תיאר כאן היא מבוימת, התנהגות ההקרנה התנהגותית שניתן להשתמש בהם כדי המסך עבור תרכובות כי התערוכה יעילות vivo על התנהגויות מוטוריות קוגניטיבית ופונקציונלית מודלים עכבר מהונדס של עמילואידוזיס β ו tauopathy. שיטות אלה מותאמות לתצוגת תרכובות עבור פעילות במשימות זיכרון לטווח קצר ולזיכרון עבודה.
כאן אנו מתארים גישה מבוימת, בדיקות התנהגותיות שניתן להשתמש בהם כדי המסך עבור תרכובות כי התערוכה יעילות vivo על התנהגויות מוטוריות קוגניטיבית ופונקציונלית מודלים עכבר מהונדס של עמילואידוזיס β ו tauopathy. הפרדיגמה כוללת מבחנים לחילופין ספונטני במבוך Y, זיהוי אובייקט חדש, ואחיזת גפיים. בדיקות אלה נבחרו כי הם: 1) לחקור פונקציה של תחומים קוגניטיביים או מוטוריים וקורלציה מעגלים עצביים הרלוונטיים למצב המחלה האנושית, 2) יש endpoints מוגדרים בבירור, 3) יש ליישום בקלות בדיקות בקרת איכות, 4) ניתן להפעיל ב פורמט מתון, 5) דורשים התערבות קטנה על ידי החוקר. שיטות אלה מיועדות לחוקרים המעוניינים להרכיב תרכובות לפעילות במשימות זיכרון לטווח קצר ולזיכרון עבודה, או התנהגויות מוטוריות תפקודיות הקשורות למודלים של עכברים לאלצהיימר. השיטות המתוארות כאן משתמשות בבדיקות התנהגותיותגיל מספר אזורי מוח שונים, כולל היפוקמפוס ואזורים קליפתיים שונים. חוקרים המעוניינים במבחנים קוגניטיביים, אשר מעריכים באופן ספציפי את הקוגניציה בתיווך אזור מוח בודד, יכולים להשתמש בטכניקות אלה כדי להשלים בדיקות התנהגותיות אחרות.
מחלת האלצהיימר (AD) היא הפרעה נוירודגנרטיבית פרוגרסיבית הגורמת לירידה קוגניטיבית מתמשכת המשפיעה על כ -44 מיליון אנשים ברחבי העולם. כרגע אין טיפולים זמינים עבור AD כי הם שינוי המחלה, תוך שימת דגש על הצורך הדחוף גילוי פרה קליני של אסטרטגיות טיפוליות חדשניות עבור מחלה זו. נבנו מספר מודלים שונים של עכבר מהונדס, אשר מסכמים היבטים שונים של AD 1 , 2 , כולל ליקויים בתחומים קוגניטיביים המופרעים בחולים 3 . מודלים אלה עכבר מייצגים כלי שימושי להנעת סינון יעיל in vivo .
כאשר מעריכים תרכובת פוטנציאלית ביעילות vivo , יש לנקוט בגישה מבוישת המסכים ליעילות בתחומים קוגניטיביים מתאימים, וכן לעקוב אחר התנהגויות שעלולות להשפיע על נקודות הקצה הספציפיות המשמשותSsess קוגניציה. מודלים רבים של עכבר מהונדס של AD היפראקטיביות התערוכה והתנהגויות אחרות שעלולות להפריע למבחן קוגניטיבי מסוים, ולאסור על השימוש בו בהקרנת סמים 4 . יתר על כן, עבור גישה להיות מיושם בסביבת ההקרנה סמים, בדיקות ספציפיות בשימוש צריך לקיים לפחות תפוקה מתונה, יש להגדיר נקודות קצה ברורה, הליך הדורש התערבות מינימלית על ידי החוקרים. באמצעות קריטריונים אלה, מסכי התנהגותי יכול להיות מיושם כי התערוכה reproducibility, נמוך intra- בין assay השונות וגודל האפקטים הדרושים להקרנה מתחם. מפורט כאן הן השיטות יש לנו מועסקים המסך עבור תרכובות יעיל בהפחתת פנוטיפים קוגניטיביים מוטוריים הנוכחי מודלים עכבר מהונדס של עמילואידוזיס β ו tauopathy 5 , 6 . השיטות המתוארות מותאמות מפרדיגמות התנהגותיות שכיחות שדווחו ב- lIterature 7 , עם אופטימיזציות ספציפיות ובדיקות בקרת איכות, כך שהם עשויים לשמש מודלים עכבר מהונדס רלוונטי לספירה. פרוטוקול זה ניתן להשתמש עם מגוון רחב של נתונים רכישת מערכות ניתוח והנחה כי החוקר יש ידע של התוכנה הקשורים.
משמעות הטכניקה ביחס לשיטות הקיימות
הליך זה תוכנן על המסך עבור פעילות vivo של תרכובות מודלים העכבר מהונדס של עמילואידוזיס β ו tauopathy. הגישה המבוצעת המוערכת כאן מבטיחה זיהוי של תרכובות יעילות בתחום הקוגניטיבי הרלוונטי ל- AD 3 . יתר על כן, הגישה המפורטת כאן משתמשת בבדיקות התנהגותיות שיש להן נקודות קצה מוגדרות בבירור, בדיקות בקרת איכות הניתנות ליישום בקלות, ניתנות להפעלה בפורמט תפוקה מתון, ודורשות התערבות מועטה מצד החוקר. מאפיינים אלה מביאים מבחנים המפגינים שחזור טוב בתוך בעלי חיים ועל פני קבוצות, וכתוצאה מכך משתנים נמוך בין interra ו- inter assay וגדלים השפעה (2 ≤ F ≤6), כי הם חזקים מספיק כדי לתמוך פרופיל התנהגותי בסביבת גילוי סמים.
צעדים קריטיים בתוך יחסי ציבורOtocol
מודלים עכבר רבים בשימוש עבור גילוי AD התנהגויות התערוכה עולה בקנה אחד עם חרדה מוגברת תוקפנות. זה הופך את הטיפול הרגיל חיוני לביצוע כל הבחינות ההתנהגותיות המתוארות כאן. כמו בדיקות אלה להסתמך על התנהגויות unmotivated, טיפול מחוספס על ידי החוקר עקב היפראקטיבי וחרד או אגרסיבי העכבר יכול להשפיע באופן משמעותי על הביצועים. חרדה מוגברת עלולה לגרום לכישלון לבצע את המשימה, ובכך להפחית את העוצמה הכוללת של הבדיקה. יתר על כן, רמות האור בזירה חיוניים להקל על התנועה הספונטנית הנדרשת עבור כל בדיקה. אור בהיר נוטה להגביר את החרדה ולדכא את התנועה במכרסמים, ולכן יש להקפיד להתאים את רמות האור הסביבתי ל 30-35 לוקס בזירה.
היבט קריטי נוסף של הפרוצדורה הוא מזעור של רמזים סביבתיים חזקים שיפריעו ליכולת של בעל חיים לבצע את המשימות. ניקיוןזירה אובייקטים בין פועל הוא חיוני כמו עכברים נמשכים ניחוחות חדש בסביבה. אי נקיון יסודי של הזירה והחפצים עלול לגרום להפיכת הפעילות הספונטנית של העכבר ולהסוות ביצועים קוגניטיביים אמיתיים. החוקרים צריכים גם למזער את השימוש במוצרים היגייניים אישיים ובבעלי קולון / בשמים בעת ביצוע הליכים אלה. לבסוף, מכרסמים מציגים שינויים ימיים ויומיים חזקים בהתנהגויות גלוי רבות 20 כולל למידה וזיכרון 21 . לכן, כדי למזער את השונות עקב מקצבים יומיומיים בהתנהגויות בסיסיות וביצועים קוגניטיביים, כל הבדיקות צריכות להיעשות באותו יום על פני קבוצות לימוד ומחקרים.
יתר על כן, במיוחד לגבי זיהוי אובייקט חדש, מרווח עיכוב בין המדגם שלב הבדיקה, ואת הבחירה ואת המיקום של אובייקטים בסביבה הם פרמטרים קריטיים. זיכרון קיים בשלוש צורות שונות: זיכרון קצר טווחאוריי (STM), זיכרון לטווח בינוני (ITM) וזיכרון לטווח ארוך (LTM) 22 , 23 . שינוי המרווח בין הדגימה לשלבי הבדיקה בין דקות (STM) לשעות (ITM) או ימים (LTM) ישנה את סוג הזיכרון שנבדק על ידי הנוהל 12 . יתר על כן, לפני הפעלת מבחן הרומן אובייקט הרומן, אובייקטים רבים צריכים להיות מוקרנים בקוהורט הבדיקה של עכברים עבור הטיות פוטנציאלים בחקר. אובייקט שהוא מושך מדי או דוחה למבחן המבחן לא ניתן להשתמש בו בעת הערכת הכרה אובייקט חדש. באופן אידיאלי כל האובייקטים שיועסקו במבחן, כאשר יוכנסו לזירה, יזכו בזמני חיפוש שווים מקבוצת עכברים נאיבית. בדיקות לקוי ואופטימיזציה של אובייקטים יכול להפחית באופן משמעותי את כוחו של זיהוי אובייקט חדש.
שינויים ופתרון בעיות
ישנם מספר גורמים שיכולים להגדיל אתשונות במבחנים הקוגניטיביים המתוארים כאן. מודלים עכבר רבים של AD התערוכה Hyperdynamic תנועה 3 אשר יכול להסוות או לשנות התנהגויות נמדדת כנקודת הקוגניטיבית. יתר על כן, יש ראיות גוברות כי מין 24 , 25 , 26 ואפילו גנוטיפ אימהי 27 יכול להשפיע על התפתחות והתקדמות של נוירופתולוגיה ופנוטיפים קוגניטיביים מודלים AD העכבר. השתנות או כישלון בלתי צפויים לביצוע משימה התנהגותית עשויים לנבוע מכל אחד מהגורמים הללו. כאשר מיישמים תחילה מבחן התנהגותי מסוים, התוצאות צריכות תמיד להיות מרובדות לפי מין, גיל, ואם רלוונטי, גנוטיפ מצד האם. בנוסף, בדיקות האיכות המתוארות בהליך זה צריכות תמיד להתבצע על מנת להבטיח כי היפראקטיביות או התנהגויות סטריאוטיפיות אחרות אינן מפריעות לכימות של נקודות קצה קוגניטיביות.
Anvגהץ יכול גם להשפיע על התנהגות ספונטנית exploratory של מכרסמים. ניחוחות או צלילים שאינם ניתנים לגילוי לחוקרים יכולים למשוך או להדוף עכברים, להטות תוצאות של בדיקות קוגניטיביות המסתמכות על התנהגות ספונטנית. כאשר בתחילה הקמת Y- מבוך או אובייקט הרומן הכרה, הביצועים של אמצעי בקרה על מנת להבטיח כי אין הטיות positional בחקר אובייקטים ו / או הסביבה הוא חיוני. אם יש לראות את ההטיה העמדתית, החוקרים חייבים לבחון היטב את הסביבה ולכוונן את התאורה, את מיקום הזירה, את המיקום של חדר הבדיקות ביחס לחדרים אחרים במתקן ( כלומר , לא ליד אזור סחר גבוה או ציוד כבד) ונהלי ניקוי בזירה.
ההרגלה לסביבת הבדיקה היא המפתח להשגת ביצועים מיטביים במבחן זיהוי אובייקט חדשני. לדוגמה, זמני חיפוש שלמים נמוכים עשויים להיגרם עקב הרגלה לא מספקת. כחלופה לפרו(פרק 2) וזירה (סעיף 4.2) הרגל, הרגל לטיפול וסביבת הבדיקה ניתן לבצע כמו 3, 5 דקות הפעלות ביום במשך 2 ימים רצופים.
מגבלות הטכניקה
כמו בכל הליך, בדיקות התנהגותיות אלה יש מגבלות. נהלים אלה הועסקו כי הם בודקים פונקציה של אזורים קליפת המוח השונים בהיפוקמפוס. אם מודל העכבר אינו מציג גירעונות תפקודיים באזורי המוח נבדקים על ידי בדיקות אלה, אז טכניקות אלה לא יהיה שימושי. יתר על כן, בחרנו במבחנים קוגניטיביים שמחקרים זיכרון לטווח קצר. אם מנגנון הפעולה של המתחם תחת הערכה פרה קלינית לא צפוי להשפיע על הזיכרון לטווח קצר אז אלה נהלים צריך להיות שונה בהתאם ( כלומר , הגדלת מרווח שלב הבדיקה מדגם לבדיקת זיכרון לטווח ארוך). לבסוף, בדיקות אלה משתמשות בהתנהגויות בלתי מוטיבציה. לכן, אם מודל העכבר הוא excesסגיב hyperactive או מציג התנהגויות סטריאוטיפיות אחרות המונעות חקירה של הסביבה אז הליכים אלה עשויים להיות לא אופטימליים. לחלופין, אפשר להשתמש בהתניה פחד עבור Tg2576 או מודלים אחרים עכבר β- עמילואידוזיס, או מבוך המים המרחבי עבור rTg4510 או מודלים העכבר אחרים של tauopathy 3 .
יישומים עתידיים
לאחר שהליכים אלה אומצו בהצלחה במעבדה, ניתן לבצע מספר שינויים או הרחבות על מנת להעריך אמצעים מוטוריים קוגניטיביים ותפקודיים נוספים. לדוגמה, שינוי המשימה של זיהוי אובייקט חדש כדי לקבוע אם עכבר יכול לזהות שינוי במיקום של אובייקט 13 . לחלופין, במקום להשתמש אובייקטים, אפשר להשתמש בעכברים אחרים וליישם מבחן הכרה חברתית. בהתייחס לאיברי הגפיים ולפונקציה המוטורית, אפשר להשלים את הבדיקה עם תלות החוט ו / או כוח האחיזה. המבחניםמפורט בשיטה זו טופס בסיס מוצק למסך עבור תרכובות שיש להם יעילות vivo מודלים העכבר translational עבור AD, והוא יכול להיות מותאם או שונה בדרכים רבות כדי לחקור בצורה הטובה ביותר מודל העכבר מסוים או לענות על הצרכים של תוכנית ייחודית גילוי סמים .
The authors have nothing to disclose.
למחברים אין תודות.
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 |