Matige Prenatale blootstelling aan alcohol en kwantificering van sociaal gedrag bij volwassen ratten
14 december 2014
Het doel van het hier gepresenteerde protocol is om procedures te beschrijven om ratten bloot te stellen aan matige niveaus van alcohol tijdens de prenatale hersenontwikkeling en om de resulterende veranderingen in sociaal gedrag tijdens de volwassenheid te kwantificeren.
Matige prenatale alcoholblootstelling en kwantificering van sociaal gedrag bij volwassen ratten. Deze video beschrijft een paradigma voor prenatale alcoholblootstelling, gevolgd door kwantificering van sociaal gedrag op volwassen leeftijd. Alle procedures die in deze video worden beschreven, zijn goedgekeurd door de Institutionele Commissie voor Dierenwelzijn en het gebruik van dieren van het Health Sciences Center en de hoofdcampus van de Universiteit van New Mexico. Begin met het verkrijgen van volwassen vrouwelijke ratten van zes tot zeven weken oud die gemiddeld 125 tot 150 gram wegen en bewezen mannelijke rattenfokkers.
Typisch 12 weken oud laat minimaal één week toe voor de dieren om te acclimatiseren aan hun nieuwe huisvestingsomgeving. Over het algemeen omvat de tijdlijn voor prenatale alcoholblootstelling een periode van twee weken vóór de blootstelling, een broedperiode waarin de dieren geen toegang hebben tot alcohol en de prenatale blootstellingsperiode, die plaatsvindt gedurende de hele zwangerschap. Details van elke fase zijn als volgt.
Om de drinkniveaus vóór de zwangerschap te evalueren, drinken de vrouwelijke ratten vrijwillig water met sacharine dat geleidelijk hogere concentraties alcohol bevat gedurende een periode van twee weken. Het doel van deze evaluatie is om ratten te identificeren die drinken op de gewenste niveaus voor de volgende fasen van het drinkprotocol. Dit aspect van het alcoholblootstellingsparadigma zorgt er ook voor dat alle vrouwelijke ratten voorafgaand aan de zwangerschap drinken hebben ervaren.
Bereid drinkbuizen voor door de volgende benodigdheden te verzamelen. Sacharine natriumzout, hydraat, 190 proof ethanol, glazen drinkbuizen met kralen, natuurlijk rubber wit, één gaats stoppen nummer vier één inch gebogen buizen met een balpen en papieren liniaal. Bereid een stamoplossing van 0,066% sacharinewater opgelost in kraanwater. Gebruik een deel van het 0,066% sacharinewater om een stamoplossing van Saccharine te maken met 2,5% ethanol en een deel om een stamoplossing te maken met 5% ethanol.
Bereid drinkbuizen voor door een papieren liniaal op een buis te plakken. Vul de buis tot de 20 millimeter markering met de juiste oplossing voor de dag. Zorg ervoor dat u de basislijn lichaamsgewichten voor elke vrouwelijke rat verkrijgt. Drink sessies vinden plaats gedurende vier uur per dag, beginnend een uur na het begin van de donkere cyclus.
Op de eerste en tweede dag krijgen de vrouwtjes toegang tot 0,066% sacharinewater. Op de derde en vierde dag krijgen de vrouwtjes toegang tot de SAC-oplossing met 2,5% ethanol. Beginnend op de vijfde dag krijgen de vrouwtjes toegang tot de SAC-oplossing met 5% ethanol. Drink sessies waarbij de 5% ethanoloplossing wordt gebruikt.
Ga door totdat de drinkfase vóór de zwangerschap is voltooid. Voedsel en kraanwater zijn beschikbaar tijdens alle drink sessies. Aan het einde van de vier uur durende drink sessie, kwantificeer het gewicht van de ethanoloplossing die is geconsumeerd per kilogram lichaamsgewicht.
Na voltooiing van de drinkfase vóór de zwangerschap, bereken de gemiddelde ethanolconsumptie en standaardafwijking voor de hele groep en verwijder ratten waarvan de gemiddelde consumptie één is. Standaardafwijking of meer. Boven of onder het groepsgemiddelde.
Kies de resterende ratten toe aan de sacharinecontrole of prenatale ethanolblootstellingsvoorwaarden. Match de drinkniveaus vóór de zwangerschap zo dicht mogelijk. Voor de twee groepen, koppel elke vrouwelijke rat met een bewezen mannelijke fokker.
Vrouwelijke ratten drinken geen alcohol tijdens de broedperiode. Wanneer de zwangerschap is bevestigd door de aanwezigheid van een vaginale plug, weeg de vrouwelijke rat en Hauser individueel beginnend op zwangerschapsdag één. Geef alcohol of sacharineoplossingen volgens de groepstoewijzing.
Sta vier uur per dag toegang tot voedsel en kraanwater tijdens drink sessies. Ga dagelijkse drink sessies door gedurende de hele duur van de zwangerschap. Kwantificeer drinkconsumptie dagelijks en weeg de rattenvrouwtjes wekelijks.
Stop met de alcoholblootstellingsprocedures wanneer de nakomelingen zijn geboren. Bepaal de geboortedag als postnataal. Dag nul.
Roep het nest naar 10 pups rond postnatale dag twee of drie en noteer de gewichten van de pups. Ontwennen de dieren op ongeveer postnatale dag 21 tot 24 en huis ze in paartjes van hetzelfde geslacht met een dier voor dezelfde prenatale behandelingsconditie. Gebruik niet meer dan een tot twee ratten per nest per experiment om potentiële nesteffecten te beperken.
Kwantificering van sociaal gedrag op volwassen leeftijd. Verkrijg alle vereiste materialen en apparatuur. We gebruiken een op maat gebouwde kamer, die 95 centimeter lang, 47 centimeter breed en 43 centimeter hoog is.
De kamer is gebouwd van composiet kunststof materiaal dat gemakkelijk schoon te maken en te desinfecteren is en heeft een transparante kunststof voorkant en open bovenkant. De vloer en zijwanden zijn bekleed met plastic om het schoonmaken te vergemakkelijken. De achterste binnenwand is bedekt met spiegeltegels om de analyse te helpen.
Aanvullende materialen die nodig zijn, omvatten de volgende videocamera's die in staat zijn om onder lage of geen lichtcondities op te nemen. Idealiter zou de camera een hoge resolutie moeten hebben in het infrarood spectrum, infrarood verlichtingsmiddelen, die rond de apparaat zijn gepositioneerd om de verlichting van het apparaat te verbeteren. In de videorecorder laboratoriumkwaliteit zandchips, een borstel en stofpan voor het schoonmaken van het apparaat tussen sessies en 70% isopropyl alcohol voor het elimineren van rattenlucht tussen sessies.
Voor meting op volwassen leeftijd zijn ratten ten minste 90 dagen oud wanneer deze fase van het experiment begint. Gedurende drie opeenvolgende dagen worden een dier en zijn kooipartner gedurende 30 minuten in het apparaat geplaatst om aan het apparaat te wennen. Voorafgaand aan elke sessie worden alle houtschilfers verwijderd. Het apparaat wordt schoongeveegd met isopropyl alcohol en
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel presenteert een protocol voor het blootstellen van ratten aan matige hoeveelheden alcohol tijdens de prenatale hersenontwikkeling. Daarnaast wordt de kwantificering van de resulterende veranderingen in het sociale gedrag tijdens de volwassenheid beschreven.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Gedragswetenschap
- Ontwikkelingsbiologie
Achtergrond
- Matige prenatale blootstelling aan alcohol kan de hersenontwikkeling beïnvloeden.
- Sociaal gedrag op volwassen leeftijd kan veranderd zijn als gevolg van prenatale condities.
- Inzicht in deze effecten kan aanwijzingen geven over ontwikkelingsstoornissen.
- Diermodellen zijn essentieel voor het bestuderen van de impact van prenatale blootstellingen.
Doel van de studie
- Om procedures voor prenatale alcoholblootstelling bij ratten te beschrijven.
- Om veranderingen in het sociale gedrag bij volwassen ratten te kwantificeren.
- Om bij te dragen aan het begrip van de effecten van alcohol op de ontwikkeling.
Gebruikte methoden
- Selectie van volwassen vrouwelijke ratten voor fokdoeleinden.
- Implementatie van een tijdlijn voor prenatale alcoholblootstelling.
- Observatie en kwantificering van sociaal gedrag op volwassen leeftijd.
- Goedkeuring van de procedures door de Institutionele Commissie voor Dierenzorg en -gebruik.
Belangrijkste resultaten
- Veranderingen in het sociale gedrag werden waargenomen bij volwassen ratten.
- Matige alcoholblootstelling tijdens de prenatale ontwikkeling had meetbare effecten.
- De bevindingen kunnen toekomstig onderzoek naar ontwikkelingsstoornissen informeren.
- De resultaten onderstrepen het belang van prenatale omstandigheden voor het gedrag.
Conclusies
- Matige prenatale blootstelling aan alcohol kan leiden tot significante gedragsveranderingen.
- Het begrijpen van deze veranderingen is cruciaal voor het aanpakken van ontwikkelingsproblemen.
- Verder onderzoek is nodig om de onderliggende mechanismen te verkennen.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de industrie
Kwantitatieve beoordeling van sociaal gedrag bij volwassen ratten na matige prenatale alcoholblootstelling biedt een robuust preklinisch model voor het onderzoeken van neurodevelopmentale mechanismen die ten grond liggen aan foetaal alcoholspectrumstoornissen (FASDs). Deze benadering maakt translationele afstemming mogelijk tussen gedragsfenotypes bij knaagdieren en neurodevelopmentale uitkomsten bij mensen, wat het voorspellende vertrouwen in targetvalidatie en mechanische risicoreductie voor CNS-georiënteerde portfolio's ondersteunt. De aanpasbaarheid van het protocol aan verschillende blootstellingsparadigma's vergroot de waarde ervan voor vroege ontdekking en preklinische onderzoeksprocessen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt onderzoek mogelijk naar neuro-ontwikkelingspaden die beïnvloed worden door prenatale blootstelling aan alcohol.
- Ondersteunt functionele doelwitvalidatie door gedragstypische fenotypes te koppelen aan veranderingen in neurale circuits.
- Faciliteert mechanische risicoreductie voor programma's voor de ontdekking van geneesmiddelen voor het centraal zenuwstelsel die gericht zijn op tekortkomingen in sociaal gedrag.
Screening & Assayontwikkeling
- Biedt een gevalideerd systeem voor gedragsmatige kwantificatie voor downstream screening van verbindingen.
- Standardiseert de meting van sociale interactiemetrieken, zoals worstelen en onderzoekend gedrag.
- Maakt reproduceerbare, kwantitatieve resultaten mogelijk voor vergelijkingen tussen verschillende studies en verbindingen.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt knaagdiergedragsmatige eindpunten uit met translationele biomarkers die relevant zijn voor FASD's.
- Ondersteunt de continuïteit van ontdekking tot preklinische validatie van neurogedragsmatige interventies.
- Informeert risicogecorrigeerde beslissingen voor de verdere ontwikkeling van therapeutische kandidaten voor het centrale zenuwstelsel.
Integratie van Pipeline & Workflow
Dit protocol is geïntegreerd in het continuüm van ontdekking tot preklinisch onderzoek door een ziekte-relevant gedragsmodel te bieden voor hypothesetoetsing en targetvalidatie in neurodevelopmentaal onderzoek.
- Ontdekkingsbiologie: Maakt hypothese-gestuurde analyse mogelijk van de functie van neurale circuits na prenatale schade.
- Screening: Levert gestandaardiseerde, kwantitatieve gedragsmaten voor assay-gereedheid.
- Analytiek: Levert metrieken voor frequentie, duur en latentie voor een robuuste statistische vergelijking.
- Translationeel onderzoek: Slaat de brug tussen preklinische bevindingen en menselijk relevante gedragstypen bij FASD's.
- Hergebruik binnen de organisatie: Aanpasbaar voor diverse blootstellingsparadigma's en gedragseindpunten binnen CNS-portefeuilles.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen bij de validatie van neurobehaviorale targets en het mechanistische begrip.
- Operationele waarde: Stroomlijnt de kwantificering van gedrag met gestandaardiseerde protocollen en geautomatiseerde analyse-instrumenten.
- Strategische waarde: Ondersteunt geïnformeerde go/no-go-beslissingen en vermindert biologische risico's in een laat stadium binnen CNS-programma's.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van therapeutische kandidaten voor neuro-ontwikkeling mogelijk.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in gedragsanalyse bij knaagdieren en neurodevelopmentale modellering.
- Toegang tot gespecialiseerde video-opnameapparatuur en geautomatiseerde software voor gedragscodering is noodzakelijk.
- Vereist strikte standaardisatie tussen teams voor reproduceerbaarheid en data-integriteit.
- Aanpasbaar aan verschillende blootstellingstijden, doses en gedragseindpunten, zoals ondersteund door het protocol.
- Potentiële beperkingen omvatten nesteffecten en de noodzaak van een zorgvuldig experimenteel ontwerp om storende variabelen te controleren.
