وصف هنا هو نهج فرز السلوكية نظموا التي يمكن استخدامها لفحص للمركبات التي تظهر في فعالية الجسم الحي على السلوكيات الحركية المعرفية والوظيفية في نماذج الماوس المعدلة وراثيا من β-الداء النشواني و تاوباثي. يتم تحسين هذه الأساليب لمركبات الشاشة للنشاط في مهام الذاكرة قصيرة الأجل والعمل.
نحن هنا وصف منهج اختبار السلوكية نظموا التي يمكن استخدامها لفحص للمركبات التي تظهر في فعالية الجسم الحي على السلوكيات المعرفية والحركية وظيفية في نماذج الماوس المعدلة وراثيا من β-الداء النشواني و تاوباثي. ويشمل النموذج اختبارات للتناوب التلقائي في Y- المتاهة، والتعرف على الكائن الرواية، وتصفيف الأطراف. وقد تم اختيار هذه الاختبارات لأنها: 1) استجواب وظيفة المجالات المعرفية أو الحركية والدوائر العصبية المترابطة ذات الصلة لدولة المرض البشري، 2) لها نقاط النهاية المحددة بوضوح، 3) يمكن بسهولة تنفيذ اختبارات مراقبة الجودة، 4) يمكن تشغيلها في صيغة إنتاجية معتدلة، و 5) تتطلب القليل من التدخل من قبل المحقق. وقد صممت هذه الأساليب للمحققين تبحث لمركبات الشاشة للنشاط في المهام على المدى القصير والذاكرة العاملة، أو السلوكيات الحركية وظيفية المرتبطة نماذج الفئران مرض الزهايمر. الطرق الموصوفة هنا تستخدم الاختبارات السلوكية التي إنغالعمر عدد من مناطق الدماغ المختلفة بما في ذلك قرن آمون ومختلف المناطق القشرية. المحققون الذين يرغبون في الاختبارات المعرفية التي تقيِّم على وجه التحديد الإدراك بوساطة منطقة دماغية واحدة يمكن أن تستخدم هذه التقنيات لتكملة الاختبارات السلوكية الأخرى.
مرض الزهايمر (أد) هو اضطراب تنكس عصبي تقدمي مما يؤدي إلى تراجع الإدراك المعرفي الذي يؤثر على حوالي 44 مليون شخص في جميع أنحاء العالم. حاليا لا توجد علاجات المتاحة ل أد التي هي تعديل المرض، مؤكدا على الحاجة الماسة إلى الاكتشاف قبل السريرية من الاستراتيجيات العلاجية الجديدة لهذا المرض. تم إنشاء عدد من نماذج الماوس المعدلة وراثيا المختلفة التي تلخص جوانب مختلفة من م 1 ، 2 ، بما في ذلك العجز في المجالات المعرفية تعطلت في المرضى 3 . هذه النماذج الماوس تمثل أداة مفيدة لتسهيل الفحص الفعال في الجسم الحي .
عند تقييم مركب لإمكانية في فعالية الجسم الحي ، يجب اتخاذ نهج مرحلي أن شاشات للفعالية في المجالات المعرفية المناسبة وأيضا مراقبة السلوكيات التي يمكن أن تؤثر على نقاط النهاية المحددة المستخدمة فيسيس الإدراك. العديد من نماذج الماوس المعدلة وراثيا من أد المعرض فرط النشاط والسلوكيات الأخرى التي قد تتداخل مع اختبار معرفي معين، وتحظر استخدامه في فحص المخدرات 4 . وعلاوة على ذلك، لنهج يتم تنفيذها في بيئة فحص المخدرات، ينبغي أن الاختبارات الخاصة المستخدمة الحفاظ على ما لا يقل عن الإنتاجية المعتدلة، ونقاط النهاية المحددة بوضوح، والإجراءات التي تتطلب الحد الأدنى من التدخل من قبل المحققين. وباستخدام هذه المعايير، يمكن تنفيذ الشاشات السلوكية التي تظهر قابلية الاستنساخ، وتفاوت التباين داخل المقايسة وفيما بينها، وأبعاد التأثير اللازمة للفحص المركب. مفصلة هنا هي الطرق التي استخدمناها لفحص المركبات الفعالة في التخفيف من المظاهر الحركية المعرفية والحركية الموجودة في نماذج الماوس المعدلة وراثيا من β-الداء النشواني و تاوباثي 5 ، 6 . يتم تكييف الأساليب الموصوفة من النماذج السلوكية الشائعة الاستخدام المبلغ عنها في lإيتيراتور 7 ، مع التحسينات المحددة والتحقق من جودة الرقابة بحيث يمكن استخدامها في نماذج الماوس المعدلة وراثيا ذات الصلة إلى م. هذا البروتوكول يمكن استخدامها مع مجموعة متنوعة من الحصول على البيانات ونظم التحليل ويفترض أن المحقق لديه معرفة عملية من البرامج المرتبطة بها.
أهمية التقنية فيما يتعلق بالطرق القائمة
وقد تم تصميم هذا الإجراء لفحص النشاط في الجسم الحي من المركبات في نماذج الماوس المعدلة وراثيا من β-الداء النشواني و تاوباثي. النهج المنهجية المستخدمة هنا يضمن الكشف عن المركبات الفعالة في المجالات المعرفية ذات الصلة إلى م 3 . وعلاوة على ذلك، فإن النهج المفصل هنا يستخدم الاختبارات السلوكية التي لها نقاط النهاية المحددة بوضوح، يمكن تنفيذها بسهولة ضوابط مراقبة الجودة، ويمكن تشغيلها في شكل الإنتاجية المعتدلة، وتتطلب القليل من التدخل من المحقق. وتؤدي هذه الخصائص إلى مقايسات تظهر قابلية استنساخ جيدة داخل الحيوانات وعبر الأفواج، مما يؤدي إلى تباين منخفض بين المقايسات وبين الأحجام (2 ≤ f ≤6) تكون قوية بما فيه الكفاية لدعم التنميط السلوكي في بيئة اكتشاف العقاقير.
خطوات حاسمة داخل العلاقات العامةotocol
العديد من نماذج الماوس في استخدام أد اكتشاف المخدرات سلوكيات تتفق مع القلق والعدوان. وهذا يجعل التعامل مع التعاقد ضروري لأداء أي من الاختبارات السلوكية الموصوفة هنا. كما تعتمد هذه الاختبارات على السلوكيات غير محرض، التعامل مع الخام من قبل المحقق بسبب الماوس مفرط الحركة أو القلق أو العدوانية يمكن أن تؤثر بشكل كبير على الأداء. قد يؤدي القلق المتزايد إلى الفشل في أداء المهمة، مما يقلل من القدرة الكلية للاختبار. وعلاوة على ذلك، فإن مستويات الضوء في الساحة ضرورية لتسهيل الحركة التلقائية اللازمة لكل اختبار. الضوء الساطع يميل إلى زيادة القلق وقمع الحركة في القوارض، ولذلك ينبغي توخي الحذر لضبط مستويات الإضاءة المحيطة إلى 30-35 لوكس في الساحة.
جانب آخر هام من الإجراءات هو التقليل من الإشارات البيئية القوية التي من شأنها أن تتداخل مع قدرة الحيوان على أداء المهام. تنظيفالساحة والكائنات في بين أشواط أمر ضروري كما تنجذب الفئران إلى الروائح الجديدة في البيئة. الفشل في تنظيف شامل الساحة والكائنات يمكن أن يؤدي إلى الانحراف عفوية النشاط من الماوس وإخفاء الأداء المعرفي الحقيقي. يجب على المحققين أيضا تقليل استخدام منتجات النظافة الشخصية والكولونيا / العطور عند تنفيذ هذه الإجراءات. وأخيرا، تظهر القوارض تغيرات نهارية ودقيقة في العديد من السلوكيات العلنية 20 بما في ذلك التعلم والذاكرة 21 . لذلك، للحد من التباين بسبب الإيقاعات النهارية في السلوكيات القاعدية والأداء المعرفي، وينبغي أن يتم جميع الاختبارات في نفس الوقت من اليوم عبر الأفواج والدراسات.
وعلاوة على ذلك، وعلى وجه التحديد فيما يتعلق التعرف على الكائنات الجديدة، والفترة الزمنية تأخير بين العينة ومرحلة الاختبار، واختيار ووضع الكائنات في البيئة هي معلمات حاسمة. الذاكرة موجودة في 3 أشكال متميزة: ميم قصيرة الأجلأوري (ستم) والذاكرة متوسطة المدى (إيتم) والذاكرة طويلة المدى (لتم) 22 ، 23 . تغيير الفاصل الزمني بين العينة ومراحل الاختبار من دقائق (ستم) إلى ساعات (إيتم) أو أيام (لتم) تغيير نوع الذاكرة اختبارها من قبل الإجراء 12 . وعلاوة على ذلك، قبل تشغيل اختبار التعرف على الكائن الرواية، يجب أن يتم فحص العديد من الكائنات في مجموعة من الفئران اختبار للتحيزات المحتملة في الاستكشاف. لا يمكن استخدام الكائن الذي يكون جذابا أو مفرطا بشكل مفرط لفوج الاختبار عند تقييم التعرف على الكائنات الجديدة. من الناحية المثالية جميع الكائنات التي سيتم استخدامها في الاختبار، عند وضعها في الساحة، وسوف تثير مرات الاستكشاف متساوية من أترابية ساذجة من الفئران. اختبار غير كافية والتحسين من الكائنات يمكن أن تقلل بشكل كبير من قوة التعرف على الكائنات الجديدة.
التعديلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها
هناك العديد من العوامل التي يمكن أن تزيدتباين واضح في الاختبارات المعرفية الموصوفة هنا. العديد من نماذج الماوس من أد عرض تحرك فرط الديناميكية 3 التي يمكن أن تخفي أو تغيير السلوكيات تقاس كنقطة نهاية المعرفية. وعلاوة على ذلك، هناك أدلة متزايدة على أن الجنس 24 ، 25 ، 26 وحتى النمط الوراثي الأمهات 27 يمكن أن تؤثر على تطور وتطور الاعتلال العصبي والنماذج الظاهرية المعرفية في نماذج الماوس أد. يمكن أن يكون التقلب غير المتوقع أو الفشل في تنفيذ مهمة سلوكية بسبب أي من هذه العوامل. عند تنفيذ أول اختبار سلوكي معين، ينبغي دائما أن تكون الطبقات الطبقية حسب الجنس والعمر وإذا كان ذلك ينطبق، النمط الوراثي الأمهات. وعلاوة على ذلك، ينبغي إجراء فحوص الجودة المبينة في هذا الإجراء دائما للتأكد من أن فرط النشاط أو غيرها من السلوكيات النمطية لا تتدخل في القياس الكمي للنقاط المعرفية.
الحياة الفطريةيمكن تسليط الضوء أيضا على السلوك الاستكشافي العفوي من القوارض. الروائح أو الأصوات التي لا يمكن الكشف عنها للباحثين يمكن أن تجذب أو صد الفئران، انحراف نتائج الاختبارات المعرفية التي تعتمد على السلوك العفوي. عند تأسيس Y- متاهة أو التعرف على الأشياء الجديدة في البداية، وأداء تدابير السيطرة لضمان عدم وجود التحيزات الموضعية في استكشاف الكائنات و / أو البيئة أمر ضروري. إذا لوحظ التحيزات الموضعية، يجب على المحققين أن يدققوا بدقة في البيئة ويحتملون تعديل الإضاءة ووضع الساحة وموقع غرفة الاختبار بالنسبة للغرف الأخرى في المنشأة ( أي ليس بالقرب من منطقة ترافيك عالية أو معدات ثقيلة) وإجراءات تنظيف الساحة.
إن التعود على بيئة الاختبار هو المفتاح لتحقيق الأداء الأمثل في اختبار التعرف على الأشياء الجديدة. على سبيل المثال، قد يكون انخفاض أوقات الاستكشاف الكلي بسبب عدم كفاية التعود. كبديل ل بروك(القسم 2) والساحة (القسم 4.2) التعود، والتعامل مع المناولة وبيئة الاختبار يمكن أن يؤديها 3، 5 جلسات دقيقة يوميا لمدة 2 أيام متتالية.
قيود التقنية
كما هو الحال مع أي إجراء، هذه الاختبارات السلوكية لديها قيود. وقد استخدمت هذه الإجراءات لأنها اختبار وظيفة من مختلف المناطق القشرية والحصين. إذا كان نموذج الماوس لا يظهر عجز وظيفي في مناطق الدماغ التي تم فحصها من قبل هذه الاختبارات، ثم هذه التقنيات لن تكون مفيدة. وعلاوة على ذلك، اخترنا الاختبارات المعرفية التي تحقق الذاكرة على المدى القصير. إذا كان من غير المتوقع أن تؤثر آلية عمل المركب تحت التقييم قبل السريرية على الذاكرة قصيرة الأجل، فيجب تعديل هذه الإجراءات وفقا لذلك ( أي زيادة الفاصل الزمني للاختبار عينة الاختبار لاختبار الذاكرة طويلة المدى). وأخيرا، تستخدم هذه الاختبارات سلوكيات غير محفزة. لذلك، إذا كان نموذج الماوس هو إكسيسسمفرط النشاط أو يعرض سلوكيات نمطية أخرى تحول دون استكشاف البيئة، فقد لا تكون هذه الإجراءات الأمثل. كبديل، يمكن للمرء أن استخدام تكييف الخوف ل Tg2576 أو غيرها من نماذج β-اميلويدوسيس الماوس، أو متاهة المياه المكانية ل rTg4510 أو نماذج الماوس الأخرى من تاوباثي 3 .
تطبيقات المستقبل
مرة واحدة وقد تم اعتماد هذه الإجراءات بنجاح في المختبر، ويمكن إجراء العديد من التعديلات أو التمديدات لتقييم التدابير الحركية المعرفية والوظيفية إضافية. على سبيل المثال، تغيير مهمة التعرف على الكائنات الجديدة لتحديد ما إذا كان الماوس يمكن التعرف على تغيير في موضع كائن 13 . بدلا من ذلك، بدلا من استخدام الكائنات، يمكن للمرء أن استخدام الفئران الأخرى وتنفيذ اختبار الاعتراف الاجتماعي. وفيما يتعلق بالتشابك الأطراف والوظيفة الحركية، يمكن للمرء أن تكمل هذا الاختبار مع سلك تعليق و / أو اختبارات قوة قبضة. الإختباراتمفصلة في هذا الأسلوب تشكل قاعدة صلبة لفحص المركبات التي لها في الجسم الحي فعالية في نماذج الماوس متعدية ل أد، ويمكن تكييفها أو تعديلها في العديد من الطرق لأفضل استجواب نموذج ماوس معين أو تلبية احتياجات برنامج اكتشاف المخدرات فريدة من نوعها .
The authors have nothing to disclose.
المؤلفين ليس لديهم اعترافات.
Topscan Lite-High Throughput | Cleversys | Automated behavioral analysis. Includes cameras and video acquisition system, laptop. | |
ObjectScan | Cleversys | Software module for accurate object exploration quantification | |
Open field for mouse | Cleversys | CSI-OF-M | Arena for novel object recognition |
Y-maze for mouse | Custom | Arms: 30cm long, 10 cm wide, 20cm high walls, placed 120deg apart. | |
Camera mount for open field | Custom | Custom | 76 cm tall, 115 cm wide, cameras mounted @ 30cm in from either side. Two mounts, each covers two boxes. |
Camera mount for Y-maze | Custom | Custom | 76 cm tall, 115 cm wide, cameras mounted @ 30cm in from either side. One mount covers two mazes. |
Marbles | Inperial Toy | 8565 | Standard (15.5mm Dia) glass marbles. |
Dice | Cardinal Industries | 770 | Standard (0.650 inch) white dice with black dots. |
LOCTITE Fun-Tak | Henkel | B018A3AG0W | Standard blue sticky tak |
EtOH | Nexeo Solutions | 82452 | 100% Ethanol Diluted to 70% using distilled Water |
dH2O | Tulpenhocken Spring Water Co. | – | PA D.E.P. #31, NJ D.O.H. #0049, NYSHD Cert. #320 |
Paper towels | Procter & Gamble | B019DM86LA | Bounty, White |
Handheld video camera | Apple, Inc. | MKV92LL/A | Acquisition of Limb clasping video, Iphone 6S Plus (or functional equivalent). |
Gloves | SafePOINT, L.L.C. | GL640-2 | Standard, Powder free Latex Gloves, Medium |
Light meter | Dr. Meter | LX1330B | Lighting @ the bottom of Open Field= 35 LUX, Lighting @ bottom of Y-Maze= 32 LUX |
Bleach germicidal wipes | Clorox | Sterilization of equipment during & after use |