小鼠强迫游泳实验

Summary

强迫游泳测试是在啮齿类动物实验的方法来评估潜在的抗抑郁疗效验证。实验动物被放置在一缸水和逃避相关的流动性行为，量化。共同的这个测试鼠标版的程序进行了阐述。

Abstract

强迫游泳试验是一种啮齿动物行为学测试，用于评价抗抑郁药物，抗抑郁疗效的新化合物，实验操作，目的是在渲染或防止国家像抑郁。小鼠被放置在透明水箱，装满水，并测量其逃避有关流动性的行为是负有不可推卸的。强迫游泳测试是直接进行可靠的，它需要最少的专用设备。强迫游泳试验的成功实施需要遵守一定的程序细节，并尽量减少不必要的压力的老鼠。在协议的描述和影随行中，我们解释了如何进行鼠标本次测试的版本，强调对潜在的隐患，可能危害结果的解释，以及如何避免它们。此外，我们解释了如何在测试中表现出来的行为评估。

Protocol

1。材料与方法

1.1。水箱

（30厘米高x 20厘米直径）的圆柱型坦克所需的小鼠强迫游泳实验（FST）的在我们的实验室，是透明的有机玻璃建造，这种材料能够承受的坦克和事故比玻璃更好的频繁流动。从底部水位15厘米，并应标明坦克，以确保水的体积是在小鼠一致。理想情况下，坦克的数量应该至少两次一次测试小鼠的数量很多，而第一套使用的是第二个水箱设置，使可充满。应选择的方式，老鼠将无法触摸到水箱底部，要么用自己的脚或它们的尾巴游泳测试期间，坦克的尺寸。坦克的高度应足够高，以防止从逃避坦克的老鼠。请注意：罐直径和水深的重要参数都可以调整，以改变对小鼠的行为（对这些问题的详细^分析见1-3 ）。

1.2。温度计

一个防水红外测温仪是可取的，因为温度的快速测量，减少了所需的时间进行测试。然而，玻璃水银温度计，也将这个任务足够。

1.3。定时器

1.4。录像设备

我们使用一台摄像机三脚架支持。由于本次测试通常涉及多个动物在同一时间测试，现场打分将是非常困难的，是不可取的。摄像头应该记录在足够高的分辨率，呈现高质量的画面，行为得分后，将用于。务必确保有足够的记录存储在摄像机前starting的测试。我们使用一台摄像机，记录数字化无机械媒体的使用（如录像带），使数字视频传输。如果有过多的坦克，这可能发生在实验室环境与架空荧光灯照明反射，您可能要使用一个偏光镜片的过滤器与您的相机。

1.5。分频器

在我们的实验室中，我们有两个分频器（高35厘米× 22厘米宽× 22厘米深度）。这些都是长方形三面墙壁和背景和坦克之间的分隔，以防止在测试过程中看到对方，并有可能改变他们的行为的小鼠。一组可以是黑色的白化和浅色的动物;另一套可轻深色动物着色，以呈现高对比度。实验者应确保分频器表面不会过度反射，使他们改变摄像机的图像，或使主要ðifferences之间的照度水平。

1.6。白噪声发生器

这是需要在实验室环境中，突然大声喧哗，可以听到，可能不惊人死不休动物。噪声发生器会掩盖这种间歇性的令人不安的声音。应选择白噪声发生器的音量水平要高于其他环境和突发噪音。在我们的试验室的环境噪声水平（不带白噪声发生器激活）为60分贝。在坦克被放置的位置激活与白噪声发生器总的噪音水平是70-72分贝。但是，应该指出，这些数字只为例，每个实验室应根据其独特的环境和情况，选择合适的噪音水平。

1.7。干燥的纸张和热灯

动物返回自己的家乡笼之前，重要的是要干他们轻轻地用纸巾是很有帮助的使用加热灯（某些暴露温度不超过32℃），以防止体温过低。

2。行为程序

1. 整体实验设计应反映具体到您的实验变量之间的适当制衡。例如，在我们的实验中，我们尝试以同样在每个FST会议（即，如果有四个治疗组，每个将在每届会议的代表）代表各组。此外，小鼠的旋转，这样，每个治疗组小鼠被放置在不同的坦克，在每届会议。
2. 将摄像头和位置的分隔。相机应尽可能靠近，以获得最高的小鼠可能的解决方案。
3. 坦克应填写在室温（23-25​​℃）确定的水平，这是对罐壁标记的自来水。如果您的设备没有恒定的热/冷WA之三，你可能要准备热水和/或冰，从而迅速地把水到合适的温度。检查水的温度，用红外测温仪。另外，如果冷热水的温度恒定在您的设施，你可以借鉴的坦克两个标记 - 一个水平热水和冷水此外第二个标记 - 亲近正确决赛水温迅速。
4. 开始白噪声发生器，如果正在使用，小鼠之前推出的试验室。白噪声水平只应足以屏蔽外部噪声。避免以高音量，并确保所有动物相同，白噪声水平。
5. 动物带入考场。如果殖民地的动物居住的房间里和试验室相邻或非常接近对方，环境条件相似，在笼的移动的干扰是最小的，然后没有驯化近郊OD将是必要的的。否则，放置在试验室动物的驯化期（一般至少一小时）。如果一个驯化期是必要的，确保驯化动物不会受到影响测试在同一时间在同一房间内的小鼠。请注意，嗅觉和超声波线索可以被放置在同一个房间里的其他动物感觉到。
6. 视频录制开始前放入水箱动物。
7. 拿住它的尾巴的动物，轻轻地，慢慢地放置在水中。一旦小鼠在水中，缓慢地释放尾部。通常情况下，使用此程序将防止从动物的头部被水淹没。
8. 录制的阻挠将减少的顺序放置在坦克的老鼠。当然，这样的顺序，应结合团体和其他要求具体到你的实验设计的制衡决定。
9. 一旦所有的小鼠在坦克开始倒计时秒表。对小鼠的一般测试长度是6分钟，在FST。
10. 在测试过程中，你是在一个合理的距离从动物，不作任何变动或动物可能注意到的噪声。老鼠可以很容易地浮在水中，但是，如果新菌株的小鼠或一种新的化合物，其效果没有以前的知识测试游泳行为，实验者应监测动物进行更密切的合作。在大鼠，小鼠通常不潜水在FST的，但是在潜水时，鼠标应该从油箱中删除。如果实验者离开小鼠应的事件，鼠标不能保持游泳和漂浮行为，并停止测试，如果有必要通过视频监控室。
11. 在6分钟的测试期间结束，停止录音。在我们的实验室，我们在前面的摄像头，标识的动物，在最后一个注意每个记录。使用这种方法时，随后得分记录的个人将不知道动物的身份，因为身份只有在录音结束。这可以防止任何可能出现的问题后有关录音的识别和记录保存。无论正在使用的记录保存策略，它应该清楚地识别动物和组分配知识的测试后得分，还可以防止个别。
12. 在同一顺序的尾巴的动物从水中取出，你把它们轻轻擦干干燥纸张和他们回他们homecage。

3。行为分析

1. 福斯特鼠标版本是通常的，从开始到结束，6分钟之久。然而，一般只在最后四分钟的测试分析。这是由于的事实，大多数小鼠在FST的开始非常活跃，而P治疗的otential影响可以被遮蔽在头两分钟。
2. 在我们的实验室中，我们上传的视频文件直接从相机到PC，并在PC上做分析。
3. 在行为分析，测量每个小鼠花费的时间，移动。总额减去流动性的时间从240秒的测试时间，然后不动时间表示。虽然可以直接测量不动时间，在我们的实验室中，我们发现更容易发现和措施，而不是缺乏这种流动活跃运动。
4. 行为分析和观察员之间的可变性最大的来源通常在FST中最重要的是，作为真正的流动计算运动的正确识别。我们在FST流动性的业务定义是必要以外的任何动作，以平衡身体和头部保持在水面 ^之上 4。小鼠一般漂浮在水中很容易，但是他们仍然体现小的动作，以平衡自己的身体和头保持在水面之上。这些行为是不是企图逃跑，不应被视为取得了流动性。此外，单回合后的流动性，即使基本上不动，小鼠仍然可以漂在水中的势头。这些运动不应该拿下的流动性。
5. 在我们的实验室中，我们使用屏幕上的秒表时间测量软件（Xnote秒表，dnSoft研究小组）。在屏幕上使用两个独立的秒表。第一个秒表倒计时240秒和警报行为分析期结束时的观察员。第二个秒表措施所花费的时间移动。有些秒表软件已分配键启动和停止功能，使屏幕上的秒表，可以通过键盘控制的能力。在我们的实验室，而不是一个普通的键盘，我们使用的输入设备，俗称一个“手柄”控制秒表。
6. 当使用一台PC量化不动，如果有多个鼠标经过测试，并在屏幕上，它是一个好主意，以弥补其他动物（您可以使用另一个程序窗口或物理覆盖与纸屏幕），使他们的动作不会分散的观察员。
7. 如果使用屏幕上的秒表是，一定涵盖所有问题，但秒表毫秒小数。这样做的原因是为了防止在观察员的偏见，同时仍然允许的能力，以确定是否手表运行或者没有运行。由于观察员，而盲目的动物组分配，将有一个在小鼠体内的流动性水平的总体思路，有可能会发生一些偏差，如果她是允许流动时间的总金额为特定的鼠标经过分析会议之前完成。覆盖秒表，她只知道秒表是否打开或关闭在任何时候，但西港岛线升不知道总的时间，因此不能带任何偏见的影响。
8. 应当进行跨观察员可靠性测试才开始收集数据从实验动物为每一个新的观察员。在我们的实验室，每一个新的观察员第一只手表一位经验丰富的观察员得分。新的观察员收益的信心，以区别于万马齐喑流动后，他们再得分，与经验丰富的观察员观看，并指出任何错误。一旦成功完成这一阶段，新的观察员将分析具体的培训目的，我们在我们的实验室保持福斯特的视频设置。只有在一个高层次的跨观察员相关与经验丰富的观察员获得的调查员开始，在实际的实验分析FST的影片。我们从这些培训分析的数据进行归档，以构成一个内部标准，以供将来使用的实验室。我们观察的方式在菌株之间的差异，他们表达MOBIlity（不动）的行为，男女之间的平均不动时间。一个新的应变，性别，或转基因小鼠模型在实验室测试时，有必要再次进行这种类型的可靠性分析。

4。代表性的成果

基因不同的近交系和远交小鼠品系之间有显着差异，在其基准万马齐喑和响应一个特定^的药物5-11方面。例如，我们发现差的抗抑郁反应锂，在小鼠品系的面板（ ^图 1 ）5。本实验的实验的详细资料载于能等^，2011年5。

图1。强迫游泳测试的不动时间（秒），5小时后，在不同的自交系和OU一个单一的IP注射生理盐水，200，300或400毫克/公斤tbred小鼠品系。 *：P <0.05，**：P <0.01，***：P <0.001表示一个显著的差异相比，生理盐水组，Dunnett 的事后检验。数据表示为平均值± SEM。每一株每组动物的数量是6-8（复制^图 5） 。

并非所有的小鼠品系适合在FST。一些菌株，如黑瑞士，瑞士，NIH和FVB / NJ显示控制的情况下很少或几乎没有不动，因此代表了地板的效果（图^1）5。缺乏基准不动，有效地防止了检测实验操作的抗抑郁效果。虽然非常罕见的，这也是可能的，一些小鼠品系的行为可能aberrantly和潜水坦克在测试过程中，即使他们可以浮动。这样一个应变DBA/1OlaHsd（本实验室未发表的观察）。这种菌株不适合在FST。由于这种潜水的风险，但SMaL公司L，在FST或窝藏一种新型的基因操纵鼠标，过去一直没有被测试的一个新的应变测试时，必须仔细观察抢救，如果他们在从事可能有害行为的小鼠的初步试验。

在这里描述的实验设计，多种动物（最多五个）在同一时间测试。虽然我们所使用的分隔看到对方在测试过程中防止老鼠，白噪声发生器抑制发声的发声，我们的设置不防止被传输的所有超声波或嗅觉线索。虽然不太可能，因为测试的性质，这些可能会影响小鼠的行为。这个问题的一个解决方案，将单独进行测试的动物。但是，这种方法有其自身的问题。例如，常见的是，在每个会话中测试的动物来自同一homecage。这让实验变量的随机和制衡。测试小鼠个人LY意味着在从homecage时间删除一个鼠标。这将导致反复强调，在笼子之间留下的其他扰乱社会等级。与测试的另一个问题单的时间限制。一次测试一个鼠标，将扩展到许多小时的实验，在小鼠中，昼夜周期的不同时间测试的情况。这一天的效果可能会造成混淆时间。研究人员应该牢记这些问题，而他们的实验设计。

Discussion

FST的（有时也被称为Porsolt游泳测试）是开发的第一对大鼠，小鼠Porsolt和^同事 12,13，然后修改。除了 ​​上述的协议，在我们的实验室中成功，主要是微妙的测试修改已公布（见Hascoët和Bourin ^为一个完整的审查1）。它是一种常见的测试，使用的抗抑郁药物和各种行为和神经生物学基础和^临床研究3,14-16操作的影响疗效评价。它被形容为渲染“行为绝望”是诱导情况，即动物失去希望逃避压力的环境^13。小鼠强迫游泳测试的版本是一个相对短，成本低，不需要训练的老鼠，可以用最少的设备进行行为测试。这是相反的大鼠的测试，一般涉及版本接触到水箱测试¹⁷天的前一天。

由于它的普及，有丰富的数据就各种抗抑郁药在FST的效果。这使得研究人员比较和对比自己与他人的结果（见2009年^审查 1 Hascoët和Bourin） 。 FST的这些特性使得它在学术研究和药物发现中是必不可少的可靠性和高通量筛选新化合物的工业设置的重要工具。 FST的另一个特点是提供商业自动化的行为分析系统，可以加快数据收集^过程 18-20 。然而，在我们的经验，这些自动化系统需要人类得分广泛的验证。此外，自动化的参数可能需要调整使用不同菌株时，尤其是当背景的对比变化的水平，或与小鼠不同的Sizes或行为反应。

另一种是使用FST的面积，其中抑郁症相关的行为的遗传基础研究neurogenetic研究。这些类型的研究涉及或不使用抗抑郁药物和基因改造或选择性繁殖的小鼠和野生型^对口 6,21-23比较不同小鼠品系的比较。在这方面，福斯特已被证明是与情绪障碍的神经生物学和遗传学基础研究的有用。然而，福斯特是不是一个全方位模拟人类抑郁症。尽管也有例外，在FST具有相当水平的预测效度，因为它是作为抗抑郁药和不敏感的人，那些没有^有效的24,25有效的化合物，相当敏感。由于FST的行为结果是一维的，它只能表明抗抑郁疗效的化合物或前实验操作，但它不能区分它们的机械差异。这是与FST的大鼠，大鼠清单游泳和攀爬行为，可以区分5 -羟色胺和去甲^肾上腺素作用的化合物26版本相比。任何操作，可能会影响整体活动水平可能会潜在地改变导致虚假的结论FST的不动。因此，重要的是要验证的FST的结果与独立的行为测试，衡量整体经济活动，如开放式的^现场测试1,27。这是有利的，要记住，在FST并不代表人类生存条件和程度FST和人类抑郁症重叠的动物模型表现在行为背后的神经生物学机制^目前尚不完全清楚28。然而，这些类型的限制，不应该贬值的福斯特作为药物发现和验证工具的实用性。

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Water tanks
Thermometer
Timer
Video Camera
White Noise Generator (optional)
Drying Paper