यहां वर्णित एक स्टेज, व्यवहार स्क्रीनिंग दृष्टिकोण है जो कि यौगिकों के लिए स्क्रीन पर इस्तेमाल किया जा सकता है जो β-amyloidosis और tauopathy के ट्रांसजेनिक माउस मॉडल में संज्ञानात्मक और कार्यात्मक मोटर व्यवहार पर विवो प्रभावकारिता में प्रदर्शित होता है। इन विधियों को अल्पकालिक और कार्यशील स्मृति कार्यों में गतिविधि के लिए स्क्रीन यौगिकों के लिए ऑप्टिमाइज़ किया गया है।
यहां हम एक चरणबद्ध, व्यवहार परीक्षण दृष्टिकोण का वर्णन करते हैं जो कि यौगिकों के लिए स्क्रीन पर इस्तेमाल किया जा सकता है जो β-amyloidosis और ताओपैथी के ट्रांसजेनिक माउस मॉडल में संज्ञानात्मक और कार्यात्मक मोटर व्यवहार पर विवो प्रभावकारिता में प्रदर्शित होते हैं। इस प्रतिमान में वाई-भूलभुलैया, उपन्यास वस्तु पहचान, और अंग clasping में सहज प्रत्यावर्तन के लिए परीक्षण शामिल हैं। इन परीक्षणों का चयन किया गया क्योंकि वे: 1) संज्ञानात्मक या मोटर डोमेन के कार्य से पूछताछ करते हैं और मानव रोग राज्य से संबंधित तंत्रिका सर्किट के संबंध में पूछताछ करते हैं, 2) स्पष्ट रूप से समापन बिंदुओं को परिभाषित किया गया है, 3) आसानी से कार्यान्वयन योग्य नियंत्रण जांच, 4) एक उदार थ्रूपूट प्रारूप, और 5) अन्वेषक द्वारा कुछ हस्तक्षेप की आवश्यकता होती है। इन विधियों को जांचकर्ताओं के लिए तैयार किया गया है जो अल्पायमर और काम करने वाले मेमोरी कार्य या अलज़ाइमर रोग माउस मॉडल से जुड़े कार्यात्मक मोटर व्यवहार में गतिविधि के लिए यौगिकों को स्क्रीन पर देख रहे हैं। यहां वर्णित विधियां वर्तनात्मक परीक्षणों का प्रयोग करती हैं जोहिप्पोकैम्पस और विभिन्न कॉर्टिकल क्षेत्रों सहित कई अलग-अलग मस्तिष्क क्षेत्रों की उम्र। ऐसे जांचकर्ता जो संज्ञानात्मक परीक्षणों की इच्छा रखते हैं जो विशेष रूप से एक मस्तिष्क क्षेत्र द्वारा मध्यस्थता के आकलन का आकलन करते हैं, अन्य व्यवहार परीक्षणों के पूरक के लिए इन तकनीकों का उपयोग कर सकते हैं।
अल्जाइमर रोग (एडी) एक प्रगतिशील neurodegenerative विकार है जिसके परिणामस्वरूप कमजोर संज्ञानात्मक गिरावट आई है जो दुनिया भर में 44 मिलियन लोगों को प्रभावित करती है। इस रोग के लिए उपन्यास चिकित्सीय रणनीतियों की preclinical खोज के लिए तत्काल आवश्यकता के लिए जरूरी जरूरत पर बल देते हुए एडी के लिए कोई उपलब्ध उपचार उपलब्ध नहीं है। कई अलग-अलग ट्रांसजेनिक माउस मॉडल बनाये गये हैं जो कि 1 , 2 के विभिन्न पहलुओं को दोहराते हैं, जिसमें रोगियों में बाधित होने वाले संज्ञानात्मक डोमेन में घाटे शामिल हैं 3 । ये माउस मॉडल विवो में कुशल स्क्रीनिंग की सुविधा के लिए एक उपयोगी उपकरण का प्रतिनिधित्व करते हैं।
विवो प्रभावकारिता में संभावित के लिए एक यौगिक का आकलन करते समय , उपयुक्त मनोचिकित्सक डोमेन में प्रभावकारिता के लिए एक स्टेज दृष्टिकोण लिया जाना चाहिए और उन व्यवहारों पर नज़र रखता है जो विशिष्ट एंडपॉइंट को प्रभावित कर सकते हैंSsess अनुभूति ई। के कई ट्रांसजेनिक माउस मॉडल हाइपरएक्टिविटी और अन्य व्यवहार जो एक विशेष संज्ञानात्मक परीक्षण में हस्तक्षेप कर सकते हैं, और दवा स्क्रीनिंग 4 में इसके उपयोग को रोकते हैं। इसके अलावा, एक दवा स्क्रीनिंग पर्यावरण में लागू करने के लिए एक दृष्टिकोण के लिए, उपयोग किए जाने वाले विशेष परीक्षणों को कम से कम एक मध्यम थ्रुपुट को बनाए रखना चाहिए, स्पष्ट रूप से समापन बिंदुओं को परिभाषित किया जाना चाहिए और एक ऐसी प्रक्रिया जिसके लिए जांचकर्ताओं द्वारा न्यूनतम हस्तक्षेप की आवश्यकता होती है इन मानदंडों का उपयोग करना, व्यवहार स्क्रीन को लागू किया जा सकता है जो कि कंप्यूट स्क्रीनिंग के लिए प्रजननशीलता, कम अंतर-और अंतर-परख विचरण और प्रभाव आकार का प्रदर्शन करता है। यहाँ विस्तृत तरीके हम यौगिकों को β-amyloidosis और tauopathy 5 , 6 के ट्रांसजेनिक माउस मॉडल में मौजूद संज्ञानात्मक और मोटर phenotypes को कम करने में कारगर बनाने के लिए कार्यरत हैं। वर्णित विधियां आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली व्यावहारिक मानदंडों से ली गई हैंविशिष्ट ऑप्टिमाइज़ेशन और गुणवत्ता नियंत्रण जांच के साथ 7 पुनरावृत्ति, ताकि वे एडी से संबंधित ट्रांसजेनिक माउस मॉडल में उपयोग किए जा सकें। इस प्रोटोकॉल का उपयोग विभिन्न प्रकार के डेटा अधिग्रहण और विश्लेषण प्रणालियों के साथ किया जा सकता है और यह मानता है कि जांचकर्ता को संबंधित सॉफ़्टवेयर का कामकाज ज्ञान है।
मौजूदा तरीकों से सम्मान के साथ तकनीक का महत्व
इस प्रक्रिया को β-amyloidosis और tauopathy के ट्रांसजेनिक माउस मॉडल में यौगिकों के vivo गतिविधि के लिए स्क्रीन के लिए डिज़ाइन किया गया है। यहां नियोजित चरणबद्ध दृष्टिकोण एडी 3 से संबंधित संज्ञानात्मक डोमेन में प्रभावकारी यौगिकों का पता लगाना सुनिश्चित करता है। इसके अलावा, यहां विस्तृत दृष्टिकोण का उपयोग व्यवहार परीक्षणों का होता है जो स्पष्ट रूप से समापन बिंदुओं को परिभाषित करते हैं, आसानी से कार्यान्वित गुणवत्ता नियंत्रण जांच, एक मध्यम थ्रूपूट प्रारूप में चलाया जा सकता है, और अन्वेषक से थोड़ा हस्तक्षेप की आवश्यकता होती है। इन विशेषताओं का परिणाम है कि जानवरों और पारियों के बीच में अच्छी प्रजननशीलता प्रदर्शित होती है, जिसके परिणामस्वरूप अंतराल और अंतर-अंतर के भिन्नता और प्रभाव के आकार (2 ≤ एफ ≤6) होते हैं जो ड्रग की खोज के वातावरण में व्यवहार की रूपरेखा का समर्थन करने के लिए पर्याप्त हैं।
पीआर के भीतर महत्वपूर्ण कदमotocol
ईडी ड्रग की खोज के प्रदर्शन के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले कई माउस मॉडल एक्स्ट्रिब्यूशन व्यवहारों की बढ़ती चिंता और आक्रामकता के अनुरूप हैं। यह यहाँ वर्णित व्यवहार परीक्षणों के किसी भी प्रदर्शन के लिए आवश्यक आबादी का प्रबंधन करता है। चूंकि इन परीक्षणों को अप्रतिबंधित व्यवहारों पर भरोसा है, एक अति सक्रिय और चिंतित या आक्रामक माउस के कारण अन्वेषक द्वारा किसी न किसी तरह से निपटने से प्रदर्शन को काफी प्रभावित किया जा सकता है। ऊंची चिंता ने परीक्षण करने की पूरी शक्ति को कम करने, कार्य करने में विफलता का कारण हो सकता है। इसके अलावा, क्षेत्र में प्रकाश स्तर प्रत्येक परीक्षा के लिए जरूरी सहज गति से स्थान की सुविधा के लिए आवश्यक है। उज्ज्वल प्रकाश चिड़चिड़ियों में चिंता बढ़ाने और दबा देने के लिए, इसलिए अंचल में 30-35 लक्स को परिवेश प्रकाश स्तर समायोजित करने के लिए ध्यान रखना चाहिए।
प्रक्रिया का एक अन्य महत्वपूर्ण पहलू मजबूत पर्यावरणीय संकेतों के कम से कम है जो कि कार्यों को चलाने के लिए किसी जानवर की क्षमता में हस्तक्षेप करेगा। की सफाईरनों के बीच क्षेत्र और ऑब्जेक्ट आवश्यक है क्योंकि चूहों को पर्यावरण में उपन्यास scents के लिए आकर्षित कर रहे हैं। क्षेत्र और वस्तुओं को अच्छी तरह से साफ करने में विफलता के परिणामस्वरूप माउस की सहज गतिविधि को छूने और सही संज्ञानात्मक प्रदर्शन का मुखौटा लगाना हो सकता है। इन प्रक्रियाओं को करते समय जांचकर्ताओं को निजी स्वच्छता उत्पादों और कोलोन / इत्र के उपयोग को कम करना चाहिए। अन्त में, कृन्तकों ने शिक्षा और स्मृति 21 सहित कई अति व्यवहारों में मजबूत दैनंदनल और सर्कैडियन परिवर्तन प्रदर्शित किए हैं। इसलिए, बेसल व्यवहारों और संज्ञानात्मक प्रदर्शन में दैनिक ताल के कारण विचरण को कम करने के लिए, सभी परीक्षण पूरे समय और अध्ययनों के दौरान पूरे किए जाने चाहिए।
इसके अलावा, विशेष रूप से उपन्यास वस्तु पहचान के संबंध में, नमूना और परीक्षण चरण के बीच विलंब अंतराल, और पर्यावरण में वस्तुओं के चयन और नियुक्ति महत्वपूर्ण पैरामीटर हैं। मेमोरी 3 अलग रूपों में मौजूद है: अल्पावधि मेमओआरआई (एसटीएम), इंटरमीडिएट टर्म मेमोरी (आईटीएम) और लॉन्ग टर्म मेमोरी (एलटीएम) 22 , 23 नमूने और परीक्षण चरणों के बीच मिनट (एसटीएम) से घंटों (आईटीएम) या दिन (एलटीएम) के बीच अंतराल बदलने से प्रक्रिया 12 द्वारा परीक्षण की गई स्मृति का प्रकार बदल जाएगा। इसके अलावा, उपन्यास ऑब्जेक्ट मान्यता परीक्षण चलाने से पहले, अन्वेषण में संभावित पक्षपात के लिए कई वस्तुओं को चूहों के एक परीक्षण समूह में जांचना चाहिए। उपन्यास ऑब्जेक्ट मान्यता का मूल्यांकन करते समय परीक्षण वस्तु के लिए अत्यधिक आकर्षक या प्रतिकारक वस्तु का उपयोग नहीं किया जा सकता है। आदर्श रूप से सभी ऑब्जेक्ट्स जिन्हें टेस्ट में नियोजित किया जाएगा, जब एक क्षेत्र में रखा जाएगा, चूहों के एक भोले समूह से समान अन्वेषण समय निकाल देगा। अपर्याप्त परीक्षण और वस्तुओं का अनुकूलन, उपन्यास वस्तु पहचान की शक्ति को काफी कम कर सकता है।
संशोधन और समस्या निवारण
कई कारक हैं जो कि वृद्धि कर सकते हैंयहाँ वर्णित संज्ञानात्मक परीक्षणों में स्पष्ट परिवर्तनशीलता। ई। के कई माउस मॉडल हाइपरडिएगिक लॉकमोशन 3 प्रदर्शित करता है जो संज्ञानात्मक समापन बिंदु के रूप में मापा गया व्यवहार को बदल सकता है या बदल सकता है। इसके अलावा, यह प्रमाण बढ़ रहा है कि सेक्स 24 , 25 , 26 और यहां तक कि मातृ जीनटाइप 27 भी एडी माउस मॉडल में न्यूरोपैथोलॉजी और संज्ञानात्मक फेनोटाइप के विकास और प्रगति को प्रभावित कर सकते हैं। अनपेक्षित परिवर्तनशीलता या व्यवहार क्रिया को लागू करने में विफलता इन कारकों में से किसी के कारण हो सकती है। जब किसी विशेष व्यवहार परीक्षण को पहले कार्यान्वित किया जाता है, तो परिणाम लिंग, आयु और लागू होने पर, मातृ जन्योटाइप के आधार पर हमेशा से ही स्तरीकृत होना चाहिए। इसके अलावा, इस प्रक्रिया में उल्लिखित गुणवत्ता जांच को यह सुनिश्चित करने के लिए हमेशा किया जाना चाहिए कि संवेदनात्मक समापन बिंदुओं की मात्रा का ठहराव के साथ सक्रियता या अन्य रूढ़िवादी व्यवहार हस्तक्षेप नहीं कर रहे हैं।
envविडंबना भी कृन्तकों के सहज खोजपूर्ण व्यवहार को प्रभावित कर सकती है। स्कैन्ट्स या आवाज़ जो शोधकर्ताओं के लिए undetectable हैं चूहों को आकर्षित कर सकते हैं या उन्हें पीछे कर सकते हैं, ऐसे संज्ञानात्मक परीक्षणों के परिणाम स्कुइंग कर सकते हैं जो सहज व्यवहार पर भरोसा करते हैं। जब शुरू में वाई-भूलभुलैया या उपन्यास वस्तु की पहचान, नियंत्रण उपायों का प्रदर्शन, यह सुनिश्चित करने के लिए कि वस्तुओं और / या पर्यावरण की खोज में कोई स्थाई पूर्वाग्रह नहीं है, स्थापित करना आवश्यक है यदि स्थाई पूर्वाग्रहों को देखा जाता है तो जांचकर्ताओं को पर्यावरण की अच्छी तरह से जांच करनी चाहिए और सुविधा में प्रकाश व्यवस्था, क्षेत्र प्लेसमेंट, अन्य कमरों के लिए परीक्षण कक्ष के स्थान को समायोजित करना चाहिए ( यानी , एक उच्च तस्करी क्षेत्र या भारी उपकरण के निकट नहीं) और क्षेत्र की सफाई प्रक्रियाओं।
परीक्षण पर्यावरण के लिए अवधारणा उपन्यास ऑब्जेक्ट मान्यता परीक्षण में इष्टतम प्रदर्शन को प्राप्त करने की कुंजी है। उदाहरण के लिए, कम कुल अन्वेषण समय अपर्याप्त आदत के कारण हो सकता है। Proc के विकल्प के रूप मेंहैंडलिंग (धारा 2) और क्षेत्र (धारा 4.2) के आदी होने के लिए यहां दिए गए परिधान, हैंडलिंग के लिए आदत और परीक्षण पर्यावरण 3 दिनों के रूप में किया जा सकता है, 5 मिनट सत्र लगातार दो दिनों के लिए।
तकनीक की सीमाएं
किसी भी प्रक्रिया के साथ, इन व्यवहार परीक्षणों में सीमाएं हैं। इन प्रक्रियाओं को नियोजित किया गया है क्योंकि वे विभिन्न कॉर्टिकल क्षेत्रों और हिप्पोकैम्पस का परीक्षण करते हैं। यदि माउस मॉडल इन परीक्षणों द्वारा जांच किए जाने वाले मस्तिष्क क्षेत्रों में कार्यात्मक घाटे का प्रदर्शन नहीं करता है, तो इन तकनीकों का उपयोग उपयोगी नहीं होगा। इसके अलावा, हमने संज्ञानात्मक परीक्षणों को चुना है जो अल्पकालिक स्मृति की जांच करते हैं। अगर पूर्व-क्लिनिक आकलन के तहत परिसर की कार्रवाई का तंत्र अल्पकालिक स्मृति को प्रभावित करने की उम्मीद नहीं है तो इन प्रक्रियाओं को तदनुसार संशोधित किया जाना चाहिए ( यानी , दीर्घकालिक स्मृति परीक्षण करने के लिए नमूना-परीक्षण चरण अंतराल में वृद्धि) अंत में, ये परीक्षण अनमोटिव व्यवहारों का उपयोग करते हैं इसलिए, यदि एक माउस मॉडल exces हैसजीव हाइपरएक्टिव या पर्यावरण के अन्वेषण को रोकते हुए अन्य टकसाली व्यवहार दिखाता है तो ये प्रक्रियाएं इष्टतम नहीं हो सकतीं। एक विकल्प के रूप में, टीजी 2576 या अन्य बीटा-एमीलाइडिस माउस मॉडल के लिए ड्रे कंडीशनिंग या आरटीजी 4510 या टाऊपैथी 3 के अन्य माउस मॉडल के लिए स्थानिक पानी की भूलभुलैया का इस्तेमाल किया जा सकता है।
भविष्य के अनुप्रयोग
प्रयोगशाला में इन प्रक्रियाओं को सफलतापूर्वक अपनाया जाने के बाद, अतिरिक्त संज्ञानात्मक और कार्यात्मक मोटर उपायों का आकलन करने के लिए कई संशोधनों या एक्सटेंशन किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, निर्धारित करने के लिए उपन्यास ऑब्जेक्ट मान्यता कार्य को बदलना है कि कोई माउस ऑब्जेक्ट 13 के प्लेसमेंट में परिवर्तन को पहचान सकता है। वैकल्पिक रूप से, वस्तुओं का उपयोग करने के बजाय, कोई अन्य चूहों का इस्तेमाल कर सकता है और सामाजिक मान्यता की परीक्षा को लागू कर सकता है। अंग clasping और मोटर समारोह के संबंध में, एक वायर हेग और / या पकड़ ताकत परीक्षण के साथ कि परीक्षण पूरक सकता है। परीक्षणइस पद्धति में विस्तृत रूप से एडी के लिए ट्रांसजनल माउस मॉडल में विवो प्रभावकारिता में मौजूद यौगिकों के लिए स्क्रीन को एक ठोस आधार बनाते हैं, और इन्हें कई मायनों में अनुकूलन या संशोधित किया जा सकता है ताकि किसी विशेष माउस मॉडल की पूछताछ हो सके या एक अनूठे ड्रग डिस्कवरी प्रोग्राम की जरूरतों को पूरा किया जा सके। ।
The authors have nothing to disclose.
लेखकों के पास कोई स्वीकार नहीं है।
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 |