चूहे के लिए ऊंचा प्लस भूलभुलैया
Summary
बुलंद प्लस भूलभुलैया परीक्षण चूहों में व्यवहार की तरह चिंता को मापने के लिए सबसे व्यापक रूप से प्रयोग किया जाता परीक्षणों के एक है. यहाँ, हम एक परीक्षण के संचालन के लिए विस्तृत प्रक्रियाओं दिखा फिल्म उपस्थित थे.
Abstract
हालांकि अब माउस जीनोम अनुक्रम पूरी तरह से है, मस्तिष्क में व्यक्त जीनों के अधिकांश के कार्य नहीं जाना जाता है. एक विशिष्ट व्यवहार पर किसी जीन के प्रभाव उत्परिवर्ती चूहों के व्यवहार विश्लेषण द्वारा निर्धारित किया जा सकता है. यदि एक लक्ष्य जीन मस्तिष्क में व्यक्त किया है, उत्परिवर्ती चूहों के व्यवहार phenotype सामान्य व्यवहार की आनुवंशिक तंत्र को स्पष्ट कर सकता है. ऊंचा प्लस भूलभुलैया परीक्षण एक तरह व्यवहार चिंता को मापने के लिए सबसे व्यापक रूप से प्रयोग किया जाता परीक्षणों के है. खुला और ऊपर उठाया क्षेत्रों के लिए चूहों के प्राकृतिक घृणा है, के रूप में के रूप में अच्छी तरह से उनके प्राकृतिक उपन्यास के वातावरण में सहज खोजपूर्ण व्यवहार पर परीक्षण पर आधारित है. तंत्र खुली बाहों और बंद हथियार, बीच में पार कर एक दूसरे को लंबरूप में, और एक केन्द्र के क्षेत्र शामिल हैं. चूहे हथियारों के सभी तक पहुँच दी जाती है और उन दोनों के बीच आसानी से ले जाने की अनुमति दी. खुली बाहों और खुली बाहों में बिताए समय में प्रविष्टियों की संख्या चूहों में खुले अंतरिक्ष प्रेरित चिंता के सूचकांक के रूप में उपयोग किया जाता है. दुर्भाग्य से, प्रक्रियात्मक मतभेद है कि प्रयोगशालाओं के बीच मौजूद यह मुश्किल नकली और प्रयोगशालाओं के बीच परिणामों की तुलना करते हैं. यहाँ, हम एक विस्तृत ऊंचा प्लस भूलभुलैया परीक्षण के लिए हमारे प्रोटोकॉल का प्रदर्शन फिल्म उपस्थित थे. हमारी प्रयोगशाला में, हम फिल्म में दिखाया प्रोटोकॉल का उपयोग करते हुए उत्परिवर्ती चूहों के 90 से अधिक उपभेदों का आकलन किया है. ये आंकड़े एक सार्वजनिक डेटाबेस है कि अब हम निर्माण कर रहे हैं के एक भाग के के रूप में बताया जाएगा. प्रोटोकॉल के विज़ुअलाइज़ेशन पूरे प्रयोगात्मक प्रक्रिया के विवरण की बेहतर समझ को बढ़ावा देने, उत्परिवर्ती चूहों के विभिन्न प्रकारों के व्यवहार phenotypes के विभिन्न प्रयोगशालाओं और की तुलना में इस्तेमाल किया प्रोटोकॉल के मानकीकरण के लिए अनुमति देता है इस परीक्षण का उपयोग कर का मूल्यांकन.
Protocol
Discussion
हालांकि माउस जीनोम अनुक्रम निर्धारण किया गया है, जीनों के अधिकांश के कार्य नहीं जाना जाता है. आनुवंशिक संशोधन तकनीकों विलोपन या चूहों में एक विशेष जीन (; Aiba एट अल, 2007 ऑस्टिन एट अल, 2004) के अन्य हेरफेर के लिए अनुमति देते हैं. एक विशिष्ट व्यवहार पर किसी जीन के प्रभाव तो उत्परिवर्ती चूहों (; Takao एट अल, 2007 Takao और Miyakawa, 2006b) के व्यवहार विश्लेषण आयोजित द्वारा निर्धारित किया जा सकता है.
(; Crawley, 2007 Rodgers और दलवी, 1997) ऊंचा प्लस भूलभुलैया परीक्षण चिंता के सभी वर्तमान में उपलब्ध पशु मॉडल की सबसे लोकप्रिय परीक्षणों के एक है. स्क्रीनिंग और phenotyping ट्रांसजेनिक और पीटा चूहों (Crawley, 1999) के लिए दवाओं की खोज के लिए और चिंता की तरह व्यवहार के लिए यह परीक्षण में इस्तेमाल किया गया है (हॉग एट अल 1996, Crawley, 2007). बुलंद प्लस भूलभुलैया परीक्षण anxiolytic दवाओं (; Mechiel Korte और डी बोअर, 2003, Crawley, 2007 Rodgers और दलवी, 1997); anxiolytic दवाओं विशेष रूप से वृद्धि हुई है, और कमी anxiogenic दवाओं विशेष रूप से, प्रविष्टियों की संख्या में स्क्रीनिंग के लिए एक मजबूत भविष्य कहनेवाला वैधता खुली बाहों और समय वहाँ बिताया. कुल प्रविष्टियों स्कोर और कुल दूरी सामान्य गतिविधि के एक उपयोगी सूचकांक माना जाता है. कुल प्रविष्टियों स्कोर भी चिंता का एक सूचकांक है, और प्रविष्टियों और प्रत्येक शाखा में बिताए समय का प्रतिशत प्राथमिक चिंता का सूचकांक (Rodgers और दलवी, 1997, Mechiel Korte और डी बोअर, 2003) का गठन. खुला और बंद हथियार के लिए एक ही खोजपूर्ण ड्राइव पैदा करने के लिए माना जाता है, इसलिए खुली बाहों से बचाव के लिए भय के उच्च स्तर (Rodgers और दलवी, 1997) की प्रेरण का एक परिणाम माना जाता है. यह सोचा है कि चूहों के बचने की भूलभुलैया खुली बाहों का पता लगाने के लिए खुला और ऊंचा रिक्त स्थान के डर की वजह से है.
1984 में, Handley और मिठाणी ऊंचा एक्स (प्लस) भूलभुलैया परीक्षण ऊपर वर्णित के साथ प्रारंभिक काम पर सूचना दी. मूल परीक्षण तंत्र फर्श से 70 सेमी ऊपर उठाया गया था, और शामिल दो बंद कर दिया और दो खुली बाहों, जिनमें से प्रत्येक 45 सेमी 10 सेमी चौड़ा द्वारा लंबे समय मापा. अपने प्रारंभिक अध्ययन में, वे खुला / कुल हाथ प्रविष्टियों के अनुपात (Handley और मिठाणी, 1984) की सूचना दी. बाद में, अन्य सूचकांकों विकसित किया गया है कि बंद और खुली बाहों और समय (Pellow एट अल, 1985; Pellow और फ़ाइल, 1986) चूहों के लिए बंद और खुली बाहों में खर्च में प्रविष्टियों की संख्या शामिल है और चूहों (लिस्टर, 1987) .
दोनों खुला (50 x 10 सेमी) हथियार और लंबा आसपास के दीवारों और बंद हथियारों पर एक खुली छत के साथ बंद हथियार (50 x 10 x 40 सेमी) की लंबी है, और पूरे भूलभुलैया ऊंचा था ऊंचा प्लस भूलभुलैया परीक्षण करने के लिए परिवर्तन शामिल की ऊंचाई 50 सेमी (, Pellow और फ़ाइल, 1986 Pellow एट अल, 1985). वर्तमान में, हमारी प्रयोगशाला में, ऊंचा प्लस भूलभुलैया परीक्षण तंत्र + आकार में कॉन्फ़िगर किया गया है दो से एक दूसरे को और सीधा भर खुला (के साथ एक बहुत ही मामूली 25 x 5 सेमी, 0.5 सेमी, दीवार) दो को हथियार के साथ, Manabe एट अल, 2000; Miyakawa एट अल, 2001; सीगर एट अल, 2004; Morishima एट अल, 2005 बंद (25 x 5 x 16 सेमी), हथियार, और मंजिल से ऊपर 50 सेमी (Miyakawa एट अल, 1996 को उठाया है; Miyamoto एट अल, 2005; एरो एट अल, 2006; Hattori एट अल, 2007; नीमन एट अल, 2007; सानो एट अल, 2008; Horii एट अल, 2008; फुकुदा एट अल, 2008; Ikeda एट अल, 2008). माउस + (5 सेमी एक्स 5 सेमी) के केंद्र में रखा गया है और भूलभुलैया आज़ादी का पता लगाने की अनुमति दी है. हालांकि 5 मिनट रिकॉर्डिंग आम है, व्यवहार हमारे प्रोटोकॉल में 10 मिनट के लिए दर्ज की गई है phenotype का पता लगाने का अवसर बढ़ाने के है. खुला और बंद ऊंचा हथियार अन्वेषण संघर्ष (; Crawley, 2007 Mechiel Korte और डी बोअर, 2003) प्रेरित.
ऊंचा प्लस भूलभुलैया परीक्षण के उपायों के प्रयोग के दौरान एक पर्यवेक्षक द्वारा दर्ज हैं. हमारी प्रयोगशाला में परीक्षण एक कंप्यूटर और व्यवहार (छवि EP) डाटा अधिग्रहण और विश्लेषण का उपयोग कर छवि EP कार्यक्रम से जुड़ा एक वीडियो कैमरा के साथ दर्ज की गई है. कुल हाथ प्रविष्टियों की संख्या की तुलना में खुली बाहों, और समय बंद हथियार बनाम खुली बाहों पर खर्च पर प्रविष्टियों की संख्या पर, चिंता की तरह व्यवहार के उपाय प्रदान करते हैं.
हम अनुवांशिक इंजीनियर उत्परिवर्ती फिल्म में दिखाया गया है प्रोटोकॉल का उपयोग चूहों के 90 से अधिक उपभेदों मूल्यांकन और 5000 से अधिक चूहों (जंगली प्रकार और उत्परिवर्ती चूहों सहित) के लिए कच्चे डेटा का एक बड़ा सेट है. हमारे परीक्षण बैटरी, जंगली प्रकार littermates के आम तौर पर एक नियंत्रण के रूप में उपयोग किया जाता है. एक पृष्ठभूमि तनाव के रूप में, C57BL/6J चूहों व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाता है. हम C57BL/6J चूहों के व्यवहार परीक्षणों में डेटा एकत्र की. हमारे ऊंचा प्लस भूलभुलैया परीक्षण में C57BL/6J चूहों से प्राप्त मान निम्नानुसार हैं (n = 914; SEM) का अर्थ है, कुल दूरी कूच:; 56.49 2.42 (खुली बाहों) 3.13 384.02 बिताए समय की अवधि के 1547.55 14.27 सेमी (बंद हथियारों), 161.90 2.17 (भूलभुलैया केंद्र), समय के अनुपात खुली बाहों में खर्च: 9.19 0.36%, बंद बाहों में बिताए समय का अनुपात: 63.82 0.52%, प्रविष्टियों की संख्या: 7.64 0.21 (खुली बाहों) 24.32 (बंद हथियारों) 0.28% खुले हाथ प्रविष्टियों: 0.05 78.1: 21.9 0.05% हथियार प्रविष्टियों बंद कर दिया. C57BL/6J चूहों खुली बाहों में बंद हथियार (पी <०.०००१, n = 914, बनती टी – टी की तुलना में कम समय खर्च करते हैंEST). यह इंगित करता है कि C57BL/6J चूहों को खुली बाहों से बचने के प्रयास करते हैं, और खुली बाहों में बिताए समय चिंता की तरह व्यवहार के एक वैध सूचकांक है कि. इसके अलावा, परीक्षण के आदेश जीनोटाइप भर counterbalanced है, क्योंकि परीक्षण संख्या खुली बाहों और केंद्र मंच में बिताए समय को प्रभावित करता है. यही कारण है, 3 और 4 चूहों के दौरान सभी 1 (= ०.०,०८९ पी, n 476 =) चूहों (अप्रकाशित डेटा) की तुलना में वृद्धि सूचकांक. हमारे प्रोटोकॉल के साथ, 1661 से अधिक चूहों के विश्लेषण से पता चला है कि एक पिंजरे में परीक्षण चूहों के अनुक्रमिक क्रम काफी खुले हाथ प्रवास के समय (अप्रकाशित डेटा) को प्रभावित नहीं करता है. यही है, पिंजरे से पहले ले लिया चूहों के प्रदर्शन में काफी दूसरे के उन लोगों से अलग नहीं करते हैं, तीसरे या पिछले चूहों.
हालांकि ऊंचा प्लस भूलभुलैया परीक्षण और संक्रमण / प्रकाश अंधेरे परीक्षण दोनों तरह व्यवहार चिंता का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है, परिणाम हमेशा उन्हें (के बीच लगातार नहीं हैं होम्स एट अल, 2000; Tujimura एट अल, 2008; Nakajima एट अल प्रेस में, ) उदाहरण के लिए, अग्रमस्तिष्क विशेष calcineurin पीटा चूहों संक्रमण / प्रकाश अंधेरे परीक्षण में प्रकाश के चैम्बर में समय की एक कम राशि खर्च करते हैं, लेकिन बुलंद प्लस भूलभुलैया (परीक्षण Miyakawa एट अल में खुली बाहों में एक समय की वृद्धि हुई राशि. , 2003). हमारे व्यवहार परीक्षण बैटरी के फैक्टर का विश्लेषण दर्शाता है कि ऊंचा प्लस भूलभुलैया परीक्षण और संक्रमण / प्रकाश अंधेरे परीक्षण चिंता की तरह व्यवहार के संक्रमण / प्रकाश अंधेरे परीक्षण में उज्ज्वल अंतरिक्ष चिंता और चिंता की तरह खुले अंतरिक्ष जैसे विभिन्न पहलुओं, का आकलन खुले मैदान परीक्षण (Yamasaki एट अल, 2006 Takao और Miyakawa, 2006b) में व्यवहार. तदनुसार, दोनों संक्रमण / प्रकाश अंधेरे परीक्षण और ऊंचा प्लस भूलभुलैया परीक्षण हमारे व्यवहार परीक्षण बैटरी में शामिल हैं.
Crabbe और उनके सहयोगियों ने बताया कि अनियंत्रित चर और प्रयोगों म्यूटेंट निस्र्पक के परिणाम उपज सकता है कि एक विशेष प्रयोगशाला (Crabbe एट अल., 1999) के लिए विशिष्ट हैं. प्रक्रियात्मक मतभेद है कि प्रयोगशालाओं के बीच मौजूद हैं यह मुश्किल को दोहराने के लिए या उन के बीच में परिणामों की तुलना करते हैं. प्रोटोकॉल के दृश्य प्रलेखन स्थापना प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं की बेहतर समझ को बढ़ावा देने के प्रयोगशालाओं के पार और उत्परिवर्ती चूहों के विभिन्न प्रकारों का व्यवहार phenotypes की तुलना के लिए इस्तेमाल किया प्रोटोकॉल के मानकीकरण के लिए अनुमति देता है इन परीक्षणों का उपयोग करने का मूल्यांकन करेंगे. हम पहले से संक्रमण / प्रकाश अंधेरे परीक्षण (Takao और Miyakawa, 2006a) की एक फिल्म प्रोटोकॉल प्रकाशित किया. इसी तरह, खुले मैदान परीक्षण के लिए जैसे अन्य प्रोटोकॉल, की फिल्मों, porsolt तैरना परीक्षण मजबूर किया, और डर कंडीशनिंग परीक्षण है कि हम हमारे व्यवहार परीक्षण बैटरी में उपयोग वर्तमान में भविष्य वीडियो पत्रिका लेख के रूप में प्रकाशन के लिए किए जा रहे हैं.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस शोध अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था विज्ञान के संवर्धन (JSPs), अनुदान शिक्षा, जापान में संस्कृति, खेल, और विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी मंत्रालय से अनुदान में सहायता के लिए सोसायटी जापान के वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए सहायता बर्ड और जापान विज्ञान और प्रौद्योगिकी एजेंसी, Neuroinformatics जापान (NIJC) केंद्र, आरआईकेईएन से और प्राथमिकता मस्तिष्क क्षेत्रों के एकीकृत रिसर्च (Shien) पर वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए अनुदान सहायता से अनुदान सहायता की शिखा से सहायता MEXT से – जापान. हम उनकी सहायता के लिए इस फिल्म को बनाने में O'Hara एंड कं और Mariko हयाशी धन्यवाद.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Elevated plus maze | Tool | O’hara & Co. | (none) |
References
- Takao, K., Miyakawa, T. Light/dark transition test for mice. J Vis Exp. , (2006).
- Aiba, A. Mouse liaison for integrative brain research. Neurosci Res. 58, 103-104 (2007).
- . The knockout mouse project. Nat Genet. 36, 921-924 (2004).
- Takao, K., Miyakawa, T. Investigating gene-to-behavior pathways in psychiatric disorders: the use of a comprehensive behavioral test battery on genetically engineered mice. Ann N Y Acad Sci. 1086, 144-159 (2006).
- Takao, K., Yamasaki, N., Miyakawa, T. Impact of brain-behavior phenotyping of genetically-engineered mice on research of neuropsychiatric disorders. Neurosci Res. 58, 124-1232 (2007).
- Crawley, J. N. . What’s Wrong With My Mouse? Behavioral phenotyping of transgenic and knockout mice. , 240 (2007).
- Rodgers, R. J., Dalvi, A. Anxiety, defense and the elevated plus-maze. Neurosci Behav Rev. 21, 801-810 (1997).
- Handley, S. L., Mithani, S. Effects of alpha-adrenoceptor agonists and antagonists in a maze-exploration model of ‘fear’-motivated behaviour. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 324, 1-5 (1984).
- Pellow, S., Chopin, P., File, S. E., Briley, M. Validation of open:closed arm entries in an elevated plus-maze as a measure of anxiety in the rat. J Neurosci Meth. 14, 149-167 (1985).
- File, S. E., Pellow, S. The effects of triazolobenzodiazepines in two animal tests of anxiety and in the holeboard. Br J Pharmac. 86, 729-7235 (1985).
- Lister, R. G. The use of a plus-maze to measure anxiety in the mouse. Psychopharmacology. 92, 180-185 (1987).
- Miyakawa, T., Yagi, T., Kagiyama, A., Niki, H. Radial maze performance, open-field and elevated plus-maze behaviors in Fyn-kinase deficient mice: further evidence for increased fearfulness. Brain Res Mol Brain Res. 37, 145-150 (1996).
- Manabe, T. Loss of cadherin-11 adhesion receptor enhances plastic changes in hippocampal synapses and modifies behavioral responses. Mol Cell Neurosci. 15, 534-546 (2000).
- Miyakawa, T., Yamada, M., Duttaroy, A., Wess, J. Hyperactivity and intact hippocampus-dependent learning in mice lacking the M1 muscarinic acetylcholine receptor. J Neurosci. 21, 5239-5250 (2001).
- Seeger, T. M2 muscarinic acetylcholine receptor knockout mice show deficits in behavioral flexibility, working memory, and hippocampal plasticity. J Neurosci. 24, 10117-10127 (2004).
- Morishima, Y. Enhanced cocaine responsiveness and impaired motor coordination in metabotropic glutamate receptor subtype 2 knockout mice. Proc Natl Acad Sci USA. 102, 4170 (2005).
- Miyamoto, T. Tight junctions in Schwann cells of peripheral myelinated axons: a lesson from claudin-19-deficient mice. J Cell Biol. 169, 527-538 (2005).
- . NFAT dysregulation by increased dosage of DSCR1 and DYRK1A on chromosome 21. Nature. 441, 595-600 (2006).
- Hattori, S. Enriched environments influence depression-related behavior in adult mice and the survival of newborn cells in their hippocampi. Behav Brain Res. 180, 69-76 (2007).
- Niemann, S. Genetic ablation of NMDA receptor subunit NR3B in mouse reveals motoneuronal and non-motoneuronal phenotypes. Europ J Neurosci. 26, 1407-1420 (2007).
- Sano, H., Nagai, Y., Miyakawa, T., Shigemoto, R., Yokoi, M. Increased social interaction in mice deficient of the striatal medium spiny neuron-specific phosphodiesterase 10A2. J Neurochem. 105, 546-556 (2008).
- Horii, Y., Yamasaki, N., Miyakawa, T., Shiosaki, S. Increased anxiety-like behavior in neuropsin (kallikrein-related peptidase 8) gene-deficient mice. Behav Neurosci. 122, 498-504 (2008).
- Fukuda, E. Down-regulation of protocadherin-α, A isoforms in mice changes contextual fear conditioning and spatial working memory. Eur J Neurosci. , .
- Ikeda, M. Identification of YWHAE, a gene encoding 14-3-3epsilon, as a possible susceptibility gene for schizophrenia. Behav Neurosci. , .
- Korte, S. M., De Boer, S. F. A robust animal model of state anxiety: fear-potentiated behaviour in the elevated plus-maze. Eur J Phamacol. 463, 163-175 (2003).
- Hogg, S. A review of the validity and variability of the elevated plus-maze as an animal model of anxiety. Pharmacol Biochem Behav. 54, 21-30 (1996).
- Holmes, A., Parmigiani, S., Ferrari, P. F., Palanza, P., Rodgers, R. J. Behavioral profile of wild mice in the elevated plus-maze test for anxiety. Physiol Behav. 71, 509-516 (2000).
- Tsujimura, A., Matsuki, M., Takao, K., Yamanishi, K., Miyakawa, T., Hashimoto-Gotoh, T. Mice lacking the kf-1 gene exhibit increased anxiety- but not despair-like behavior. Front. Behav. Neurosci. 10, (2008).
- Nakajima, R., Takao, K., SM, H. u. a. n. g., Takano, J., Iwata, N., Miyakawa, T., Saido, T. C. Comprehensive Behavioral Phenotyping of Calpastatin-Knockout Mice. Molecular Brain. , .
- Miyakawa, T. Conditional calcineurin knockout mice exhibit multiple abnormal behaviors related to schizophrenia. Proc Natl Acad Sci U S A. 100, 8987-8992 (2003).
- Yamasaki, N. Factor analyses of large-scale data justify the behavioral test battery strategy to reveal the functional significances of the genes expressed in the brain. , (1985).
- Crabbe, J. C., Wahlsten, D., Dudek, B. C. Genetics of mouse behavior: interactions with laboratory environment. Scienc. 284, 1670-1672 (1999).
