Name: Strategie oceny zachowań podobnych do autystycznych u myszy (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-20T13:20:00.000+00:00
Duration: 7 min 38 s
Description: Poznaj metody oceny zachowań podobnych do autystycznych u myszy, w tym test samooczyszczania i trzykomorowy test interakcji społecznej. Standaryzacja tych protokołów poprawia powtarzalność wyników w badaniach nad spektrum autyzmu.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dziękujemy Dr. Karimowi Naderowi (Wydział Psychologii, Uniwersytet McGill) za udostępnienie obiektu do badania zachowań zwierząt.

Behavioral Assays for Autism Spectrum Disorder in Mouse Models

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Większość przyczyn etiologicznych, zmian patologicznych i markerów biologicznych ASD nie jest znana lub dostępna. Rozpoznanie ASD opiera się przede wszystkim na dwóch ustalonych zestawach objawów klinicznych: utrzymujących się deficytach w komunikacji społecznej i nadmiernych powtarzających się zachowaniach 18,19,55. Biorąc pod uwagę, że ASD jest zaburzeniem ze spektrum obejmującym szeroki zakres objawów, trudno jest w pełni odt...

Zaburzenie ze spektrum autyzmu (ASD) to rozwojowe zaburzenie mózgu, które objawia się upośledzeniem komunikacji społecznej lub interakcji oraz ograniczonymi, powtarzającymi się wzorcami zachowań lub zainteresowań1,2. W 2022 roku na całym świecie u około 1 na 100 dzieci zdiagnozowano ASD3. Według Centers for Disease Control and Prevention (CDC, USA) częstość występowania ASD wzrosła o 30% od 2008 roku i jest ponad 2-krotna od 2000 roku4,5. Osoby z ASD mogą również wykazywać choroby współistniejące, takie jak niepełnosprawność intelektualna (ID) (35,2%, IQ ≤ 70), zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD) (50%-70%) i inne zespoły genetyczne2,4,6.
Wykorzystanie modeli zwierzęcych w badaniach nad ASD, zwłaszcza gryzoni, dostarczyło istotnych informacji na temat wpływu różnych czynników środowiskowych, w tym diety, leków, ćwiczeń i wzbogacania7,8,9,10, a także mutacje genetyczne, takie jak Shank, Fmr1, Mecp2, Pten i Tsc mutant11,12,13, o objawach ASD. Modele mysie są powszechnie używane do badania ASD ze względu na ich społeczny charakter i wspólne cechy genetyczne, biochemiczne i elektrofizjologiczne z ludźmi. Na przykład, poprzez delecję określonego genu (takiego jak Shank3, Fmr1, Cntnap2 i Pten), nieprawidłowe zachowania społeczne i powtarzalne mogą zostać podsumowane, zapewniając silną trafność badania14,15,16. W tym miejscu udostępniamy protokoły do badania podobieństw między zwierzęcymi modelami genetycznymi a ludzkimi objawami ASD17. Opisujemy samodzielny test samopielęgnacji i trzykomorowy test interakcji społecznych, które odzwierciedlają dwa podstawowe objawy u pacjentów z ASD, a mianowicie odpowiednio ograniczone, powtarzające się wzorce zachowań i zaburzenia interakcji społecznych (komunikacji).
Na podstawie DSM-V (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders of the American Psychiatric Association 5th Edition) i ICD-11 (International Classification of Diseases 11th Revision), pacjenci z ASD angażują się w ograniczone, powtarzające się i stereotypowe wzorce zachowań, w szczególności niefunkcjonalne powtarzalne zachowania skoncentrowane na ciele (BFRB), takie jak kołysanie, stimming, obgryzanie paznokci, wyrywanie włosów, skubanie skóry lub chodzenie na palcach18, 19. U zwierząt powtarzające się zachowanie objawia się długotrwałym i powtarzającym się samodzielnym pielęgnacją. Pielęgnacja jest jedną z najczęstszych wrodzonych czynności wśród gryzoni, przy czym około 40% czasu czuwania spędzają na pielęgnacji20,21. Myszy instynktownie liżą skórę lub futro w celu usunięcia obcych zabrudzeń z powierzchni ciała, co służy utrzymaniu czystości ciała, zapobieganiu urazom, usuwaniu pasożytów i regulowaniu temperatury. Uwodzenie dzieli się na dwa rodzaje: uwodzenie społeczne (allo-grooming), polegające na uwodzeniu przez inną mysz i samodzielne uwodzenie. Samouwodzenie pokazuje stereotypowy i konserwatywny wzorzec sekwencjonowania składający się z czterech etapów (głównie dyskretnych i niesekwencyjnych)22,23. W etapie I (udar eliptyczny) myszy rozpoczynają pielęgnację, najpierw liżąc obie łapy, a następnie pielęgnując łapami okolice nosa. W etapie II (udar jednostronny) myszy używają łap do asymetrycznego wycierania twarzy. W stadium III (udar obustronny) myszy symetrycznie wycierają głowę i uszy. W stadium IV (lizanie ciała) myszy przechodzą do lizania ciała, przesuwając głowę do tyłu i mogą rozszerzyć pielęgnację na ogon i narządy płciowe. Kiedy myszy są indywidualnie umieszczane w przezroczystej klatce, zachowania związane z samoopieką można łatwo rozpoznać i zaobserwować. Myszy zwiększają zachowania związane z samoopieką w obliczu stresu, bólu lub zakłóceń społecznych, co sprawia, że test samopielęgnacji ma kluczowe znaczenie podczas badań nad zaburzeniami neurologicznymi22. Różne mysie modele ASD, w tym te z mutacjami genetycznymi (takimi jak Fmr1−/y, Shank3B−/-, NL1−/−), interwencje farmakologiczne (takie jak DO34, PolyI:C) i specyficzne szczepy wsobne (takie jak BTBR i C58/J), wykazały nadmierne, powtarzające się zachowania związane z samoopieką24,25,26,27.
Zmiany w zachowaniu społecznym służą jako jedno z kryteriów oceny ASD. Zgodnie z DSM-V i ICD-11, pacjenci z ASD wykazują trwałe zaburzenia komunikacji społecznej i interakcji społecznych18,19. Mogą one objawiać się deficytami komunikacji werbalnej i niewerbalnej (tj. nieprawidłowym kontaktem wzrokowym, gestami i wyrazem twarzy), brakiem dzielenia się zainteresowaniami i emocjami z innymi, nieświadomością sygnałów kontekstu społecznego lub trudnościami w nawiązywaniu relacji. Zgodnie z objawami upośledzenia społecznego zaprojektowano i zoptymalizowano różne zadania behawioralne do oceny interakcji społecznych u myszy, takie jak test bezpośredniej interakcji społecznej, trzykomorowe podejście społeczne i test preferencji dla nowości społecznych oraz analiza wokalizacji ultradźwiękowych (USV)16,28. Trzykomorowy test interakcji społecznych jest szeroko stosowanym eksperymentem do oceny zachowań związanych z ASD17,29,30,31. Aparatura składa się z trzech połączonych ze sobą komór; Lewa i prawa komora zawierają drucianą klatkę, która może być pusta lub zajęta przez mysz, umożliwiając mysz testową swobodną interakcję z obiema klatkami. Dwa pomiary pomagają ocenić różne aspekty zachowań społecznych u myszy testowej podczas eksperymentu trójkomorowego. Po pierwsze, mysz testowa jest oceniana za czas spędzony na interakcji z pustą klatką (nowym obiektem) w porównaniu z klatką, która zawiera nową mysz. Ta część zadania zapewnia wgląd w towarzyskość myszy. Następnie nieznaną mysz umieszcza się w pustej wcześniej drucianej klatce. Różnica czasu w interakcji myszy testowej między myszą nieznaną a znaną mierzy preferencję dla nowości społecznych. W tej części zadania mysz kontrolna woli wchodzić w interakcję z nieznaną myszą niż z wcześniej napotkaną, która była już obecna w części testu dotyczącej towarzyskości. Deficyty w interakcjach społecznych i zmniejszona motywacja do interakcji z nowymi myszami są na ogół spotykane w mysim modelu ASD. Test trójkomorowy okazał się solidny od czasu jego wynalezienia. Został wykorzystany do badania fenotypów społecznych w różnych mysich modelach ASD, w tym Fmr1−/−, Shank3B−/-, Cntnap2−/− i szczepu wsobnego BTBR32,33,34,35,36.
Oba testy wykorzystują naturalnie występujące, spontaniczne zachowanie myszy jako wartościowe narzędzia do badania zachowań podobnych do ASD. Ponieważ są one uważane za testy o niskim poziomie stresu, możliwe jest przeprowadzenie obu testów w tej samej grupie myszy w celu zmierzenia zachowania podobnego do ASD, przy czym najpierw przeprowadza się test samodzielnej pielęgnacji, a w kolejnych dniach trzykomorowy test interakcji społecznych. Dostarczane przez nas protokoły stanowią niezbędne narzędzie do oceny zachowań podobnych do ASD i opracowywania nowych metod terapeutycznych29,30,31. W ostatecznym rozrachunku przyczyniłyby się one do poprawy wyników leczenia osób dotkniętych ASD.

<table><tbody><tr><td>Ściółka z kolb kukurydzy 1/4'' Teklad&nbsp;</td><td>Harlan, TEKLAD</td><td>7092-7097</td><td>Surowiec do produkcji ściółki z kolb kukurydzy to 100% kolba kukurydzy. Nie stosuje się żadnych innych składników ani dodatków.&nbsp;</td></tr><tr><td>Kamera do nagrywania wideo HDPrzejtradycyjna kamera wideo</td><td>Sony</td><td>HDRCX405</td><td>50 Mb/s XAVC S1 1920 x 1080 przy 60P, kodeki AVCHD i MP4. 30-krotny zoom optyczny / 60-krotny wyraźny zoom obrazu, aby zbliżyć się do akcji. Szerokokątny obiektyw ZEISS 26,8 mm.</td></tr><tr><td>Nitrylowe bezpudrowe rękawice badawcze</td><td>Aurelia, Transform</td><td>ASTM D6319-00</td><td>Przetestowane pod kątem stosowania z lekami chemioterapeutycznymi zgodnie z ASTM D6978</td></tr><tr><td>Plastikowe dna klatek dla gryzoni</td><td>Ancare</td><td>AN75PLF</td><td>AN75 Mouse 7&frac12; &rdquo; szer. x 11&frac12; &rdquo; dł. x 5" H</td></tr><tr><td>T&Aring; Lampa podłogowa i żarówki GARP&nbsp;</td><td>IEKA</td><td>604.640.49</td><td>Żarówki mają moc 23 W 120 V.</td></tr><tr><td>Aparat towarzyskości Ugo Basile</td><td>Stoelting&nbsp;</td><td>60450</td> Aparat towarzyskości <td>(3-komorowy test społeczny) jest cennym narzędziem do badania zachowań społecznych u myszy.</td></tr><tr><td>Versa-Clean&nbsp;</td><td>Fisherbrand</td><td>PVCLN04</td><td>Środek czyszczący Tablica</td></tr><tr><td>suchościeralna i&nbsp; Marker suchościeralny o niskim zapachu</td><td>EXPO</td><td>NA</td><td>Markery suchościeralne w odważnej czerni</td></tr></tbody></table>

strategie oceny zachowań podobnych do autystycznych u myszy

Strategies for Assessing Autistic-Like Behaviors in Mice

Zaburzenie ze spektrum autyzmu (ASD) jest neurobiologicznie złożonym schorzeniem o niejednorodnej etiologii genetycznej. Klinicznie ASD diagnozuje się na podstawie zaburzeń komunikacji społecznej oraz restrykcyjnych lub powtarzających się zachowań, takich jak machanie rękami lub ustawianie przedmiotów. Te wzorce zachowań można wiarygodnie zaobserwować w modelach mysich z mutacjami genetycznymi związanymi z ASD, co czyni je bardzo przydatnymi narzędziami do badania mechanizmów komórkowych i molekularnych leżących u podstaw ASD. Zrozumienie, w jaki sposób zmiany genetyczne wpływają na neurobiologię i zachowania obserwowane w ASD, ułatwi opracowanie nowych ukierunkowanych związków terapeutycznych w celu złagodzenia podstawowych zaburzeń behawioralnych. Nasze laboratorium zastosowało kilka protokołów obejmujących dobrze opisane procedury szkoleniowe i testowe, które odzwierciedlają szeroki zakres deficytów behawioralnych związanych z ASD. W tym miejscu szczegółowo opisujemy dwa testy do badania podstawowych cech ASD w modelach mysich: samouwodzenie (miara powtarzających się zachowań) i trzykomorowy test interakcji społecznej (miara podejścia do interakcji społecznych i preferencji dla nowości społecznych).

Mammalie target of rapamycin (mTOR) odgrywa kluczową rolę w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN), regulując de novo synteza białek i hamowanie autofagii43Dysregulacja szlaku mTOR oraz syntezy białek synaptycznych była wiązana z ASD.28Badania całogenomowe przeprowadzone u pacjentów z ASD zidentyfikowały różne mutacje genów związane z ASD, w tym te wpływające na białka zaangażowane w sygnalizację kompleksu 1 kinazy mTOR (mTORC1), takie jak homolog fosfatazy i tensyny n...

Modele gryzoni są cennymi narzędziami do badania podstawowych zachowań związanych z zaburzeniami ze spektrum autyzmu (ASD). W tym artykule wyjaśniamy dwa testy behawioralne do modelowania podstawowych cech ASD u myszy: samopielęgnację, który ocenia powtarzające się zachowanie, oraz trzykomorowy test interakcji społecznych, który dokumentuje upośledzenia społeczne.

Strategie oceny zachowań podobnych do autystycznych u myszy

Autism spectrum disorder (ASD) is a neurobiologically complex condition with a heterogeneous genetic etiology. Clinically, ASD is diagnosed by social ...

Nasze badania koncentrują się na patofizjologii zaburzeń ze spektrum autyzmu, ASD. W szczególności przyglądamy się mechanizmom molekularnym zaangażowanym w ASD i temu, co powoduje zaburzenia zachowania. Będą one obejmowały konkretne terapie związane z ASD i poprawią jakość życia osób cierpiących na ASD.Jednym z wyzwań w naszych badaniach jest poprawa badań nad zachowaniami związanymi z ASD i komunikowanie tego między różnymi laboratoriami. Istnieje wiele różnic między różnymi laboratoriami, sposobem przeprowadzania ocen behawioralnych, a to jest duży problem w rozwoju leczenia w tej dziedzinie. Mamy więc nadzieję, że dzięki naszym protokołom pomożemy w tym postępie i komunikacji między laboratoriami na całym świecie.Optymalizując i uszczegóławiając pielęgnację i trzykomorowe protokoły testowe, ustanawiamy spójne ramy, na których naukowcy mogą polegać, aby uzyskać wiarygodne i powtarzalne wyniki z modeli myszy ASD. Standaryzacja ta ułatwi lepszą współpracę i interpretację wyników z różnych laboratoriów, prowadząc do lepszego zrozumienia ASD i opracowania potencjalnych terapii. Nasze laboratorium jest zainteresowane wyjaśnieniem specyficznego dla typu komórki procesu translacji w zac

strategies-for-assessing-autistic-like-behaviors-in-mice

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

W niniejszym materiale opisujemy szczegółowy protokół badania socjalizacji u myszy z wykorzystaniem testu socjalizacji i preferencji nowości społecznej według Crawleya. Opisujemy zalety i możliwe zastosowania tej procedury, w tym istotne szczegóły ważne dla prawidłowej interpretacji wyników.

Ocena zachowań interakcji społecznych

Inchworming to wysoce powtarzalny synchroniczny ruch kopania wyświetlany przez myszy BTBR T+ Itpr3tf/J (BTBR) po umieszczeniu w klatce testowej z wystarczającą ilością ściółki trocinowej.  Procedura jest modyfikacją protokołu interakcji społecznych dla nieletnich i jest stosowana tutaj do oceny powtarzających się stereotypów motorycznych związanych z zaburzeniami ze spektrum autyzmu.

Gąsienicowość: nowa stereotypia motoryczna w mysim modelu autyzmu BTBR T+ Itpr3tf/J

Ten protokół opisuje metodę ilościowego określania towarzyskości myszy. Myszy są filmowane, gdy poruszają się i wchodzą w interakcje w specjalnej klatce. Przetwarzanie filmów pozwala na zautomatyzowaną kwantyfikację towarzyskości z doskonałą dokładnością i niezawodnością.

Eksperymentalna ocena towarzyskości myszy przy użyciu podejścia do zautomatyzowanego przetwarzania obrazu

Bardziej ograniczone, powtarzające się zachowania (RRB) zakłócają życie osób dotkniętych tym problemem.  Zachowania te są trudne do modelowania u gryzoni, co utrudnia podstawowe badania biomedyczne nad potencjalnymi terapiami lub interwencjami w przypadku RRB.  W tym miejscu opisujemy eksplorację nowych obiektów jako potencjalny test dla RRB wyższego rzędu u myszy.

Eksploracja nowych obiektów jako potencjalny test dla powtarzających się zachowań wyższego rzędu u myszy

Opisane tutaj jest etapowe, behawioralne podejście przesiewowe, które może być użyte do badania przesiewowego pod kątem związków wykazujących skuteczność in vivo na poznawcze i funkcjonalne zachowania motoryczne w transgenicznych mysich modelach β-amyloidozy i tauopatii. Metody te są zoptymalizowane pod kątem badań przesiewowych związków pod kątem aktywności w zadaniach pamięci krótkotrwałej i roboczej.

Ocena spontanicznej przemiany, rozpoznawania nowych obiektów i zaciskania kończyn w transgenicznych mysich modelach β amyloidu i neuropatologii tau

Ten protokół opisuje test behawioralny, oparty na teście labiryntu Barnesa, w celu zbadania, jak instynktowne działania obronne są modyfikowane przez wiedzę o środowisku przestrzennym.

Test behawioralny do badania roli pamięci przestrzennej podczas instynktownej obrony u myszy

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.

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

Przedstawiamy tutaj protokół indukujący hipoksję u noworodkowych myszy poprzez podawanie ich w kontrolowanych warunkach z różnym stężeniem tlenu. Modele mysie poddane zmianom tlenu przy urodzeniu trwało zmieniały ekspresję miRNA zaangażowanych w indukcję zmian behawioralnych fenotypowych, takich jak autyzm.

Hipoksja zmienia poziomy miRNA zaangażowane w dziedziczenie niemendelowskie zaburzeń ze spektrum autyzmu u myszy

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.

Zakopywanie marmuru i rozdrabnianie gniazd jako testy powtarzających się, kompulsywnych zachowań u myszy

Labirynt Barnesa na suchym lądzie jest powszechnie używany do mierzenia zdolności nawigacji przestrzennej w odpowiedzi na łagodnie awersyjne bodźce. W ciągu kolejnych dni poprawia się wydajność (np. opóźnienie w zlokalizowaniu klatki ewakuacyjnej) osób z grupy kontrolnej, co wskazuje na normalne uczenie się i pamięć. Różnice między szczurami a myszami wymagają zmian w aparaturze i metodologii, które zostały szczegółowo opisane tutaj.

Strategie testowania labiryntu Barnesa z małymi i dużymi modelami gryzoni

Poznaj metody oceny zachowań podobnych do autystycznych u myszy, w tym test samooczyszczania i trzykomorowy test interakcji społecznej. Standaryzacja tych protokołów poprawia powtarzalność wyników w badaniach nad spektrum autyzmu.

Strategie oceny zachowań podobnych do autystycznych u myszy

Przeglądaj więcej filmów