Marmer begraven en Nestlet verscheuren als Tests van Repetitive, dwangmatig-achtig gedrag in Muizen
December 24th, 2013
Ziekte, hoofdletsel, genetische modificaties en de behandeling van muizen met medicijnen kunnen diepgaande effecten hebben op het gedrag. Door gebruik te maken van goed gekarakteriseerde en gevalideerde benaderingen zoals het begraven van marmer en het versnipperen van nestjes, kunnen dwangmatig gedrag nauwkeurig worden gedocumenteerd bij muizen als modellen van menselijke obsessieve-compulsieve stoornis en autismespectrumstoornis.
Het algemene doel van deze procedure is om de eenvoud van marmeren begraafing en nestel schrapen te tonen als betrouwbare paradigma's om herhaaldelijk en dwangmatig gedrag te beoordelen en aan te tonen. Voor de marmeren begraaftest bij knaagdieren wordt een kooi voorbereid met 20 marmeren gelijkmatig verdeeld op het beddenoppervlak. De muis wordt vervolgens in de kooi geplaatst en gedurende 30 minuten ongestoord gelaten met de marmeren.
Na deze tijd wordt de muis verwijderd en worden de begraven marmeren geteld voor de Nestle-test. Een intacte Nestle wordt in de kooi geplaatst voordat de muis wordt geïntroduceerd. Na 30 minuten wordt de muis verwijderd en wordt de Nestle overnacht gedroogd voordat het percentage vermalen Nestle wordt berekend.
Uiteindelijk kunnen verschillen in marmeren, begraaf- en Nestle schrapgedrag worden aangetoond tussen knockout- en wildtype muizen. De procedures zullen worden gedemonstreerd door Denise Briggs, een afstudeerstudent, Mariana Ango Perez, een postdoc en Dean of Francescutti, een onderzoeksmedewerker uit mijn laboratorium. Alle dieren worden gehouden op een 12-urige licht-donkercyclus met vrij toegang tot voedsel en water.
Voor de beste resultaten. Behandel elke muis voor het testen eenmaal per dag voorzichtig gedurende drie tot vijf dagen. Wanneer de dieren klaar zijn om getest te worden, vervoer de kooien 60 minuten voor het begin van de eerste test naar de testruimte.
Voor de marmeren dragertest worden standaard polycarbonaat rattenkooien met passende filtertoppen gebruikt. Voeg vers, ongeurd muisbeddenmateriaal toe aan elke kooi tot een diepte van vijf centimeter en egaliseer het bedoppervlak door een andere kooi van dezelfde grootte in te voegen. Dit heeft het extra voordeel dat een sjabloon van parallelle lijnen op het bedoppervlak wordt afgedrukt.Wassen.
Standaard glazen speelgoedmarmeren in mild laboratoriumdetergens uitputtend spoelen en gedestilleerd geïoniseerd water en droge vóór elk gebruik. Wanneer klaar, druk de marmeren voorzichtig in het oppervlak van het bedden. In vijf rijen van vier marmeren elke voorbereiden stopwatches of timers voor het timen van de sessies.
Om de test te beginnen, draai de muis met de rug naar de hoek van de kooi zo ver mogelijk van de marmeren. Plaats de filtertop op de kooi en laat de muis 30 minuten ongestoord met de marmeren. Aan het einde van de testperiode, verwijder de muis en breng hem terug in zijn eigen kooi.
Wees uiterst voorzichtig om de marmeren niet te verplaatsen of los te maken tijdens het verwijderen van het onderwerp uit de kooi. Twee tot drie onderzoekers die blind zijn voor de behandelingsomstandigheden moeten vervolgens het aantal begraven marmeren scoren. Een marmer wordt als begraven geregistreerd.
Als tweederde van het oppervlak bedekt is met bedden, middel de scores voor het aantal begraven marmeren voor elke muis. Haal tot slot alle 20 marmeren op en verwijder het bedden. Gebruik standaard polycarbonaat muiskooien met passende filtertoppen.
Voor de Nestle schraptest, voeg vers, ongeurd muisbeddenmateriaal toe aan elke kooi tot een diepte van 0,5 centimeter en pak het bedden zoals eerder weergegeven. Weeg vervolgens commercieel verkrijgbare katoenvezel nestlets en plaats een Nestle op het bedden. In elke testkooi, bereid stopwatches of timers voor het timen van de sessie voor.
Wanneer klaar, plaats een muis in een hoek van de kooi met de rug naar de muur. Plaats de filtertop op de kooi en laat de muis 30 minuten ongestoord met de Nestle. Na deze tijd, verwijder de muis en breng hem terug in zijn eigen kooi.
Verwijder het resterende intacte nestlit materiaal uit de kooi en laat het overnacht drogen. De volgende dag. Weeg het onvermalen nestlit en deel dit gewicht door het startgewicht om het percentage nestlit schrap te berekenen.
Gooi tot slot het resterende vermalen nestlit materiaal en bedden weg. Hier zijn representatieve kooien voor en na de marmeren begraaftest weergegeven. Er werden weinig marmeren begraven of verplaatst van hun oorspronkelijke locatie bij het testen van wildtype muizen.
De TPH twee knockout muis begroef echter 17 van de 20 marmeren. Overgebleven onbegraven marmeren zijn aangegeven met pijlen. Deze zijkant toont veranderingen in het bedoppervlak.
Na het testen, vergelijk het relatief ongestoorde oppervlak van wildtype kooien met het ongelijke oppervlak met grote troggen en pieken van knockout dieren. Typische prestaties op de marmeren begraaftest worden hier samengevat. TPH twee knockout muizen begroeven significant meer marmeren in vergelijking met wildtype muizen.
Deze foto's tonen representatieve nestlets na het schrapen. Hier tonen nesten van wildtype muizen kleine hoeveelheden schrapen in vergelijking met de nestlets van de kooien van TPH twee knockout muizen. Deze grafiek toont de typische prestaties van wildtype en TPH twee knockout muizen op de Nestle schraptest.
De TPH twee knockout muizen schrapen significant meer Nestle materiaal dan wildtype muizen. Eenmaal onder de knie, kunnen deze technieken in twee uur worden uitgevoerd als ze goed worden uitgevoerd. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om consistent te blijven met de criteria voor het definiëren van een begraven marmer, en om vermalen stukken Nestle te verwijderen van de gedroogd en onvermalen restant.
Volgens deze procedure kunnen muizen worden geïnjecteerd met geneesmiddelen die worden gebruikt om obsessief-compulsieve stoornissen bij mensen te behandelen, zoals SSRI's, om te bepalen of deze geneesmiddelen dwangmatig gedrag bij muizen verminderen.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Overzicht
Dit artikel demonstreert het gebruik van marmer begraven en nestlet versnipperen als betrouwbare paradigma's om dwangmatig-achtig gedrag bij muizen te beoordelen. Deze gedragingen zijn relevante modellen voor het begrijpen van obsessieve-compulsieve stoornis en autismespectrumstoornis bij mensen.
Belangrijke Studie Componenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschap
- Gedragswetenschap
- Diermodellen
Achtergrond
- Ziekten en genetische modificaties kunnen gedrag beïnvloeden.
- Hoofdletsel en medicamenteuze behandelingen bij muizen worden bestudeerd op gedragsveranderingen.
- Dwangmatig-achtig gedrag is belangrijk voor het modelleren van menselijke psychiatrische aandoeningen.
- Gevalideerde benaderingen zijn essentieel voor nauwkeurige documentatie van deze gedragingen.
Doel van de Studie
- Om de eenvoud van marmer begraven en nestlet versnipperen tests te illustreren.
- Om betrouwbare methoden te bieden voor het beoordelen van herhaaldelijk gedrag bij knaagdieren.
- Om bij te dragen aan het begrip van dwangmatig gedrag in relatie tot menselijke stoornissen.
Gebruikte Methoden
- Voorbereiding van een kooi met marmeren voor de marmer begraven test.
- Observatie van de interactie van de muis met de marmeren gedurende 30 minuten.
- Tellen van het aantal begraven marmeren na de test.
- Gebruik van een nestlet om versnipperend gedrag te beoordelen na een vergelijkbare observatieperiode.
Belangrijkste Resultaten
- Het aantal begraven marmeren geeft een kwantitatief maat voor dwangmatig gedrag.
- Het percentage versnipperd nestlet geeft het niveau van herhaaldelijk gedrag aan.
- Beide tests zijn effectief in het demonstreren van dwangmatig-achtig gedrag bij muizen.
- Resultaten kunnen worden gebruikt om menselijke psychiatrische aandoeningen te modelleren.
Conclusies
- Marmer begraven en nestlet versnipperen zijn gevalideerde methoden voor het beoordelen van dwangmatig gedrag.
- Deze paradigma's kunnen helpen bij het begrijpen van de onderliggende mechanismen van menselijke stoornissen.
- Verder onderzoek kan deze bevindingen uitbreiden om behandelingseffecten te onderzoeken.
Veelgestelde Vragen
Executive Industry Relevance
Marble burying and nestlet shredding tests provide quantitative, ethologically relevant readouts for compulsive-like behaviors in mice, supporting target validation in neuropsychiatric drug discovery. These assays enable mechanistic de-risking by linking genetic or pharmacological manipulations to measurable changes in repetitive behavior, informing go/no-go decisions in early discovery. Their simplicity, reproducibility, and sensitivity to small behavioral shifts make them valuable tools for portfolio triage and translational continuity from target identification to preclinical validation.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogate therapeutic hypotheses by quantifying compulsive-like behaviors as a readout of target engagement in genetic or disease models.
- Operational Value: Enable biological de-risking through sensitive detection of behavioral changes resulting from target modulation, supporting target confidence assessment.
- Predictive Value: Support predictive confidence and portfolio triage by providing translatable phenotypic readouts relevant to OCD and ASD pathophysiology.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepare validated behavioral systems for downstream screening by establishing baseline and compound-responsive phenotypes in compulsive-like behavior assays.
- Operational Value: Address assay standardization and reproducibility through blinded scoring, fixed duration trials, and clear operational definitions (e.g., two-thirds marble burial threshold).
- Predictive Value: Highlight screening readiness and scalability due to minimal equipment needs, short test duration, and high-throughput compatibility across laboratories.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Discuss disease relevance by modeling compulsive symptomatology seen in OCD and ASD, enabling translational biomarker alignment through behavioral quantification.
- Operational Value: Describe continuity from discovery through preclinical validation by using the same assay to evaluate target modulation across genetic, environmental, and pharmacological interventions.
- Predictive Value: Address risk-adjusted advancement decisions by linking changes in marble burying or nestlet shredding to target mechanism, supporting go/no-go criteria based on behavioral de-risking.
Pipeline & Workflow Integration
The marble burying and nestlet shredding tests function as discovery-stage phenotypic assays that support hypothesis testing, pathway clarification, and biological de-risking in early neuroscience research, with direct utility in lead identification and preclinical evaluation of target modulators.
- Discovery Biology: Explain how the method supports hypothesis testing, pathway clarification, or biological de-risking by quantifying compulsive-like behaviors as a functional readout of serotonergic, dopaminergic, or glutamatergic target activity in genetic models.
- Screening: Describe assay readiness, reproducibility, or quantitative outputs when supported by the article through standardized 30-minute trials, blinded scoring, and percentage-based nestlet shredding or marble burial counts.
- Analytics: Highlight measurements, readouts, or statistical outputs that help teams compare conditions, including marble burial frequency and nestlet shredding percentage as continuous variables for group comparisons.
- Translational Research: Connect the method to preclinical continuity or biomarker alignment only when the source supports it by demonstrating how assay results reflect symptom-relevant phenotypes in models of OCD and ASD, supporting cross-species validity.
- Enterprise Reuse: Frame the method as a reusable capability rather than a single-use technique due to low cost, minimal training requirements, and applicability across compound screens, target validation studies, and mechanism-of-action studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence, target validation, reduction of mechanistic ambiguity in neuropsychiatric target engagement.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability across sites and studies through fixed protocols and blinded endpoint assessment.
- Strategic Value: Better go/no-go decisions, capital efficiency, and reduced late-stage biological risk by identifying ineffective target modulators early in discovery.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization and advancement decisions based on target-mediated changes in compulsive-like behavior phenotypes.
Implementation Considerations
- Required scientific expertise in rodent handling, behavioral observation, and blinded scoring to minimize bias and ensure data integrity.
- Instrumentation and analytical infrastructure needs include standard cages, bedding, marbles or nestlets, timers, and weighing equipment for nestlet assays.
- Cross-team standardization requirements involve consistent definition of marble burial (two-thirds surface coverage), blinded scoring by multiple observers, and environmental controls (light/dark cycle, acclimation).
- Adaptation considerations across model systems include validating baseline behavior in different strains and ensuring bedding depth and marble/nestlet presentation are standardized.
- Practical limitations supported by source material include the need for habituation handling, potential variability in spontaneous behavior, and the requirement for overnight drying of nestlets prior to weighing.
