Закапывание мрамора и измельчение гнезд как тесты на повторяющееся, компульсивное поведение у мышей
December 24th, 2013
Болезни, травмы головы, генетические модификации и лечение мышей лекарствами могут оказывать глубокое влияние на поведение. Используя хорошо охарактеризованные и проверенные подходы, такие как закапывание мрамора и измельчение гнезд, компульсивное поведение может быть точно задокументировано на мышах в качестве моделей обсессивно-компульсивного расстройства человека и расстройства аутистического спектра.
Общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы показать простоту захоронения мрамора и измельчения гнезд как надежных парадигм для оценки и демонстрации повторяющегося и компульсивного подобного поведения. У грызунов для испытания на закапывание мрамора готовят клетку из 20 шариков, равномерно расположенных на поверхности подстилки. Затем мышь помещают в клетку и оставляют потревожить шарики на 30 минут.
По истечении этого времени мышь удаляется, а закопанные шарики подсчитываются для теста Nestle. Неповрежденный Nestle помещается в клетку перед введением мыши. Через 30 минут мышь убирают, и Nestle дают ей высохнуть в течение ночи, прежде чем рассчитать процент измельченного Nestle.
В конечном счете, различия в поведении при измельчении мрамора, захоронения и измельчения Nestle могут быть продемонстрированы у мышей нокаутного и дикого типа. Демонстрировать процедуры будут Дениз Бриггс, аспирантка, Мариана Анго Перес, постдок и декан Франческатти, научный сотрудник моей лаборатории. Все животные содержатся на 12-часовом темном цикле со свободным доступом к еде и воде.
Для достижения наилучших результатов. Осторожно обращайтесь с каждой мышью один раз в день в течение трех-пяти дней до тестирования. Когда животные будут готовы к тестированию, перевезите клетки в испытательную комнату за 60 минут до начала первого теста.
Для испытания мраморного подшипника используйте стандартные клетки для крыс из поликарбоната с установленными фильтрующими крышками. Добавьте свежий материал для подстилки для мышей без запаха в каждую клетку на глубину пяти сантиметров и разровняйте поверхность подстилки, вставив еще одну клетку такого же размера. Это имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что на поверхности постельного белья создается шаблон параллельных линий.Стирайте.
Стандартные стеклянные игрушечные шарики в мягком лабораторном моющем средстве тщательно промыть и дистиллировать ионизированной водой и высушить перед каждым использованием. Когда все будет готово, аккуратно вдавите шарики в поверхность подстилки. В пяти рядах по четыре шарика в каждом готовят секундомеры или таймеры для измерения времени сеансов.
Чтобы начать тест, поверните мышь к углу клетки как можно дальше от шариков. Поместите верхнюю часть фильтра на клетку и оставьте мышь в покое с шариками на 30 минут. По окончании тестового периода извлеките мышь и верните ее в домашнюю клетку.
Будьте предельно осторожны, чтобы не сдвинуть и не сместить шарики в процессе извлечения предмета из клетки. Два-три исследователя, которые не знакомы с условиями лечения, должны затем подсчитать количество захороненных мраморов. Мрамор помечен как зарытый.
Если две трети его поверхности покрыты подстилкой, усредните количество закопанных шариков на каждую мышь. Наконец, соберите все 20 шариков и утилизируйте постельное белье. Используйте стандартные клетки для мышей из поликарбоната с установленными фильтрующими крышками.
Для теста на измельчение Nestle добавьте свежий материал подстилки для мышей без запаха в каждую клетку на глубину 0,5 сантиметра и упакуйте подстилку, как показано ранее. Затем взвесьте имеющиеся в продаже гнезда из хлопкового волокна и положите одно гнездо Nestle поверх подстилки. В каждой тестовой клетке подготовьте секундомеры или таймеры для измерения времени сеанса.
Когда все будет готово, поместите мышь в один из углов клетки лицом к стене. Поместите верхнюю часть фильтра на клетку и оставьте мышь в покое с помощью Nestle на 30 минут. По истечении этого времени извлеките мышь и верните ее в домашнюю клетку.
Уберите оставшийся неповрежденный материал гнезда из клетки и дайте ему высохнуть в течение ночи. На следующий день. Взвесьте неизмельченное гнездо и разделите этот вес на начальный вес, чтобы рассчитать процент измельчения гнезда.
Наконец, выбросьте оставшийся измельченный материал для гнезда и подстилку. Здесь показаны репрезентативные клетки до и после испытания на закапывание мрамора. Лишь немногие шарики были погребены или смещены со своего первоначального места при тестировании мышей дикого типа.
Тем не менее, мышь с двумя нокаутами закопала 17 из 20 шариков. Оставшиеся незахороненные мраморные шарики обозначены стрелками. На этом виде сбоку показаны изменения поверхности подстилки.
После тестирования сравните относительно нетронутую поверхность из клеток дикого типа с неровной поверхностью, содержащей большие впадины и пики от нокаутных животных. Типичные результаты теста на закапывание мрамора обобщены здесь. Две нокаутные мыши закопали значительно больше шариков по сравнению с мышами дикого типа.
На этих фотографиях показаны репрезентативные гнезда после измельчения. Здесь гнезда мышей дикого типа имеют незначительное количество измельчения по сравнению с гнездами из клеток мышей с двумя нокаутами TPH. На этом графике показана типичная производительность мышей типа wild type и TPH с двумя нокаутами в тесте на измельчение Nestle.
Мыши TPH с двумя нокаутами измельчают значительно больше материала Nestle, чем мыши дикого типа. После освоения эти техники можно выполнить за два часа, если они выполнены правильно. Пытаясь выполнить эту процедуру, важно помнить о соблюдении критериев для определения того, что мрамор зарыт, и удалять измельченные кусочки Nestle от высушенных и неизмельченных остатков.
После этой процедуры мышам можно вводить препараты, используемые для лечения обсессивно-компульсивных расстройств у людей, такие как СИОЗС, чтобы определить, уменьшают ли эти препараты компульсивное поведение у мышей.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Обзор
Эта статья демонстрирует использование зарывания мраморных шариков и измельчения гнёзд как надёжных парадигм для оценки компульсивно-подобного поведения у мышей. Эти поведения являются соответствующими моделями для понимания обсессивно-компульсивного расстройства и расстройства аутистического спектра у человека.
Ключевые компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Поведенческая наука
- Животные модели
Предпосылки
- Болезни и генетические модификации могут влиять на поведение.
- Исследуются изменения поведения при травмах головы и лечении мышей лекарствами.
- Компульсивно-подобные поведения важны для моделирования психических состояний человека.
- Проверенные подходы необходимы для точной документации этих поведений.
Цель исследования
- Проиллюстрировать простоту тестов на зарывание мраморных шариков и измельчение гнёзд.
- Предоставить надёжные методы для оценки повторяющихся поведений у грызунов.
- Внести вклад в понимание компульсивных поведений в связи с человеческими расстройствами.
Использованные методы
- Подготовка клетки с мраморными шариками для теста на зарывание мраморных шариков.
- Наблюдение за взаимодействием мыши с шариками в течение 30 минут.
- Подсчёт количества зарытых шариков после теста.
- Использование гнёзда для оценки поведения по измельчению после аналогичного периода наблюдения.
Основные результаты
- Количество зарытых шариков предоставляет количественную меру компульсивного поведения.
- Процент измельчённого гнёзда указывает на уровень повторяющегося поведения.
- Оба теста эффективны для демонстрации компульсивно-подобного поведения у мышей.
- Результаты могут быть использованы для моделирования психических состояний человека.
Выводы
- Зарывание мраморных шариков и измельчение гнёзд являются проверенными методами для оценки компульсивных поведений.
- Эти парадигмы могут помочь в понимании основных механизмов человеческих расстройств.
- Дальнейшие исследования могут расширить эти результаты для изучения эффектов лечения.
Часто задаваемые вопросы
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.
