14 grudnia 2014
Celem przedstawionego tutaj protokołu jest opisanie procedur wystawiania szczurów na umiarkowane poziomy alkoholu podczas prenatalnej ewolucji mózgu oraz ilościowe określenie wynikających z tego zmian w zachowaniach społecznych w wieku dorosłym.
Umiarkowana prenatalna ekspozycja na alkohol i kwantyfikacja zachowań społecznych u dorosłych szczurów. Ten film opisuje paradygmat prenatalnej ekspozycji na alkohol, po którym następuje kwantyfikacja zachowań społecznych w wieku dorosłym. Wszystkie procedury opisane w tym filmie zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Centrum Nauk o Zdrowiu, a główny kampus Uniwersytetu Nowego Meksyku rozpoczyna się od uzyskania dorosłych samic szczurów w wieku od sześciu do siedmiu tygodni, które ważą średnio od 125 do 150 gramów i sprawdzonych hodowców szczurów płci męskiej.
Zazwyczaj w wieku 12 tygodni zwierzęta potrzebują co najmniej tygodnia na aklimatyzację w nowym środowisku mieszkaniowym. Ogólnie rzecz biorąc, prenatalna ekspozycja na alkohol obejmuje dwutygodniowy okres przed ekspozycją, okres rozrodczy, w którym zwierzęta nie mają dostępu do alkoholu, oraz okres prenatalnej ekspozycji, który ma miejsce przez cały okres ciąży. Szczegóły każdego etapu są następujące.
Aby ocenić poziom picia przed ciążą, samice szczurów dobrowolnie spożywają wodę sacharynową zawierającą stopniowo wyższe stężenia alkoholu przez okres dwóch tygodni. Funkcją tej oceny jest identyfikacja szczurów, które piją na pożądanych poziomach w kolejnych fazach protokołu picia. Ten aspekt paradygmatu ekspozycji na alkohol zapewnia również, że wszystkie samice szczurów doświadczyły picia przed ciążą.
Przygotuj rurki do picia, gromadząc następujące zapasy. Sól sodowa sacharyny, hydrat, 190-procentowy etanol, rurki do picia ze szkła z koralikami, kauczuk naturalny biały, jeden otwór numer cztery korki, jednocalowe wygięte rurki z kulką i papierowymi linijkami, przygotuj roztwór łodygi 0,066% sacharyny rozpuszczonej w wodzie z kranu. Użyj porcji 0,066% wody sacharynowej do przygotowania podstawowego roztworu sacharyny zawierającego 2,5% etanolu i porcji do przygotowania roztworu podstawowego zawierającego 5% etanolu.
Przygotuj rurki do picia, przyklejając papierową linijkę do rurki. Napełnij probówkę do znaku 20 milimetrów odpowiednim roztworem na dany dzień. Upewnij się, że uzyskałeś wyjściową masę ciała dla każdej samicy szczura, sesje picia odbywają się przez cztery godziny dziennie, rozpoczynając godzinę po rozpoczęciu ciemnego cyklu.
W pierwszym i drugim dniu samice będą miały dostęp do 0,066% wody sacharyny. W trzecim i czwartym dniu samice otrzymają dostęp do roztworu SAC zawierającego 2,5% etanolu. Począwszy od piątego dnia, samice otrzymają dostęp do roztworu SAC zawierającego 5% sesje picia etanolu z udziałem 5% roztworu etanolu.
Kontynuuj, aż zakończy się faza picia przed ciążą. Jedzenie i woda z kranu są dostępne podczas wszystkich sesji picia. Pod koniec czterogodzinnej sesji picia należy określić ilościowo masę zużytego roztworu etanolu na kilogram masy ciała.
Po zakończeniu fazy picia przed ciążą należy obliczyć średnie spożycie etanolu i odchylenie standardowe dla całej grupy i usunąć szczury, dla których średnie spożycie wynosi jeden. Odchylenie standardowe lub większe. Powyżej lub poniżej średniej grupy.
Pozostałe szczury należy przypisać do warunków kontroli sacharyny lub prenatalnej ekspozycji na etanol. Dopasuj poziom picia sprzed ciąży tak bardzo, jak to możliwe. W przypadku dwóch grup sparuj każdą samicę szczura ze sprawdzonym samcem hodowcy.
Samice szczurów nie spożywają alkoholu w fazie rozrodu. Gdy ciąża zostanie potwierdzona przez obecność czopa dopochwowego, zważ samicę szczura i Hausera indywidualnie, zaczynając od pierwszego dnia ciąży. Podaj roztwory alkoholu lub sacharyny zgodnie z zadaniem grupy.
Przez cztery godziny dziennie zapewnij sobie dostęp do jedzenia i wody z kranu podczas sesji picia. Kontynuuj codzienne sesje picia przez cały czas trwania ciąży. Określ ilościowo dzienne spożycie alkoholu i waż tamy szczurów co tydzień.
Zaprzestań procedur ekspozycji na alkohol po urodzeniu się potomstwa. Oznacz dzień urodzenia jako dzień poporodowy. Dzień zerowy.
Zawołaj miot do 10 szczeniąt około drugiego lub trzeciego dnia po urodzeniu i zapisz wagę szczeniąt. Zwierzęta należy odstawić od piersi około 21 do 24 dnia po urodzeniu i trzymać je w parach tej samej płci ze zwierzęciem w tym samym stanie leczenia prenatalnego. Nie należy używać więcej niż jednego do dwóch szczurów z każdego miotu w jednym doświadczeniu, aby ograniczyć potencjalne skutki miotu.
Kwantyfikacja zachowań społecznych w wieku dorosłym. Zdobądź wszystkie wymagane materiały i sprzęt. Wykorzystujemy specjalnie zbudowaną komorę, która ma 95 centymetrów długości, 47 centymetrów szerokości i 43 centymetry wysokości.
Komora jest zbudowana z kompozytowego tworzywa sztucznego, które można łatwo wyczyścić i zdezynfekować oraz ma przezroczysty plastikowy przód i otwartą górę. Podłoga i ściany boczne wyłożone są tworzywem sztucznym, aby ułatwić czyszczenie. Tylna ściana wewnętrzna pokryta jest lustrzanymi płytkami, aby ułatwić analizę.
Dodatkowe potrzebne materiały obejmują następujące kamery wideo, które są w stanie nagrywać w warunkach słabego oświetlenia lub bez oświetlenia. Idealnie, kamera powinna mieć wysoką rozdzielczość w widmie podczerwieni, oświetlacze podczerwieni, które są umieszczone wokół aparatu w celu poprawy oświetlenia aparatu. W nagraniu wideo laboratoryjne wióry piaszczyste, szczotka i szufelka do czyszczenia aparatu między sesjami oraz 70% alkohol izopropylowy do eliminowania zapachów szczurów między sesjami.
Do pomiaru w wieku dorosłym szczury mają co najmniej 90 dni, gdy ta faza eksperymentu rozpoczyna się przez trzy kolejne dni, zwierzę i jego kolega z klatki umieszcza się w aparacie na 30 minut, aby zaaklimatyzować się do aparatu. Przed każdą sesją usuwane są wszelkie zrębki. Aparat przeciera się alkoholem izopropylowym, a świeże wióry drzewne są czyste i dezynfekują aparat odpowiednim środkiem czyszczącym.
W razie potrzeby zrębki powinny całkowicie pokrywać spód urządzenia. Podczas sesji aklimatyzacyjnej wszystkie światła w pomieszczeniu są wyłączane pod koniec trzeciej sesji aklimatyzacyjnej. Trzymaj zwierzęta pojedynczo w nowych klatkach ze świeżymi zrębkami, jedzeniem i wodą.
Interakcja społeczna jest rejestrowana następnego dnia, 24 godziny po rozdzieleniu zwierząt w celu oceny zachowań społecznych, zacznij od wyczyszczenia aparatury i wymiany zrębków. Ustaw jedną lub więcej kamer, aby nagrać interakcję. W naszym laboratorium wykorzystujemy unikalne cechy wzorów futra jako sposób identyfikacji poszczególnych zwierząt, alternatywy dla oznaczania zwierząt są opisane w tekście po zakończeniu filmowania interakcji społecznych, identyfikują zachowania będące przedmiotem zainteresowania w naszym laboratorium.
Określiliśmy ilościowo zachowania skierowane do partnera i inne zachowania skierowane do środowiska. W naszych wcześniejszych badaniach zapasy i inne środki dochodzenia społecznego, takie jak odbyt, wąchanie narządów płciowych lub pielęgnacja nóg, niezawodnie odróżniały zwierzęta narażone na etanol od zwierząt narażonych na działanie worka. W poniższych klipach wideo pokazane są przykłady każdego interesującego zachowania.
Zapasy mają miejsce, gdy jedno lub oba zwierzęta są zaangażowane w próbę rzucenia się na partnera i często kończy się tym, że jeden członek pary przygwoździ drugie zwierzę na boku lub plecach. Zapasy są często poprzedzone pogonią i mogą być również poprzedzone innymi zachowaniami, takimi jak boks, crossover under, a także wąchanie narządów płciowych. Powlekanie zachowań kończy się, gdy zwierzęta się rozdzielają.
Czasami zwierzęta szybko angażują się w kolejny atak zapasów, jeśli zwierzęta wyraźnie się od siebie oddzieliły. Druga walka zostanie potraktowana jako osobny przypadek. Ponieważ zapasy wymagają udziału obu zwierząt z gruszki, środki powinny być równoważne dla gruszki podczas powlekania.
Możesz również zwrócić uwagę na to, które zwierzęta zostały przygwożdżone, a które zostały przygwożdżone, a które zaangażowane w pogoń i rzucanie się. Przydatne może być również kodowanie zachowań, które składają się na walki zapaśnicze oddzielnie. Jeśli w boksie potrzebna jest bardziej szczegółowa analiza, oba zwierzęta stają na tylnych kończynach i popychają się nawzajem czterema łapami.
W epizodach przechodzenia nad lub pod jednym zwierzęciem celowo wspina się na górę lub nurkuje pod partnerem. W tym zachowaniu jedno zwierzę wącha okolicę odbytu i narządów płciowych partnera. Jedną z funkcji wąchania narządów płciowych jest identyfikacja.
Wąchanie ciała odnosi się do innego wąchania ciała partnera i często jest skierowane w stronę lub bok partnera. Pielęgnacja zwierząt to pielęgnacja partnera alle. Pielęgnacja jest zazwyczaj skierowana w stronę karku i okolicy głowy.
W odchowu zwierzę wznosi się na tylne kończyny, podobnie jak podczas chowu, kopanie i wąchanie w ściółce jest powszechnym zachowaniem ukierunkowanym na środowisko, które zapewnia miarę zachowania skierowaną w kierunku substratu używanego w aparacie do kodowania i kwantyfikacji zachowań, używamy niestandardowego programu MATLAB opracowanego w naszym laboratorium. Główne cechy tego programu to odtwarzanie wideo ze zmienną prędkością, przyciski przełączające związane z każdym interesującym zachowaniem, dla których stan włączony lub wyłączony wskazuje na obecność lub brak zachowania, automatyczne kodowanie czasowe początku i przesunięcia każdego zachowania i danych wyjściowych, w tym całkowity czas trwania, częstotliwość i opóźnienie do pierwszego wystąpienia każdego zachowania Po zakończeniu kodowania dla wszystkich zwierząt, Uzyskane dane dotyczące czasu trwania, częstotliwości i opóźnień są analizowane za pomocą pakietu statystycznego. W pokazanym tutaj przykładzie widać, że częstotliwość, czas trwania i opóźnienie do pierwszego wystąpienia zapasów, a także czas trwania wąchania odbytu narządów płciowych, różniły się znacznie między zwierzętami narażonymi na sacharynę i etanol.
Inne miary behawioralne nie rozróżniały grup. Metody przedstawione w tym filmie usprawniły proces analizy zachowań społecznych, po prenatalnej ekspozycji na etanol w prosty i skuteczny protokół. Oprócz przydatności tego podejścia do odróżniania szczurów, które były narażone na umiarkowane poziomy etanolu podczas rozwoju prenatalnego, od zwierząt nienarażonych, metody te można łatwo dostosować do oceny innych protokołów ekspozycji na etanol, w tym zmian w czasie, dawce, czasie trwania i wieku w czasie analizy behawioralnej.
Co więcej, konkretne zachowania określone ilościowo podczas analizy można dostosować w celu uchwycenia głównych skutków ekspozycji na etanol na różnych etapach rozwoju.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Niniejszy artykuł przedstawia protokół narażania szczurów na umiarkowane dawki alkoholu podczas prenatalnego rozwoju mózgu. Zawiera on również szczegółowy opis ilościowej oceny wynikających z tego zmian w zachowaniach społecznych w okresie dorosłości.
Ilościowa ocena zachowań społecznych u dorosłych szczurów po umiarkowanej prenatalnej ekspozycji na alkohol stanowi solidny model przedkliniczny do badania mechanizmów neurorozwojowych leżących u podstaw zespołów FASD (Fetal Alcohol Spectrum Disorders). Podejście to umożliwia przełożenie fenotypów behawioralnych gryzoni na wyniki neurorozwojowe u ludzi, co zwiększa pewność prognostyczną w zakresie walidacji celów terapeutycznych i ograniczania ryzyka mechanistycznego w ramach portfeli badawczych skoncentrowanych na OUN. Możliwość dostosowania protokołu do różnych paradygmatów ekspozycji zwiększa jego wartość w procesach wczesnego odkrywania leków oraz w przedklinicznych potokach badawczych.
Niniejszy protokół wpisuje się w kontinuum od odkrycia do badań przedklinicznych, dostarczając relewantny dla choroby model behawioralny do testowania hipotez i walidacji celów w badaniach nad rozwojem neurologicznym.