Summary
행동 테스트 질병 또는 동물의 웰빙에 대 한 치료의 phenotypic 효과 평가 하기 위해 전 임상 시험에 사용 됩니다. 세계적으로 모터 기능 평가, 우리는 일반적인 운동, 근 력, 및 조정에 대 한 테스트를 선택: 오픈 필드 테스트, 메쉬 테스트 및 rotarod 테스트, 각각.
Abstract
행동 테스트 특정 질병 이나 치료에는 동물의 복지와 건강 phenotypic 효과 결과 평가 하기 위해 전 임상 시험에 사용 됩니다. 수많은 행동 테스트를 적용할 수 있다. 우리는 일반적인 운동에 대 한 테스트를 선택, 오픈 필드 테스트 (자주); 근육 강도 대 한 테스트, 메쉬 테스트 (MT); 그리고 조정, rotarod 테스트 (RR)에 대 한 테스트. 매주 또는 매월 단위로 테스트를 수행할 수 있습니다. 일반적인 운동에 대 한 테스트로 서 객관적으로 마우스 중 운동 매개 변수를 모니터링 하 여 자주 작품 오픈 필드 장치에 있다. 필드는 일반적으로 2' x 2' 상자, 그리고 움직임 레이저 감지 또는 비디오 캡처를 통해 기록 됩니다. 마우스 오픈 필드의 중앙에 배치 하 고 테스트에 대 한 자유롭게 움직일 수 있습니다. MT는 마우스에 대 한 대기 시간을 사용 하 여 근육 힘의 측정으로는 거꾸로 스크린 떨어져. 마우스는 화면, 명확한 상자, 반전 하 고가에 그들의 대기 시간에 대 한 타임에 배치 됩니다. 그 날에 대 한 득점 3 재판의 최고 3 재판 수행 됩니다. 60의 점수 s 거꾸로 마우스 왼쪽 최대 시간입니다. 쥐 망 테스트 실험 사이 5 분 휴식 시간을 받는다. 마지막으로,는 RR에 가속된 프로토콜 모터 조정 및 지구력을 평가합니다. 재판 중 마우스 회전 막대에 산책 40 rpm 5 분 이상 4 rpm에서 속도 증가. 평가판 끝 때 마우스 접촉 시 떨어지는 자성된 압력 센서입니다. 각 마우스 겪 습 3 재판, 그리고 최고의 재판 그 날에 대 한 점수입니다. 이 결합 된 행동 데이터 이동성, 조정, 힘, 및 시험 동물의 움직임의 글로벌 평가 할 수 있습니다. 적어도 두 세 가지 행동 테스트 측정에서 전반적인 향상 된 모터 기능을 가진 것으로 자격을 동물에 대 한 개선을 표시 해야 합니다.
Introduction
행동 테스트의 목표는 phenotypic 특성을 측정 하 중앙 신 경계에 영향을 미치는 질병의 새로운 마우스 모델에 대 한 또는 새로운 치료의 재판에 대 한 연구에 (서) 인지 이다. 다양 한 행동 테스트 중에서 선택할 수 있습니다. 행동 테스트의 조합을 사용 하 여에 대 한 근거는 완전히 전 임상 치료 결과 평가 하기 위해 자주. 여기 오픈 필드 테스트 (자주)을 포함 하는 행동 테스트의 배터리, 메쉬 테스트 (MT), 그리고는 rotarod 테스트 (RR).
자주 일반 운동 활동1,2,3,4,5,,67의 측정으로 사용 됩니다. 이 평가 수는 오픈 필드에서 자유롭게 이동 마우스 그리고 측정 된 값은 마우스의 움직임 행동 재판의 과정을 통해. 양육, 이동 거리, 시간을 포함 한 자주 사용 하 여 만든 정량 분석 보냈다 이동 (예를 들어, 산책 및 실행), 및 변화 활동에 시간 (예를 들어, 점프 하 고 느린/활동적인 움직임), 그래서 그것은 유용 하 고 설치류 문제의 철저 한 분석입니다.
MT는 쥐1,2,8,9,,1011의 강도 평가 하는 데 사용 됩니다. 철 격자 망의에 모든 4 개의 사지를 사용 하 여 중력의 영향을 반대 하는 동안 지속적인된 다리 긴장을 표시 하는 쥐의 기능 비-침략 적 측정에 대 한 수 있습니다. 이 평가 거꾸로 메쉬에 마우스를 배치 하 고가에 대기 시간 타이밍에 의해 이루어집니다. 이 테스트는 얼마나 오래 저장할 수 있는 자체 거꾸로 화면에 떨어지 전에 측정 하 여 마우스의 근육 강도 평가 합니다.
RR는 가속 프로토콜1,2,7,8,9,,1213를 사용 하는 동안 마우스의 조정을 평가 합니다. 4 rpm에서 시작 하는 공중에서 회전 하는 원통형 빔을 rotarod 기구에 의하여 이루어져 있다. 마우스 모터 조정 기술을 배울 수 있습니다 그리고 40 rpm까지 천천히, 점진적 증가 의해 도전을 했습니다. 고아 하 게, 일정 한 속도 프로토콜은 근육 강도의 측정 RR에 대 한 가속 프로토콜 평가 조정, 지구력, 근 력1,2,7, 14.
이 세 가지 행동 테스트의 장점은 그들은 설치류 행동 테스트 커뮤니티2,7,,89, 전체와의 합으로 뿐 아니라 촬영 허용 널리는 개별 테스트를 하지만, 그들은 실험적인 치료의 다른 결과 조사할 때 phenotypic 동작의 글로벌 평가로 사용할 수 있습니다. 자주 전반적인 운동 활동2에 대 한 유일한 테스트 중 하나입니다. RR 여기 논의 될 것 이다 걸음 걸이 분석 소프트웨어를 사용 하 여 다른 조정2, 평가 하는 유일한 방법 중 하나 이기도 합니다. 몇 가지는 마우스의 근 력 평가 될 수 있다; 그러나, MT, 또는 와이어 중지 테스트를 사용 하 여 prevalently는 문학에서 사용 되 고 허용 되 고 근육 강도2,,89,10, 를 테스트 하기 위한 신뢰할 수 있는 방법으로 11. 일반 운동 및 조정 측정을 위한 많은 다른 기술이 매우 시간이 소모 되 고 신뢰할 수 있는 데이터 (예: 마우스 움직임을 수동으로 타이밍 또는 수동으로 회화 발 걸음 걸이 분석을 위해) 생성 하지 않을 수 있습니다. 자동화 된 시스템은 자주와 RR에 대 한 신뢰성과 타당성의 생산 데이터와 시간과 노력 절약 증가.
예를 들어,이 배터리 테스트를 수행할 때 Sandhoff 질병 마우스 모델의 neurodegeneration을 감안할 때는 자주 것이 테스트는 보통 3 개월에서 시작이 마우스 모델에서 볼 수 있는 모터 이상이 평가 하는 데 사용의 첫 번째. 또한 모터 조화 적자 나이의 12 주에서 명백한 시작 되어야 한다. 근 력에서 적자 약 14 주 나이의 시작 한다 그러나 궁극적으로 16 주에 의해 훨씬 더 중요 한 된다.
이러한 테스트는 Sandhoff 질병1,8,13,7, 파 킨 슨 병 같은 신경 퇴행 성 질환9 를 포함 하 여 중요 한 모터 손상 시키는 질병을 공부 하는 경우에 유용 Huntington의 질병, 다 발성 경화 증입니다. 테스트는 또한 노후화를 공부 하 고 비교 노인 평가 또는 건강의 측정에 사용할 수 있습니다. 보행자 세 소요와 운동 및 균형에 변화 많은 이러한 질병 상태에서 볼 수 있습니다. 그러나, 이러한 테스트의 유용성 유행 신경 근육 증상으로 질병에 국한 되지 않습니다.
거기에 아무 혼란 변수 동기 부여 또는 설명된 행동 테스트 측정의 참신 지적 되었습니다 note 하시기 바랍니다. 그것은 절대적으로 특정 질병 상태와 병 리 연구팀은 마우스 보여줍니다 어떤 phenotypic 증상; 하기 전에 예비 행동 데이터를 수집 연구원 해야 다음 주기적으로 (매주) 모든 모터 결함 차지 하 고에 대 한 확인. 많은 질병 phenotypic 증상의 빠른 개시 그리고 주간 테스트 없이 이러한 증상 것 하지 수 차지 했다.
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Protocol
여기 설명 된 모든 프로토콜에 따라와, 수행 하 고, 여왕의 대학 동물 관리 위원회에 의해 승인 했다. 매주 또는 매월, 또는 2의 조합 행동 테스트의 주파수 일 수 있다 (즉, 하나의 큰 차이 볼 것으로 예상 하는 경우 주별 및 월별 다른 곳에서).
참고: Murine 행동 연구는 크게 성별/연령/변형에 따라, 그리고 따라서 그것은 적절 한 시간 포인트를 수집 하 고 실험 그룹 간에 일관성을 유지 하. 환경 요인 (예를 들어, 냄새, 소음, 온도, 습도 조명, 등) 동작 및 마우스에서 불안에 크게 영향을 미칩니다. 이러한 환경 요인 가능한 절감 하려고 합니다.
1. 필드 테스트
참고: 행동 테스트 전에 동물 해야 될에 익혀 진다는 룸 어디 테스트 테스트의 시작 전에 10-15 분 동안 자리를 차지할. 그 적절 한 개인 보호 장비 지침 행동 테스트 프로토콜에 따라 모든 지역의 시설을 확인 합니다.
참고: 테스트 전에 교육입니다.
- 컴퓨터와 자주 프로그램 인지 확인, 실행, 그리고 제대로 카메라 또는 오픈 필드 상자에 연결 합니다. 백업 프로그램, 오픈 필드 아이콘, 및 "확인" 클릭 카메라 옵션에서 "디지털 아날로그 변환기" 소스를 선택 했다. "검색"을 클릭 하 고 전체 오픈 필드 공간 시각 그리고 크기 30 cm x 30 cm 다는 것을 확인.
참고: 장비 레이아웃 공간 제약 조건에 따라 다를 수 있지만 컴퓨터와 장치는 서로 가까이 적절 한 비디오 캡처를 위한 잘 조명 룸 오픈 필드 확인. - "교정", "스냅샷" 및 다음 "확인" 마우스 오픈 필드의 범위 내에서 감지 되는 확인을 클릭 합니다. 사전 설정; 마우스를 테스트 하는 시간을 "시간"을 클릭 이 경우 5 분 설정 합니다.
- "주제" 아이콘을 클릭 하 여 주제를 입력 합니다. "스케줄러"와 하이라이트 모든 과목 시험과 다음 이중 녹색 화살표를 클릭 합니다 클릭 하 고 "1 단계, 세션 하나;"이 데이터 수집을 시작 하기 위해 모든 과목에 가져올 것 이다.
- 오픈 필드의 중앙에 마우스를 놓고 녹음을 시작 하려면 프로그램을 "시작" 아이콘을 클릭 합니다. 한 번에 하나만 마우스를 테스트 합니다.
- 5 분 완료 되 면 프로그램은 다음 주제에 자동으로 이동 합니다. 이 경우에 테스트 완료 된 마우스를 제거 고 주제 필드 합니다. 클릭 "시작."
- 장비를 닦으십시오. 나머지 시험 과목에 대 한 1.3-1.4 단계를 반복 합니다.
- 일단 테스트를 통해 모든 과목 간 데이터를 분석 하기 위해 상단에 "분석" 아이콘을 클릭 화면의 오른쪽. 클릭 다시 "분석" 한 다음 "요약 보고서." 필요한 경우, USB에 데이터를 내보냅니다.
2. 메쉬 테스트
참고: 표면적 및 MT에 메시의 크기 성능을 좌우할 지도 모른다. MT, 마우스 처음 10 이내 떨어지는 경우에 s 첫번째 2 컬렉션에는 점, 그들은 놓일 것 이다 다시 즉시 두 번째 시도 대 한 메쉬에. 여기에 사용 된 메쉬 와이어 메쉬, 메쉬 구멍 직경에서 약 1.5 m m 이었다.
참고:이 테스트를 실행 하는 날의 같은 시간에 것이 좋습니다, 생리 및 생 화 확 적인 매개 변수는 하루 종일 변동부터. Bodyweight이이 테스트에서 성능에 영향을 미칠 수 있습니다 하 고 고려에 고려 되어야 한다.
- 메시의 중앙에 마우스를 놓고 분명 컨테이너 위에 메쉬 적어도 20 cm를 반전 합니다. 거꾸로, 일단 타이머를 시작 합니다.
- 시간 그리고 기록 대기 시간이을을 시간. 마우스 이내가 하지 않는 경우 s, 아니 60 s 및 행위의 점수를 줄 추가 실험. 마우스를 적어도 5 분 동안 휴식을 하실 수 있습니다. 이것은 재판 1의 끝 이다.
- 5 분 간 재판 기간 동안 장비를 닦아, 필요한 경우 두 번째 마우스를 테스트 합니다. 필요한 경우 단계 2와 3, 재판에 대 한 2.1-2.2를 반복 (마우스 60 점수 하지 않습니다으로 s, 그것은 3 개의 재판을 받아야 한다).
3. Rotarod 테스트
참고: 표면 및 RT에 막대의 직경 성능을 좌우할 수 있습니다. RT, 마우스 처음 10 이내 떨어지는 경우에 첫 번째 2 컬렉션 시간 점 동안 s 즉시 두 번째 시도 대 한 막대에 다시 넣어.
참고:이 테스트를 실행 하는 날의 같은 시간에 것이 좋습니다, 생리 및 생 화 확 적인 매개 변수는 하루 종일 변동부터. Bodyweight이이 테스트에서 성능에 영향을 미칠 수 있습니다 하 고 고려에 고려 되어야 한다.
- IITC rotarod와 컴퓨터를 켭니다. 그들은 제대로 데이터 기록에 대 한 연결 확인.
- 프로그램 가속된 프로토콜 실행 되 고 있는지 확인 합니다. Xxx (유효 범위는 999 000); rotarod 테스트의 원하는 길이 설정 이 경우에, 300를 누르십시오 *. Xxx (유효 범위는 005 통해 001);에 사용 되는 차선 수를 설정 이 경우에, 005를 눌러 *. Xxx rpm 시작 속도 설정 (3005 5 rpm에 대 한 입력, 유효한 범위는 045 통해 001); 이 경우에, 004를 눌러 *.
- Xxx rpm 최고 속도 설정 (30 rpm에 대 한 4,030를 입력, 유효한 범위는 045 통해 001); 이 경우에, 040 눌러 *. Xxx s에서 램프 속도 설정 (최고 속도에 30의 램프에 대 한 5,030를 입력, 유효한 범위는 999 000); 이 경우 300를 누르십시오 *. 마우스 모드로 단위 설정 (입력 6001 마우스 앞으로 및 역방향 마우스 6002); 이 경우에, 6001을 누릅니다 *.
- 재판을 시작 하기 전에 모든 자성된 차선은 균형을 확인 합니다. rotarod의 각 레인에 한 마우스를 놓습니다.
- 시작 프로그램 눌러 시작 합니다. 쥐가을는 그들이 할 하지 "여행" 다른 차선 되도록 신속 하 게 자신의 차선에서 그들을 제거 합니다.
- 쥐 간 시험 간격을 10 분 동안 휴식을 하실 수 있습니다. 이것은 재판 1의 끝 이다. 간 시험 기간 동안 장비를 닦아 하 고 쥐의 다음 집합에 대 한 재판 시작.
- 필요에 따라 4-6 단계를 반복 합니다. 마우스는 전체 5 분 재판에 대 한 rotarod에 남아, 경우 아니 더 시험이 그 마우스 필요 합니다.
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Representative Results
연구 동물 분석에 필요한 필요한 시간 포인트에 맞게 행동 테스트 패러다임 매주 또는 매월을 받을 수 있습니다. 예를 들면 행동 테스트 타이밍에 그림 1 을 참조 하십시오. 아래 대표적인 데이터에 Osmon 외에서 가져온. (2016), 쥐 받았다 행동 테스트, 배터리 40 주 주위에서 그들의 인간적 끝점까지 나이의 12 주 시작. 행동 테스트의 타이밍은 때로는 실험에 대 한 중요 한 특히 때 치료 동물 대 치료의 생존 범위 크게 고 비교 필요 합니다.
이러한 테스트는 전적으로 신경 퇴행 성 질환에 대 한 사용 되지 않습니다, 하지만 우리 Sandhoff 마우스 ( 그림 2참조)를 사용 합니다. 이 마우스 모델 되 면 점점 불안의 치료 및 일반적으로 나이1의 16 주에 euthanization를 요구 하는 경우 나이 12-16 주에서 uncoordinated. 그림 2d에서 데이터 어떻게 치료 쥐 정상적인 heterozygous 쥐에 비해 행동을 보고 하는 수단으로는 rotarod의 사용을 보여줍니다. 40 주에 두 그룹의 차이가 일반 컨트롤에 비해 치료 그룹의 감소 조정의 시작을 나타냅니다. 온화한 표현 형 검사 중인 다른 마우스 모델에서 추가 확장 및 전문화의 테스트가이 배터리의 것이 좋습니다.
게시에 대 한 관련성이 높은 결과 선택할 때 마음 두 가지 주요 요인에 중요 하다. 첫 번째는 사용 되 고 동물 모델에 구체적으로 사용 하는 통계를 선택 합니다. 자주, 가장 일반적으로 사용 되는 통계는 "시간 이동" ( 그림 2에서 본); 그러나, "거리 여행"은 또한 일반적인 운동에 대 한 일반적인 통계. RR을에서 "최종 rpm"와 "거리 여행" 일반적으로 사용된 통계가 없습니다. 적합 한 결과로 어떤 통계를 선택 합니다 선택 하에서 두 번째 요소는 통계 보여준다 가장 중요 한 분기 또는 집중 행동의 결과 따라 결과 예상에 주위를 돈다.
수집 된 데이터는 여러 통계적 테스트를 사용 하 여 분석 될 수 있었다 하지만 테스트에 대 한 일관 된 주간 또는 월간 행동 같은 마우스를 사용 하 여, 한 2-웨이 반복 측정 분산 분석 (2-방향 RM-ANOVA)은 좋습니다. 반복된 측정 ANOVA 결과 같은 동물에서의 경도 평가 가능 하 게 하 고 그룹 사이 에서도 시간이 지남에, 동물 행동의 변화 비교에 대 한 있습니다. Bonferroni 보정도 제안 했다. 동일한 timepoint에 내에서 치료를 비교할 때 단방향 ANOVA에 제안, 그림 2에서 볼 수 있듯이.
그림 1: 행동 테스트 가능한 실험 일정의 예. 행동 테스트 실험 필요에 따라 타임 라인의 다양 한 수행할 수 있습니다. 월간, 주간, 또는 조합으로 테스트를 수행할 수 있습니다. 제공 된 예제에서 연구 기간 지속 23 주, 주 0가 치료 관리. 매월 발생 하는 테스트, 테스트 4, 8, 12, 16, 및 20 주에 수행 됩니다. 주간 기준 발생 테스트 하면 테스트 23 주 끝점 전에 매주 (주 1-22) 실시 합니다. 테스트 조합 기준 발생, 테스트는 매주 주 1-8에 수행 되 고 매월 12, 16, 23 주 끝점 전에 20 주에는 테스트를 수행한 다음. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2: 치료 동물 치료 동물을 능가할 월별 행동 테스트 결과. 12 주 치료 동물을 치료 동물을을 "대기"와 "시간 이동" 자주 (A) 에 MT (E)에 뛰어나다. 12 주 (C)에서 "rotarod 끝 rpm"에 치료 및 치료 되지 않는 동물 사이 통계적 인 차이가 있다. 월별 행동 테스트 동안 치료 쥐 자주 (B), RR (D)및 MT (F)에서 정상적인 heterozygous 컨트롤에 마찬가지로 수행 합니다. 모든 통계 분석은 통계 소프트웨어 (예: GraphPad)를 사용 하 여 수행 했다, 일방통행 ANOVA 테스트 주 12 분석 (2A, C및 E)에 대해 수행 및 월별 분석 ( 2 웨이 RM ANOVA 테스트를 수행한 2B, D, 및 F). 모든 오차 막대는 SEM.는 Osmon 그 외 여러분 에서 수정이 그림 1 메리 앤 Liebert 출판사, Inc.에서 허가로 증 쇄 하 고 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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Discussion
모든 테스트에 대 한 청소 및 소독 contagions와 쥐에 선택 항목을 최소화 하기 위해 표면. 또한, 확인 그 쥐 실험과 행동 사이 충분 한 휴식 기간 주어진 테스트 하는 자주, RR, 그리고 산을 사용 하는 경우
자주, 그것은 각 마우스 오픈 필드 중간에 배치 되 고 중심으로 프로그램 마우스의 출시에 따라 시작은 중요 합니다. 수 없는 손 움직임 센서 시작 프로그램에 등록할 수 있는지.
MT에 대 한 메쉬 영역 마우스 걸 것으로 떨어지고 있다 그들은 컨테이너의 측면 사이 방 벽을 중요 하다. 그것은 쥐 컨테이너의 측면에 도달 수 있습니다, 그들은 그들의 정면 발을 천천히 풀어 고 다음 다시 아래로 뛰어 발 지적 하고있다. 벽과 메시의 센터 사이 장벽을 크게 찍고이 문제를 감소 하 고 근육 힘의 더 정확한 측정을 위한 수 있습니다.
혼자, 이러한 테스트의 각 일반 운동 (필드 테스트), 근 력 (메쉬 테스트) 및 조정 (rotarod)2,,78에 대 한 좋은 측정 이다. 그러나, 함께 찍은, 이러한 세 가지 행동 테스트의 완전 한 컬렉션 수 있습니다 쥐에서 운동의 광범위 한 평가. 이 그룹 테스트의 복잡 한 모터 기능에 모터 장애에 효과 혼동의 부족을 독립적으로 확인 한다. 이 방법의 주요 제한 운동의 행동 기능에 매우 특정 적자에 대 한 문제는 그들의 일반적인 평가입니다. 또한, 모든 행동 테스트 같은이 테스트, 행동, 소리, 온도 변화, 가벼운 주기 등 외부 스트레스 때문에 변화 될 수 있습니다. 그것은 모든 시험 과목에 대 한 일관 된 외부 환경을 유지 하기 위해 신중한입니다. 이 배터리 행동 테스트의 운동 실 조 및 메모리 테스트를 포함 하도록 확장할 수 있습니다. 근 력2,,89 공부를 위한 다른 방법이 포함와 상관 관계를 근 력 결과 산 상수 속도 RR을 실시 근육 강도, 조정, 또는 증에 보다 구체적인 평가, 대 한 있다 그립 강도2 및 무게 테스트15 평균 걸음 걸이 분석 분석 실험2각각.
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Disclosures
저자는 공개 없다.
Acknowledgments
우리는 그들의 지속적인된 지원을 하 고 우리의 연구 자금에 대 한 새로운 희망 Resarch 재단을 감사 하 고 싶습니다. 우리는 또한이 작품에 대 한 부분 재정 지원에 대 한 IITC를 감사 하 고 싶습니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| IITC Life Sciences Rotarod with Series 8 computing software | IITC Life Sciences | 755 | |
| Square Open Field 45 x 45 x 40 cm (grey color). Other floor color available: white, black. | Harvard Aparatus (PanLab) | 760190 | |
| Open Field Preconfigured Module | Harvard Aparatus (PanLab) | 760688 | |
| Smart V3.0 Software Platform | Harvard Aparatus (PanLab) | 760681 | |
| Video converter (analog/digital) | Harvard Aparatus (PanLab) | 760262 | |
| Roof fixing sys for camera | Harvard Aparatus (PanLab) | 760277 | |
| Analog Sony Camera & lenseNTSC | Harvard Aparatus (PanLab) | 760505 |
References
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