Summary
運動能力の包括的な行動テスト バッテリー気分-社会的相互作用、うつ病、不安など、マウスで行動変化の神経変性疾患関連の繰り返し評価認知されており。
Abstract
神経変性疾患における薬理学的及び毒性学的研究は、モーター機能障害・気分や認知の障害が多いのでマウスの包括的な行動分析を必要とし、しばしば神経変性疾患における症状を共有します。ここでは行動テスト バッテリー、モーター、気分、認知、縦断的研究で繰り返しテストすることができます。このバッテリーは、少なくとも 2 つの独立した広く受け入れられたテスト動作の各ドメインを調べることによってマウスの全体的な行動の表現型を評価する (すなわち、オープン フィールド テストと rotarod テスト運動機能、社会的相互作用のテスト、高架十字迷路試験と感情的な関数の強制水泳テストとモーリス水迷路試験、認知機能の新規オブジェクト認識テスト)。したがって、この敏感で、包括的なテスト バッテリーは、神経変性の変更の調査のための強力なツールです。
Introduction
神経変性疾患は、壊滅的な行動などの症状、認知障害、運動機能障害1やうつ病、不安などの気分障害を特集しました。各種神経変性疾患の発症機序は不明2です。累積の研究は、遺伝と環境の要因が両方に貢献する神経変性疾患の病態を示しています。神経変性疾患の危険因子を特定するには、行動の分析が必要です。各種神経変性疾患がその署名行動症状 (例えば、アルツハイマー病 [広告] は認知機能障害と運動機能障害を伴うパーキンソン病 [PD] 特集)。病気の進行と患者は別行動異常3の共存をマニフェストします。たとえば、AD 患者は、高度な段階4、5の気分障害の症状を示します。PD 患者が PD 関連認知症に進行し、認知障害6を開発します。これらの機能に基づき、神経変性モデルにおける行動の分析は通常包括的かつ繰り返しです。
この目標を達成するために優れた有効性と古典と広く使用されている行動のテストが含まれている電池、モーター、気分、認知行動分析設計されました。オープン フィールド テスト7、8 rotarod テストの加速によって運動機能をテストできます。気分障害、社会的障害、うつ病、不安などは神経変性疾患5で最もよく見られます。したがって、このバッテリーには社交性9、高架式十字迷路試験不安の10のための社会的相互作用試験およびうつ病11の強制水泳試験が含まれています。AD などの神経変性疾患における最も特徴的な症状である認知機能障害と前頭側頭葉認知症12。神経変性疾患13,14,15には、短期記憶、エピソード記憶を含む認知のドメインが受けます。そのため、空間的な学習およびメモリ16のモリス水迷路試験と短期的なメモリ17新規オブジェクト認識テストは、バッテリーに含まれます。これらのテストは、相互に互換性があります。テストの順序は、慣れを最大化してさらにバッテリーの互換性を高めるための干渉を最小限に抑えるために設計されました。以来、各関数が異なる原理と方法に少なくとも 2 つの独立したテストは、テストは、各テストの結果をさらに検証できます。また、神経変性疾患の発症に関する縦断的研究を促進する繰り返されたテストでは、いくつかのテストのプロトコルがハイライトされます。したがって、この行動テスト バッテリーの研究動物の最小数を原価計算しながら神経変性のさまざまな段階で見られる行動の変化の異なるサブドメイン。このバッテリーは、シリカ、職業上の危険の潜在的なリスク要因である経気道曝露後若い成体 (3 ヶ) 男性 C57BL/6 n マウスの行動の変化を評価する縦断的研究で使用されています神経変性18。ただし、他の系統やモデル、高齢マウス、遺伝子改変マウスなど若い C57BL/6 n マウスよりも異なる動作可能性があります。したがって、これらのマウスでこのバッテリーを使用する場合、注意が必要な可能性があります。
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Protocol
ここで説明したすべてのメソッドは、教育および研究 (CULATR)、香港の大学の生きている動物の使用委員会によって承認されています。
1. 一般的なプロトコル
注:このセクションは、執事19に基づいています。
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行動ルームのセットアップ
- 無関係な刺激/気晴らし、行動の部屋で実験装置、臭気、騒音、および他の無関係な動物の直接の明るい光を含むを取り除く (するべき調節可能な約 10 m2照明、好ましくは、持っている、控え室)。
注:マウスは夜行性の動物は、オープン フィールド テスト 15 ルクス照明下なので新規オブジェクト認識テスト、および社会的な相互作用のテストが光から干渉/ストレスを最小化し、テストに焦点を当てる、マウスをヘルプします。 - 録画テスト マウスの視力から、床の上、少なくとも 1.5 m のためのカメラを設定します。
- 無関係な刺激/気晴らし、行動の部屋で実験装置、臭気、騒音、および他の無関係な動物の直接の明るい光を含むを取り除く (するべき調節可能な約 10 m2照明、好ましくは、持っている、控え室)。
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住宅と慣れ
- グループの家 (グループ住宅以上アダルト マウスなど) の観察の下で動物の単位でマウス。
注:ここでは、3 ヶ月歳男性 C57BL/6 n マウスが使用された 1144B ケージ内に収容。病気、負傷、またはひどく重点を置かれたマウスを排除します。飢餓、渇き、またはいじめの経験は、マウスのパフォーマンスに影響可能性があります。 - 変動を減少させるため、行動テストを実施する同じ動物ハンドラーを手配します。処理、輸送を行い、7:00 から 19:00 までの光サイクル時の模型実験可能であれば、薬剤および毒素 (シリカナノ粒子の鼻腔内注入など) またはテストの後、ケージ清掃の管理など、他のすべての処理を手配します。
- 各実験の前に実験者のブラインドに乱数でケージを付け直します。マウスを自分のホームケージで 15 〜 30 分の行動の部屋での実験環境に慣らします。全体の実験中に行動の部屋に家のケージをしてください。
- 実験を開始する前に、最初のマウスの実験条件が残りの部分と同じ装置で nonexperimental C57BL/6 n マウスを置きます。その後、次のように装置をきれい: 尿と糞便をきれいなペーパー タオルで削除、水道水で実験装置をクリーンアップし、その後、70% エタノール スプレー軽くペーパー タオルで装置を拭くことによってマウスが残した臭いをカバーします。
- 実験者による気晴らしを最小限に抑えるためにビデオの録画中に行動の余地を残すまたはモーリス水迷路試験中にカーテンの後ろに滞在する実験者を依頼します。
- グループの家 (グループ住宅以上アダルト マウスなど) の観察の下で動物の単位でマウス。
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行動テスト配置
- 図 1 aに示されている順序で行動のテストを配置します。24 h は、高架式を除いてプラス迷路テストによって間隔をあけられるテストを実行する予定です。
注:全体の手順は、2 週間を必要とするので、急性または短期におけるアプリケーションの前に同様のテストを選択してバッテリーを簡略化します。
注意:2 日間のオープン フィールド テストにより、新規オブジェクトの認識テストの適切な慣れです。テスト強制水泳テスト最後の C57BL/6 n マウスにストレスを引き起こす可能性があります。
- 図 1 aに示されている順序で行動のテストを配置します。24 h は、高架式を除いてプラス迷路テストによって間隔をあけられるテストを実行する予定です。
2. BehavioralTest プロトコル
- オープン フィールド テスト8,18,19,20
- 60 cm (長さ [L]) でオープン フィールド テストを実行 × 40 cm (高さ [H]) した不透明な白いプラスチック アリーナ x 60 cm (幅 [W])。
注:複数のアリーナを使用してテストのスループットを増やすことができます。 - カメラの記録を開始し、その同じ壁に直面して、アリーナの壁の真ん中の横にマウスをそっと。ホームのケージに戻る前に 10 分間マウスの動作を記録します。1.2.4 の手順で説明するように装置をクリーニングします。
注:オープン フィールド テストの開始時点では、アリーナのセンターも可能です。マウスの間で一貫しています。 - すべてのマウスがプロトコルを完了するまでを繰り返します。グループ間のテストの順序を相殺します。
- データ分析を次のとおり実行します。
- アリーナを 4 つ正方形 (架空のグリッド) コンピューターの画面上で 4 つの正方形に分割します。運動機能を評価するためにアリーナ19マウスによって交差する行の数をカウントします。
注:定義両後肢はそれを横切るときに「横断」。この定義は、高架式にも適用されます十字迷路試験。 - 不安の指標として都心で費やされた時間を測定します。中央部は、アリーナの中央に 4 つの正方形です。
注:(両方の前部足、地面から壁や立って前足で)、飼育などの追加パラメーター最初リアとグルーミング、凍結遅延マウスの情動性を示します。 - また、Seibenhener とウー8距離を測定するため、速度、および中央の領域で費やされた時間の詳細に説明されているように追跡ソフトウェアを使用します。
- アリーナを 4 つ正方形 (架空のグリッド) コンピューターの画面上で 4 つの正方形に分割します。運動機能を評価するためにアリーナ19マウスによって交差する行の数をカウントします。
- 60 cm (長さ [L]) でオープン フィールド テストを実行 × 40 cm (高さ [H]) した不透明な白いプラスチック アリーナ x 60 cm (幅 [W])。
- 加速 rotarod テスト18
- 図 1 aで予定通り 3 日間加速 rotarod の訓練薬の任意の治療や病気の毒素/モデリング/発症前にテストし、1 日の運動の機能をテストを実行します。
注:マウスを受け取る訓練の間に 1 日あたりの 3 つの試験とテストします。各試験は、ロッドの回転から始まる、マウスのドロップで終わります。 - 行動の部屋のベンチに rotarod 装置を配置します。機器に直接照明を避けます。4 rpm から始まって、5 分以内 40 rpm の加速装置をプログラムします。
- 各試験は、マシンの壁に直面して、静的な棒上にマウスを置きます。デバイスの起動時にマウスが決済されます。マウスを削除したら、デバイスを停止し、マウスがロッドに費やした時間を記録します。すぐに家のケージに戻るマウス前に別の 2 つの試験を繰り返します。
- 他のマウスの手順を繰り返します。
- 運動機能を推定するためのテスト中に 3 つの試験の棒にかかった平均時間を測定します。
注:トレーニングの 3 日間、ロッドの平均時間は、運動機能のベースラインです。
- 図 1 aで予定通り 3 日間加速 rotarod の訓練薬の任意の治療や病気の毒素/モデリング/発症前にテストし、1 日の運動の機能をテストを実行します。
- 社会的な相互作用をテスト18
- 社会的相互作用のテストでは、2 つの同一の透明な部屋と野外アリーナを使用 (8 cm [L] x 6 cm [W] × 12 cm [H]) 表面に穴と- と接触がなかった同性の少年同種である小説のマウス (ヘルパー)、件名マウス。図 1 bは、プロシージャのスキームを示しています。アリーナと 1.2.4 の手順の説明に従って部屋をきれい。
注:新しいマウスは、件名マウスの littermate またはケージの仲間をすることはできません。グループは建物、健康です。1.2.3 のステップで説明したよう、15 〜 30 分の行動の部屋に新しいマウスを慣らします。 - アリーナの 2 つの反対の壁の真ん中に 2 つの部屋を個別に配置します。2.1.2 の手順に記載されていると 3 分探索の図 1 bに示すようにアリーナに件名マウスをご紹介します。ホームのケージに件名マウスを戻り、アリーナで尿や便を削除します。
- 部屋の 1 つで、ヘルパーを置きます。アリーナに件名マウスを再導入し、3 分後、戻り値の各ホーム檻に両方のマウスを記録します。前述の通り他の件名マウスと手順を繰り返します。
注: ヘルパーの側を相殺またはグループ内でランダムに割り当てること。 - ビデオから tヘルパー/t と空ヘルパー室 (tヘルパー) および空と対話する時間の比を意味するマウスの社会的相互作用の活動を記述するパラメーターの推定 (t空)] のいずれかを使用または認識インデックス tヘルパー/(tヘルパー + t空)。
注:件名マウスと商工会議所の相互作用は、マウスの鼻が商工会議所とそれを指しての 2 cm 以内の場合として定義されます。
- 社会的相互作用のテストでは、2 つの同一の透明な部屋と野外アリーナを使用 (8 cm [L] x 6 cm [W] × 12 cm [H]) 表面に穴と- と接触がなかった同性の少年同種である小説のマウス (ヘルパー)、件名マウス。図 1 bは、プロシージャのスキームを示しています。アリーナと 1.2.4 の手順の説明に従って部屋をきれい。
- 高架プラス迷路テスト 10
- 高架を行うに加えて、すべてのマウスは、オープン フィールド テストでテストした後は、同じ日にテストを迷路します。1.2.4 の手順で説明するように装置をクリーニングします。
注:構成の高架プラス迷路は、「+」の形。2 つの開いている武器 (30 cm × 5 cm × 0.5 cm)、センターのプラットフォームで 2 つの閉じた腕 (30 x 5 x 16 cm) に対して垂直に向かい (5 cm × 5 cm × 0.5 cm)。迷路は、地上から高架の 40 cm です。 - 実験者 (図 1) の反対側にある開かれた腕に直面して、オープンとクローズの腕の接合部にマウスを配置します。マウスを家のケージに戻る前に 5 分の動作を記録します。すべてのマウスをテストまでを繰り返します。
注:オープンの腕にその顔と迷路に入る開かれた腕のマウスの調査を高めることができます。 - マウス ビデオに基づいて (閉じる) 閉鎖の腕の中 (t) を開く開いて腕の中で過ごした時間を測定する: 不安のレベルを示します t開く/tを閉じます。
- 高架を行うに加えて、すべてのマウスは、オープン フィールド テストでテストした後は、同じ日にテストを迷路します。1.2.4 の手順で説明するように装置をクリーニングします。
- 強制水泳テスト11
- 強制水泳テストの装置は、高さ 30 cm、直径 20 cm、円筒タンクです。タンクを埋める (23-25 ° C) 常温の水道水で 15 センチまで。
注:各マウスの新鮮な水を使用します。 - ビデオの録画を開始し、装置の中心部では、水でそっとマウス。赤外光の下でその家のケージに戻ってマウスを置く前に 6 分間のビデオを記録します。
注:溺死または尾をねじることによってマウスを操作不可します。 - 録画したビデオの最後の 5 分における無動時間を測定します。モビリティは、体のバランスをとると頭を水の上を保つために必要なそれら以外の任意の動きを意味します。
- 強制水泳テストの装置は、高さ 30 cm、直径 20 cm、円筒タンクです。タンクを埋める (23-25 ° C) 常温の水道水で 15 センチまで。
- 新規オブジェクト認識テスト17,18
- 慣れ、周知の 1 日と (図 1); のテスト 1 日目の 2 日間を含めて新規オブジェクト認識テストを設定します。各セッションは 1 匹あたり 10 分、intersession 間隔は 24 h。
注:オープン フィールド試験による慣れは、セクション 2.1 で説明されているように実行されます。マウスは、2 つの同一のオブジェクト (古いオブジェクト) 習熟と対話します。テストは、古いオブジェクトと新しいオブジェクトの 1 つを操作するマウス、両方は習熟内のオブジェクトと同じ場所に配置されます。新規オブジェクト認識テストの装置には、野外アリーナと 2 セットのオブジェクトが含まれています。各セットには、2 つの同一のオブジェクト (オブジェクト A と A および B と B のオブジェクト) が含まれています。A と B のオブジェクトがサイズが似ていますが、異なるテクスチャ (ガラス/プラスチック/紙)、形状 (ラウンド/キュービック)、色 (明るい/暗い)。オブジェクトは、臭気無料、10 分以内を探索するマウスの十分な大きさにする必要があります。成体 C57BL/6 n の適切なサイズは 8 cm、直径 5 cm wide/で。 - 習熟とテスト、アリーナの上から 7 cm 側から 5 cm である 2 つのオブジェクトの位置をマークします。
注:マーカーの匂いを避けるために習熟する前に夜に位置をマークします。 - 習熟、マウスは同一のオブジェクトの 1 つのセットと対話します。きれいにアリーナとオブジェクト手順 1.2.4 で分野では、マウスを配置する前に説明した図 1で示すように、壁の中間に直面しています。マウスを家のケージに戻る前に 10 分間記録します。すべてのマウスが終わったら、すべてのケージに戻る動物のユニットまでを繰り返します。
注:相殺するためにバイアスを軽減するため、グループ内での習熟で使用されるオブジェクト (例えば、マウス第 1 と 2 を探るオブジェクト A と A とマウス第 3 と 4 B と B のオブジェクトを探索; この方法で新規オブジェクトは B マウス第 1 と 2 のオブジェクトとオブジェクトのマウス号3 および 4)。 - 習熟後 24 時間テストを実行します。(図 1) の別のセットから 1 つのオブジェクトの 1 つを置き換えますを除いて、習熟と同じ手順を使用します。すべてのマウス テストを実行し、その後、すべてのケージを動物のユニットに戻るまでを繰り返します。
注:相殺するためにバイアスを減少するグループ内の新しいオブジェクトの側面 (例えばオブジェクト A と B、およびマウス第 2 およびオブジェクト B と A を 4 にマウス第 1 と 3 を紹介)。この方法では、新規オブジェクトはマウス第 1、4、右側、左側マウス第 2 と 3 を示しています。ここでは、左側には、アリーナを直面している実験者の左側です。 - 各マウスがテスト段階で映像から別々 に新しいオブジェクト (t新しい) および (t古い) 古いオブジェクトと対話する時間を測定します。動物とオブジェクト間の相互作用は、次の手順 2.3.4 注で説明されます。新規オブジェクトを優先としてマウスのメモリを計算 = t新しい/t古い;t新しいまたは/(t新しい+ t古い)。
注: 1 または t を新しいt新しい/t古い等しい/(t新しい+ t古い) に等しい 0.5 を意味するマウスに新規オブジェクト (すなわち、記憶障害) のための好みがないです。習熟のオブジェクトと対話する時間は、実験のコントロールとして使用できます。合計時間はマウスの探査活動を示し、t左/t右空間的バイアスを示唆しています。
- 慣れ、周知の 1 日と (図 1); のテスト 1 日目の 2 日間を含めて新規オブジェクト認識テストを設定します。各セッションは 1 匹あたり 10 分、intersession 間隔は 24 h。
- モリス水迷路テスト16
- 次のように装置を設定します。
- 行動部屋の中央に水の迷路、(直径 120 cm、深さ 60 cm の)、円形プールを置くし、全体の実験中に同じのまま位置を確保するために迷路の位置をマークします。
- 迷路の中を 4 つの等しい想像上の象限に分割します。各象限は、床の上、迷路の壁から 53 cm 130 cm の中心で (例えば円、正方形、三角形とペンタゴン) の視覚的な手掛かりをハングアップします。
注:迷路とキューする必要があります滞在同じ位置に全体のテストでは、マウスは正確な空間記憶を形作ることができるので。 - 第 4 象限の中心に壁から 25 cm のプラットフォームを置き、位置をマークします。マウスのためのプラットフォームは、直径 10 cm です。
注:位置とプラットフォームの直径は、タスクの難易度を決定します。それがタスクの迷路、またはより大きいプラットフォームは、簡単に壁には近い。 - 水の迷路を詰めて水 (23 ~ 25 ° C の温度、白に着色し、ホワイトニング パウダー ミルク パウダー/食品製不透明) まで水位が 1 cm プラットフォームよりも高い。1.2.3 のステップで示すように、慣れの 15 から 30 分の行動の部屋にマウスを持って来るとマウスを乾燥に使用するケージの上の赤外線の光をオンに。
注:マウスは簡単に上に登ることができるので、白い布と net プラットフォームの上部を覆います。水の上の直接照明がないことを確認します。
- トレーニング フェーズを次のとおり実施します。
- トレーニング フェーズは、5 日間、1 日あたり 4 つの試験です。半ランダムに毎日文学16に示すように開始点を配置します。この努力は、マウスが""テストでカンニングをする最も一般的な方法は、連想記憶を確立することを防ぎます。
- 各試験の初めには、ビデオの録画を開始、ゆっくりマウスを迷路に入れ。
注:落としたりしないでくださいマウス タンクに余分なストレスと見当識障害を引き起こす可能性のあるしっぽをねじる。 - マウスの視界実験者を尋ねるし、ホームおりときに次のいずれかにマウスを取り戻すために戻りますが発生: (i) マウスは 60 でプラットフォームを見つけることができない s;(ii) マウス検索 60 s と滞在内プラットフォームそれに 10 s。(I) 状況では、プラットフォーム上にマウスを置くと、10 の滞在させる実験者を求める s。
注:ポイント (ii) は、マウスは正常にプラットフォームを配置を意味します。 - ビデオを停止し、赤外線の光の下で家のケージに戻ってマウスを置きます。
注:低体温症マウスに重点を置くし、次のテストに影響を与える可能性がありますので、マウスの体温を維持することで彼らのパフォーマンスにとって重要です。 - 別のマウスの手順を繰り返します。
- ビデオに基づいて、レコード正常にマウスそれを現時点まで迷路を入力してから、迷路の中で費やしている期間中は、エスケープの待ち時間は、プラットフォームを検索します。マウスが 10 未満のプラットフォームまたはそこに留まるを見つけられない場合 60 s s、潜脱日あたり平均逃避潜と 60 s. プロットとしてトレーニング日に対して学習曲線をカウントします。
注:潜脱は、10 を含まないプラットフォームに s を使います。
- 手順に従って、プローブ フェーズを実行します。
- 2.7.1 の手順で説明するように装置を設定モリス水迷路試験の 6 日、.、プラットフォームの位置を記録する迷路の写真を撮るし、タンクからプラットフォームを削除します。
- ビデオの録画を開始し、そっと斜めにターゲット作業領域の反対側の象限に迷路にマウスを置きます。
- 1 分のビデオ録画中にマウスの視力のうち滞在する実験者を求めます。その後、実験者迷路マウスを取るし、ホームのケージに戻すがあります。
- 2.7.3.1 の段階で撮影した画像を使用します。任意のプラットフォームの交差の時間を測定する参考のため。ビデオによるとターゲット作業領域 (tターゲット) でマウスの滞在期間を時間します。合計時間は t の合計です。Tターゲット/t合計として設定するとターゲット作業領域を測定します。
- 次のように装置を設定します。
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Representative Results
この行動テスト バッテリーはモーター、気分、認知、神経変性5でよく影響を受けるの包括的かつ有効な行動の分析のために設計されました。このバッテリー 1 ヶ月、2 ヶ月の18のシリカナノ粒子経気道曝露後若い成体 C57BL/6 n マウスの行動の変化の研究に応用しました。結果は、異なる露光時間18後シリカナノ粒子にさらされる C57BL/6 n マウスが様々 な行動の変化を示したことを明らかにしました。簡単に言えば、オープン フィールド テスト (図 2 a) と加速 rotarod テスト (図 2 b) の結果を示したシリカ粒子の露出はの完全な機能を示すマウス歩行や運動機能には影響しなかった他のテストを達成します。シリカナノ粒子 (図 2) に 1 ヶ月間暴露後社会交流活動を受けた。考えると不安や抑うつが社交性を減少しても、我々 はオープン フィールド テスト、高架式十字迷路試験 (図 2 D、E) との任意の併存疾患を示していない (図 2 f)、強制水泳テストのデータを分析しました。1 ヶ月の時点でうつ病の不安も。シリカナノ粒子に 2 ヶ月の露出は、結果高架式十字迷路試験 (図 2 e) によると不安になりました。同様の傾向は、オープン フィールド テスト (図 2 D) で都心期間に示されました。認知障害はモーリス水迷路試験、新規オブジェクト認識テストで 2 ヶ月放置 (図 3) 後も検出されました。プロトコルはモリス水迷路試験の 2 回の試験で異なることに注意してください。追加ランプは、すべてのマウスは常に暖かい保つためにランプの下にとどまったので、2 番目のトライアルで追加されました。したがって、2 つのうち 8 つのマウスになった最初の試験プローブ テストで nonperformers しながら nonperformer は 2 番目のトライアルでは表示されません。
ほとんどのバッテリーでテストを繰り返しテストできるようにプロトコルが調整されます。キーは、テストのモチベーションを維持することです。ようなテスト社会的相互作用試験、新規オブジェクト認識のテスト、および高架十字迷路試験、目新しさによって動機付けられて (すなわち、小説少年ヘルパー、新規オブジェクト、および新規環境それぞれ)。プロトコルで目新しさを維持することによって若い成体 C57BL/6 n は 1 ヶ月後に再度テスト時の一貫性のあるパフォーマンスを示した。我々 のデータによると 2 つの試験で 2 つの異なるヘルパーに導入されたときマウス一貫して示した好み社会的相互作用の空区域によりヘルパーの 10 倍テスト (図 4 a) よりも大きかった。新規オブジェクト認識テストで正常なマウスは新規オブジェクトを古いオブジェクト (図 4 b) 一貫して好ましい。しかし、高架式十字迷路試験で、1 ヶ月後同じ環境で再度テスト探査によって削除半分 (図 4)10。理論的には、若い大人 c57bl/6 マウスでテストできます繰り返しこれらのテスト限り目新しさと、マウスの状態を含む、実験条件は変わりません。私たちの研究室で私たちは、これらのテストのため、毎月を 3 回繰り返しています。注目すべき、モリス水迷路試験はテストできません繰り返し若い成体 C57BL/6 n の同じグループの経験は、繰り返しテスト時のパフォーマンスを著しく妨害すると。我々 のデータによると、マウスまだ記憶にプラットフォーム 1 ヶ月後も正しいと長期の空間記憶を示します。プラットフォームの位置を変更すると、経験豊富なマウスの学習素朴なマウスよりも速く彼らはルールや事前研修 (図 4) から検索戦略を学んでいた。
図 1: 概略図。行動の整理を (A) バッテリーと社会的相互作用のテスト、高架式 (C) (B) の概略プロットをテスト プラス迷路テスト、および (D) 新規オブジェクトの認識をテストします。略語: R = 加速 rotarod テスト;オープン フィールド テスト;EPM = 高架プラス迷路テスト;= 新しいオブジェクト認識テスト;SI = 社会的な相互作用のテスト;MWM = モーリス水迷路試験;FST 強制水泳テストを =。方式でマウスでテストでマウスの開始点を示します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 2: モーターおよび行動テスト バッテリーによって検出される 1 ヶ月または 2 ヶ月のシリカナノ粒子にさらされるマウスの気分で変更します。マウス (AとD)、オープン フィールド試験、(B)、rotarod テスト、(C) 社会的相互作用試験 (E) 高架プラス迷路テストとバッテリーで構成される (F) 強制水泳テスト テストします。N = 8、12、20、各グループが 8、12、または 20 マウスは、各図に示すように、それぞれを意味します。N = 17-20 手段各グループから成っていた 17 マウス 1 月のコントロール グループを除いて、20 マウスをしていた。A D、およびEのパネル、データ各時点でコントロールする正規化された最初と、2 スチューデントの両側tを行った-テストします。パネルBのデータは、反復測定によって分析された二元。CとFパネル内のデータを行った 2 スチューデントの両側t-テストします。意味 ±S.E.M。 すべてのデータが表示されます * と * * * p < 0.05 と 0.0001、をそれぞれ意味します。これらのデータは、あなたら18によって以前に公開されています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 3: 1 ヶ月または 2 ヶ月のシリカナノ粒子にさらされた後の認知の変化します。(A) 用シリカナノ粒子 1 ヶ月または (E) 2 ヶ月間、新規オブジェクト認識によって検出されたテストにさらされた後、マウスの認知の変化。マウスの認知 (B ・ D) のシリカナノ粒子にさらされた後 1 ヶ月または変更 (F ・ H) 2 ヶ月モリス水迷路試験によって検出します。マウスは、新規オブジェクトの認識テストで繰り返しテストされました。マウスの別のバッチは、異なる時点でモーリス水迷路試験でテストされました。N = 6、8、12、20、各グループは 6、8、12、または 20 マウスは、各図に示すように、それぞれを意味します。A、 C、 D、 E G、およびHのパネル、データ 2 スチューデントの両側tで行った-テストします。BとFパネル内のデータは反復測定によって分析された二元。意味 ±S.E.M。 すべてのデータが表示されます * p < 0.05 を意味します。これらのデータは、あなたら18によって以前に公開されています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 4: 代表的なデータをテストします。十字迷路試験 (A) 社会的な相互作用のテスト、(B) 新規オブジェクト認識テスト、および高架式 (C) を含む、テストの代表的なデータ素朴なマウス (試験 1) でテストし、テストを繰り返し、マウス (試験 2) の同じバッチ内.(D) モリス水迷路の代表的なデータは、テストを繰り返し、テストします。この図では、18をあなたらからを変更されています。すべてのデータを意味 ±S.E.M。 ようと独立スチューデントのtの分析-テスト。P < 0.001、試験 1 と比較して。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
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Discussion
マウスの行動解析神経変性研究にとって重要です。認知機能は、神経変性疾患の影響を受ける挙動の影響を最も受けやすいドメインではしばしば、うつ病や不安などの気分障害は多くの場合併発です。また、運動機能しばしば新規オブジェクト認識テスト、高架プラス迷路テストと社会的相互作用のテストなどのいくつかのテストの結果の解釈に影響します。これらの考えを基に、包括的な行動テスト バッテリーの動作の全体的な評価に必要です。
最初のステップは、適切なテストを選んでいます。我々 は含まれてよく受け入れられ、古典的なテスト、すなわちオープン フィールド テストと運動機能のための rotarod テスト、高架プラス迷路テスト不安のため、うつ病のため強制水泳テスト、社会性、社会的相互作用試験とモリス水迷路テストおよび新規オブジェクト認識、認知をテストします。すなわち、オープン フィールド テスト、高架プラス テスト、およびダーク/ライト ボックス テスト不安の 3 つの古典的なテストがあります。すべてのこれらのテストは、新奇環境について生来の好奇心と開いて、管理者特権、または明るく照らされたフィールドへの嫌悪感との間の競合を悪用します。したがって、マウスが電気ショック、捕食者臭などの有害な刺激によって調整されていません。ただし、豊富な研究は、これらのテストはある単一研究室21内であっても、intertest 信頼性の低下を明らかにしました。我々 はオープン フィールド テストを使用し、高架式十字迷路試験最短時間でマウスの不安を分析します。オープン フィールド テスト歩行機能に加えて不安様行動を調べ、また新規オブジェクト認識テストと社会的相互作用のテストの慣れです。我々 は、確立されたパラダイムだから、高架プラス迷路テストを選んだ。それは優秀な顔の妥当性 (マウスの行動と患者の症状の現象学的類似性)、構成概念妥当性 (テストが基になっている理論的前提を反射度合い) と予測的妥当性 (の精度人間にそれらを翻訳するとき、テストの結果)10。不安は、優先順位は、研究者は、ダーク/ライト ボックス テストより多くのパラメーターでこれらのテストの動作を網羅的に解析周波数を飼育などストレッチ-出席する動作、および排便21など考慮するかもしれない。第二に、これらのテストの結果を簡単にすることができますテストの動機が明確なので、解釈、いずれかの目新しさに生来の好奇心や水、制御可能な状態で単純なタスクを実行します。飢餓やトレーニングは、マウスの動機の異なったレベルを引き起こす可能性がありますとは異なり動機のこれらの種類がタスクを実行する C57 マウスのほとんどのために十分に強い。第三に、これらのテストでは、モチベーションのような電気ショックや食品/水剥奪を引き起こす可能性があります長期的または永久的なストレスの原因にもストレスではありませんので、お互いと良い互換性があります。強制水泳テスト尾サスペンション テストを含む、絶望のテストは、マウスが絶望的な環境に閉じ込められたときの苦労を与える原理を利用します。「絶望の時間」を測定することによりテストに落ち込んでマウスが言います。C57BL/6 n マウス通常表示 180 300 から不動の s s これらのテスト11,22。比較的少ないストレスの多いとき、マウスは水の経験を持っているので強制水泳テスト尾サスペンション テストしましたトレーニングの迷路。このように、彼らは水に適応しているし、濡れる後低体温症を防ぐために方法を知っています。対照的に、我々 は尾懸濁液テストの後、一晩中大きなストレスを示す 2 g 程度の体重減少を観察しました。しかし、強制水泳テストのテストを繰り返し行う、慎重に行う必要があります、マウスの任意のさらなる実験/犠牲の前に 24 時間よりも長い時間を回復する必要があります。また、科学者たちは、ショ糖の好みテスト バッテリーでうつ病のような応力誘起無快感幅広くパラダイムを含む検討すること。ただし、このテストのプロトコルは、他のテストの結果に影響を与える刺激があります個々 の住宅23慣れの日を要求します。最後に、テストは合理的なスループット行わここ。すべてのテストは 10 分/マウス内で終えることができます。野外アリーナ、rotarod テストでチャンネル、強制水泳テストでタンクと尾懸濁液テストの車線などの機器の量を増やすときは、スループットも増加します。モーリス水迷路試験で、複数のマウスを同時にテストすることが困難で、各試験のみ 60 ~ 75 s がかかります。
行動テスト バッテリーを適用している間最も重要な関心事は、テストと頻繁な取扱いによる応力間の干渉です。これらの問題の影響は、さらに順序およびテストの間隔を最適化することによって最小化できます。それは常識行動テストの順序からする必要がありますマウスに最もストレスの多い、このバッテリーのいくつかのテストを少なくとも次のテストのための順化として使用できます、パフォーマンスの安定性が向上します。たとえば、高架式を実行することに加えて、次のオープン フィールド テスト迷路テスト増加腕が開いて10の探査。その上、マウス オープン フィールド試験、新規オブジェクト認識テストと社会的相互作用試験の順序で、テストするときは、環境と行動の部屋、オープン フィールド、およびオブジェクトを含む、タスクに彼らを慣らすと徐々 に。したがって、マウス、マニフェストの新奇7,24,25、新規オブジェクト/個人、異常に低いとの相互作用を示すことを意味し、タスクにすべて適切に焦点を当てたがちです。この配置は、生来の好奇心が動機テストのデータの変動を減少します。モリス水迷路試験および強制水泳テストには強い動機があります。したがって、マウスはテストの経験によって影響を受ける可能性はありません。頻繁に輸送全体の手順中に処理は、このように動物の適正な取扱いと十分な慣れを必要とする別のストレスの源です。マウスは、これらストレス26,27,28のストレスから回復できるようにバッテリー テストの間隔が少なくとも 24 時間をする必要があることをお勧めします。ただし、29日あたり複数のテストでマウスをテスト他の研究があります。
もう一つ懸念の動作の繰り返しテスト以前の経験の影響であります。運動機能解析におけるオープン フィールド テストと rotarod テストの加速を繰り返し使用できます。動機が小説を新しい実験環境、オブジェクトのペアを意味する、各裁判で繰り返し高架プラス迷路試験、新規オブジェクト認識テストと社会的相互作用のテストを含む、目新しさやる気のテストを利用できます。、またはヘルパー、それぞれ。代表的なデータのように、その C57BL/6 n マウスがモーリス水迷路試験の古典的なプロトコルで繰り返し訓練もできません経験から検索戦略を思い出したよう。
このバッテリーは、動作の複数ドメインを評価します。この方法でいくつかのテストの結果は他のデータ解釈のための参照をすることができます。図 1に代表的なデータで 1 ヶ月シリカ粒子へ暴露したマウスは社会的相互作用の活動の減少を示したうつ病や不安の表現型または運動機能赤字の結果があることができます。ただし、モーター機能と不安のテストの結果は、社会的相互作用の低下が主なない後続を示されます。また、このバッテリーには、別の感度と、使用行動、同じドメインの別のテストが含まれています。これらのテストで一貫した傾向/結果は、バッテリの信頼性を高めます。ただし、この配置には、プロシージャ全体の余分な時間がかかります。1 ヶ月未満は、短期的な実験は、このバッテリーの簡略化されたバージョンを使用してください。
この行動テスト バッテリーは画面の神経変性疾患の遺伝的または環境危険因子への曝露後のさまざまな段階に示す行動の表現型に設計されています。したがって、このプロトコルには、各テストの本質的な読み出しのみ一覧表示されます。それが注目される、各行動テスト情報の負荷を提供することしたがって、ユーザーは、さらに調査するためのプロトコルを展開できます。たとえば、グルーミング、飼育、排便、オープン フィールドでの接触など自発情動8を明らかにします。これらの行動特徴高架式十字迷路試験も不安10、21の指標をすることができます。Rotarod テスト研究運動がマウスを学習に環境リスク要因30モデリング/病気の発症/露出後訓練されます。社会的相互作用のテストも社交性テスト9後 2 番目の新しいヘルパーを導入することで社会のメモリを勉強できます。したがって、バッテリーの膨張は、研究の別の優先順位に合わせてカスタマイズできます。しかし、このバッテリーは時間制限のため若い成体 C57BL/6 n でのみテストされています。他の株や高齢の c57bl/6 マウスのパフォーマンスの基準値は異なる場合があります。さらに、トランスジェニック神経変性マウス モデルはハイポや多動などの行動の赤字を示すことがあります。したがって、彼らは新規オブジェクト認識テストなどの低刺激のテストに適したかもしれません。そのため、さらに最適化する必要がありますこれらのマウスの行動の評価に必要です。
結論としては、このバッテリーの神経変性の説得力のある、包括的な行動分析 C57 マウスひずみことができます。潜在的な危険因子/神経毒や長期投与やテストを繰り返し行うよくある医薬品開発の毒性の縦断研究の神経変性疾患関連に最適です。
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Disclosures
著者が明らかに何もありません。
Acknowledgments
著者は、博士コーラ SW ライの香港大学、融資高架プラス迷路試験、rotarod 試験装置を融資のため香港の大学から麻酔科の医歯薬学総合学校をありがとうございます。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| chambers in social interaction test | home made | (8 cm (L) x 6 cm (W) x 12 cm (H)), transparant with holes, plastic | |
| cylindrical tanks used in forced swimming test | home made | 30 cm height, 20 cm diameters, glass | |
| elevated plus maze | home made | open arms (30 cm x 5 cm x 0.5 cm) ,closed arms (30 cm x 5 cm x 16 cm), center platform (5 cm x 5 cm x 0.5 cm), 40 cm tall. Plastic, nontransparant | |
| IITC Roto-Rod Apparatus | IITC life science Inc. | 755, series 8 | |
| open field arena | home made | 60 cm (L) x 60 cm (W) x 40 cm (H), plastic, nontransparant | |
| water maze | home made | 120 cm in diameter, 60 cm deep, steel |
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