Test labiryntu Elevated Plus w połączeniu z oprogramowaniem do śledzenia wideo w celu zbadania przeciwlękowego działania egzogennych suplementów ketogenicznych
7 stycznia 2019
Tutaj prezentujemy protokół do badania zmian w poziomie lęku u modeli gryzoni. Test elevated plus maze (EPM), stosowany w połączeniu z oprogramowaniem do śledzenia wideo, zapewnia niezawodną metodę dokumentowania efektu różnych potencjalnych terapii przeciwlękowych w przedklinicznych scenariuszach laboratoryjnych.
Podwyższony labirynt plus to metoda dokumentowania wpływu różnych potencjalnie anksjolitycznych metod leczenia na laboratoryjne modele gryzoni w bardziej humanitarny sposób w porównaniu z innymi metodami. Główną zaletą tej metody jest to, że opiera się ona na instynktownej skłonności gryzonia zarówno do ciemnych, jak i zamkniętych przestrzeni, a także na nieuwarunkowanym lęku wysokości i unikaniu otwartych przestrzeni. Collin Park, współpracownik z mojego laboratorium, pomoże zademonstrować tę procedurę.
Na kilka dni przed badaniem zajmij się zwierzętami, chwytając je za tułów i trzymając przez minutę, aby przyzwyczaić je do eksperymentatora. Następnie należy zmierzyć masę ciała zwierząt przed rozpoczęciem jakichkolwiek zabiegów, aby określić obliczenie dawki dla leczenia. Następnie zapoznaj zwierzęta z metodą gajnika dożołądkowego za pomocą wody po zgłębniku przez pięć dni przed suplementacją ketonów.
Do testu lęku użyj labiryntu z podwyższonym plusem lub aparatu EPM, aparatu w kształcie plusa z czterema ramionami, z których dwa są otwarte i dwa zamknięte. Oświetl aparat EPM, używając pośredniego oświetlenia z sufitu zamiast bezpośredniego oświetlenia. Upewnij się, że wszystkie cztery ramiona są podobnie oświetlone.
Podłącz klucz instalacyjny oprogramowania do śledzenia ruchu do portu USB 2.0 i zainstaluj oprogramowanie. Następnie zamocuj kamerę nad obszarem eksperymentu i upewnij się, że pozostanie nieruchoma przez cały czas trwania eksperymentu. Na koniec przeprowadź nowy eksperyment w systemie oprogramowania do śledzenia ruchu, korzystając z instrukcji obsługi.
Umieść zwierzę na obszarze doświadczalnym. Następnie rozpocznij proces akwizycji danych, naciskając przycisk start na panelu sterowania czasem. W pomieszczeniu testowym zbieraj dane EPM na dwa sposoby, ręcznie i za pomocą oprogramowania.
Oślepieni obserwatorzy oddzieleni są kurtyną. Poczekaj, aż rozpocznie się nagrywanie procesu śledzenia lub naciśnij przycisk stop na panelu sterowania czasem. Następnie usuń zwierzę z obszaru doświadczalnego.
Na koniec, aby uzyskać dostęp do narzędzia do analizy, naciśnij przycisk analizy na pasku asystenta eksperymentowania. Wybierz wersje próbne i przedziały czasowe, aby przeanalizować i wygenerować raport. Zacznij od przeniesienia szczurów z ich domowej klatki do pomieszczenia doświadczalnego 30 minut przed rozpoczęciem eksperymentu.
Umieść szczura na przecięciu czterech ramion EPM, przodem do otwartego ramienia naprzeciwko eksperymentatora. Uruchom oprogramowanie do śledzenia wideo, a także ręcznie nagrywaj zachowanie zwierzęcia przez pięć minut. Następnie, jeśli zwierzę spadnie z EPM, podnieś je i umieść z powrotem w tym samym miejscu EPM, w którym spadło.
Wyklucz z analizy dane behawioralne tego zwierzęcia. Pod koniec pięciominutowego testu zatrzymaj oprogramowanie do śledzenia wideo. Wyjmij zwierzę z EPM i umieść je z powrotem w klatce domowej.
Na koniec wyczyść EPM detergentem dezynfekującym, a następnie wodą z kranu. Osusz urządzenie ręcznikami papierowymi. Po przewlekłym karmieniu szczury w grupie KSMCT spędzały znacznie więcej czasu w otwartych ramionach w porównaniu z grupą kontrolną.
Grupa KS spędziła znacznie więcej czasu w ośrodku w porównaniu z grupą kontrolną. A mniej czasu spędza się w zamkniętych ramionach w grupach LKE, KS, KSMCT w porównaniu z grupą kontrolną. Szczury w grupach KS i KSMCT pokonywały znacznie większe odległości w otwartych ramionach.
Podczas gdy szczury w grupach LKE, KS i KSMCT wykazywały znacznie mniejszą odległość przebytą w zamkniętych ramionach w porównaniu z grupą kontrolną. Co więcej, po siedmiu dniach stosowania przez zgłębnik doustny czas spędzony w otwartych ramionach był dłuższy w grupie KE, ale zmniejszył się w centrum w grupie KE, KS i KSMCT. Liczba wpisów do zamkniętych ramion była również istotnie niższa po siedmiu dniach podawania w grupach KE i KS.
Bardzo ważne jest, aby umieścić wszystkie szczury na sprzęcie w spójnym dworze na skrzyżowaniu, odwróconym tyłem do eksperymentatora. Test EPM na gryzoniach jest odpowiednią i czułą metodą do badania wpływu różnych zabiegów, które wpływają na obszary mózgu zaangażowane w działanie przeciwlękowe i mechanizmy działania.
Przegląd
Ten artykuł przedstawia protokół oceny poziomów lęku u modeli gryzoni za pomocą testu labiryntu plus podniesionego (EPM). Metoda, połączona z oprogramowaniem do śledzenia wideo, pozwala na niezawodne dokumentowanie efektów potencjalnych leków przeciwlękowych.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauki
- Nauki behawioralne
- Farmakologia
Tło
- Labirynt plus podniesiony został zaprojektowany do oceny zachowań związanych z lękiem u gryzoni.
- Wykorzystuje naturalne instynkty gryzoni dotyczące otwartych i zamkniętych przestrzeni.
- Ta metoda jest uważana za bardziej humanitarną niż inne techniki oceny lęku.
- Śledzenie wideo poprawia dokładność zbierania danych behawioralnych.
Cel badania
- Ocena wpływu różnych leków przeciwlękowych na poziom lęku u gryzoni.
- Ustanowienie niezawodnego protokołu przeprowadzania testów EPM.
- Analiza zmian behawioralnych w odpowiedzi na leczenie w czasie.
Zastosowanie metod
- Obsługa i aklimatyzacja gryzoni przed testem.
- Używanie urządzenia labiryntu plus podniesionego do oceny lęku.
- Wykorzystanie oprogramowania do śledzenia wideo do zbierania danych.
- Analiza danych behawioralnych ręcznie i za pomocą oprogramowania.
Główne wyniki
- Świnki morskie traktowane KSMCT spędzały więcej czasu na otwartych ramionach w porównaniu z kontrolą.
- Zaobserwowano istotne różnice w odległości przebywanej w otwartych i zamkniętych ramionach.
- Zmiany behawioralne zaobserwowano po przewlekłym leczeniu różnymi substancjami.
- Test EPM okazał się wrażliwy na wykrywanie efektów leczenia na lęk.
Wnioski
- EPM jest efektywną metodą badania lęku u modeli gryzoni.
- Konsekwentne umieszczanie zwierząt jest kluczowe dla uzyskania wiarygodnych wyników.
- Dalsze badania mogą eksplorować mechanizmy działania leków przeciwlękowych.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
The elevated plus maze (EPM) test combined with video tracking provides a sensitive, humane method to evaluate anxiolytic effects of exogenous ketone supplements in rodent models. This approach supports early-stage target validation by quantifying behavioral changes linked to anxiety pathways, enabling mechanistic de-risking of metabolic or drug-based therapies. The method generates reproducible, quantitative endpoints that inform go/no-go decisions in preclinical discovery pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses by measuring time spent in open versus closed arms as a proxy for anxiety reduction.
- Operational Value: Enables blinded, automated behavioral data collection via video tracking to reduce observer bias and increase reproducibility.
- Predictive Value: Detects anxiolytic-like effects of ketone supplements, supporting target confidence in CNS-modulating compounds.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Standardized EPM apparatus with consistent lighting and animal placement ensures reliable baseline performance across treatment groups.
- Quantitative Outputs: Video tracking delivers precise metrics on time in open/closed arms and distance traveled, enabling dose-response characterization.
- Scalability: Protocol supports chronic (83-day) and subchronic/acute (7-day) dosing regimens for longitudinal behavioral assessment.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Measures anxiety-related behavior in Sprague Dawley rats, a translationally relevant model for neuropsychiatric disorder screening.
- Mechanistic De-risking: Differentiates effects on open arm exploration versus closed arm avoidance to clarify anxiolytic versus sedative confounds.
- Translational Continuity: Supports advancement decisions by linking metabolite-based interventions to measurable behavioral phenotypes.
Pipeline & Workflow Integration
The EPM test fits within the discovery continuum from early hypothesis testing to lead identification, providing behavioral phenotyping that complements biochemical and electrophysiological assays in neuropsychiatric drug discovery.
- Discovery Biology: Supports pathway clarification by isolating behavioral outputs tied to anxiety circuits independent of confounding motor effects.
- Screening: Delivers standardized, reproducible anxiety phenotypes essential for screening compound libraries or nutraceutical interventions.
- Analytics: Generates time-in-arm and distance-traveled readouts that enable statistical comparison across treatment and control groups.
- Translational Research: Connects metabolite supplementation to anxiety-like behavior, informing biomarker-aligned preclinical validation.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable behavioral platform for evaluating diverse anxiolytic candidates across metabolic, pharmacological, and genetic models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Provides predictive confidence in target engagement by reducing mechanistic ambiguity in anxiety-related behavior.
- Operational Value: Ensures standardization, reproducibility, and scalability through blinded video tracking and consistent apparatus setup.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by identifying true anxiolytic effects while minimizing false positives from locomotor changes.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of ketone-based or CNS-active compounds based on validated behavioral outputs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent handling, behavioral testing, and video tracking software operation.
- Dependent on EPM apparatus, USB-compatible tracking system, and controlled lighting conditions.
- Necessitates cross-team standardization of animal acclimation, dosing, and blinded data collection procedures.
- Must account for species- and strain-specific baseline anxiety levels when adapting to different rodent models.
- Limited to measuring anxiety-like behavior; does not assess cognitive, motor, or affective confounds without complementary assays.
