Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

Bedöma tänker sitt, Nest Construction, och hamstring hos möss

doi: 10.3791/2607 Published: January 5, 2012

Summary

Man tänker sitt, häckande och hamstring är arter, typiska aktiviteter som möss lätt utför i laboratoriet. Denna artikel beskriver hur de kan vara enkelt och billigt bedömas. Dessa protokoll är extremt känsliga för musstam, hjärnskador och sjukdomar. Dessutom utgör de "miljöberikning" för möss, och förkroppsligar "Förädling" aspekt av "3 R:" 18.

Abstract

Försämring av förmågan att utföra "dagliga aktiviteter" (ADL) är ett tidigt tecken på Alzheimers sjukdom (AD). Prekliniska beteendevetenskaplig undersökning av möjliga behandlingar för AD för närvarande till stor del fokuserar på kognitiva test, som ofta kräver dyr utrustning och massor av försöksledaren tid. Det är dock mänskligt episodiskt minne (den hårdast drabbade delen av minnet i AD) skiljer sig från gnagare minne, vilket verkar vara i stort sett icke-episodiska. Därför nuvarande sätten att screening för nya AD behandlingar för AD hos gnagare är naturligt osannolikt att lyckas. En ny metod för prekliniska screening skulle vara att karaktärisera ADL av möss. Lyckligtvis har flera sådana analyser nyligen utvecklats vid Oxford, och här de tre mest känsliga och väl karaktäriseras presenteras.

Man tänker sitt utvecklades först i Oxford 13. Det utvecklades från ett behov av att utveckla ett paradigm mus hamstring. De flesta publicerarED gnagare hamstring paradigm krävs en avlägsen näringskälla vara kopplade till hemmet buren av en sammanbindande passage. Detta skulle innebära att ändra buren samt gör en mus-bevis förbinder passage och näringskälla. Så det övervägdes huruvida det skulle vara möjligt att lägga maten källa inne i buren. Det konstaterades att om en container placerades på golvet var det töms genom att nästa morgon. Var maten pellets dock bara deponeras i en hög på behållaren entrén, i stället placeras i en diskret plats bort från behållaren, som kan förväntas om mössen verkligen var hamstring dem. Stäng inspektion visade att möss utföra gräv ("gräva") rörelser, inte bära pellets i munnen till en vald plats som de skulle om det verkligen hamstring dem. 6

Mat pellets är inte en nödvändig substrat för grävande, möss kommer tomma rör fyllda med sand, grus, även smutsiga sängkläder från sin egen bur. Meröver, kommer de att tömma en full tub, även om en tom en är placerad bredvid den 8.

Flera häckande protokollen finns i litteraturen. Den nuvarande Oxford en förenklar förfarandet och har en väl definierad poängsystemet för boet kvalitet 5.

En hamstring paradigmet utvecklades senare där möss, istället för hamstring tillbaka till den riktiga buren, var anpassade till att leva i "hemmabas" av en hamstring apparat. Detta hemmabas var ansluten till en tub tillverkad av ståltrådsnät, den distala änden av som innehöll föda. Detta arrangemang har visat sig ge goda hamstringsbeteende, så länge mössen var anpassade till att leva i "hemmabas" under dagen och endast tillåtet att gå in i hamstring röret på natten.

Protocol

1. Man tänker sitt

1. Apparater

Olika behållare design dömdes (till exempel en metall kruka som lätt kan rengöras, men möss var ovilliga att skriva in det). Så småningom upptäcktes att en längd av plast stuprör (som är ansluten till hängrännor på hus) förhöjda något i ena änden för att förhindra oavsiktlig (icke-avsiktliga) förskjutning av mat pellets och förseglade i andra änden var en effektiv apparat. Burrows är nu tillverkade av plast stuprör, 68 mm i diameter, skärs i 20 cm långa längder (Figur 1). Den ena änden är tillsluten med en plugg av 12 mm MDF träfiberskiva (MDF). (Andningsskydd rekommenderas vid arbete med mdf). För rengöring och tätskikt, kan ett vattentätt lim mastix förening appliceras på insidan och utsidan ytor MDF samt tjänar till att limma in den grävande röret. Machine skruvarna (5 cm långa) används för att lyfta den andra änden of röret 3 cm från golvet. Två hål borras 1 cm från den öppna änden av den grävande röret i en vinkel på 90 ° och satt in skruvar och åtdragna 4.

Diametern på hålor är förmodligen avgörande, Schmid-Holmes et al 19 konstaterade att möss i naturen "hålan rengöras" huvudsakligen från hålor ungefär lika stor som vår artificiella sådana..

Figur 1

Figur 1. En mus i en grävande rör.

2. Förfarande

  1. Tillvänjning
    Man tänker sitt är normalt spontan, men det finns en viss inlärning element. Inlärningsprocessen förstärks av socialt underlättande. Därför plats full håla natten till gruppen hem buren av möss som senare testas med en behandling. Varje håla är fylld med 200 g av maten pellets som normalt levereras som kost. (Detta gäller tHan tät komprimerad typ av kost, om ett "utökat" diet är i bruk hålan kommer att hålla mindre än 200g). Praktiker bör ta hänsyn till sådana faktorer när man väljer en grävande substrat.

    Om möss är på mat ransonering (exempelvis för att motivera dem att köra en samtidig labyrint inlärningsuppgift) icke-livsmedel ämnen kan användas för bollar exempelvis lera, som används till linje ytan av marken i inomhus blomkrukor, ärta singel (små stenar ~ 1 cm i diameter) och sand. Pea singel och sand, som är tre gånger tyngre än mat pellets är användbara substitut för mat pellets om möss gräva mycket kraftigt, för att undvika ett "tak effekt".
  2. Fastställa
    Kör (helst två) Baseline gräva tester 48 timmar från varandra på samma sätt som kommer att ske för att testa efter den föreslagna behandlingen. Testet är optimalt startas runt 4 PM om möss är inrymt på ett 0700-1900 h mörker-ljus cykel. Detta är en känslig tidatt testa, eftersom de normalt inte är vaken vid denna tid och gräva startar långsammare än om de var bra i den mörka fasen och därmed mycket aktiva. Två timmar efter starten, är en "ögonblicksbild" mätningen av vikten grävde av livsmedel, hålan töms i en tarerad behållare och vägs och pellets ersatt i hålan som läggs tillbaka i buren. Om musen är i håla, bara försiktigt hälla den och innehållet i det som väger behållaren och ersätta musen i buren. Vikten borrade på två timmar beräknas sedan genom subtraktion från de ursprungliga 200 g. Slutvärdet tas nästa morgon. Timing är inte kritisk eftersom mössen har gått tillbaka för att sova (ofta i hålan) och är inte längre aktivt gräva. Använd 2 h mätningen på det andra försöket att bilda grupper balanserad för baslinjen prestanda. Som grävande ökar med praktik 17, hjälper baselining också möss för att nå en mer stabil asymptotic prestanda som avslöjar behandlingseffekter bättre.
  3. Testa
    För att testa, är efter behandling som de möss ges grävande testa exakt samma som i baselining skede. Om gräva test skall användas kroniskt, rekommenderas att minst 48 h separata tester i syfte att förhindra en nedgång i prestanda på grund av överexponering för förfarandet.
  4. Not
    Byt inte grävt mat på burgolvet i hålan. Även om musen inte har grävt något, utföra vägningen som du skulle göra om grävande hade inträffat, de störningar som orsakas av vikt tenderar att stimulera beteende, och möss som redan har grävt en del av underlaget kommer ofta att börja gräva med förnyad kraft efter vägning processen.

2. Förväntade resultat

C57 ~ BL / 6 möss håla vanligtvis omkring 70 g under de första två timmarna, och nära 200 göver natten. Hippocampus lesioned möss ofta gräver mindre än 5 g 11 (Figur 2). Prionsjukdom hämmar gräva 1,2, liksom lipopolysackarid förvaltning 20. Burrowing kan upptäcka prion (skrapie) sjukdom vid 10-12 veckor efter injektion av sjuk hjärna homogenatet, medan kliniska symptom endast att visas på 22 veckor 13. (Figur 3). Man tänker sitt har visat sig vara känsliga för påfrestningar skillnader 15 och knock-out av kalium subenheter jonkanaler 10.

Figur 2

Figur 2. Vikt mat pellets (medianer och interkvartilt områden) borrade i två timmar med kontroll och hippocampus-lesioned möss. Det senare borrade betydligt mindre än kontroller (p = 0,0001).

Figur 3

Figur 3. Viktmat pellets (medel) borrade natten av kontroll och scrapie-infekterade möss. Man tänker sitt ökar (med praktik) i båda grupperna från vecka 7 till 10 efter injektion, men från vecka 12 grävande nedgångar i skrapie gruppen och skillnaden mellan grupperna blir statistiskt signifikant (mer än två standardavvikelser från medelvärdet).

3. Diskussion

Vi har testat gräva i andra arter av gnagare - råttor, gerbiler, hamstrar och egyptiska taggiga möss 8. Alla utom den sistnämnda kunde förmås att gräva stora mängder markbundna substrat som grus eller sand, men grävande av mat pellets var mycket mindre, även efter lång erfarenhet av det markbundna material. Anledningen till denna skillnad från möss är inte känd. Efter detta arbetet hade gjorts, upptäcktes det att egyptiska taggiga möss inte i själva verket gör hålor i naturen, de kan ockupera hålor som gjorts av gerbiler, även ytan av deras naturliga hektarbitat är ofta hårdrock. Senaste observation i Nairobi visade att inom släktet Acomys, Wilsons taggig musen (Acomys wilsoni) och Percival är taggig musen (Acomys percivali), som inte gräver i det vilda, även grävt i laboratoriet.

4. Nesting

1. Apparater

Detta test utförs i enskilda burar, desamma som används för att gräva är lämpliga. Normal sängkläder bör täcka golvet till ett djup av 0,5 cm. (Variation i djup, och mycket djup sängkläder, kan påverka bo konstruktion). Varje bur är försedd med en "Nestlet", en 5 cm i fyrkant av pressad bomull vadd (Ancare).

2. Förfarande

Möss är placerade sig i den häckande burarna ungefär en timme innan den mörka fasen, och resultaten bedöms nästa morgon. Precis som med grävande, och av liknande skäl, är timing inte kritisk.

3.Scoring

Den häckar bedöms på en 5-gradig skala (figur 4-8), och mängden untorn Nestlet är också vägas 5.

  1. Den Nestlet är i stort sett orörd (> 90% intakt).
  2. Den Nestlet är delvis rivs upp (50-90% kvar intakt).
  3. Den Nestlet är oftast fragmenterat men ofta inte finns någon identifierbar boplats: <50% av Nestlet förblir intakt men <90% ligger inom en fjärdedel av burens golvyta, dvs bomullen inte samlas i ett bo, men spridda runt om i buren . Observera: Materialet kan ibland vara i ett brett definierade boets område, men den kritiska definition är att 50-90% har fragmenterat.
  4. En identifierbar, men platt Nest:> 90% av Nestlet rivs upp, är det material som insamlats i ett bo i en fjärdedel av buren golvyta, men boet är platt, med murar högre än mus kroppslängd (uppkrupen sin sida) på mindre än 50% av dess omkrets.
  5. A (nära) perfekt nEST:> 90% av Nestlet rivs upp, är boet en krater, med murar högre än musen kroppslängd på mer än 50% av dess omkrets.

Om kriterier håller inte dela skillnaden. Till exempel ett perfekt bo med en unshredded 0,7 g bit skulle betyg 4,5.

Figur 4

Figur 4. Nest poäng 1

Figur 5

Figur 5. Nest betyg 2

Figur 6

Figur 6. Nest betyg 3

Figur 7

Figur 7. Nest betyg 4

Figur 8

Figur 8. Nest SCORe 5

4. Förväntade resultat

Både män och kvinnor gör bon, eftersom deras syfte är thermoregulation samt att förknippas med reproduktion. För C57BL / 6 möss bo poäng för män och kvinnor är i samma storleksordning, även om vi inte har gjort en kontrollerad jämförelse i ett enda experiment. De flesta C57BL / 6 möss poäng 4-5 på boet konstruktion, men när hippocampus är lesioned medianen poäng skulle vara runt 1-2, ett resultat på 3 är sannolikt inte överskrids (Figur 9). Häckande visade sig också vara känsliga för prionsjukdom runt 10-12 veckor 1,2,16.

Figur 9

Figur 9. Nest poäng (medianer och interkvartilt intervall) för kontroll möss och möss med skador på rygg, ventrala och fullständig hippocampus. Endast kompletta lesioned möss visar hämning av häckande, så effekterna av selektiv dorsal och ventral regioner visas under gränsvärdena men tillsats.

5. Hamstringen

1. Apparater

En serie av "baser" ansluts till rör i ståltrådsnät, förseglas permanent vid distala änden där maten pellets placeras och tillfälligt vid den proximala änden av en träplugg. Detta används för att förhindra att möss kommer in i rören innan anpassningen till hemmabasen har occurred7.

Apparaten (Figur 10) kan göras på olika sätt, så länge de grundläggande principerna följs. Vår består av en rad med 8 trälådor, var 30 x 13 x 15 cm med genomskinlig Perspex lock. Varje levereras med en vattenflaska, och har ett hål i ryggen i vilken hamstring röret är push-monterad. Rören är tillverkade i svart plast, 10 cm lång, 40 mm i diameter, gick till ett trådnät rör, 45 cm lång, 4 cm diameter, för att bilda en total längd av 50 cm. Nätet består av 13 mm rutor,och är en dubbel rulle med maskorna mis-anpassat för att göra hål i maskorna mindre och undvika mat pellets släppa igenom. Om 6 mm fyrkantsmaskor är tillgängligt detta är ett bättre material som en rulle skulle vara tillräckligt. Den distala änden av röret, där maten pellets är placerade, är stängd. Den proximala änden är tillsluten med en avtagbar träplugg.

Figur 10

Figur 10. Möss i hamstring av rören

2. Förfarande

  1. Normalt är hamstring mycket varierande första gången och en del möss kan inte hamstra alls. Hamstring, som grävande, förbättras med träning. Därför var experimentell design tillåter, är baselining sessioner bäst ges före en behandling ges. Detta är naturligtvis inte praktiskt om den oberoende variabeln är medfödd, som med en (icke villkorade) mutant musen eller när man testar olika musstammar.
  2. En mus sätts ivarje ruta tidigt på dagen för att vänja den. Boxen är försedd med en kartong tunnel som varit i The Real Group buren minst en natt, även en generös portion av smutsiga sängkläder, så att det känns som "hemma". Tillgång till hamstring röret förhindras tills kvällen med en trä propp. 100 g mat pellets (en blandning av små och stora) är placerad i den distala änden av hamstring röret (genom att hälla dem i andra änden med röret hålls vertikalt). För att kontrollera att musen är milt hungrig innan testet börjar, är hemmet rutan inte ges foder.
  3. Strax före starten av den mörka fasen, ta bort trä propp så att musen tillgång till hamstring röret. Nästa morgon (igen, är timing inte avgörande) samla och väga all mat pellets som har hamstrade i hemmabas rutan.

6. Förväntade resultat

Använda kvinnliga C57BL / 6 möss, skulle medianen beloppet hamstrade vara runt50-70 g. Hippocampus skador undertrycka starkt hoarding11, medan prefrontala cortex lesioner ha en svag effekt 12 (Figur 11).

Figur 11

Figur 11. Vikt mat pellets hamstrade genom kontroll och mediala prefrontala cortex-lesioned möss (medianer och interkvartilt intervall). Även om medianer skiljer sig avsevärt, innebär den höga variationen i styr resultatet är långt ifrån statistiskt signifikant (p = 0,3).

Discussion

Dessa tester är extremt enkel att köra men effekten storlekarna är mycket stora, vilket gör dem extremt känsliga för behandlingar, stam skillnader, etc. De överensstämmer med "Förädling" aspekt av Russell och Burch är 3 R: "18. Det verkar bra resultat på tester som grävande vara en indikation på god allmän hälsa hos djur. Därför kan detta vara ett bra test för bedömning av djurskyddet.

Betydelsen av miljöberikning för smågnagare är välkänt i dessa dagar. Tillhandahållande av bomaterial nu är praxis i många djur hus, och det är lätt att göra. Den entusiasm med vilken mus gräver gör gräva en potentiellt bra vinst, men tyvärr en "self-omlastning" håla som skulle vara ett praktiskt sätt att tillhandahålla detta har ännu inte utvecklats. Oavsett om möss hitta hamstring berikande har ännu inte fastställts.

_content "> En nackdel är att de data som genereras av dessa tester är vanligtvis icke-parametrisk (inte gaussisk i distribution), är så lämpliga icke-parametrisk statistik som behövs för att analysera dem, t.ex. Mann-Whitney U test för parvisa jämförelser, Kruskal- Wallis ANOVA för multi-gruppens uppgifter. Om upprepade åtgärder mönster används, eftersom det inte finns någon lämplig ANOVA test för icke-parametriska data, kan resultaten omvandlas, t.ex. genom kvadratroten eller förfaranden logga in för att göra dem överensstämmer med en mer normal fördelning .

Mätningarna av apparaten kan vara något annorlunda än de som anges i texten (användbart för USA praktiker), men stora skillnader bör undvikas. Men i vissa fall andra praktiker kan hitta olika konstruktioner fungerar bättre än de som beskrivs här.

Som för alla beteendemässiga mätningar, bör möss testas för att se om deras verksamhet nivåerna är normala, kommer som inaktivitet uppenbarligen har en detrimEntal effekt på art-typiska beteenden. När skrapiesmittade möss visar nedsatt gräva och bygga bo, var deras aktivitet normala (testat på ett öppet fält apparat). I själva verket sker en period av hyperaktivitet ca 2-4 veckor efter dessa arter, typiska beteenden först är nedsatt 2.

Den starka nedskrivningar produceras av hippocampus skador på gräva, kapsling och hamstring, som alla är arttypisk beteenden, kompletterar nedskrivningar i rumsliga lärande och memory9 som är så väl etablerade effekterna av dessa skador. De verkar vara likvärdig med funktionsnedsättningar i dagliga aktiviteter så karakteristisk för AD 14.

Dessa arter, typiska tester kan mycket väl visa sig vara till stor nytta i prekliniska screening för behandling av Alzheimers och andra neurodegenerativa sjukdomar 14. I många mänskliga hjärnan en förlust eller nedsatt förmåga att utföra normala evevardagliga uppgifter är lika viktig som andra funktioner i sjukdom som kognitiv svikt. Framför allt kan denna förlust kräva medverkan av vårdare och den stora samhällsekonomiska bördan detta så ofta ställer.

Disclosures

Inga intressekonflikter deklareras.

Acknowledgments

Wellcome Trust för att ge Open Access-medel till Oxford University. Robert Deacon är medlem i Oxford OXION grupp, som finansieras av Wellcome Trust bidrag WT084655MA.

References

  1. Cunningham, C., Deacon, R. M. J., Chan, K., Boche, D., Rawlins, J. N. P., Perry, V. H. Neuropathologically distinct prion strains give rise to similar temporal profiles ofbehavioural deficits. Neurobiol. Dis. 18, 258-269 (2005).
  2. Cunningham, C., Deacon, R., Wells, H., Boche, D., Waters, S., Picanco Diniz, C., Scott, H., Rawlins, J. N. P., Perry, V. H. Synaptic changes characterize early behavioural signs in the ME7 model of murine prion disease. Eur. J. Neurosci. 17, 2147-2215 (2003).
  3. Damiani, R., Modesto, S., Yates, A., Neveling, J. Earliest evidence of cynodont burrowing. Proc. R. Soc. Lond. B. 270, 1747-1751 (2003).
  4. Deacon, R. M. J. Burrowing in rodents: a sensitive method for detecting behavioral dysfunction. Nat. Protocols. 1, 118-121 (2006).
  5. Deacon, R. M. J. Assessing nest building in mice. Nat. Protocols. 1, 1117-1119 (2006).
  6. Deacon, R. M. J. Digging in Mice: Marble Burying, Burrowing, and Direct Observation Reveal Changes in Mouse Behavior. Mood and anxiety related phenotypes in mice. Gould, T. D. Humana Press. New York. (2009).
  7. Deacon, R. M. J. Assessing hoarding in mice. Nat. Protocols. 1, 2828-2830 (2006).
  8. Deacon, R. M. J. Burrowing: A sensitive behavioural assay, tested in five species of laboratory rodents. Behav. Brain. Res. 200, 128-133 (2009).
  9. Deacon, R. M. J., Bannerman, D. M., Kirby, B. P., Croucher, A., Rawlins, J. N. P. Effects of cytotoxic hippocampal lesions in mice on a cognitive test battery. Behav. Brain. Res. 133, 57-68 (2002).
  10. Deacon, R. M. J., Brook, R. C., Meyer, D., Haeckel, O., Ashcroft, F. M., Miki, T., Seino, S., Liss, B. Behavioral phenotyping of mice lacking the KATP channel subunit Kir6.2. Physiol. Behav. 87, 723-733 (2006).
  11. Deacon, R. M. J., Croucher, A., Rawlins, J. N. P. Hippocampal cytotoxic lesion effects on species-typical behaviors in mice. Behav. Brain. Res. 132, 203-213 (2002).
  12. Deacon, R. M. J., Penny, C., Rawlins, J. N. P. Effects of medial prefrontal cortex cytotoxic lesions in mice. Behav. Brain. Res. 139, 139-155 (2003).
  13. Deacon, R. M. J., Raley, J. M., Perry, V. H., Rawlins, J. N. P. Burrowing into prion disease. Neuroreport. 12, 2053-2057 (2001).
  14. Deacon, R. M. J., Rawlins, J. N. P. Hippocampal lesions, species-typical behaviours and anxiety in mice. Behav. Brain. Res. 156, 241-249 (2005).
  15. Deacon, R. M. J., Thomas, C. L., Rawlins, J. N. P., Morley, B. J. A comparison of the behavior of C57BL/6 and C57BL/10. Behav. Brain. Res. 179, 239-247 (2007).
  16. Guenther, K., Deacon, R. M. J., Perry, V. H., Rawlins, J. N. P. Early behavioural changes in scrapie-affected mice and the influence of dapsone. Eur. J. Neurosci. 14, 401-409 (2001).
  17. Mallucci, G. R., White, F. armer, Dickinson, M., Khatun, A., Powell, H., Brandner, A. D., Jefferys, S., R, J. G., Collinge, J. Targeting Cellular Prion Protein Reverses Early Cognitive Deficits and Neurophysiological Dysfunction in Prion-Infected Mice. Neuron. 53, 325-335 (2007).
  18. Russell, W. M. S., Burch, R. L. The principles of humane experimental technique. Methuen, London. (1959).
  19. Schmid-Holmes, S., Drickamer, L. C., Robinson, A. S., Gillie, L. L. Burrows and burrow cleaning behaviour of house mice. Am. Mid. Nat. 146, 53-62 (2001).
  20. Teeling, J. L., Felton, L. M., Deacon, R. M. J., Cunningham, C., Rawlins, J. N. P., Perry, V. H. Sub-pyrogenic systemic inflammation impacts on brain and behavior, independent of cytokines. Brain Behav. Immun. 21, 836-850 (2007).
Bedöma tänker sitt, Nest Construction, och hamstring hos möss
Play Video
PDF DOI

Cite this Article

Deacon, R. Assessing Burrowing, Nest Construction, and Hoarding in Mice. J. Vis. Exp. (59), e2607, doi:10.3791/2607 (2012).More

Deacon, R. Assessing Burrowing, Nest Construction, and Hoarding in Mice. J. Vis. Exp. (59), e2607, doi:10.3791/2607 (2012).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter