Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Bateria testów behawioralnych do wielokrotnej oceny zdolności motorycznych, nastroju i funkcji poznawczych u myszy

19.3K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/58973

⸱

2 marca 2019

 ,  , 
1Nanjing Key Laboratory of Pediatrics, Children's Hospital of Nanjing Medical University, 2Nanjing Key Laboratory of Pediatrics, Nanjing Medical University, 3Laboratory of Neurodegenerative Disease, Li Ka Shing Faculty of Medicine, University of Hong Kong, Pokfulam, Hong Kong Special Administrative Region (HK SAR)

W tym artykule

Podsumowanie

Kompleksowy test behawioralny obejmujący umiejętności motoryczne, nastrój - w tym interakcje społeczne, depresję i lęk - oraz funkcje poznawcze jest przeznaczony do wielokrotnej oceny zmian behawioralnych związanych z neurodegeneracją u myszy.

Streszczenie

Badania farmakologiczne i toksykologiczne w neurodegeneracji wymagają kompleksowej analizy behawioralnej u myszy, ponieważ dysfunkcje motoryczne oraz dysfunkcje nastroju i funkcji poznawczych są częstymi i często wspólnymi objawami w chorobach neurodegeneracyjnych. Pokazano tutaj baterię testów behawioralnych dla motoryki, nastroju i funkcji poznawczych, które mogą być wielokrotnie testowane w badaniu podłużnym. Ta bateria ocenia ogólny fenotyp behawioralny u myszy, badając każdą domenę zachowania za pomocą co najmniej dwóch niezależnych, dobrze akceptowanych testów (tj. testu otwartego pola i testu rotarodu dla funkcji motorycznych, testu interakcji społecznych, testu podwyższonego plusa labiryntu i testu wymuszonego pływania dla funkcji emocjonalnych oraz testu labiryntu wodnego Morrisa i testu rozpoznawania nowych obiektów dla funkcji poznawczych). Dlatego ta czuła i kompleksowa bateria testowa jest potężnym narzędziem do badania alternacji behawioralnej w neurodegeneracji.

Wprowadzenie

Choroby neurodegeneracyjne charakteryzowały się niszczycielskimi objawami behawioralnymi, w tym zaburzeniami poznawczymi, dysfunkcjami nastroju, takimi jak lęk i depresja, lub dysfunkcją motoryczną1. Patogeneza różnych rodzajów chorób neurodegeneracyjnych jest niejasna2. Badania akumulacyjne wskazują, że zarówno czynniki genetyczne, jak i środowiskowe mogą przyczyniać się do patogenezy chorób neurodegeneracyjnych. Identyfikacja czynnika ryzyka neurodegeneracji wymaga analizy behawioralnej. Chociaż każdy rodzaj choroby neurodegeneracyjnej ma swój charakterystyczny objaw behawioralny (np. choroba Alzheimera [AD] charakteryzuje się upośledzeniem funkcji poznawczych, a choroba Parkinsona [PD] dysfunkcją motoryczną). Wraz z postępem choroby pacjenci przejawiają współwystępowanie różnych nieprawidłowości behawioralnych3. Na przykład pacjenci z AD wykazują objawy dysfunkcji nastroju w zaawansowanym stadium4,5. Pacjenci z chorobą Parkinsona mogą przejść w demencję związaną z chorobą Parkinsona i rozwinąć upośledzenie funkcji poznawczych6. Opierając się na tych cechach, analiza behawioralna w modelach neurodegeneracji jest zwykle kompleksowa i powtarzana.

Aby osiągnąć ten cel, zaprojektowano baterię zawierającą klasyczne i szeroko stosowane testy behawioralne o doskonałej trafności do analiz behawioralnych w zakresie motoryki, nastroju i poznania. Funkcja motoryczna może być testowana za pomocą testu otwartego pola7,8 i testu przyspieszającego rotarodu. Zaburzenia nastroju, w tym dysfunkcje społeczne, depresja i lęk, są najczęściej obserwowane w chorobach neurodegeneracyjnych5. W związku z tym ta bateria zawiera test interakcji społecznych na towarzyskość9, podwyższony plus labiryntowy test na lęk10 oraz test wymuszonego pływania na depresję11. Upośledzenie funkcji poznawczych jest jednym z najbardziej charakterystycznych objawów w chorobach neurodegeneracyjnych, takich jak AD i otępienie płatowo-skroniowe12. Domeny poznawcze, w tym pamięć krótkotrwała i pamięć epizodyczna, są podatne na neurodegenerację13,14,15. W związku z tym w zestawie znajduje się test labiryntu wodnego Morrisa do uczenia się przestrzennego i pamięci16 oraz nowatorski test rozpoznawania obiektów dla pamięci krótkotrwałej17. Testy te są ze sobą zgodne. Kolejność testów została zaprojektowana tak, aby zmaksymalizować przyzwyczajenie i zminimalizować zakłócenia, aby jeszcze bardziej zwiększyć kompatybilność w baterii. Ponieważ każda funkcja jest testowana za pomocą co najmniej dwóch niezależnych testów, które różnią się pod względem zasady i metody, wyniki każdego testu mogą być dalej walidowane. Ponadto protokoły niektórych testów są wyróżnione do wielokrotnych testów, co ułatwia podłużne badanie rozwoju chorób neurodegeneracyjnych. Dlatego ta bateria testów behawioralnych bada różne poddomeny zmian behawioralnych obserwowanych na różnych etapach neurodegeneracji, kosztując przy tym minimalną liczbę zwierząt. Bateria ta została wykorzystana w badaniu podłużnym, w którym oceniano zmiany behawioralne u młodych dorosłych (3-miesięcznych) samców myszy C57BL/6N po narażeniu oddechowym na nanocząstki krzemionki, ryzyko zawodowe, które jest potencjalnym czynnikiem ryzyka neurodegeneracji18. Jednak inne szczepy lub modele, takie jak myszy w podeszłym wieku i myszy zmodyfikowane genetycznie, mogą zachowywać się inaczej niż młode myszy C57BL/6N. Dlatego może być wymagana ostrożność podczas używania tej baterii w tych myszach.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Wszystkie opisane tutaj metody zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Wykorzystania Żywych Zwierząt w Nauczaniu i Badaniach (CULATR), Uniwersytet w Hongkongu.

1. Protokół ogólny

UWAGA: Ta sekcja jest oparta na Deacon19.

  1. Konfiguracja pokoju behawioralnego
    1. Pozbądź się niepowiązanej stymulacji/rozproszenia, w tym bezpośredniego jasnego światła padającego na aparaturę doświadczalną, zapachu, hałasu i innych nieistotnych zwierząt, w pomieszczeniu behawioralnym (które powinno mieć około 10m2 z regulowanym oświetleniem i najlepiej mieć przedpokój).
      nuta: Ponieważ mysz jest zwierzęciem prowadzącym nocny tryb życia, oświetlenie poniżej 15 luksów w teście na otwartym polu, teście rozpoznawania nowych obiektów i teście interakcji społecznych może zminimalizować zakłócenia/stres powodowany przez światło i pomóc myszy skupić się na teście.
    2. Ustaw kamerę do nagrywania wideo co najmniej 1.5 m nad podłogą, upewniając się, że jest poza zasięgiem wzroku myszy testowej.
  2. Mieszkanie i habituacja
    1. Trzymanie myszy w grupie w obserwowanej jednostce zwierzęcej (np. trzymanie w grupie nie więcej niż czterech dorosłych myszy).
      nuta: Tutaj wykorzystano 3-miesięczne samce myszy C57BL/6N i umieszczono je w klatce 1144B. Wyklucz chore, zranione lub silnie zestresowane myszy. Doświadczenia głodu, pragnienia lub zastraszania mogą wpływać na wydajność myszy.
    2. Umów się z tym samym opiekunem zwierząt, aby przeprowadził wszystkie testy behawioralne, aby zmniejszyć zmienność. Wykonuj transport, przenoszenie i eksperymentowanie podczas cyklu świetlnego od 7:00 do 19:00. Jeśli to możliwe, po badaniu należy zorganizować wszystkie inne czynności związane z czynnościami, takie jak podanie jakiegokolwiek leku/toksyny (np. donosowe wkroplenie nanocząstek krzemionki) lub czyszczenie klatek.
    3. Ponownie oznacz klatki losowymi liczbami, aby oślepić eksperymentatora przed każdym eksperymentem. Przyzwyczaj myszy do środowiska eksperymentalnego w pomieszczeniu behawioralnym przez 15 do 30 minut w ich domowych klatkach. Trzymaj klatki domowe w pokoju behawioralnym przez cały czas trwania eksperymentu.
    4. Przed rozpoczęciem eksperymentu należy umieścić nieeksperymentalną mysz C57BL/6N w aparacie tak, aby warunki eksperymentalne dla pierwszej myszy były takie same jak dla pozostałych. Następnie wyczyść aparat w następujący sposób: usuń mocz i kał czystym ręcznikiem papierowym, wyczyść urządzenie eksperymentalne wodą z kranu, a następnie zakryj zapach pozostawiony przez mysz, przecierając aparat ręcznikiem papierowym lekko spryskanym 70% etanolem.
    5. Aby zminimalizować rozproszenie uwagi spowodowane przez eksperymentatora, poproś eksperymentatora, aby opuścił pokój behawioralny podczas nagrywania wideo lub pozostał za kurtyną podczas testu labiryntu wodnego Morrisa.
  3. Układ testów behawioralnych
    1. Ułóż test behawioralny w kolejności, jak pokazano w Rysunek 1A. Zaplanuj wykonanie testów w odstępach 24 godzin, z wyjątkiem testu z podwyższonym plusem labiryntu.
      nuta: Ponieważ cała procedura trwa do 2 tygodni, uprość baterię, wybierając spośród podobnych testów przed zastosowaniem w badaniu ostrym lub krótkoterminowym.
      ostrożność: 2-dniowy test na otwartym polu zapewnia prawidłowe przyzwyczajenie do testu rozpoznawania nowych obiektów. Przetestuj test wymuszonego pływania na końcu, ponieważ może to powodować stres u myszy C57BL/6N.

2. Protokół Testu Behawioralnego

  1. Test otwartego pola8,18,19,20
    1. Wykonaj test na otwartym polu na nieprzezroczystej białej plastikowej arenie o wymiarach 60 cm (długość [dł]) x 60 cm (szerokość [szer.]) x 40 cm (wysokość [wys.]).
      nuta: Korzystanie z wielu aren może zwiększyć przepustowość testu.
    2. Rozpocznij nagrywanie z kamery i delikatnie umieść mysz obok środka ściany areny, zwróconej w stronę tej samej ściany. Nagrywaj zachowanie myszy przez 10 minut przed powrotem do klatki domowej. Wyczyść urządzenie zgodnie z opisem w kroku 1.2.4.
      nuta: Punktem startowym w teście na otwartym polu może być również środek areny. Bądź konsekwentny wśród myszy.
    3. Powtarzaj, aż wszystkie myszy zakończą protokół. Zrównoważ kolejność testowania między grupami.
    4. Przeprowadź analizę danych w następujący sposób.
      1. Podziel arenę na cztery kwadraty po czterech kwadratach (wyimaginowana siatka) na ekranie komputera. Aby ocenić funkcję lokomotoryczną, policz liczbę linii przekroczonych przez mysz w arenie19.
        nuta: Definicja "przekroczenia linii" mówi, że obie tylne kończyny ją przekraczają. Definicja ta ma również zastosowanie do testu labiryntu z podwyższonym plusem.
      2. Zmierz czas spędzony w centralnym obszarze jako wskaźnik lęku. Centralnym obszarem są cztery kwadraty w centrum areny.
        nuta: Dodatkowe parametry, takie jak wychowywanie (obie przednie łapy nad ziemią, przednie łapy oparte o ścianę lub stojące), opóźnienie do pierwszego tyłu oraz pielęgnacja i zamrażanie, wskazują na emocjonalność myszy.
      3. Alternatywnie, użyj oprogramowania śledzącego, opisanego szczegółowo przez Seibenhenera i Wooten8, aby zmierzyć przebytą odległość, prędkość i czas spędzony w środkowym obszarze.
  2. Przyspieszenie testu rotarod18
    1. Wykonaj 3-dniowy trening przyspieszającego testu rotarodu przed jakimkolwiek leczeniem lekami lub toksyną/modelowaniem/wystąpieniem choroby i testuj funkcję motoryczną przez 1 dzień, zgodnie z planem w Rysunek 1A.
      nuta: Mysz otrzymuje trzy próby dziennie podczas treningu i testów. Każda próba rozpoczyna się od obrotu pręta, a kończy na upuszczeniu myszy.
    2. Umieść aparat rotarod na ławce w pomieszczeniu behawioralnym. Unikaj bezpośredniego oświetlenia sprzętu. Zaprogramuj sprzęt tak, aby zaczynał się od 4 obr./min i przyspieszał do 40 obr./min w ciągu 5 minut.
    3. W każdej próbie umieść mysz na statycznym pręcie, skierowanym w stronę ściany maszyny. Uruchom urządzenie, gdy mysz jest ustabilizowana. Zatrzymaj urządzenie, gdy mysz upadnie i zapisz czas, jaki mysz spędziła na pręcie. Natychmiast powtórz przez kolejne dwie próby, zanim zwrócisz mysz z powrotem do klatki domowej.
    4. Powtórz procedurę na innych myszach.
    5. Zmierz średni czas spędzony na pręcie w trzech próbach podczas testów, aby oszacować funkcję motoryczną.
      nuta: Średni czas spędzony na wędce podczas trzeciego dnia treningu jest podstawą funkcji motorycznych.
  3. Test interakcji społecznych18
    1. Do testu interakcji społecznych użyj areny na otwartym polu z dwiema identycznymi przezroczystymi komorami (8 cm [dł.] x 6 cm [szer.] x 12 cm [wys.]) z otworami na powierzchni - oraz nowej myszy (pomocnika), która jest młodocianym przedstawicielem tej samej płci, który nie miał wcześniej kontaktu z badaną myszą. Rysunek 1B pokazuje schemat procedury. Oczyść arenę i komory zgodnie z opisem w kroku 1.2.4.
      nuta: Nowa mysz nie może być rodzeństwem z miotu ani towarzyszem w klatce badanej myszy. Jest trzymany w grupie i zdrowy. Przyzwyczaj nową mysz do pokoju behawioralnego przez 15 do 30 minut, jak opisano w kroku 1.2.3.
    2. Oddzielnie umieść dwie komnaty pośrodku dwóch przeciwległych ścian areny. Wprowadź poruszaną mysz na arenę zgodnie z opisem w kroku 2.1.2 i pokazanym w Rysunek 1B, aby przeprowadzić 3-minutową eksplorację. Wróć badaną mysz do klatki domowej i usuń mocz lub kał z areny.
    3. Umieść pomocnika w jednej z komór. Ponownie wprowadź badaną mysz na arenę i nagrywaj przez 3 minuty. Następnie umieść obie myszy w ich własnych klatkach domowych. Powtórz procedury z innymi badanymi myszami, jak opisano powyżej.
      UWAGA: Zrównoważ stronę pomocnika lub losowo przypisz go do grupy.
    4. Na podstawie filmu oszacuj parametr opisujący aktywność interakcji społecznych myszy jako tpomocnik/tpusty, co oznacza stosunek czasu interakcji z komorą pomocniczą (tpomocnik) i pustą (tpustą) lub użyj indeksu rozpoznawania tpomocnik/(tpomocnik + tpusty).
      nuta: Interakcja między badaną myszą a komorą jest definiowana jako sytuacja, w której nos myszy znajduje się w odległości nie większej niż 2 cm od komory i jest skierowany w jej stronę.
  4. Podwyższony plus test labiryntu10
    1. Przeprowadź test labiryntu na podwyższeniu i labiryncie tego samego dnia po przetestowaniu wszystkich myszy w teście na otwartym polu. Wyczyść urządzenie zgodnie z opisem w kroku 1.2.4.
      nuta: Konfiguracja labiryntu podwyższonego plus ma kształt "+". Ma dwa otwarte ramiona (30 cm x 5 cm x 0,5 cm) naprzeciwko siebie i prostopadłe do dwóch zamkniętych ramion (30 x 5 x 16 cm) z platformą środkową (5 cm x 5 cm x 0,5 cm). Labirynt znajduje się na wysokości 40 cm nad ziemią.
    2. Umieść mysz na styku otwartych i zamkniętych ramion, przodem do otwartego ramienia, które jest przeciwne do eksperymentatora (Rysunek 1C). Nagrywaj zachowanie przez 5 minut przed powrotem myszy do klatki domowej. Powtarzaj, aż wszystkie myszy zostaną przetestowane.
      nuta: Wejście do labiryntu z twarzą do otwartego ramienia może zwiększyć eksplorację otwartego ramienia przez mysz.
    3. Zmierz czas, jaki mysz spędziła w otwartych ramionach (totwartych) i w zamkniętych ramionach (tzamkniętych) na podstawie filmu: totwarte/tzamknięte wskazuje poziom lęku.
  5. Test wymuszonego pływania11
    1. Aparatem do testu wymuszonego pływania jest cylindryczny zbiornik o wysokości 30 cm i średnicy 20 cm. Napełnij zbiornik do wysokości 15 cm wodą z kranu o temperaturze pokojowej (23 - 25 °C).
      nuta: Do każdej myszy używaj świeżej wody.
    2. Rozpocznij nagrywanie wideo i delikatnie umieść mysz w wodzie, na środku aparatu. Nagrywaj wideo przez 6 minut przed umieszczeniem myszy z powrotem w klatce domowej w świetle podczerwonym.
      nuta: Nie przeszkadzaj myszy, topiąc ją lub skręcając ogon.
    3. Zmierz czas bezruchu w ciągu ostatnich 5 minut nagranego wideo. Ruchomość oznacza wszelkie ruchy inne niż te, które są niezbędne do utrzymania równowagi ciała i utrzymania głowy nad wodą.
  6. Test rozpoznawania nowych obiektów17,18
    1. Skonfiguruj test rozpoznawania nowych obiektów tak, aby obejmował 2 dni przyzwyczajenia, 1 dzień zapoznania się i 1 dzień testowania (Rysunek 1D); każda sesja trwa 10 minut na mysz, a interwał między sesjami wynosi 24 godziny
      nuta: Habituację za pomocą testu w otwartym polu przeprowadza się w sposób opisany w sekcji 2.1. Mysz wchodzi w interakcję z dwoma identycznymi obiektami (starymi obiektami) podczas zapoznawania się. W teście mysz wchodzi w interakcję z jednym ze starych obiektów i nowym obiektem, oba umieszczone w tym samym miejscu, co obiekty w zaznajomieniu. Aparatura do testu rozpoznawania nowych obiektów obejmuje arenę na otwartym polu i dwa zestawy obiektów. Każdy zestaw zawiera dwa identyczne obiekty (obiekty A i A oraz obiekty B i B). Obiekty A i B mają podobny rozmiar, ale różnią się fakturą (szkło/plastik/papier), kształtem (okrągły/sześcienny) i kolorem (jasny/ciemny). Obiekty powinny być bezwonne i wystarczająco duże, aby mysz mogła je eksplorować w ciągu 10 minut. Odpowiedni rozmiar dla dorosłych myszy C57BL/6N to 8 cm wysokości i 5 cm szerokości/średnicy.
    2. Zaznacz pozycje dwóch obiektów podczas zapoznania się i testu, które znajdują się w odległości 5 cm od boku i 7 cm od szczytu areny.
      nuta: Zaznacz pozycję wieczorem przed zaznajomieniem, aby uniknąć zapachu markera.
    3. W zapoznaniu mysz wchodzi w interakcję z jednym zestawem identycznych obiektów. Oczyść arenę i obiekty zgodnie z opisem w kroku 1.2.4 przed umieszczeniem myszy na arenie, przodem do środka ściany, jak pokazano w Rysunek 1D. Nagrywaj przez 10 minut przed powrotem myszy do klatki domowej. Powtarzaj, aż wszystkie myszy skończą i zwróć wszystkie klatki do jednostki zwierzęcej.
      nuta: Przeciwwaga dla obiektów używanych w zaznajamianiu się w grupie, aby zmniejszyć stronniczość (np. myszy nr 1 i 2 badają obiekty A i A, a myszy nr 3 i 4 badają obiekty B i B; w ten sposób nowym obiektem jest obiekt B dla myszy nr 1 i 2 oraz obiekt A dla myszy nr 3 i 4).
    4. Test należy wykonać 24 godziny po zapoznaniu się z nim. Użyj tej samej procedury, co w przypadku zapoznania, z wyjątkiem zastąpienia jednego z obiektów jednym z innego zestawu (Rysunek 1D). Powtarzaj tę czynność, aż wszystkie myszy wykonają test, a następnie zwróć wszystkie klatki do jednostki zwierzęcej.
      nuta: Zrównoważ stronę nowego obiektu w grupie, aby zmniejszyć stronniczość (np. Wprowadź myszy nr 1 i 3 do obiektów A i B, a myszy nr 2 i 4 do obiektów B i A). W ten sposób nowy obiekt pojawia się po prawej stronie dla myszy nr 1 i 4, a po lewej stronie dla myszy nr 2 i 3. Tutaj lewa strona to lewa strona eksperymentatora, gdy jest zwrócona w stronę areny.
    5. Zmierz czas, w którym każda mysz wchodzi w interakcję z nowym obiektem (tnowym) i starym obiektem (tstarym) oddzielnie, na podstawie materiału wideo w fazie testu. Interakcja między zwierzęciem a obiektem jest opisana w uwadze następującej po kroku 2.3.4. Oblicz pamięć myszy jako preferencję dla nowego obiektu = tnowy/tstary; lub tnowy/(tnowy + tstary).
      UWAGA: tnowy/tstary równa się 1 lub tnowy/(tnowy + tstary) równa się 0,5 oznacza, że mysz nie preferuje nowego obiektu (tj. zaburzenia pamięci). Czas interakcji z obiektami podczas zaznajamiania się może służyć jako kontrola eksperymentu. Całkowity czas wskazuje aktywność eksploracyjną myszy, a tw lewo/tw prawo sugeruje odchylenie przestrzenne.
  7. Test labiryntu wodnego Morrisa16
    1. Ustaw urządzenie w następujący sposób.
      1. Umieść labirynt wodny, okrągły basen (o średnicy 120 cm i głębokości 60 cm) na środku pokoju behawioralnego i zaznacz pozycję labiryntu, aby upewnić się, że pozycja pozostaje taka sama przez cały eksperyment.
      2. Podziel labirynt na cztery równe wyimaginowane ćwiartki. Zawieś wskazówki wizualne (np. koło, kwadrat, trójkąt i pięciokąt) na środku każdego kwadrantu, 130 cm nad podłogą i 53 cm od ściany labiryntu.
        nuta: Labirynt i wskazówka muszą pozostać w tej samej pozycji przez cały test, aby mysz mogła stworzyć dokładną pamięć przestrzenną.
      3. Umieść platformę w odległości 25 cm od ściany, pośrodku czwartej ćwiartki i zaznacz pozycję. Platforma dla myszy ma średnicę 10 cm.
        nuta: Położenie i średnica platformy decydują o stopniu trudności zadania. Im bliżej ściany labiryntu lub im większa platforma, tym łatwiejsze zadanie.
      4. Napełnij labirynt wodny wodą (o temperaturze od 23 do 25 °C, zabarwioną na biało i nieprzezroczystą mlekiem w proszku/proszkiem do wybielania żywności), aż poziom wody będzie o 1 cm wyższy niż platforma. Przynieś myszy do pokoju behawioralnego na 15 do 30 minut przyzwyczajenia, jak pokazano w kroku 1.2.3 i włącz światło podczerwone nad klatkami, które zostanie użyte do wysuszenia myszy.
        nuta: Przykryj górną część platformy białą szmatką i siatką, aby mysz mogła łatwo się na nią wspiąć. Upewnij się, że nad wodą nie ma bezpośredniego oświetlenia.
    2. Przeprowadź fazę szkolenia w następujący sposób.
      1. Faza szkoleniowa trwa 5 dni, po cztery próby dziennie. Częściowo losowo ułóż punkty startowe każdego dnia, jak pokazano w literaturze16. Ten wysiłek uniemożliwia myszy ustanowienie pamięci asocjacyjnej, która jest najczęstszym sposobem "oszukiwania" w teście.
      2. Na początku każdej próby rozpocznij nagrywanie wideo i delikatnie włóż mysz do labiryntu.
        nuta: Nie wrzucaj myszy do zbiornika ani nie skręcaj jej ogona, co może spowodować dodatkowy stres i dezorientację.
      3. Poproś eksperymentatora, aby pozostał poza zasięgiem wzroku myszy i wrócił, aby zabrać mysz z powrotem do jej klatki domowej, gdy wystąpi którakolwiek z następujących sytuacji: (i) mysz nie może zlokalizować platformy w ciągu 60 sekund; (ii) Mysz znajduje platformę w przeciągu 60 s i pozostaje na niej przez 10 s. W przypadku (i) poproś eksperymentatora, aby umieścił mysz na platformie i pozwolił jej pozostać tam przez 10 s.
        nuta: Punkt (ii) oznacza, że mysz pomyślnie zlokalizowała platformę.
      4. Zatrzymaj wideo i umieść mysz z powrotem w klatce domowej w świetle podczerwonym.
        nuta: Utrzymanie temperatury ciała myszy ma kluczowe znaczenie dla ich wydajności, ponieważ hipotermia stresuje myszy i może wpływać na następujące testy.
      5. Powtórz procedurę z inną myszą.
      6. Na podstawie filmu nagraj opóźnienie ucieczki, czyli czas trwania okresu, jaki mysz spędza w labiryncie, od wejścia do labiryntu do momentu, w którym pomyślnie zlokalizuje platformę. Jeśli mysz nie może znaleźć platformy lub pozostaje na niej krócej niż 10 s w ciągu 60 s, opóźnienie ucieczki liczy się jako 60 s. Wykreśl krzywą uczenia się w stosunku do dni szkoleniowych ze średnim dziennym opóźnieniem ucieczki.
        nuta: Opóźnienie ucieczki nie obejmuje 10 sekund spędzonych na platformie.
    3. Wykonaj fazę sondy w następujący sposób.
      1. Szóstego dnia testu labiryntu wodnego Morrisa ustaw aparaturę zgodnie z opisem w kroku 2.7.1., zrób zdjęcie labiryntu, aby zarejestrować położenie platformy, a następnie wyjmij platformę ze zbiornika.
      2. Rozpocznij nagrywanie wideo i delikatnie umieść mysz w labiryncie w kwadrancie po przekątnej przeciwnej do ćwiartki docelowej.
      3. Poproś eksperymentatora, aby nie rzucał się w oczy myszy podczas 1-minutowego nagrywania wideo. Następnie poproś eksperymentatora, aby wyjął mysz z labiryntu i umieścił ją z powrotem w klatce domowej.
      4. Obraz wykonany w kroku 2.7.3.1 służy jako odniesienie do zmierzenia czasu trwania przejazdu przez peron. Czas czasu, przez jaki mysz pozostaje w kwadrancie celu (celu t), zgodnie z filmem. Całkowity czas jestcałkowity. Zmierz preferencję dla kwadrantu docelowego jako twartość docelową /tsumy.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Ten zestaw testów behawioralnych został opracowany w celu kompleksowej i rzetelnej analizy behawioralnej funkcji motorycznych, nastroju oraz poznania, które są powszechnie zaburzane w procesach neurodegeneracji5. Zastosowaliśmy ten zestaw do badania zmian behawioralnych u młodych dorosłych myszy C57BL/6N po ekspozycji drogą oddechową na nanocząsteczki krzemionki przez 1 miesiąc i 2 miesiące18. Wyniki wykazały, że myszy C57BL/6N eksponowane n...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Analiza behawioralna myszy ma kluczowe znaczenie dla badań nad neurodegeneracją. Podczas gdy funkcje poznawcze są często najbardziej podatną domeną zachowań dotkniętych chorobami neurodegeneracyjnymi, dysfunkcje nastroju, takie jak depresja i lęk, są często współistniejące. Co więcej, funkcje motoryczne często wpływają na interpretację wyników w niektórych testach, takich jak test rozpoznawania nowych obiektów, test podwyższonego plusa labiryntu i test interakcji społecznych. Na podstawie tych myśli wymagana jest komplek...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Autorzy dziękują dr Corze SW Lai ze Szkoły Nauk Biomedycznych, Uniwersytetu w Hongkongu, za udostępnienie testu podwyższonego labiryntu plus, oraz Wydziałowi Anestezjologii z Uniwersytetu w Hongkongu za udostępnienie aparatury do testowania rotarod.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
komory w teście interakcji społecznychdomowej roboty(8 cm (dł.) x 6 cm (szer.) x 12 cm (wys.), przezroczyste z otworami, plastikowe
cylindryczne zbiorniki używane w teście wymuszonego pływaniadomowej roboty30 cm wysokości, 20 cm średnicy, szkło
podniesione plus labiryntdomowej robotyotwarte ramiona (30 cm x 5 cm x 0,5 cm) ,zamknięte ramiona (30 cm x 5 cm x 16 cm), platforma środkowa (5 cm x 5 cm x 0,5 cm), wysokość 40 cm. Plastikowa, nieprzezroczysta
aparatura rotacyjna IITCIITC life science Inc.755, seria 8
arena otwartaroboty60 cm (dł.) x 60 cm (szer.) x 40 cm (wys.), plastikowy, nieprzezroczysty
labirynt wodnydomowej roboty120 cm średnicy, głębokość 60 cm, stal
domowej

Bibliografia

  1. Baquero, M., Martin, N. Depressive symptoms in neurodegenerative diseases. World Journal of Clinical Cases. 3 (8), 682-693 (2015).
  2. Brown, R. C., Lockwood, A. H., Sonawane, B. R. Neurodegenerative Diseases: An Overview of Environmental Risk Factors. Environmental Health Perspectives. 113 (9), 1250-1256 (2005).
  3. Bossy-Wetzel, E., Schwarzenbacher, R., Lipton, S. A. Molecular pathways to neurodegeneration. Nature Medicine. 10, S2-S9 (2004).
  4. Cummings, J. L., Diaz, C., Levy, M., Binetti, G., Litvan, I. I. Neuropsychiatric Syndromes in Neurodegenerative Disease: Frequency and Signficance. Seminars in Clinical Neuropsychiatry. 1 (4), 241-247 (1996).
  5. Levenson, R. W., Sturm, V. E., Haase, C. M. Emotional and behavioral symptoms in neurodegenerative disease: a model for studying the neural bases of psychopathology. Annual Review of Clinical Psychology. 10, 581-606 (2014).
  6. Kehagia, A. A., Barker, R. A., Robbins, T. W. Neuropsychological and clinical heterogeneity of cognitive impairment and dementia in patients with Parkinson's disease. Lancet Neurology. 9 (12), 1200-1213 (2010).
  7. Gould, T. D., Dao, D. T., Kovacsics, C. E. The Open Field Test. Mood and Anxiety Related Phenotypes in Mice. Gould, T. D. , Humana Press. Totowa, NJ. 1-20 (2009).
  8. Seibenhener, M. L., Wooten, M. C. Use of the Open Field Maze to measure locomotor and anxiety-like behavior in mice. Journal of Visualized Experiments. (96), e52434(2015).
  9. Kaidanovich-Beilin, O., Lipina, T., Vukobradovic, I., Roder, J., Woodgett, J. R. Assessment of social interaction behaviors. Journal of Visualized Experiments. (48), e2473(2011).
  10. Walf, A. A., Frye, C. A. The use of the elevated plus maze as an assay of anxiety-related behavior in rodents. Nature Protocols. 2 (2), 322-328 (2007).
  11. Can, A., et al. The mouse forced swim test. Journal of Visualized Experiments. (59), e3638(2012).
  12. Veerappan, C. S., Sleiman, S., Coppola, G. Epigenetics of Alzheimer's disease and frontotemporal dementia. Neurotherapeutics. 10 (4), 709-721 (2013).
  13. Kirova, A. M., Bays, R. B., Lagalwar, S. Working memory and executive function decline across normal aging, mild cognitive impairment, and Alzheimer's disease. Biomed Research International. 2015, 748212(2015).
  14. Draganski, B., Lutti, A., Kherif, F. Impact of brain aging and neurodegeneration on cognition: evidence from MRI. Current Opinion in Neurology. 26 (6), 640-645 (2013).
  15. Schliebs, R., Arendt, T. The cholinergic system in aging and neuronal degeneration. Behavioural Brain Research. 221 (2), 555-563 (2011).
  16. Vorhees, C. V., Williams, M. T. Morris water maze: procedures for assessing spatial and related forms of learning and memory. Nature Protocols. 1 (2), 848-858 (2006).
  17. Leger, M., et al. Object recognition test in mice. Nature Protocols. 8 (12), 2531-2537 (2013).
  18. You, R., et al. Silica nanoparticles induce neurodegeneration-like changes in behavior, neuropathology, and affect synapse through MAPK activation. Particle and Fibre Toxicology. 15 (1), 28(2018).
  19. Housing Deacon, R. M. husbandry and handling of rodents for behavioral experiments. Nature Protocols. 1 (2), 936-946 (2006).
  20. Poon, D. C., et al. PKR deficiency alters E. coli-induced sickness behaviors but does not exacerbate neuroimmune responses or bacterial load. Journal of Neuroinflammation. 12, 212(2015).
  21. O'Leary, T. P., Gunn, R. K., Brown, R. E. What are we measuring when we test strain differences in anxiety in mice? Behavior Genetics. 43 (1), 34-50 (2013).
  22. Can, A., et al. The tail suspension test. Journal of Visualized Experiments. (59), e3769(2012).
  23. Angoa-Perez, M., et al. Mice genetically depleted of brain serotonin do not display a depression-like behavioral phenotype. ACS Chemical Neuroscience. 5 (10), 908-919 (2014).
  24. Blazquez, G., Canete, T., Tobena, A., Gimenez-Llort, L., Fernandez-Teruel, A. Cognitive and emotional profiles of aged Alzheimer's disease (3xTgAD) mice: effects of environmental enrichment and sexual dimorphism. Behavioural Brain Research. 268, 185-201 (2014).
  25. Gimenez-Llort, L., et al. Modeling behavioral and neuronal symptoms of Alzheimer's disease in mice: a role for intraneuronal amyloid. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 31 (1), 125-147 (2007).
  26. Lad, H. V., et al. Behavioural battery testing: evaluation and behavioural outcomes in 8 inbred mouse strains. Physiology & Behavior. 99 (3), 301-316 (2010).
  27. Powell, T. R., Fernandes, C., Schalkwyk, L. C. Depression-Related Behavioral Tests. Current Protocols in Mouse Biology. 2 (2), 119-127 (2012).
  28. Paylor, R., Spencer, C. M., Yuva-Paylor, L. A., Pieke-Dahl, S. The use of behavioral test batteries, II: effect of test interval. Physiology & Behavior. 87 (1), 95-102 (2006).
  29. Lee, K. M., Coehlo, M., McGregor, H. A., Waltermire, R. S., Szumlinski, K. K. Binge alcohol drinking elicits persistent negative affect in mice. Behavioural Brain Research. 291, 385-398 (2015).
  30. Shiotsuki, H., et al. A rotarod test for evaluation of motor skill learning. Journal of Neuroscience Methods. 189 (2), 180-185 (2010).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Test funkcji motorycznychocena nastrojutesty poznawczetest otwartego polalabirynt podwy szonego krzy atest wymuszonego p ywaniarozpoznawanie nowych obiekt wwodny labirynt Morrisatest rotarodtest interakcji spo ecznych
Bateria testów behawioralnych do wielokrotnej oceny zdolności motorycznych, nastroju i funkcji poznawczych u myszy
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.