 탈출 상자를 9개의 출구 구멍 중 하나에 배치하십시오.

가열 패드를 사용하는 것이 이상적이며, 가열원을 사용하여 박스를 따뜻하게 유지하십시오. 또한, 박스를 빛으로부터 차단하십시오. 탈출 박스는 항상 어둡고 따뜻하며 냄새가 거의 없는 상태여야 합니다.

광원 또한 단서가 될 가능성이 높으므로 시도 간에 위치를 변경하지 마십시오. 테스트용 마우스의 꼬리를 부드럽게 잡아 케이지에서 꺼낸 후, 장치의 중앙에 놓습니다. 그 다음 마우스가 출구를 찾는 데 걸리는 시간을 즉시 측정하기 시작합니다.

마우스가 막힌 구멍(terminating hole)으로 들어가 20초 후에도 자발적으로 미로에 다시 진입하지 않는 경우, 실험을 중단하지 마십시오. 대신, 손으로 마우스를 미로 중앙으로 다시 안내하여 마우스가 실험을 완료하도록 하십시오. 3분이 지나도 마우스가 미로를 빠져나오지 못하면, 해당 실험을 실패로 처리하고 기록 시간을 3분으로 기록하십시오.

그런 다음 손으로 동물을 조심스럽게 안내하여 출구까지 가장 직선 경로로 이동시킵니다. 탈출 상자에 들어가면 마우스를 그곳에 1분 동안 머물게 합니다. 그 후 미로를 재설정하는 동안 마우스를 원래의 홈 케이지로 옮깁니다.

시행 간에는 마우스가 이전의 공장 단서를 이용하여 올바른 탈출 경로를 찾는 것을 방지하기 위해, 70% ethanol 스프레이로 탈출 박스와 출구를 철저히 소독하십시오. 이 작업은 빠르게 수행할 수 있습니다. 이제 동일한 마우스에 대해 시행을 두 번 더 반복하여 총 세 번의 연속적인 시행을 완료하십시오.

모든 테스트일은 마우스 한 마리당 3회의 시험으로 구성됩니다. 이 횟수를 정확히 준수해야 합니다. 또한, 소독 외에도 서로 다른 마우스를 테스트하는 사이에 미로의 물을 빼고 새 물로 교체하십시오.

수온을 12~14°C 사이로 유지하십시오. 얼음 용기나 더 차가운 온수를 사용하여 수돗물 온도를 이 범위 내로 조정하십시오. 테스트 일자 사이에는 미로 내부와 미로 주변 공간의 시각적 단서들이 일관되게 유지되는지 확인하는 것이 중요합니다.

전체 테스트 과정은 모두 동일한 방식으로 진행되는 5일 연속의 테스트 일수로 구성됩니다. 5일째 되는 날은 기억 유지력을 측정하는 기준으로 간주됩니다. 6일째부터 11일째 사이에 별도의 테스트를 수행하지 않는다면, 12일째에 실시하는 테스트를 통해 장기 기억력을 측정할 수 있습니다.

방사형 수중 미로를 사용하여 조절된 피질 충격으로 유도된 외상성 뇌손상 또는 가짜 손상을 입은 마우스의 손상 의존적 공간 기억력 결손을 조사하였습니다. TBI 수술은 텍스트 프로토콜과 2014년 Romin, Gao 및 Chen의 JoVE 논문에 자세히 설명되어 있습니다. 요약하자면, 손상은 3 mm 볼록 팁이 장착된 솔레노이드 구동 피질 충격 장치를 사용하여 유도되었습니다.

위sham군은 수술을 받았으나 장치의 영향을 받지 않았습니다. 수술 35일 후, 앞서 설명한 테스트 체계를 수행하였습니다. 모든 마우스가 미로를 탈출하려는 의지에 대한 기준 테스트를 통과하였습니다.

따라서 모든 개체가 분석에 포함되었습니다. 결과는 TBI 마우스와 가짜 수술 대조군 사이에 뚜렷한 차이가 있음을 보여줍니다. 탈출 잠복기는 훈련 첫째 날과 두 번의 기억 테스트일 모두에서 손상된 마우스의 경우 유의하게 더 길었습니다.

따라서, 기술된 TBI는 동물의 학습 능력에 영향을 미쳤습니다. 이 영상을 시청한 후, 여러분은 마우스 전용 공간 인지 테스트를 사용하여 인지 기능을 적절하게 테스트하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 이 기술을 숙달하면, 적절하게 수행했을 때 동물 한 마리당 15분 이내에 완료할 수 있습니다.

이 절차를 수행할 때, 시각적 단서의 위치와 수온이 모든 실험 회차에서 일정하게 유지되어야 한다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.