Name: 자동화, Alzheimer의 질병, IntelliCage를 사용 하 여 여러 유전자 모델에서 인지 기능에 대 한 장기적인 행동 분석 결과 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-04T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 46 s
Description: 학습하세요 IntelliCage 시스템을 활용한 알츠하이머병 유전자 모델의 장기 인지 기능 행동 분석 방법입니다. 이 자동화 기술은 재현성 높은 데이터를 적은 인력으로 획득하여 인지 결손 연구에 활용됩니다.

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촬영 자료에 그녀의 도움에 감사 레이코 안도 하 고. 이 연구는 탐색적 연구에 대 한 특정에 의해 지원 되었다 (JSP KAKENHI 부여 번호 16 K 15196).

<ol><li>Bryan, K. J., Lee, H., Perry, G., Smith, M. A., Casadesus, G. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK5231/">Transgenic Mouse Models of Alzheimer's Disease: Behavioral Testing and Considerations. Methods of Behavior Analysis in Neuroscience</a>. , CRC Press/Taylor & Francis. (2009).</li>
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<li>Puścian, A., Łęski, S., Górkiewicz, T., Meyza, K., Lipp, H. -P., Knapska, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+automated+behavioral+test+battery+assessing+cognitive+rigidity+in+two+genetic+mouse+models+of+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Behavioral+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A novel automated behavioral test battery assessing cognitive rigidity in two genetic mouse models of autism.</a> Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, 140(2014).</li>
<li>Voikar, V., Colacicco, G., Gruber, O., Vannoni, E., Lipp, H. -P., Wolfer, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conditioned+response+suppression+in+the+IntelliCage%3A+assessment+of+mouse+strain+differences+and+effects+of+hippocampal+and+striatal+lesions+on+acquisition+and+retention+of+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+brain+research%22%5BJournal%5D)">Conditioned response suppression in the IntelliCage: assessment of mouse strain differences and effects of hippocampal and striatal lesions on acquisition and retention of memory.</a> Behavioural brain research. 213 (2), 304-312 (2010).</li>
<li>Harda, Z., Dzik, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autophosphorylation+of+%CE%B1CaMKII+affects+social+interactions+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Genes%2C+Brain+and+Behavior%22%5BJournal%5D)">Autophosphorylation of αCaMKII affects social interactions in mice.</a> Genes, Brain and Behavior. , e12457(2018).</li>
<li>Aarts, E., Maroteaux, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+light+spot+test%3A+Measuring+anxiety+in+mice+in+an+automated+home-cage+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">The light spot test: Measuring anxiety in mice in an automated home-cage environment.</a> Behavioural Brain Research. 294, 123-130 (2015).</li>
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<li>Dzik, J. M., Puścian, A., Mijakowska, Z., Radwanska, K., Łęski, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PyMICE%3A+APython+library+for+analysis+of+IntelliCage+data%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Research+Methods%22%5BJournal%5D)">PyMICE: APython library for analysis of IntelliCage data.</a> Behavior Research Methods. 50 (2), 804-815 (2018).</li>
</ol>

관심 없음 충돌 선언.

이 문서에서는 유전자 변형된 광고 모델에 장기 인지 및 행동 분석을 위한 자동된 집-새 장 모니터링 시스템을 사용 하 여 메서드를 설명 합니다. 가장 중요 한 단계는 적절 한 위치에 트랜스폰더의 이식입니다. 주입을 수행 하기 전에 확인 하는 트랜스폰더의 만료 날짜를 통과 하지 않았습니다. 두 번째 중요 한 점은 확인 매일, 시스템의 기능 특히 사소한 문제 이후에 연구 기간 동안 더 심각한 것이 될 수 있습니다 (즉,., 한 문, 떨어진 아웃 트랜스폰더, 나쁜 전기 연결, 등 을 쌓아 .). 셋째, 실험 일정 내내 많은 문제가 발생할 수 있습니다 때문에 문제가 쏠 수 있을 것이 필수적입니다.
이 종이 인지 평가 대 한 작업의 기본 패키지를 도입 했다. 이러한 작업은 기존의 행동 테스트를 참조 하 여 생성 했다 하지만 그들은 완벽 하 게 기존의 테스트를 모방 수 없습니다. 예를 들어 SRT 작업 선택 모드를 설정 하지 마십시오. 5 선택 직렬 선택 작...

지난 10 년간 신경 질환 동물 모델의 개발 그들의 기초의 치료 발전1,2,3를 홍보 하기 위해 기계적 이해를 제공 했다. 높은 처리량 행동 테스트 배터리 유전 동물 모델에서의 응용 프로그램 인간의 질병의 근본적인 메커니즘 및 약물 요법의 신분 조사를 추론 연구 도구입니다. 연구 테스트 배터리 노후화의 장기 관찰에 대 한 적응 및 치 매 모델 전문된 인력 및 시간의 큰 금액을 소비 하는 실험실을 강제 전통적으로 있다. 그것은 인 간에 의해 행동 관찰의 비용을 줄일 것 이라고 가정 케이지 모니터링 시스템 비용 효율적인 전략 있을 것 이다. 일부 연구 팀은 작은 홈 케이지4,,56에 한 개인의 행동 형질을 지원 자동화 비전 기반 도구를 개발 했습니다. 그러나, 이러한 방법을 사회적 상호 작용, 테스트 환경의 크기와 인지 기능을 포함 하는 행동 조치의 다양 한 제한 한다. IntelliCage 사회 가정에 다양 한 인지 작업을 수행 하도록 설계 된 2 세대 가정 케이지 모니터링 시스템입니다. 중요 한 것은,이 방법은 매일 인지 기능의 평가와 장기적인 행동 모니터링을 수행 하는 수 처리 제거할 수 있습니다 및 전문된 실무 처리에 대 한 요구 사항을 제거 하 고 높은 재현할 수 있도록 수 있습니다. 데이터 수집7. 여기, 우리는 장기적인 설명 형질 및 유효성 검사는 Alzheimer의 질병 (광고)의 유전 마우스 모델에서 최근8,,910 자동 홈 케이지 모니터링을 사용 하 여 생성 시스템입니다. 포함 공간 학습 및 집행 기능 평가, 테스트 배터리 (9-12 및 14-17 개월) 다 나 포인트에서 반복적으로 수행 되었다. 연령에 따라 형질이를 사용 하 여 다양 한 인지 측면에 유전자의 일시적 또는 영구적인 효과 확인할 수 있었습니다. 우리는 일부 광고 모델 자동된 집-새 장 모니터링 시스템10를 사용 하 여 장기 분석에서 테스트 하는 여러 가지 인지 측면의 임시 및 영구 고기 보여주 발견. 따라서, 홈-케이지 모니터링 시스템을 사용 하 여 자동화 연구는 유익 하 고 장기적인 행동 형질 및 인지 기능 장애의 다양 한 모델에서 유효성 검사에 대 한 비용.

<table><tbody><tr><td>IntelliCage</td><td>TSE 시스템</td> <td>-</td> <td>Parchased 2011 년 이후</td></tr><tr><td>PC</td><td>Dell</td><td>Inspiron 580s</td> <td>-</td></tr> <tr><td>디스플레이</td><td>Dell</td><td>SI75T-WL</td> <td>-</td></tr> <tr><td>ALPHA - dri</td><td>Shepherd Specialty Papers</td> <td>-</td> <td>표준 침구</td></tr><tr><td>Aron Alpha (Krasy Glue) 2g</td><td>Toagosei (Krasy Glue)</td> <td># 04612</td><td>자석 및 blak arm 접착 용 Cyanoacrylates</td></tr><tr><td>핸드 헬드 트랜스 폰더 리더</td><td>BTS-ID</td><td>R-560</td><td>Trovan 및 DataMars</td></tr><tr><td>트랜스 폰더</td><td>DataMars</td><td>T-VA, T-VAS 또는 다른 시리즈의</td><td>기본 패키지를 읽는 트랜스 폰더 리더</td></tr><tr><td>다이아몬드 그립 플러스</td><td>Ansel Microflex</td><td>DGP-INT-M</td><td>실험용 장갑</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Pfizer</td><td>1119701G1092</td><td>-</td></tr><tr><td>소동물용 기화기</td><td>DS Pharma Biomedical</td><td>SF-B01</td><td>안면 마스크 포함</td></tr><tr><td>Neo-Medrol</td><td>Pfizer</td><td>006472-001</td><td>눈 연고</td></tr><tr><td>에탄올 (70%)</td><td>-</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>Excel</td><td>Microsoft</td><td>00202-51382-15524-AA928</td><td>데이터 분석용</td></tr></tbody></table>

자동화, alzheimer의 질병, intellicage를 사용 하 여 여러 유전자 모델에서 인지 기능에 대 한 장기적인 행동 분석 결과

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage

다중 요소-노화, 유전자 등-자주 관련 인지 감소 된. 유전자 변형된 마우스 모델 인지 감소, Alzheimer의 질병 (광고) 등의 유망한 도구를 기본 메커니즘을 명료 하 고 치료 발전 추진 되고있다. 중요 한 단계 유효성 검사 및 예상된 행동 이상이 광고, 인지 감소의 경우 모델의 특성입니다. 연구원에서 수요가 상당한 노력을 노화의 효과 연구 하는 실험실 동물의 장기 행동 조사. IntelliCage 시스템은 매일 인간 취급에 대 한 필요성을 제거 하는 마우스에 대 한 높은 처리량 및 비용 효율적인 테스트 배터리 이다. 여기, 우리가 설명 어떻게 시스템 장기 형질 유전 알츠하이머병 모델의 활용은 특히 인지 기능에 초점을 맞추고. 실험 공간 학습 및 집행 기능을 평가 하는 테스트의 반복 된 배터리를 사용 합니다. 비용 효율적인 연령에 따라 형질이 다양 한 인지 측면에 유전자의 일시적 또는 영구적인 효과 확인할 수 있습니다.

우리의 이전 연구에서 광고 모델의 연령에 따라 인지 적자 자동된 집-새 장 모니터링 시스템10를 사용 하 여 실험에 의해 감지 했다. PP에 광고 모델의 그들의 실적은 그대로 젊은 성인과 더 오래 된 주제; 그러나, PPR에 성능 되었고 크게 점차적으로 손상 (그림 6). 그것은 또한 같은 특성 인식15영향을 미칠 수 있기 때문에 일반적인 동작이 나 불안 적응 단계에서 관찰 하는 것이 중요. 광고 모델 FA, NP, 및 DSA 세션에 방문, nosepoke, 및 사슬 숫자에 어떤 심한 이상이 표시 하지 않았습니다. 따라서, 광고 모델은 낮은 유연성을 있을 수 있습니다.
집행 기능 평가, SRT와 DD 행동 성능을 기록 했다. ...

이 논문 조작 조화 자동 높은 처리량의 행동 모니터링 시스템 IntelliCage 시스템을 사용 하 여 Alzheimer의 질병의 유전자 모델 인지 평가 대 한 프로토콜을 설명 합니다.

자동화, Alzheimer의 질병, IntelliCage를 사용 하 여 여러 유전자 모델에서 인지 기능에 대 한 장기적인 행동 분석 결과

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive ...

이 방법은 인지 결핍 또는 정신 질환의 동물 모델과 같은 신경 과학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 적은 인력으로 다양한 인지 작업에 대한 재현성이 높은 데이터를 얻을 수 있다는 것입니다. 일반적으로 이 방법을 처음 접하는 개인은 시스템이 정확한 작업을 위해 많은 단계를 필요로 하기 때문에 어려움을 겪을 것입니다.디자이너 소프트웨어는 주요 실험 정의가 포함된 실험 파일이 생성되는 곳입니다. 실험 파일은 가격 선호도와 같은 특정 테스트를 실행하는 데 사용되며, 특정 기간 내에 네 모서리 중 하나만 액세스할 수 없습니다. 동물 목록을 만드는 것으로 시작합니다.조건을 정의하고 대상 마우스의 수, 유전 계통의 수, 동물의 성별 및 사용할 케이지의 수에 대한 매개 변수를 설정합니다. 그런 다음 중앙 도구 모음에서 적절한 트랜스폰더 유형인 DataMars 또는 Trovan을 선택합니다. 다음으로, Groups 패널에서 Groups 창의 녹색 더하기 또는 빨간색 십자 버튼을 각각 눌러 실험 그룹을 추가하거나 제거합니다.Cluster 함수를 사용하면 올바른 코너와 변, 중립 코너와 변을 정의하여 부분군을 동일하게 연산을 수행할 수 있습니다. 그런 다음 이름, 태그, 성별, 그룹 및 클러스터를 포함한 사이트 변수. Export Animals(동물 내보내기)를 선택하여 동물 목록을 저장하고 붙여넣습니다.그리고 파일 메뉴 표시줄에서 동물 가져오기를 클릭하여 다른 실험을 위해 동물 목록을 복제합니다. 그런 다음 설정 탭에서 해당 ID 번호를 사용하여 모든 시스템을 설정합니다. 디자이너 섹션의 주소 수를 실제 주소 수와 일치시킵니다.그런 다음 다음 모듈 및 옵션 탭을 사용하여 Intellicage 탭에서 실험적 프로토콜을 빌드합니다. 모듈 탭을 클릭하여 모듈 공간에서 실험 구조를 설계합니다. 새 모듈을 추가하려면 Add를 누르고 units 파트에 표시된 단위를 모듈 공간으로 드래그합니다.노즈포크 적응 모델을 만들려면 태스크 섹션에서 도어 유닛을, 유틸리티 섹션에서 게이트 및 타이머 유닛을, 이벤트 섹션에서 방문 및 노즈포크 유닛을 모듈 공간으로 드래그합니다. Nosepoke 장치의 온라인에 있는 Any를 In in the Gate 장치에 연결합니다. 링크 아웃을 클릭하여 게이트 유닛을 닫습니다.게이트에서 링크를 통해 도어 유닛을 엽니다. 타이머 장치에서 활성화하려면 게이트에서 링크 아웃하십시오. 타이머 장치에서 링크 아웃하여 도어 장치에서 닫습니다.타이머 섹션에서 기간을 5, 000밀리초로 설정합니다. 옵션 탭에서 문과 케이지의 초기 상태를 정의합니다. 음주 세션이 아닌 세션에서 닫을 모든 문을 PP 또는 PPR 작업의 일반적인 초기 상태로 지정합니다.그런 다음 Modules 섹션의 링크에 해당하는 Options Tab(옵션 탭)에서 시간 일정을 설정합니다. 매개변수를 정의한 후 Save As 버튼을 클릭하여 실험 파일을 저장합니다. 마지막으로 실험 파일을 로드하고 컨트롤러의 시작 버튼을 누른 다음 시스템과 마우스의 현재 상태를 모니터링하고 시각화합니다.무선 주파수 식별 트랜스폰더를 이식하려면 먼저 견갑골 뒤쪽 부분의 피부를 꼬집고 들어 올려 주머니를 만듭니다. 다음으로, 주사 부위에 70% 에탄올을 적셔 피하 공간으로의 털 유입을 최소화합니다. 그런 다음 척추와 평행한 피부에 주사 바늘을 삽입합니다.마이크로칩을 피하로 배출하고 피부를 통해 마이크로칩을 꼬집어 견갑골 간 공간에 유지합니다. 바늘을 천천히 빼내고 항상성을 제공하기 위해 몇 초 동안 해당 부위를 계속 꼬집습니다. 마지막으로, 마우스가 완전히 보행할 수 있게 되면 마우스를 홈 케이지로 되돌립니다.여기에 사용된 피험자는 NLF, Mild Model 및 NLGF Severer Model을 포함한 여러 AD 모델과 두 개의 대조군이었습니다. 그 결과, AD Models in Place 선호 반전의 성능은 젊은 성인에서 약간 손상되는 것으로 나타났습니다. 그러나 나이가 많은 피험자의 수행 능력은 현저하고 점진적으로 손상되었습니다.실행 기능과 관련하여 Severer AD 모델은 연속 반응 시간 테스트의 마지막 단계에서 정확도가 부족했습니다. 촉진된 강박성은 NLGF 마우스의 젊은 성인과 노인 피험자에서 관찰되었습니다. 흥미롭게도, 젊은 성인인 NLF 마우스의 강박성이 증가했지만 나이가 들면서 야생형 마우스와 비슷해졌습니다.이 절차를 시도하는 동안 매일 시스템을 계속 점검하고 케이지 안에서 견디는 동물의 상태에 특별한주의를 기울이는 것이 중요합니다. 이 과정에서 약물과 같은 금속의 치료는 치료 전략에 대한 질문과 같은 추가 질문에 답하기 위해 수행 될 수 있습니다. 개발 후 이 기술은 신경 과학 분야의 연구자들이 생합성 모델의 행동 표현형 또는 변이를 탐구할 수 있는 길을 열었습니다.

automated-long-term-behavioral-assay-for-cognitive-functions-multiple

Research

연구

JoVE Journal

Behavior

행동

출처: Arango-Lievano, M. et. al., 대뇌혈관 구조의 종단 생체 내 이미징: 중추신경계 질환과의 관련성. J. Vis. Exp. (2016)이 비디오는 형광 표지된 아밀로이드 플라크와 대뇌 혈관 구조를 시각화하기 위한 생체 내 이광자 이미징을 보여줍니다. 파란색 형광은 플라크를 표시하고 녹색 형광은 뇌 혈관을 강조합니다. 관심 영역의 3D 지도와 고해상도 모자이크 이미징은 아밀로이드 플라크와 대뇌 혈관의 상세한 상호 작용을 보여줍니다.

알츠하이머병 마우스 모델에서 대뇌혈관 및 아밀로이드 플라크의 생체 내 이미징

에 유전 및 약리 조작의 효과를 평가하기 위해, 공간 지역화 시간적 지역화, 재생 시간, 속도 및 확률 추정, 위험 평가, 충동 성, 및 정확도와 메모리의 정밀도를 중재 메커니즘의 생리 학적 의미있는 특성을 측정하기위한 완전 자동화 시스템 마우스에있는 인식의 기초 메커니즘.

마우스의 자동화, 정량인지 / 행동 검사 : 유전학, 약리학, 동물인지 및 학부 교육을위한

이 원고는 일반적으로 사용되는 알츠하이머병의 마우스 모델과 함께 사용하도록 맞춤화된 Morris water maze(MWM) 프로토콜을 설명합니다. MWM은 형질전환 마우스 모델에 널리 사용됩니다. 마우스 모델의 배경 변형률에 민감한 절차의 구현은 그룹 차이를 감지하는 데 필수적입니다.

모리스 물 미로 테스트 : 마우스 스트레인 및 테스트 환경을위한 최적화

신규 모델의 병적 알츠하이머 병 (AD)과 입력 조건을 조사하기 위해, 세 가지 동작 태스크 모터 제어,인지 행동 모두를 평가하는 것이 기재되어있다. 이러한 작업은 빔 도보 작업, 실린더 작업 및 모리스 물 미로를 포함한다.

뇌졸중과 알츠하이머 병의 유전자 변형 쥐 모델에서 모터 및 해마 종속 공간 학습 및 참조 메모리 평가

아밀로이드-β (Aβ)의 동물 모델에 정의 된 수량 및 Aβ 단편 종의 관리를 가능하게하고 각 연구 그룹 내의 개별 차이를 줄여 주사 하였을. 이 프로토콜은 정상 마우스에서 알츠하이머와 같은 행동 이상의 생산을 가능하게 정위기구없이 Aβ​​의 뇌실 (ICV) 주입을 설​​명합니다.

일반 마우스의 아밀로이드-β의 펩티드의 뇌 실내 주사는 급성 치매와 같은인지 적자를 유도합니다

이 원고에서는 선택한 근원 지역 및 두뇌의 다른 지역에서 복 간의 기능 연결에 작업 종속 변경 공개 정신 상호 작용 분석을 구현 하는 방법을 설명 합니다. 정신 상호 작용 분석 두뇌 연결, 다른 전통적인 일변량 활성화 효과에 작업 효과 시험 하는 인기 있는 방법입니다.

메모리의 일반화 된 정신 상호 작용 (PPI) 분석 관련 Alzheimer의 질병을 위한 유전 모험에 개인에 연결

여기에는 β- 아밀로이드증 및 타우 병증 유전자 변형 마우스 모델에서인지 및 기능 운동 행동에 대한 생체 내 효능을 나타내는 화합물을 스크리닝하는데 사용될 수있는 단계적 행동 스크리닝 방법이 기재되어있다. 이 방법은 단기 및 작업 메모리 작업에서 활동을 위해 화합물을 스크리닝하기 위해 최적화됩니다.

아밀로이드 -β 및 타우 신경 병증의 유전자 변형 마우스 모델에서 자발적 교대, 새로운 대상 인식 및 사지 걸림의 평가

여기 우리 디자인, 비용, 및 건설의 필수 장비를 포함 하 여 murine 개체 위치 및 소설 개체 인식 행동 테스트, 경제적인 설립에 대 한 포괄적인 지침을 포함 하는 프로토콜을 제공 뿐만 아니라 행동 테스트, 데이터 수집 및 분석의 실행.

소설 개체 인식 및 행동 예산에 쥐에 테스트 개체 위치

혈관 인지 장애 및 치매에 대한 마우스 모델을 만들기 위해 비대칭 양측 총경동맥 협착증의 바늘 방법이 제안됩니다. 이는 이전에 확립된 모델에 비해 장기적인 결과를 가져오며 실시간 MRI와 호환됩니다. 절차를 보여주는 시각적 표현은 수술을 마스터하기 위한 지침을 제공합니다.

A Mouse Model for Vascular Cognitive Impairment and Dementia Based on Needle-guided Asymmetric Bilateral Common Carotid Artery Stenosis(바늘 유도 비대칭 양측 공통 경동맥 협착증에 기반한 혈관 인지 장애 및 치매에 대한 마우스 모델)

우리는 인식에 나이의 영향을 조사하고있는 태블릿 컴퓨터 기반 응용 프로그램 (EmoCogMeter)의 유용성을 테스트했습니다. 결과는 따라서 우리의 응용 프로그램의 유용성을 증명, 연령과 관련된인지 적 몰락을 보여줍니다. 연구 결과는 탐지 및인지 기능 장애의 모니터링을위한 태블릿 기​​반 응용 프로그램의 큰 임상 및 실용 가능성을 강조.

EmoCogMeter, 소설 태블릿 컴퓨터 기반 접근 방식을 사용하여인지 기능의 연령과 관련된 변화의 평가

학습하세요 IntelliCage 시스템을 활용한 알츠하이머병 유전자 모델의 장기 인지 기능 행동 분석 방법입니다. 이 자동화 기술은 재현성 높은 데이터를 적은 인력으로 획득하여 인지 결손 연구에 활용됩니다.

자동화, Alzheimer의 질병, IntelliCage를 사용 하 여 여러 유전자 모델에서 인지 기능에 대 한 장기적인 행동 분석 결과

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