Uczenie się przestrzenne zależne od motoryki i hipokampa oraz ocena pamięci referencyjnej w transgenicznym szczurzym modelu choroby Alzheimera z udarem mózgu

Summary

Aby zbadać współistniejącą chorobę Alzheimera (AD) i stan udaru w nowym modelu, opisano trzy zadania behawioralne, które oceniają zarówno kontrolę motoryczną, jak i zachowania poznawcze. Zadania te obejmują zadanie chodzenia po belce, zadanie cylindra i labirynt wodny Morrisa.

Abstract

Choroba Alzheimera (AD) jest wyniszczającą chorobą neurodegeneracyjną, która prowadzi do neurodegeneracji i utraty pamięci. Podczas gdy wiek jest głównym czynnikiem ryzyka choroby Alzheimera, udar mózgu jest również uważany za czynnik ryzyka i czynnik zaostrzający. Współwystępowanie udaru mózgu i choroby Alzheimera powoduje pogorszenie kontroli motorycznej związanej z udarem i deficytów poznawczych związanych z chorobą Alzheimera w porównaniu z każdym z tych schorzeń osobno. Aby modelować połączony stan udaru mózgu i choroby Alzheimera, nowy transgeniczny szczurzy model choroby Alzheimera, ze zmutowaną formą białka prekursorowego amyloidu (kluczowego białka zaangażowanego w rozwój choroby Alzheimera) włączonym do jego DNA, otrzymuje mały jednostronny udar prążkowia.

Dla modelu z kombinacją zarówno udaru, jak i AD, muszą być wdrożone testy behawioralne, które oceniają kontrolę motoryczną, lokomocję i funkcje poznawcze związane z AD. Zadanie cylindra obejmuje ekonomiczne, wielofunkcyjne urządzenie, które ocenia spontaniczne użycie motoryczne kończyn przednich. W tym zadaniu szczur umieszcza się w cylindrycznym aparacie, w którym szczur spontanicznie cofnie się i zetknie się ze ścianą cylindra przednimi kończynami. Kontakty te są uważane za użycie motoryczne kończyn przednich i określane ilościowo podczas analizy wideo po badaniu. Innym efektywnym kosztowo zadaniem motorycznym jest zadanie chodu na belce, które ocenia kontrolę kończyn przednich, tylnych i lokomocję. Zadanie to polega na tym, że szczur przechodzi przez drewnianą belkę, co pozwala na ocenę kontroli motorycznej kończyn poprzez analizę poślizgnięć kończyn przednich, poślizgnięć kończyn tylnych i upadków. Ocena uczenia się i pamięci jest uzupełniana labiryntem wodnym Morrisa dla tego paradygmatu behawioralnego. Protokół rozpoczyna się od uczenia się przestrzennego, w którym szczur lokalizuje nieruchomą ukrytą platformę. Po uczeniu się przestrzennym platforma jest usuwana i oceniana jest zarówno krótkotrwała, jak i długotrwała pamięć odniesienia przestrzennego. Wszystkie trzy z tych zadań są wrażliwe na różnice behawioralne i są wykonywane w ciągu 28 dni dla tego modelu, dzięki czemu ten paradygmat jest efektywny czasowo i kosztowo.

Introduction

Choroba Alzheimera (AD) jest najbardziej rozpowszechnioną formą demencji w populacji osób starszych i wyniszczającą chorobą neurodegeneracyjną. Histopatologicznie AD objawia się blaszkami amyloidowymi, splątkami neurofibrylarnymi i utratą neuronów. Blaszki amyloidowe składają się głównie z peptydu beta-amyloidowego (Aβ), który został wytworzony w wyniku zmienionego proteolitycznego rozszczepienia białka prekursorowego amyloidu (APP) przez enzymy β-sekretazy i γ-sekretazy^1,2,3. Produkt rozszczepienia, Aβ, odkłada się w mózgu, tworząc patologiczne blaszki amyloidowe i ma toksyczny wpływ na mózg, co może prowadzić do charakterystycznych zaburzeń uczenia się i ....

Protocol

Właściwa instytucjonalna komisja etyczna ds. zwierząt powinna zatwierdzić wszystkie procedury behawioralne przed rozpoczęciem eksperymentów. Wszystkie opisane tutaj prace na zwierzętach zostały zatwierdzone przez Podkomitet ds. Wykorzystania Zwierząt Uniwersytetu Zachodniego i są zgodne z wytycznymi Kanadyjskiej Rady ds. Opieki nad Zwierzętami. Te eksperymenty na zwierzętach zostały przeprowadzone w fazie światła.

1. Zadanie cylindra do oceny motorycznej kończyn przednich

1. Konfiguracja sprzętu
   1. Zdobądź cylinder z pleksiglasu z perforowaną pokrywą, który dopasuje się do wielkości szczura użytego do eksperymentu. Rozmiar cylindra nie powinie....

Results

Opisane zadania behawioralne zostały wykorzystane do zademonstrowania skutków udaru mózgu w transgenicznym modelu choroby Alzheimera APP21. Oczekuje się, że połączenie udaru mózgu i transgenu APP21 spowoduje większy deficyt motoryczny w dotkniętych kończynach, a także zwiększone deficyty pamięci.

Zadanie cylindra oceniało funkcję motoryczną kończyn przednich i jest reprezentowane jako użycie kończyny przedniej, której dotyczy pr.......

Discussion

Połączenie udaru mózgu i choroby Alzheimera powoduje bardzo wyraźne patologie behawioralne, które mogą wpływać zarówno na funkcje motoryczne, jak i poznawcze, w zależności od ciężkości każdego stanu. W związku z tym konieczne jest wykorzystanie różnych zadań behawioralnych w celu określenia indywidualnego wkładu tych schorzeń, a także uzyskania pewnego wglądu w połączone i potencjalnie interaktywne efekty w stanie współistniejącym. Przedstawione dane pokazują trzy opłacalne, efektywne czasowo i wrażliwe zadania behawiora.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Cylinder	Western University	Plexiglas Cylinder Średnica cylindra: 23 cm Wysokość cylindra: 40 cm Wysokość platformy: 30 cm Długość lustra: 35 cm Szerokość lustra: 26,5 cm	Zostało to wykonane specjalnie przez Western University Machine Services dla naszego laboratorium. Skontaktuj się z wybranym przez siebie producentem, aby zaprojektować ten produkt.
Ręczna kamera wideo	JVC	GZ-E200
Kamera wideo Statyw	Slik	F163
Radio z budzikiem AM/FM	Sylvania	SCR1388
Biała tablica	Walmart	Szerokość: 71,12 cm Wysokość: 55,88 cm	Można je kupić w każdym sklepie (np. Walmart, księgarnie uniwersyteckie)
Marker suchościeralny	Expo	Expo Suchościeralny oryginał Marker	Można je kupić w każdym sklepie (np. Walmart, księgarnie uniwersyteckie)
Belka drewniana	Rona	Sklejka Szerokość: 2 cm Długość: 100 cm
Taśma laboratoryjna ogólnego przeznaczenia VWR	VWR Intl.	89097-920
iMovie '11	Apple Inc.	Wersja 9.0.9 (1795)	Jest to wersja użyta w tym manuskrypcie, ale można użyć dowolnej innej wersji iMovie lub oprogramowania do edycji wideo.
Basen z labiryntem wodnym Morris z platformą	Stoelting Co.	60136/60035	Nie są to dokładnie te same produkty, które zostały użyte w filmie, ale są zasadniczo identyczne.
Wskazówka platformy	-		Zastosowana kije platformy została stworzona przy użyciu małego metalowego stojaka i białej kulistej piankowej piłki. Można je prawdopodobnie kupić w każdym sklepie z materiałami do majsterkowania (np. Walmart, Rona itp.)
Filary 71-calowa lampa podłogowa	Walmart	HW-F0377SLV
ANY-Maze Oprogramowanie do śledzenia zachowań	Stoelting Co.	60000	Istnieją pakiety ANY-maze®, które zawierają kamerę z komputerem i akcesoriami lub bez niego.
Kompaktowa kamera wideo	Laptop Logitech	V-U0023
	Hewlett-Packard	HP Pavilion dv6 Notebook PC	Specyfikacja laptopa: AMD A6-3420M APU z grafiką Radeon HD Graphics 1,50 GHz, 6,00 GB RAM, 64-bitowy system operacyjny.
Americana Nietoksyczna farba akrylowa	DecoArt	DAO67-9	Można ją zamówić na stronie DecoArt lub kupić w sklepie w sklepach DecoArt.
Tablica plakatowa	Walmart	PA-1961