Morris Water Maze Test: Optimalisatie voor Mouse Strain en testomgeving
22 juni 2015
Dit manuscript beschrijft een Morris water maze (MWM) protocol dat is aangepast voor gebruik met een veelgebruikte muismodel van de ziekte van Alzheimer. De MWM wordt veel gebruikt in transgene muismodellen. Implementatie van een procedure die gevoelig is voor de achtergrondstam van het muismodel is essentieel voor het detecteren van verschillen tussen groepen.
Het doel van deze procedure is om cognitieve deficiten te identificeren in een muismodel van de ziekte van Alzheimer door het gebruik van een Morris Water maze Protocol, aangepast voor gebruik met de 1 2 9 6 FBB achtergrondstam. Dit wordt bereikt door de muizen eerst aan te passen aan de taak om stress-geïnduceerde prestatiedeficiten te verminderen. De tweede stap is om de visuele platform taak te gebruiken waarbij een platform een centimeter boven de waterlijn wordt verhoogd om het visuele en motorische functioneren te beoordelen.
Vervolgens worden de verborgen platform proeven uitgevoerd waarbij het platform vijf millimeter onder het wateroppervlak is gesubmeerd. De laatste stap is om proefproeven te gebruiken waarbij het platform wordt verwijderd om ruimtelijk referentieel geheugen te beoordelen en het type zoekstrategie te bepalen dat wordt gebruikt. Uiteindelijk maakt deze aangepaste water MAs procedure de beoordeling van ruimtelijk leren en geheugen mogelijk in een veelgebruikt muismodel van de ziekte van Alzheimer.
Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn in deze methode het moeilijk hebben vanwege de noodzaak om de testprocedures te optimaliseren, zoals het aantal trainingsproeven en proeven dat wordt gebruikt op basis van de achtergrondstam van de muislijn en de omgeving waarin de muizen worden getest. Deze onderdeel van de procedure acclimatiseert de muizen om binnen te gaan en te verwijderen. Plaats eerst de doos zodat deze op een comfortabele hoogte wordt verhoogd en vul deze met twee liter water op een temperatuur van 21 graden Celsius en tot een niveau van ongeveer een centimeter.
Nadat de muizen naar de testruimte zijn gebracht, verwijdert u een proefpersoon uit de kooi, verifieert u de identificatie van het proefpersoon en markeert u vervolgens de staart met een niet-giftige permanente marker om het te onderscheiden van muizen die niet door de procedure zijn gegaan. Plaats een muis gedurende ongeveer vijf seconden in de overdrachtsbeaker. Giet de muis vervolgens voorzichtig uit de beker in de voorafgaande handlingspool. De tijd van de muis in de pool is 20 seconden.
Nadat de tijd is verstreken, plaatst u voorzichtig een schep voor de muis zonder deze te kantelen. Laat de muis de schep binnengaan en verkennen. Moedig de muis indien nodig aan om op de schep te klimmen door de schep voorzichtig onder de muis te schuiven terwijl u langzaam omhoog tilt. Zorg ervoor dat u de muizen niet bang maakt met de schep.
Herhaal deze procedures voor elke muis in de kooi één keer per dag gedurende 10 dagen. Na elk dier, verzamel uitwerpselen en beddengoed uit de pool met behulp van een net dat de overdrachtsbeaker tussen kooi wordt. Voer zichtbaar training uit op testdagen één, twee en drie met zes proeven per dag en ongeveer 10 minuten tussen elke proef.
Stel eerst de muisprestatietrackingsoftware in en maak de loopbladen volgens de instructies in het tekstdeel van het protocol. Zodra de software is geconfigureerd, zet de ruimte op door eerst gordijnen op te hangen zodat eventuele ruimtelijke aanwijzingen worden verborgen. Vervolgens stelt u de kuip in door deze te vullen met kraanwater op 21 graden Celsius.
Gebruik een thermometer om ervoor te zorgen dat de watertemperatuur binnen één graad van deze temperatuur blijft. Tijdens het testen. Plaats het platform dat een gemonteerde vlag heeft die de hoogte van 13 centimeter bereikt en 4,5 bij 4,5 centimeter is met een duidelijk gegraveerd S-vormig karakter erop op de eerste vooraf bepaalde locatie van de kuip, zodat het ongeveer een centimeter boven het wateroppervlak uitsteekt.
Neem nu de eerste muis uit de kooi. Verifieer de identificatie van het proefpersoon, markeer de staart met een permanente marker van de juiste kleur en plaats hem in een overdrachtsbeaker. Plaats de muis voorzichtig in de kuip.
Start de timer en zorg ervoor dat de trackingsoftware het dier volgt. Geef de muis maximaal twee minuten om het platform te lokaliseren. Zodra de muis het platform vindt, laat de muis 20 seconden op het platform.
Als het dier het platform in de periode van twee minuten niet vindt, schep de muis en plaats hem 20 seconden op het platform. Na 20 seconden op het platform, verwijdert u de muis van het platform zoals gedaan bij acclimatisatietraining en plaatst u hem in een verwarmde kooi gevoerd met papierhanddoeken en warm tot ongeveer 31 graden Celsius door een verwarmingskussen en verwarmingslamp gedurende 30 seconden. Breng de muis vervolgens over naar de houderkooi met alleen een verwarmingskussen, maar geen verwarmingslamp om te herstellen tussen proeven.
Na het schoonmaken van de kuip van puin met een net, herhaalt u deze stappen voor elke muis in de groep. Wanneer elke muis is voltooid, de eerste proef, verplaatst u het platform naar de tweede vooraf bepaalde locatie. Voer verborgen platformtraining uit van dagen vier tot 10 na het ophangen van gordijnen.
Plaats zoals eerder aanwijzingen strategisch op de gordijnen. Zorg ervoor dat de aanwijzingen groot zijn en contrasterende kleuren bevatten voor betere zichtbaarheid, en dat ze op afstand en hoogte staan waar ze voor muizen vanuit de kuip zichtbaar zijn. Configureer de software volgens de instructies in het geschreven deel van het protocol.
Vervolgens stelt u de kuip in door deze eerst te vullen met water zodat het platform ongeveer vijf millimeter onder het wateroppervlak ligt. Plaats het platform op de vooraf bepaalde locatie. De locatie van het platform blijft hetzelfde voor bijna alle tests die over alle dagen en proeven worden uitgevoerd.
Het is essentieel om de startlocatie te variëren, zodat de dieren geen niet-ruimtelijke, niet-hippocampale motorische strategie ontwikkelen. Gebruik om het labyrint op te lossen niet-giftige witte temperatuurverf om het water ondoorzichtig te maken. Doe dit om ervoor te zorgen dat de bovenkant van het platform onzichtbaar is vanuit het oogpunt van het dier tijdens het zwemmen.
Nadat u de muizen eerder hebt geïdentificeerd en gemarkeerd, giet u de muis voorzichtig in het labyrint, zodat de ENT tegen de muur kijkt. Elke muis wordt voor een unieke pro
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit manuscript beschrijft een Morris water maze (MWM) protocol dat is afgestemd op gebruik met een veelgebruikt muismodel voor de ziekte van Alzheimer. De MWM wordt veelvuldig gebruikt in transgene muismodellen om cognitieve tekortkomingen te beoordelen.
Belangrijkste studieonderdelen
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Gedragsbeoordeling
- Alzheimer-onderzoek
Achtergrond
- De Morris waterdoolhof is een algemeen aanvaarde methode voor het evalueren van ruimtelijk leren en geheugen.
- Muismodellen, in het bijzonder transgene stammen, zijn essentieel voor het bestuderen van de ziekte van Alzheimer.
- De gevoeligheid van de achtergrondstam is cruciaal voor het detecteren van cognitieve verschillen.
- Stress kan de prestaties beïnvloeden, waardoor acclimatisatieprocedures noodzakelijk zijn.
Doel van de studie
- Om cognitieve tekorten te identificeren in een muismodel voor de ziekte van Alzheimer.
- Om een op maat gemaakt MWM-protocol te implementeren voor de 1296 FBB achtergrondstam.
- Om de visuele en motorische functies te beoordelen via specifieke taakontwerpen.
Gebruikte methoden
- Acclimatisatie van muizen om door stress veroorzaakte prestatiedeficiënties te verminderen.
- Visuele platformtaak om de visuele en motorische functies te evalueren.
- Proeven met een verborgen platform om het ruimtelijk leren en geheugen te beoordelen.
- Sondageproeven om zoekstrategieën en het ruimtelijke referentiegeheugen te bepalen.
Belangrijkste resultaten
- Een succesvolle acclimatisatie verbeterde de taakprestaties.
- De resultaten van de visuele platformtaak gaven inzicht in het basisfunctioneren.
- Proeven met een verborgen platform onthulden significante ruimtelijke leervermogens.
- Probe-proeven demonstreerden effectieve zoekstrategieën in het muismodel.
Conclusies
- Het op maat gemaakte MWM-protocol beoordeelt cognitieve tekorten effectief.
- Overwegingen met betrekking tot de achtergrondstam zijn essentieel voor accurate resultaten.
- Deze methode kan het begrip van de pathologie van de ziekte van Alzheimer verbeteren.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de Industrie
Een nauwkeurige beoordeling van ruimtelijk leren en geheugen in transgene muismodellen is essentieel voor het evalueren van therapeutische hypothesen in het onderzoek naar neurodegeneratieve ziekten. Stam-specifieke optimalisatie van het protocol waarborgt de detectie van werkelijke cognitieve fenotypes door achtergrondruis te minimaliseren en fout-negatieve resultaten te verminderen. Deze aanpak ondersteunt doelwitvalidatie en mechanische risicoreductie in Alzheimer-programma's door het voorspellende vertrouwen in preklinische effectiviteitsgegevens te verhogen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & validatie van targets
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het toetsen van therapeutische hypothesen mogelijk door hippocampaal-afhankelijk geheugen te beoordelen in ziekterelevante modellen.
- Operationele waarde: Vermindert variabiliteit door genetische achtergrond, waardoor de gevoeligheid van de assay om transgene-geïnduceerde tekorten te detecteren toeneemt.
- Voorspellende waarde: Ondersteunt go/no-go-beslissingen door geheugenstoornissen te onderscheiden van motorische of visuele storende variabelen via platform-taakcontroles.
Screening en assay-ontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Biedt kwantitatieve, ruimtelijk opgeloste gedragsmetingen, zoals padlengte en kwadrantbezetting, voor het screenen van verbindingen.
- Operationele waarde: Gestandaardiseerde training en probe-trialontwerpen verbeteren de reproduceerbaarheid tussen laboratoria en testlocaties.
- Schaalbaarheid: Protocolaanpassingen voor verschillende stammen en omgevingen maken hergebruik van het platform mogelijk in diverse preklinische modellen.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Translationele continuïteit: Sluit aan op klinische eindpunten door het meten van het ruimtelijke referentiegeheugen, een domein dat wordt beïnvloed bij de ziekte van Alzheimer.
- Mechanistische risicoreductie: Onderscheidt leerdeficiënties van prestatie-artefacten door middel van zichtbare platform- en acclimatisatiecontroles.
- Preklinische validatie: Ondersteunt de longitudinale beoordeling van cognitieve achteruitgang in tauopathie-modellen, wat bijdraagt aan studies naar biomarkers en target engagement.
Integratie van Pipeline & Workflow
Het Morris waterdoolhof past binnen het ontdekkingscontinuüm van targetvalidatie via lead-optimalisatie tot de selectie van preklinische kandidaten, in het bijzonder wanneer cognitieve eindpunten inzicht geven in het werkingsmechanisme en dosis-responsrelaties.
- Discovery-biologie: Test hippocamplus-afhankelijk leren om targets te valideren die betrokken zijn bij geheugenpaden.
- Screening: Levert reproduceerbare, kwantitatieve resultaten (bijv. ontsnappingstijd, padlengte) voor het evalueren van farmacologische interventies.
- la Analytics: Maakt statistische vergelijking van zoekstrategieën en ruimtelijke bias mogelijk via kwadrantenanalyse en platformoversteken.
- Translationeel onderzoek: Slaat een brug naar klinische cognitie door het modelleren van ruimtelijke geheugenstoornissen die relevant zijn voor de symptomatologie van de ziekte van Alzheimer.
- Herbruikbaarheid binnen de organisatie: Vestigt een aanpasbaar gedragsplatform voor herhaaldelijk gebruik over meerdere stammen, interventies en tijdstippen.
Operationele en zakelijke impact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt de betrouwbaarheid van targetvalidatie door cognitieve effecten te isoleren van stam-specifieke leer-variabiliteit.
- Operationele waarde: Verbetert de reproduceerbaarheid door omgevingsspecifieke optimalisatie en gestandaardiseerde acclimatisatieprocedures.
- Strategische waarde: Verbetert de triage van de portfolio door uitval in een laat stadium als gevolg van niet geïdentificeerde cognitieve tekortkomingen te verminderen.
- Impact op de portfolio: Maakt risicogecorrigeerde beslissingen over verdere ontwikkeling mogelijk op basis van robuuste, stam-gevoelige preklinische effectiviteitsgegevens.
Overwegingen bij de implementatie
- Expertise in de gedragsneurowetenschappen bij knaagdieren en de bediening van waterdoolhof-apparatuur.
- Instrumentatie, waaronder een waterdoolhof-tank, trackingsoftware, temperatuurregeling en de bereiding van ondoorzichtig water.
- Standaardisatie van omgevingssignalen, verlichting en watertemperatuur over de testsessies heen.
- Overwegingen voor aanpassingen op basis van verschillende muizenstammen, leeftijden en genetische achtergronden.
- Praktische beperkingen omvatten beperkingen in de doorvoersnelheid en gevoeligheid voor experimentator-bias tijdens het afnemen van de tests.
