Zakopywanie marmuru i rozdrabnianie gniazd jako testy powtarzających się, kompulsywnych zachowań u myszy
December 24th, 2013
Choroba, uraz głowy, modyfikacje genetyczne i leczenie myszy lekami mogą mieć głęboki wpływ na zachowanie. Wykorzystując dobrze scharakteryzowane i zweryfikowane podejścia, takie jak zakopywanie marmuru i rozdrabnianie gniazd, zachowania podobne do kompulsywnych można dokładnie udokumentować u myszy jako modele ludzkiego zaburzenia obsesyjno-kompulsywnego i zaburzenia ze spektrum autyzmu.
Ogólnym celem tej procedury jest pokazanie prostoty zakopywania marmuru i rozdrabniania nestle jako wiarygodnych paradygmatów do oceny i demonstrowania powtarzających się i kompulsywnych zachowań. U gryzoni do testu zakopywania marmuru przygotowuje się klatkę z 20 kulkami rozmieszczonymi równomiernie na powierzchni ściółki. Mysz jest następnie wprowadzana do klatki i pozostawiana w spokoju z kulkami przez 30 minut.
Po tym czasie mysz jest usuwana, a zakopane kulki są liczone do testu Nestle. Nienaruszony Nestle umieszcza się w klatce przed wprowadzeniem myszy. Po 30 minutach mysz jest wyjmowana i pozostawia Nestle do wyschnięcia na noc przed obliczeniem procentu rozdrobnionego Nestle.
Ostatecznie różnice w zachowaniu marmuru, zakopywania i rozdrabniania Nestle można wykazać wśród myszy nokautujących i dzikich. Procedury zademonstrują Denise Briggs, doktorantka, Mariana Ango Perez, doktorant i dziekan Francescutti, pracownik naukowy z mojego laboratorium. Wszystkie zwierzęta są utrzymywane w 12-godzinnym cyklu jasnej ciemności ze swobodnym dostępem do pożywienia i wody.
Aby uzyskać najlepsze wyniki. Z każdą myszą należy obchodzić się delikatnie raz dziennie przez trzy do pięciu dni przed testem. Gdy zwierzęta są gotowe do badania, należy je przetransportować do pomieszczenia badawczego na 60 minut przed rozpoczęciem pierwszego testu.
Do testu łożyska marmuru należy użyć standardowych klatek dla szczurów z poliwęglanu z zamontowanymi pokrywami filtrów. Dodaj świeży, bezzapachowy materiał ściółkowy dla myszy do każdej klatki na głębokość pięciu centymetrów i wyrównaj powierzchnię ściółki, wkładając kolejną klatkę tego samego rozmiaru. Ma to dodatkową zaletę polegającą na odciśnięciu szablonu równoległych linii na powierzchni pościeli.
Standardowe szklane kulki zabawkowe w łagodnym detergentzie laboratoryjnym dokładnie spłukać i destylować zjonizowaną wodę i wysuszyć przed każdym użyciem. Gdy będą gotowe, delikatnie wciśnij kulki w powierzchnię pościeli. W pięciu rzędach po cztery kulki każdy przygotuj stopery lub timery do pomiaru czasu sesji.
Aby rozpocząć test, skieruj mysz w stronę rogu klatki jak najdalej od kulek. Umieść górną część filtra na klatce i pozostaw mysz w spokoju z kulkami na 30 minut. Pod koniec okresu testowego wyjmij mysz i umieść ją z powrotem w klatce domowej.
Zachowaj szczególną ostrożność, aby nie przesuwać ani nie usuwać kulek podczas wyjmowania obiektu z klatki. Dwóch lub trzech badaczy, którzy są ślepi na warunki leczenia, powinno następnie ocenić liczbę zakopanych kulek. Kulka jest nacinana jako zakopana.
Jeśli dwie trzecie jego powierzchni jest pokryte ściółką, uśrednij wyniki za liczbę zakopanych kulek dla każdej myszy. Na koniec odzyskaj wszystkie 20 kulek i wyrzuć pościel. Używaj standardowych koszyków na myszy z poliwęglanu z zamontowanymi górnymi filtrami.
W teście rozdrabniania Nestlé dodaj świeży, bezzapachowy materiał na ściółkę dla myszy do każdej klatki na głębokość 0,5 centymetra i zapakuj ściółkę, jak pokazano wcześniej. Następnie zważ dostępne w handlu gniazda z włókna bawełnianego i umieść jedno Nestle na wierzchu pościeli. W każdej klatce testowej przygotuj stopery lub timery do pomiaru czasu sesji.
Gdy będziesz gotowy, umieść mysz w jednym rogu klatki skierowanym w stronę ściany. Umieść górną część filtra na klatce i pozostaw mysz w spokoju z Nestle na 30 minut. Po tym czasie wyjmij mysz i umieść ją z powrotem w klatce domowej.
Usuń pozostały nienaruszony materiał oświetlony gniazdem z klatki i pozostaw do wyschnięcia na noc. Następnego dnia. Zważ nierozdrobnione oświetlenie gniazdowe i podziel tę wagę przez masę początkową, aby obliczyć procent rozdrobnienia w gnieździe
.Na koniec wyrzuć pozostały rozdrobniony materiał oświetlony gniazdem i ściółkę. Pokazane tutaj są reprezentatywne klatki przed i po teście zakopania marmuru. Niewiele kulek zostało zakopanych lub przemieszczonych z ich pierwotnej lokalizacji podczas testowania myszy typu dzikiego.
Jednak mysz z nokautem TPH two pogrzebała 17 z 20 kulek. Pozostałe niezakopane kulki są oznaczone strzałkami. Ten widok z boku pokazuje zmiany w powierzchni ściółki.
Po przeprowadzeniu badań porównaj stosunkowo nienaruszoną powierzchnię z klatek typu dzikiego z nierówną powierzchnią zawierającą duże koryta i szczyty od zwierząt nokautujących. Typowe wyniki w teście zakopywania marmuru są podsumowane tutaj. TPH dwie myszy nokautujące zakopały znacznie więcej kulek w porównaniu z myszami typu dzikiego.
Fotografie te przedstawiają reprezentatywne gniazda po rozdrobnieniu. Tutaj gniazda myszy typu dzikiego wykazują niewielkie ilości rozdrobnienia w porównaniu z gniazdami z klatek myszy z nokautem TPH dwa. Ten wykres przedstawia typową wydajność dwóch myszy typu dzikiego i TPH knockout w teście rozdrabniania Nestle.
Myszy TPH z nokautem wytwarzają znacznie więcej materiału Nestle niż myszy typu dzikiego. Po opanowaniu techniki te można wykonać w ciągu dwóch godzin, jeśli zostaną wykonane prawidłowo. Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać o zachowaniu spójności z kryteriami definiowania zakopanej kulki oraz o usunięciu rozdrobnionych kawałków Nestlé z wysuszonych i nierozdrobnionych resztek.
Po tej procedurze myszom można wstrzyknąć leki stosowane w leczeniu zaburzeń obsesyjno-kompulsywnych u ludzi, takie jak SSRI, w celu ustalenia, czy leki te zmniejszają zachowania kompulsywne u myszy.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Ten artykuł przedstawia zastosowanie testu zakopywania marmurków i rozrywania gniazdek jako niezawodnych paradygmatów do oceny zachowań przypominających kompulsję u myszy. Te zachowania są istotnymi modelami do zrozumienia ludzkiego zaburzenia obsesyjno-kompulsyjnego i zaburzeń ze spektrum autyzmu.
Kluczowe komponenty badania
Obszar nauki
- Neuronauki
- Nauki behawioralne
- Modele zwierzęce
Tło
- Choroby i modyfikacje genetyczne mogą wpływać na zachowanie.
- Uraz głowy i leczenie lekami u myszy są badane pod kątem zmian w zachowaniu.
- Zachowania przypominające kompulsję są istotne dla modelowania ludzkich stanów psychiatrycznych.
- Sprawdzone metody są niezbędne do dokładnego dokumentowania tych zachowań.
Cel badania
- Aby zilustrować prostotę testów zakopywania marmurków i rozrywania gniazdek.
- Aby zapewnić niezawodne metody oceny powtarzających się zachowań u gryzoni.
- Aby przyczynić się do zrozumienia zachowań kompulsywnych w związku z ludzkimi zaburzeniami.
Stosowane metody
- Przygotowanie klatki z marmurkami do testu zakopywania marmurków.
- Obserwacja interakcji myszy z marmurkami przez 30 minut.
- Liczenie liczby zakopywanych marmurków po zakończeniu testu.
- Użycie gniazdka do oceny zachowania rozrywania po podobnym okresie obserwacji.
Główne wyniki
- Liczba zakopywanych marmurków dostarcza ilościowej miary zachowania kompulsywnego.
- Procent rozrywanego gniazdka wskazuje poziom powtarzających się zachowań.
- Oba testy są skuteczne w demonstrowaniu zachowań przypominających kompulsję u myszy.
- Wyniki mogą być wykorzystane do modelowania ludzkich stanów psychiatrycznych.
Wnioski
- Zakopywanie marmurków i rozrywanie gniazdek są sprawdzonymi metodami oceny zachowań kompulsywnych.
- Te paradygmaty mogą pomóc w zrozumieniu podstawowych mechanizmów ludzkich zaburzeń.
- Dalsze badania mogą rozszerzyć te odkrycia w celu zbadania efektów leczenia.
Często zadawane pytania
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.
