Inchworming: A Novel Motor Estereotipia no BTBR<em> T<sup> +</sup> Itpr3<sup> Tf</sup</em> / J Rato modelo de autismo
Summary
Inchworming é um movimento de escavação síncrona altamente repetitivo exibido pelo BTBR T + ITPR 3TF / J (BTBR) camundongos quando colocado em uma gaiola de testes com roupa de cama de serragem suficiente. O procedimento é uma modificação do protocolo de interacção social, juvenil e é utilizado aqui para avaliar estereotipias motoras repetitivas relevantes para Transtorno do espectro do autismo.
Abstract
Transtorno do Espectro do Autismo (ASD) é um distúrbio do desenvolvimento neurológico comportamentalmente definida, caracterizada pela diminuição da interação recíproca social, comunicação anormal, e comportamentos repetitivos com interesse restrito. Como o diagnóstico é baseado em critérios clínicos, os modelos de roedores potencialmente relevantes desta doença heterogênea idealmente deve recapitular esses traços comportamentais diversos. O tf BTBR T + Itpr3 / J (BTBR) do rato é um modelo animal estabelecido de ASD, exibindo comportamentos repetitivos, como o aumento da preparação, bem como a inflexibilidade cognitiva. Com relação à interação social e interesse, o teste de jogo juvenil tem sido utilizada em vários modelos de roedores da ASD. Aqui, mostramos que quando os ratos BTBR são testados em um gabinete juvenil interação social contendo cama de serragem, eles exibem um movimento de escavação síncrona repetitivo. Este comportamento motor repetitivo, referido como "inchworming", foi chamadopor causa da natureza dos movimentos estereotipados exibidos pelos ratinhos enquanto movendo-se horizontalmente ao longo do chão. Camundongos Inchworming devem usar seus frente-e membros pélvicos em sincronia para deslocar a roupa de cama, realizando um mínimo de um interior e um movimento para fora. Embora ambos BTBR e C56BL/6J (B6) camundongos apresentam esse comportamento, ratos BTBR demonstrar uma duração significativamente maior e frequência de inchworming e uma diminuição da latência para iniciar inchworming quando colocado em um gabinete de camas. Nós concluímos que este comportamento recentemente descrito fornece uma medida de um motor de estereotipia repetitivo que pode ser facilmente medido em modelos animais de ASD.
Introduction
Embora a fisiopatologia dos transtornos do espectro do autismo (ASD) ainda não está claro, o diagnóstico depende da presença de três grandes categorias de sintomas: reciprocidade social anormal, deficiência na comunicação e repetitivos / comportamentos estereotipados 1. A maioria dos modelos de roedores são incapazes de reproduzir simultaneamente todos os três sintomas em um único animal. Assim, modelos que podem simular de forma confiável alguns ou todos os aspectos da doença possuem um grande valor para o desenvolvimento de estratégias preventivas e terapêuticas eficazes. Um modelo que faz exibir todos os três aspectos da ASD é o mouse 1,2 BTBR.
Em combinação com vocalizações ultra-sônicas e ensaios abordagem sócio, o teste de interação social juvenil é comumente usado para caracterizar modelos do rato da ASD pediátrica; Estes testes medida diminuiu e comportamentos sociais anormais que representam os principais recursos do ASD. Além do teste de interacção social, juvenil, muitos outrostestes foram utilizados para medir os comportamentos estereotipados em modelos animais de ASD. Por exemplo, o teste de enterramento em mármore, que examina a tendência de um animal para deslocar o material da cama usando o focinho e as patas dianteiras no esforço para cobrir um objecto, é pensado para medir comportamentos estereotipados compulsivos que ocorrem em resposta a estímulos aversivo 3,4. Assim, os testes de escavação foram implementadas para quantificar esse comportamento repetitivo em modelos animais ASD e diferentes espécies de roedores 3,5-7. Comportamentos de escavação são definidas como ações voltadas óbvios do focinho ou patas para deslocar materiais de cama e ter a hipótese de ser um parâmetro sensível do comportamento motor repetitivo 4.
Aqui, apresentamos um novo tipo de escavação, o que nós chamamos de "inchworming", na linhagem BTBR de camundongos. A caracterização deste novo comportamento pode proporcionar uma medida robusta de um comportamento repetitivo do motor que pode ser usado para mais validation de modelos de roedores, como ASD, doença de Huntington ou comportamento obsessivo compulsivo 8,9. Definimos "inchworming" como, pelo menos, um movimento sincronizado das partes dianteiras e-membros pélvicos para dentro seguido por um movimento sincronizado para o exterior o que leva ao deslocamento do material do leito. Isso difere do comportamento típico de escavação de muitas maneiras. Em primeiro lugar, o comportamento inchworming é geralmente observado como uma combinação de episódios em vez de um único acontecimento isolado. Em contraste, a escavação pode ocorrer como movimento coordenado único, quer do traseiro ou patas dianteiras 3. Além disso, os movimentos inchworming tendem a ocorrer horizontalmente no pavimento do compartimento, ao contrário das posições estacionárias, que são característicos de escavação comportamentos. Finalmente, o comportamento inchworming descrito abaixo ocorre com freqüência na linhagem consanguínea BTBR de camundongos, mas raramente é identificado na estirpe de controlo B6, enquanto que os comportamentos típicos de escavação são comuns em cepas B6 e BTBR de ratos <sup> 10. Os procedimentos de teste inchworming descritas neste estudo representam modificações de um protocolo de interação social juvenil padrão 1.
Dado que a sepultura de mármore, cavando, eo jogo juvenil têm valor estabelecido para medir o comportamento anormal em modelos do rato da ASD, o comportamento inchworming complementa essas medidas previamente definidas de comportamentos estereotipados. Em particular, o comportamento inchworming fornece uma medida útil de menores estereotipias motoras ordem que são comumente identificados na ASD 8,11. Além disso, este novo procedimento inchworming pode proporcionar aos investigadores uma ferramenta adicional valioso para a análise do comportamento motor repetitivas relevantes para perturbações do desenvolvimento, tais como TEA.
Protocol
Representative Results
Discussion
Inchworming é uma nova medida de comportamento repetitivo, que pode ser usado para estudar muitas doenças que exibem estereotipias como CIA. Há 4 etapas que são de importância fundamental para a geração de dados confiáveis inchworming do protocolo de interação social, juvenil modificação: 1) o período de isolamento prolongado é essencial para o teste inchworming e não deve ser removido do protocolo ou encurtado. Este requisito é específico para o teste de inchworming em pares descritos aqui. 2) A …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores agradecem o apoio e conhecimento técnico e logístico prestado por Rose Tobias, Younghee Ahn, e David N. Ruskin. O trabalho aqui descrito foi financiado pela Fundação Hospitalar do Alberta Children e Instituto de Pesquisa Hospital do Alberta Children.
Materials
| Material Name | Company | Catalogue Number | Comments |
| 30 cm X 30 cm Plexiglas box with lid | Can be constructed | ||
| IR Camera | Survshop (Calgary, Alberta) | Sony CCD Camera DP955V- 30′ Infrared Armor Dome | Find a camera with high-resolution and zoom capabilities |
| DVR | Supercircuits (Austin, Texas) | BLACK Enterprise-Class 4-Channel H.264 security DVR with DVD Burner | High data capacity |
| Sawdust | Same as bedding material |
References
- McFarlane, H. G., Kusek, G. K., Yan, M., Phoenix, J. L., Bolivar, V. J., Crawley, J. N. Autism-like behavioral phenotypes in BTBR T+tf/J mice. Genes, Brain, and Behavior. 7, 152-163 (2008).
- Crawley, J. N. Designing mouse behavioral tasks relevant to autistic-like behaviors. Mental Retardation and Developmental Disabilities Research Reviews. 10 (4), 248-258 (2004).
- Deacon, R. Digging and marble burying in mice: simple methods for in vivo identification of biological impacts. Nature Protocols. 1 (1), 122-124 (2006).
- Thomas, A., Burant, A., Bui, N., Graham, D., Yuva-Paylor, L. A., Paylor, R. Marble burying reflects a repetitive and perseverative behavior more than novelty-induced anxiety. Psychopharmacology. 204, 361-373 (2009).
- Dudek, B. C., Adams, N., Boice, R., Abbott, M. E. Genetic influences on digging behaviours in mice (Mus musculus) in laboratory and seminatural settings. Journal of Comparative Psychology. 97 (3), 249-259 (1983).
- Webster, D., Williams, M. H., Owens, R., Geiger, V., Dewsbury, D. A. Digging behavior in 12 taxa of muriod rodents. Animal Learning and Behavior. 9 (2), 173-177 (1981).
- Pobbe, R. H., Pearson, B. L., Defensor, E., Bolivar, V. J., Blanchard, D. C., Blanchard, R. J. Expression of social behaviours of C57BL/6J versus BTBR inbred mouse strains in the visible burrow system. Behavioural Brain Research. 214, 443-449 (2010).
- Lewis, M. H., Tanimura, Y., Lee, L., Bodfish, J. Animal models of restricted repetitive behavior in autism. Behavioural Brain Research. 176, 66-74 (2007).
- Silverman, J. L., Yang, M., Lord, C., Crawley, J. N. Behavioural phenotyping assays for mouse models of autism. Nature Reviews. 11, 490-502 (2010).
- Deacon, R., Rawlins, J. Hippocampal lesions, species-typical behaviours and anxiety in mice. Behavioural Brain Research. 156, 241-249 (2005).
- Pearson, B. L., et al. Motor and cognitive sterotypies in the BTBR T+tf/J mouse model of autism. Genes, Brain, and Behavior. 10, 228-235 (2011).
- Pobbe, R. H., Defensor, E., Pearson, B. L., Bolivar, V. J., Blanchard, D. C., Blanchard, R. J. General and social anxiety in the BTBR T+ tf/J mouse strain. Behavioural Brain Research. 216 (1), 446-451 (2011).
