Summary
여기에서, 우리는 몇몇 신경장애 및 질병에서 손상되는 것으로 알려져 있는 마우스에 있는 둥지 건물 행동을 정량화하는 프로토콜을 제시합니다. 이 프로토콜은 4개의 자료의 유용성을 검토하고 채점에서 평가자 계약을 정량화하여 분석의 유효성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기회를 제공합니다.
Abstract
둥지 건물은 실험실 환경에서 제기 하는 경우에 남성과 여성 설치류에 타고난 행동. 이와 같이, 많은 연구원은 설치류 합성 및/또는 천연 재료 (예 : 꼬기, 조직, 면, 종이 및 건초)를 전반적인 웰빙의 척도로 제공하고 인식의 가능한 감소를 예측하는 보조 평가로 제공합니다. 일반적으로 둥지를 만들지 못하는 것과 같은 중첩 동작의 변경은 건강 또는 복지의 변화를 나타냅니다. 또한, 중첩 동작은 많은 환경 및 생리적 문제뿐만 아니라 많은 유전 적 돌연변이가 근본적인 병리학 적 질병 상태에 민감하다. 다음 프로토콜은 네 가지 유형의 중첩 재료의 사용을 탐색하는 중첩 동작 패러다임을 설명합니다. 또한 이 프로토콜은 등급 간 상관 관계를 활용하여 면 사각형, 용지 꼬임 및 연약한 코브와 같은 다른 일반적인 중첩 재료에 비해 파쇄된 종이로 둥지를 구성할 때 평가자 간 신뢰도가 높다는 것을 보여줍니다. 침구. 이 분석법에 대한 선택된 방법론 및 통계적 고려사항(즉, 계급 내 상관관계)은 마우스의 삶의 질을 평가하는 실험을 수행하는 사람들에게 관심이 있을 수 있다.
Introduction
둥지 건물은 조류, 물고기, 설치류 및 큰 유인원과 같은 많은 동물에서 타고난 행동이며, 감소 된 복지와 장애를 특징으로하는 신경 질환 및 장애의 연구에서 잠재적 인 유용성에 대한 더 많은 관심을 끌고있습니다. 일상 생활활동 1. 쥐, 남성과 여성 모두, 생식 목적을 위해 비슷한 크기의 둥지를 구축, 열 보존, 및 쉼터; 더 중요한 것은, 그들은 실험실 설정2에서제기 된 경우에도 그렇게 계속 . 헤스, 페트로비치, 굿윈3는 생물학적으로 적합한 자극이 중첩과 같은 생물학적으로 적합한 행동을 유도하는 데 가장 중요하다고 주장한다. 그러나 건초, 대마, 면꼬기, 종이 스트립, 면 치과공 및 압착 면 사각형과 같은 다양한 천연 및 인공 재료가 둥지 건물 동작을 평가하는 데 사용되어 왔습니다2. 이러한 중첩 동작의 변경(즉, 제공된 자료에서 둥지를 만들지 못)은 일반적으로 건강 또는 복지의 변화를 나타냅니다. 대부분의 경우, 둥지 건물의 부족은 복지에 부정적인 영향을 미치는 몇 가지 요인에 기인한다. 마우스에서 둥지 건물의 품질을 모두 효과적으로 감소시킨 이러한 예는 온도 극단을 포함한다; 고통스러운 자극; 유도 된 질병 및 감염; 유전 돌연변이; 내측 전경련 부위, 중격 및해마의뇌 병변4,5,6.
알츠하이머병은 뇌 조직의 손실, 세포외 아밀로이드-β 플라크의 축적, 및 세포내 신경섬유 성 엉킴이 형성된 과인성 미세관과 관련된 진행성 신경 퇴행성 질환입니다. 단백질, 타우7. 또한, 알츠하이머 병은 특히 학습 및 기억력의 결핍과 일상 생활의 활동 장애가 특징입니다. 생쥐에서, 일상 생활의 활동은 일반적으로 circadian 바퀴 실행을 통해 검사8,9,10,11,비록 새로운 대안, 둥지 등, 인기에서 성장 하 고 있다. 중첩은 알츠하이머 병의 위험 요소 및 / 또는 원인으로 확인 된 조작 (예 : 유전 적 돌연변이, 환경 스트레스 요인)에 민감한 것으로 나타났습니다. 이와 같이, 중첩은 알츠하이머 병의 이러한 특성을 모델링하는 많은 마우스 균주에서 추가 또는 상보적 분석법으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 집사 및 동료12스웨덴 아밀로이드 전구체 단백질 (APPswe) 및 프레세닐린 1 (PS1) 유전자 돌연변이와 Tg2576 마우스의 둥지 건물을 측정. 그룹 수용 Tg2576 마우스에 의해 건설 된 둥지의 품질은 나이의 3- 12 개월 모두에서 야생 형 제어보다 훨씬 더 나빴다. 이러한 발견과 일치하여, Filali et al.13은 1-5의 척도로 평가된 바와 같이 상당히 가난한 둥지를 지은 5 x 5 cm 면의 두 조각을 주어 APPswe/PS1 수컷 마우스를 싱어큐어했다고 보고했다(1 = 네슬렛이 만지지 않음, 5 = 거의 완벽한 둥지). 형질전환 마우스는 야생형에 비해 6개월, 9개월, 12개월에 더 나쁜 둥지를 꾸준히 구축했으며, 경우에 따라 Appswe/PS1 마우스는 제공된 면화에서 둥지를 완전히 구축하지 못했습니다.
우리 실험실의 이전 연구는 야생 형 C57BL / 6J 마우스가 CRND8 및 CRND8 / E4 마우스9에비해 면 사각형에서 훨씬 더 나은 둥지를 구축한다는 것을 입증했다. 그러나, 압착 된 면 사각형을 사용하는 실험의 대부분은 가변적 인 것으로 보이며, 야생 형 마우스는 중첩2에서매우 낮은 점수를 나타낼 것으로 예상되는 형질 전환 마우스에 비해 예상 된 높은 점수를 보여주지 못하며 부분적으로 이어질 수 있습니다. 추정 매개 변수(즉, 평균 차이)와 통계적 유의성의 차이 부족. 차이의 부족은 부분적으로 마우스의 부적당한 노화 또는 중첩을 위해 할당된 시간 때문일 지도 모릅니다. 또는 중첩 물질은 추가적인 도전이 될 수 있으며, 이는 마우스 변형과 상호 작용할 수 있는 재료의 양과 유형에 대한 연구자의 방법론적 선호도로 인해 더 많은 변동성을 초래할 수 있습니다. 예를 들어, 로빈슨-Junker 및동료(14)는 C3H/HeNCrl 마우스 및 BALB/cAnNCrl 마우스에 서로 다른 크기의 가공 또는 미처리 침구 재료(즉, 작거나 큰 조각)를 제공했으며, 이는 각각 가난하고 강합니다. 둥지 빌더. 처리되지 않은 침구를 제공 하면, C3H 마우스 는 덜 복잡 구축, 아직 BALB/c 마우스의 그것에 비해 품질 둥지에서 유사. 마찬가지로, 마틴과 동료15 사슴 쥐에 주어진 다른 둥지 재료의 둥지 복잡성을 비교, 독특한 진화 적 차이가 Mus musculus 종의 먼 친척 (즉, 나무에 잠복 할 가능성이 더 높습니다 및 언더브러쉬는 포로생활에서 더 활발하지만, 일반적인 실험실 마우스와 유사한 축산관리를 받고 임의의 연질, 섬유질물질16,17,18에서둥지를 구축한다. 홈 케이지에 새끼를 가진 암컷과 브리더는 수컷보다 더 복잡한 둥지를 건설하고, 저자는 이러한 행동 차이는 사슴 마우스(15)에서프로게스테론 농도의 관련 변화에 기인 할 수 있음을 시사한다. 더 중요한 것은, 마우스는 갈색 종이로 구성된 더 복잡한 둥지를 지었으며, 그 다음에면 사각형과 면 실린더가 뒤따랐고, 가장 복잡한 둥지는 백지와 분산된 미니 코튼 사각형으로 지어졌습니다.
중첩의 인기가 높아지고 있음에도 불구하고 과학적으로 타당하고 비용 효율적이며 시간에 민감한 관행에 대한 고려 사항은 최소한으로 논의됩니다. 앞서 언급한 방법론및 경제적 과제를 감안할 때, 이 프로토콜은 면 사각형, 종이 꼬임, 파쇄된 종이 및 처리된 침구 등 다양한 중첩 재료의 유용성을 중첩 동작에서 조사합니다. 구체적으로, 우리는 중첩 품질에 있는 물자 상호 작용에 의하여 어떤 잠재적인 유전자형을 조사하기 위하여 나이 든 C57BL/6J 야생형 통제 및 알츠하이머 병 APOE e4 마우스 둘 다에 모든 중첩 물자를 제공했습니다. 또한, 이 실험은 서로 다른 재료로 구성된 둥지의 평가자 간 신뢰성을 평가하기 위해 노력했습니다. 종합하면, 이 프로토콜은 중첩 분석의 유효성과 신뢰성을 개선하기 위한 의도로, 둥지 품질 및 득점자 계약의 관점에서 이 샘플에서 하나의 중첩 재료(파쇄된 종이)의 우수성을 보여줍니다.
Protocol
모든 절차는 조지 메이슨 대학 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었으며 실험실 동물 관리의 평가 및 인증에 의해 규정 된 지침에 따라.
1. 평가 전 동물 및 고려 사항
- 이 프로토콜의 경우, 성인, 9-12개월 된 C57BL/6J(n=10) (스톡 # 000664) 야생형 마우스 및 APOE e4 마우스(n=11)를 헤미소지고스 J20(스톡 #006293) x 동질구스 APOE e4(재고 #012307) 크로스를 사용한다.
- 하우징 룸에서, 적절한 농축을 가진 동성의 리터메이트를 가진 그룹 하우스 마우스(예를 들어, 이 프로토콜의 경우, 마우스는 러닝 휠, 이글루 및 작은 나일론 츄 토이를 제공하였다). 그룹 하우스 4 - 6 암컷 마우스, 및 4 수컷을 356 mm L x 485 mm W x 218 mm H 홈 케이지.
참고: 연구원은 마우스가 중첩 시험 후에 재도입될 때 케이지 메이트 침략을 피하기 위하여 중첩 전후전략을 실행하는 것을 고려할 수 있습니다. 이러한 전략은 행동 시험, 연구원 및 축산 직원19,분리 및 개별적으로 주택 공격적인 마우스를 처리하는 동안 취급하는 마우스를 더 잘 적응시키기 위하여 행동 시험 의 앞에 매일 취급을 포함할 수 있습니다, 또는 케이지 내 싸움의 중증도에 따라홈케이지(20)의마우스 수를 줄이거나, 관찰된상처(21)등
2. 방 및 중첩 설정
- 각 마우스가 4개의 시험(평가판당 1개)을 완료해야 합니다. 순서 효과를 피하기 위해 각 마우스에 대한 중첩 재질의 순서를 임의화합니다.
- 별도의 테스트 룸에서 케이지를 준비합니다. 환경 조건(예: 22.2 – 22.3°C, 습도 45-47%, 오전 9:00 – 오후 9:00)을 기록하여 시험 전반에 걸쳐 일관되고 하우징 룸과 동일합니다. 음식과 물 광고 libitum을제공합니다.
- 각 마우스에 임의 식별(ID) 번호 또는 문자를 할당합니다. 임의 식별자 카드를 29.2 x 18.4cm 케이지에 부착합니다.
- 원래 동물 ID/태그 및 기타 필요한 신분증을 식민지 기록에 기록하여 조수 및 축산 직원이 조건에 눈이 멀지 않도록 합니다.
- 야생형 및 형질전환 마우스가 부적절하게 분리되지 않도록 시험실에서 무작위로 케이지 배치를 주문합니다(즉, 방 의 반대편, 별도의 선반 등).
- 케이지 의 바닥을 충분히 덮어 중첩 재료를 준비합니다. 정사각형, 트위스트, 파쇄된 종이 시험에 는 옥수수 침구의 약 100g의 건조 중량과 소프트 코브 시험을 위한 소프트 코브 침구약 100g을 사용하십시오.
- 비커를 사용하여 중첩 재료를 분산시키는 경우 비커를 100mL 이하의 옥수수 침구 또는 부드러운 코브 침구로 채웁니다.
- 마우스를 케이지에 도입하기 전에 순서대로 첫 번째 중첩 재질을 배치합니다. 이 프로토콜은 (1) 단일 압착 면 사각형, (2) 단일 용지 트위스트, (3) 소프트 코브 침구 100g (즉, 추가 침구 또는 중첩 재료 추가 없음), 그리고 (4) 2.5 g의 깨끗한 (잉크 없음), 5 - 7cm 스트립으로 잘라 낸 흰색 프린터 용지를 활용합니다. 그림 1(기준선)에 표시된 대로 중첩 재질을 분산합니다.
그림 1: 각 재질에 대한 케이지 설정. 모든 마우스는 총 4개의 시험을 위한 물자의 각 모형을 가진 1개의 예심을 완료했습니다. 옥수수 침구는 종이 트위스트, 압착 면 사각형, 파쇄 된 종이를 포함하는 케이지의 전체 바닥을 줄 지어. 부드러운 코브 침구는 쥐가 옥수수에서 작은 면 사각형을 분리하도록 장려하기 위해 케이지에 고르게 분산되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
3. 네스팅 트라이얼
- 라이트 사이클이 시작될 때 같은 시간에 첫 번째 중첩 시험을 시작합니다(예: 오전 9:00).
- 쥐가 들어있는 홈케이지를 시험실로 가져온다. 홈케이지에서 각 마우스를 제거하고 케이지에 이미 배치된 재질로 지정된 중첩 케이지에 놓습니다. 홈케이지를 하우징 룸으로 되돌려 놓습니다.
- 마우스가 방해받지 않고 24시간 동안 1회 시험을 완료하도록 허용하십시오.
- 첫 번째 시험이 시작된 후 24 시간, 시험실로 돌아갑니다.
- 케이지 뚜껑을 조심스럽게 제거하고 각 마우스의 둥지를 사진으로 촬영하여 사진에 할당된 ID를 캡처하고 케이지 외부의 재료 모양을 최소화합니다.
참고: 마우스가 새장에서 마우스를 제거하기 전에 중첩에서 벗어날 때까지 기다립니다. 마우스가 케이지에 있지만 둥지에서 벗어난 상태에서 둥지를 촬영하는 것이 좋습니다. 촬영 전에 케이지에서 마우스를 제거하려고 하면 마우스가 깜짝 놀랄 수 있으므로 마우스를 위로 이동하여 중첩 된 재료를 분산시킬 수 있습니다. - 중첩 케이지에서 마우스를 부드럽게 제거하고 임시 케이지에 놓습니다. 침구 및 중첩 재료를 폐기하고 침구를 교체하고 순서대로 다음 중첩 재료를 제공하고 마우스를 중첩 케이지로 반환합니다.
- 필요에 따라 4번의 시험 모두에 대한 점수를 얻으려면 계속 반복하십시오. 연구원은이 프로토콜에서 논의 된 대체 자료를 사용하는 데 관심이있을 수 있지만 파쇄 된 논문과 그에 수반되는 점수 기준을 사용하는 것이 좋습니다.
- 모든 시험이 완료되면, 그들의 홈 케이지에 마우스를 반환합니다. 잠재적인 공격적인 행동에 대 한 마우스를 관찰. 침략은 오래된 야생형 남성에서 생길 수 있습니다.
참고: 이 프로토콜의 목적을 위해, 마우스는 대략 9-12 달에 한 번 시험되었습니다. 중첩은 여러 연령대에서 수행되어야한다 (즉, 이전 나이에, 선택된 변형에 의존, 현상학적 특성의 발병 전에) 시간이 지남에 따라 중첩 용량의 감소를 문서화하고 신경 변성의 가능성이 원인 역할을 입증.
4. 평가자 간 신뢰성 평가 및 평가
- 각 중첩 자료에 대한 기준 이미지를 연구에 눈이 먼 2명 이상에게 제공합니다. 필수는 아니지만 득점선수가 중첩 의 개념에 익숙한지 확인하십시오. 점수를 훈련할 때, 일련의 예제 중첩(예: 파쇄된 용지의 경우 그림 2)을 제공하여 점수자를 각 유형의 재료(해당하는 경우) 및 채점 기준에 익숙해지게 합니다.
- 다음 척도 정보(집사, 2006년)를 사용하여 각 둥지를 1 -5의 척도로 평가합니다. 파쇄된 용지를 사용한 점수 매기기 예는 그림 2를 참조하십시오.
- 파쇄 된 종이 또는 작은 사각형이 케이지 전체에 흩어져 있거나 면 사각형이나 트위스트가 그대로 남아있을 때 1 점수를 할당합니다.
- 재료의 일부가 둥지로 건설 될 때 2의 점수를 할당하지만, 재료의 50 % 이상이 둥지 건설에 사용되지 않았다 (즉, 흩어져 남아 있거나 원래 재료의 대부분은 그대로 남아);
- 눈에 띄는 둥지가 구성될 때 3점을 할당하지만, 여러 조각이 여전히 흩어져 있습니다.
- 거의 모든 재료가 둥지에 사용되었을 때 4의 점수를 할당하지만, 재료의 몇 조각이 흩어져 남아 있거나 둥지 근처에 있었다;
- 모든 재질이 식별 가능한 둥지를 만드는 데 사용되었을 때 점수를 5로 지정합니다.
참고: 득점선수는 채점 절차 중 피로와 편견을 피하기 위해 휴식을 취하고 기준 사진을 다시 방문해야 합니다. 득점선수는 편견을 피하기 위해 서로 점수를 논의해서는 안됩니다. 점수가 완료된 후 점수를 논의하거나 점수를 변경하기 위해 추가 논의가 필요한 경우 점수를 변경해야 하며, 이는 잠재적으로 클래스 내 상관 관계(ICC)와 관련된 문제를 해결할 수 있습니다. 클래스 내 상관 관계는 섹션 4.2에 나열된 단계를 사용하여 수행됩니다.
도 2: 파쇄된 용지에 대한 기준을 사용하여, 바람직한 재료의 채점예. 왼쪽에서 오른쪽으로: 1 – 파쇄 된 종이는 손길이 닿지 않은 채로 남아 있었다. 2 – 종이의 일부는 둥지로 지어졌지만 조각의 대부분은 흩어져 남아 있었다; 3 – 눈에 띄는 둥지가 건설되었다, 하지만 여러 조각은 여전히 흩어져 있었다; 4 – 대부분의 조각은 둥지에 사용되었지만, 일부 조각은 둥지 근처에 흩어져 있었다; 5 - 모든 조각은 둥지를 만드는 데 사용되었다. 사진에서 동물의 할당된 번호는 눈이 멀지 않도록 표시됩니다. 카드의 색상은 무작위입니다. 연구원은 마우스를 놀라게 하지 않도록 케이지에 남아 마우스를 허용 해야 합니다., 잠재적으로 둥지를 분산 수 있는. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
- 각 자료에 대한 각 점수의 점수가 별도의 열에 있도록 점수를 수집하고 입력하고 데이터 파일을 포맷합니다.
참고 : 보충 파일 1을사용하는 경우이 분석을위한 코딩 스크립트는 무료 오픈 소스 소프트웨어 (예 : RStudio의 irr 패키지)22,23이필요합니다. 스크립트는 클래스 내 상관 관계(ICC)를 수행하기 위해 헤더 및 주제 변수(즉, 위쪽 행 및 동물 아이디)를 제거합니다. 스크립트를 실행하여 양방향 계약을 수행하고 코드의 경계 된 섹션을 강조하고 Ctrl +Enter 또는 Command +Enter를 누르고 ICC를 평균화합니다. - ICC를 기존 기준24,25,26과비교합니다. 일반적으로 0.80 이상의 ICC 값은 강력한 평가자 간 신뢰성에 해당하며, 점수는 지정된 시점에서 평균화될 수있습니다(보충 파일 2).
- 처음으로 점수를 매기는 사람들에게 관심이 있을 수 있는 평가내 신뢰성에 대해 동일한 ICC 기준을 사용합니다.
주의: 득점선수는 초기 평가 후 1주일 이내에 동일한 사진의 둥지를 득점해야 합니다. ICC가 낮을 때 데이터를 평균화하면 데이터를 왜곡하거나 null 결과를 생성할 수 있기 때문에 주의해서 진행합니다. ICC 값이 낮은 경우, (1) 득점자를위한 추가 교육이 필요할 수 있습니다, (2) 득점자는 둥지 점수에 대한 자신의 추론을 논의해야 할 수 있습니다, (3) 다른 독립적 인 검토자는 점수에 대한 판단 전화를 할 필요가있을 수 있습니다, 또는 (4) 내 평가자 신뢰성을 평가해야 할 수도 있습니다. 평가자 내 신뢰성이 좋지 않으면 추가 교육이나 다른 득점자가 필요할 수 있습니다.
5. 통계적 고려 사항
- 통계 분석을 적절히 수행합니다. 정규성 가정을 위반하지 않지만 각 마우스에 대해 여러 재질을 사용하는 데이터의 경우(즉, 피사체 내 효과) 분산(ANOVA)을 혼합분석합니다.
- 추가 파일로 제공되는 코드를 사용하는 경우 스크립트27,28,29,30에지정된 추가 추가 추가 패키지를 다운로드하십시오.
- 제공된 스크립트를 사용하여 혼합 ANOVA를 수행하는 경우 스크립트를 실행하여 광범위한 데이터 파일을 긴 형식으로 변환합니다(예: 열 간에 반복되는 변수 대신 셀을 행에서 반복하도록 변환). 이 원고에는 데이터 파일을 와이드 포맷에서 긴 형식으로 변환하는 방법을 보여 주는 예제 데이터 파일이 포함되어 있습니다.
- 스크립트에 지정된 대로 혼합 ANOVA를 수행합니다. Mauchly의 구형 시험을 위반한 경우 온실 가이저 보정과 같은 수정 요소를 구현합니다.
- 코딩 스크립트에 명시된 대로 2개 이상의 레벨이 있는 요인 간의 차이점을 검사하기 위해 필요한 사후 테스트를 수행합니다. 이 예제에서는 본페로니 사후 테스트를 수행하여 다양한 유형의 중첩 재료를 비교합니다.
참고: 하나의 중첩 재질만 사용하는 경우 주제 내 요소를 통합하지 마십시오. 그러나 여러 시점에서 데이터를 수집하는 경우 이러한 반복 측정값을 마치 주체 내 의 수준 요소인 것처럼 통합합니다.
참고 : 어떤 경우에는 야생 형 마우스가 완벽한 점수를 가질 수 있으므로 천장 효과를 나타내며 비 정규 분포2로이어집니다. 데이터를 분석할 때 적절한 통계 테스트(예: 중앙 경향 및 분산의 대체 측정이 있는 비모수 테스트), 정규화 방법 또는 강력한 접근 방식(반복 측정을 위한 혼합 효과 모델링)을 고려합니다.
Representative Results
야생형 및 APOE e4 마우스에 제공된 4개의 상이한 중첩 물질로부터의 결과는 다음과 같이 설명한다. 기존 기준에 따라, ICC는 네 개의 중첩 재료 (파쇄 된 종이 ICC = 0.94; 사각형 ICC = 0.91; 침구 ICC = 0.87; 트위스트 ICC = 0.87)에 대한 세 가지 코더 사이에 강력한 합의를 보였다; 따라서 제공된 각 자료에 대해 단일 점수를 만들기 위해 세 개의 점수를 함께 평균화했습니다. 2 x 4 혼합 ANOVA는 유전자형, F(1, 19) = 31.30, p < 0.01, θp2 = 0.62의 유의한 주요 효과를 산출하였다. 제공된 4개의 물자 모두에 걸쳐, 야생형 마우스는 APOE e4 마우스(1.98±0.16)에 비해 둥지 품질(3.18±0.20)에서 더 높은 점수를 받았다. 또한, 혼합 된 ANOVA는 재료의 상당한 주요 효과를 산출, F(3, 57) = 57.48, p < 0.01, θp2 = 0.75. 본페로니 보정과 쌍으로 비교한 결과, 파쇄된 용지(4.11±0.20)가 정사각형(1.95±0.21), 침구(2.21±0.21), 또는 비틀기(1.94±0.20) 물질보다 훨씬 높은 등급(p< 0.05)으로 평가된 것으로 나타났습니다. 사각형, 침구 및 비틀기 재료 (모든 p > 0.99) 사이의 차이를 볼 수 있습니다. 유전자형과 물질 사이에는 유의한 상호작용이 없었다. 데이터는 그림 3에나와 있습니다.
우리의 실험실에서 다른 실험은 알츠하이머 병의 초기 발병 모델에서 유사한 결과를 산출했다. 예를 들어, 도 4에서입증된 바와 같이, 5.5개월 된 P301L rTg4510(htau) 마우스는 그들의 연령일치 야생형대응물 31에비해 파쇄된 종이에서 훨씬 더 나쁜 둥지를 구축하였다. 마찬가지로, 듀얼 J20 (hAPP)/htau 및 단일 htau 마우스는 3.5- 7 개월의 3.5 개월 및 7 개월 (데이터는 표시되지 않음)에서 야생 형 및 CAMKIIa 프로모터 전용 대응에 비해 파쇄 된 종이에서 더 가난한 둥지를 만들었습니다.
그림 3: 야생형 및 APOE e4 마우스에 제공된 다양한 재료로 만든 둥지의 품질 등급. 유전자형(*p&0.01)의 주요 효과는 야생형 마우스가 APOE e4 마우스에 비해 파쇄된 종이, 압착면 사각형, 종이 트위스트 및 부드러운 cob 침구로 만든 더 나은 둥지를 일관되게 구축했다는 것을 보여주었습니다. 재료의 주요 효과 (**p & 0.01)는 또한 파쇄 된 종이로 구성된 둥지가 다른 세 가지 재료에 비해 품질이 높다는 것을 보여주었습니다. 파쇄 된 논문은 ICC가 평가 한 가장 높은 평가간 신뢰성 측정값을 가졌습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4: 아연 물 안팎에서 야생형과 htau 마우스에 의해 만들어진 파쇄 된 종이 둥지 . (A)5.5 개월 된 야생형 및 htau 마우스에 의해 건설 된 대표 둥지, 제어 (수돗물) 물 또는 물 10 개 당 10 개 부품으로 보충 아연 (알츠하이머 병에 연루 된 바이오 메탈). 둥지는 지정된 기준을 사용하여 1 - 5 배율로 점수가 매겨졌습니다. 왼쪽에서 오른쪽으로: 야생형 + 아연 물 (4.54±0.52); 와일드 타입 + 제어 물 (4.15 ±0.80); htau + 제어 물 (3.08 ± 0.64); htau + 아연 물 (2.46 ±0.97). (B)유전자형*물 상호작용은 아연수상에 있는 htau 마우스가 다른 군(*)에 비해 훨씬 더 나쁜 둥지를 구성한다는 것을 입증하였다. 또한, 간단한 효과는 아연 물에 htau 마우스가 제어 물에 htau 마우스보다 더 나쁜 둥지를 구축 것을 보여 주었다. 대조물과 아연 수조 둥지에 야생형 마우스는 그들의 htau 대응에 비해 더 높고, 유사한 품질의 둥지. 알츠하이머 병의 저널에서 전재, 권 64, 크레이븐, KM, 코첸 WR, 에르난데스 CM, 플린 JM, 아연 타우 마우스 모델타우 병리학을 악화, 671-630, 저작권 (2018), IOS 프레스의 허가와함께 31. 발행물은 HTTP://DX.DOI.ORG/10.3233/JAD-180151 통해 IOS 프레스에서 구할 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
보충 파일 1: 보조 코딩 파일 – 중첩. R이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
보조 파일 2: AD 연구 중첩 scores.csv 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
Discussion
중첩은 진화적으로 중요한 설치류 행동이며 생쥐2에서일상 생활 및 일반적인 웰빙의 활동을 평가하는 데 사용되어 왔다. 시험을 수행하기 쉽고, 신뢰성및 얼굴 유효성은 잠복, 일주기 리듬 및 그루밍과 같은 많은 행동 테스트에 실용적인 보완을 제공합니다. 그러나, 중첩이 실험실에서 더 일반적으로 활용됨에 따라, 다양한 조합은 중첩 증가를 수행, 정량화 및 해석합니다. 따라서 분석의 유효성과 신뢰성이 비용, 테스트 시간 및 테스트 부담을 줄이는 기타 절차에 희생되지 않도록 중첩을 위한 최선의 방법론적 및 실질적으로 건전한 절차를 탐구하기 위해 추가 연구가 필요합니다. .
둥지 건물 품질은 실제로 제공 침구의 종류뿐만 아니라 유전자형에 민감하다. 전반적으로, 야생형 마우스는 중첩 물질에 관계없이 APOE e4 마우스에 비해 훨씬 더 나은 둥지를 구축; 그러나, 야생형과 APOE e4 마우스는 다른 3개의 중첩 물질에 비해 파쇄된 종이에서 상당히 더 높은 품질의 둥지를 구축합니다. 다른 연구는 파쇄 된 종이에 관한 확증 증거를 제공합니다 : 쥐는 압착 면 사각형, 조직 및 아스펜 침구(33)보다파쇄 된 종이 스트립에서 더 복잡한 둥지를 구성했습니다. 또한, 파쇄 된 종이 스트립으로 구성된 둥지는 둥지 자체의 모양과 둥지 공동 주변의 벽 높이가 특징인 다른 재료보다 더 "자연주의적"으로 질적으로 평가되었습니다. 돔6,33을형성하는 순서. 따라서, 이 분석에 대한 적절한 물질의 선택은 상대적으로 통제된 환경, 즉 실험실 설정에서 자연적인 행동을 더 잘 관찰하기 위해 매우 중요합니다. 더 중요한 것은, 이 프로토콜이 9-12개월에 한 번 중첩을 평가했지만, 우리는 중첩이 여러 연령대에 수행되어야 한다는 것을 강조합니다. 이 프로토콜의 단순성은 이상적으로 신경 변성을 동반 하는 적자의 발병 하기 전에 여러 번 실시 될 수 있습니다. 반복된 측정은 감소된 중첩 능력에 있는 신경 변성의 가능성 원인 역할을 문서화하는 기회를 주어.
자연둥지 건물은 서로 다른 배경균주(34)의마우스 간에 차이가 있는 것으로 나타났으며, 이와 같이, 둥지의 전체적인 품질 및 형상은 관심의 이식유전자에 기인하지 않고, 배경 변형으로 인해 다를 수 있다. 예를 들어, C57BL/6 마우스의 조상은 "구멍" 둥지로 간주되었지만 BALB/C 마우스의 조상은 "표면" 둥지35로간주되었다. 그레이비알등에서 사용되는 E4를 이용한 하이브리드 C3H/He-C57BL/6과 같은 C3H 배경또는 이 균주를 이용한 마우스 는 또한 가난한 네스터로 간주된다; 따라서, 연구원은 강하게 이식성 마우스와 같은 배경에 통제 마우스를 사용하여 고려해야 합니다, 이는 전반적으로 이식유전자의 직접적인, 원인 역할을 향상할 것입니다,보다는 배경보다는, 신경 변성 및 둥지에 있는 연속적인 적자에서 건물 동작.
일부 실험은 종종 하나의 득점자 활용을 통해 둥지의 복잡성을 질적으로 판단합니다. 그러나, 우리는 더 많은 득점자, 그리고 더 중요한 것은, 실험 조건에 장님 득점선수를 포함하는 인수를 합니다. 이 방법을 통해, 우리는 세 개의 독립적 인 블라인드 득점자와 계급 내 상관 관계를 활용하여 기본 교육을 통해 높은 계급 간 신뢰성을 나타내는 높은 계급 간 상관 관계를 산출한 득점자 간의 합의를 평가했습니다. 둥지 품질에 관한 강력한 계약. 또한, 파쇄 된 종이와 면 사각형으로 구성된 둥지의 점수는 가장 높은 클래스 내 상관 관계를 가지고, 강한 계약의 표시와 득점자 사이의 더 큰 일관성을 표시했다. 강력한 합의는 또한 여러 점수를 함께 평균화할 수 있는 정당성을 제공하며, 행동 연구에서 우연히 구현되는 전략입니다. 이 전략은 더 많은 개인을 필요로하고, 아마도, 둥지를 득점하는 데 더 많은 시간을 필요로하지만, 그것은 효과적으로 중첩과 같은 질적 평가의 편견을 줄일 수 있습니다.
이 분석에 사용되는 중첩 재료는 부드러운 코브 침구를 제외하고 가격이 거의 동일했습니다. 중첩을 위한 상업용 침구는 일부 실험자에게 경제적으로 수완이 있을 수 있습니다. 그러나 Martin 등15는 면 사각형이 구겨진 종이와 같은 다른 재료와 비교할 때 가장 비싼 재료 중 하나입니다. 이는 간편한 가용성, 보관 및 관리 로 인한 것일 수 있지만, 다른 연구자들은 시설에서 많은 수의 동물에 의해 도전을 받을 때, 특히 중첩 시험의 수, 시간 제한에 대한 유사한 유효하고 신뢰할 수있는 자료를 선택할 수 있습니다. 점수 둥지, 높은 케이지 비용. 따라서 파쇄 된 용지는 보다 실현 가능하고 적절한 옵션이 될 수 있습니다. 또한, 우리의 방법에 대한 데이터 캡처는 즉시 수행 될 수있다 (즉, 직접 점수 매기기), 사진은 매우 기록하기 위해 고려되어야하지만, 저장, 다시 정량화 둥지, 필요한 경우 인터 - 및 내 평가자를 평가하기위한 목적 나중에 신뢰성을 제공합니다. 앞서 언급했듯이, 우리는 이러한 방법론적으로 건전한 절차가 종종 간과되기 때문에 합의를 평가하기 위해 "테스트, 재테스트"관행에 대한 여러 득점자의 포함을 강력하게 강조합니다.
결론적으로, 우리는 이 분석실험에 대한 방법론 및 통계적 고려사항(즉, 계급 내 상관관계)이 쥐의 일상 생활의 질, 일반적인 복지 및 활동을 평가하는 실험에 관심이 있을 수 있다고 믿습니다.
Disclosures
저자는 공개 할 것이 없다.
Acknowledgments
케빈 퀀트, 마리오 마르티네스, 에드윈 포르티요가 둥지를 득점해준 것에 대해 감사드리고, 촬영 준비를 도와준 레이첼 바키, 스티븐 리피와 데보라 닐리에게 이 원고를 증명해 주신 것에 대해 감사드립니다. 우리는 또한이 실험에 대한 케이지의 비용을 충당하기위한 심리학과, 그들의 지원에 대한 크라스 나우 연구소 동물 시설 관리인에게 감사드립니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Corncob bedding | Envigo | 7092 | 1/8 in bedding for cotton squares, shredded paper, and paper twist trials |
| Cotton Squares | Envigo | Iso-Blox | |
| Diamond Twists | Envigo | 7979C.CS | Paper twists used in protocol |
| Mouse - APOE4 e4 | Jackson Laboratories | #012307 | Homozygous APEO4 e4 mouse bred with hemizyous J20 mouse |
| Mouse - C57BL/6J | Jackson Laboratories | #000664 | Wildtype mouse for controls |
| Mouse - J20 | Jackson Laboratories | #006293 | Hemizygous mouse bred with the homozygous APOE e4 mouse to generate cross |
| Rstudio | R Core Team | V1.1.463 | Run with R version 3.5.3 (2019-03-11) -- "Great Truth". Note: additional R Packages are included in provided code and can be installed from CRAN |
| Soft Cob | Envigo | 7087C |
References
- Torres-Lista, V., Gimenez-Llorta, L. Impairment of nesting behavior in 3cTg-AD mice. Behavioural Brain Research. 247, 153-157 (2013).
- Deacon, R.
- Hess, E., Petrovich, S., Goodwin, E. Induction of Parental Behavior in Japanese Quail. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 90 (3), 244-251 (1976).
- Deacon, R. Hippocampal cytotoxic lesion effects on species-typical behaviors in mice. Behavioural Brain Research. 132, 203-213 (2002).
- Deacon, R. Effects of medial prefrontal cortex cytotoxic lesions in mice. Behavioural Brain Research. 139, 139-155 (2003).
- Gaskill, B. N., Karas, A. Z., Garner, J. P., Pritchett-Corning, K. R. Nest building as an indicator of health and welfare in laboratory mice. Journal of Visualized Experiments. (82), 51012 (2013).
- Mayeux, R., Stern, Y.
- Boggs, K. N., Kakalec, P. A., Smith, M. L., Howell, S. N., Flinn, J. M. Circadian wheel running behavior is altered in an APP/E4 mouse model of late onset Alzheimer's disease. Physiology and Behavior. 182, 137-142 (2017).
- Graybeal, J. J., et al. Human ApoE ε4 alters circadian rhythm activity, IL-1β, and GFAP in CRND8 mice. Journal of Alzheimer's Disease. 43 (3), 823-834 (2015).
- Leng, Y., Musiek, E. S., Hu, K., Cappuccio, F. P., Yaffe, K. Association between circadian rhythms and neurodegenerative diseases. The Lancet Neurology. 18 (3), 307-318 (2019).
- Zhou, L., Gao, Q., Nie, M., Gu, J. L., Hao, W., Wang, L., Cao, J. M. Degeneration and energy shortage in the suprachiasmatic nucleus underlie the circadian rhythm disturbance in ApoE-/- mice: Implications for Alzheimer's disease. Scientific Reports. 6, 36335 (2016).
- Deacon, R., et al. Age-dependent and -independent behavioral deficits in Tg2576 mice. Behavioural Brain Research. 189, 126-138 (2008).
- Filali, M., Lalonde, R., Riverst, S. Cognitive and non-cognitive behaviors in an APPswe/PS1 begenic model of Alzheimer's disease. Genes, Brain and Behavior. 8, 143-148 (2009).
- Robinson-Junker, A., Morin, A., Protchett-Corning, K., Gaskill, B. Sorting it out: Bedding particle size and nesting material processing method affects nest complexity. Laboratory Animals. 51 (2), 170-180 (2017).
- Martin, T., Balser, S., Young, G., Lewis, S. Cost and effectiveness of commercially available nesting substrates for Deer Mice (Peromyscus maniculatus). Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 55 (4), 412-418 (2016).
- Crossland, J. P., et al. Caring for Peromyscus spp. in research environments. Lab Animal. 43 (5), 162-166 (2014).
- Eisenberg, J. Studies on the Behavior of Peromyscus maniculatus gambelii and Peromyscus californicus parasiticus. Behaviour. 19 (3), 177-207 (1962).
- Joyner, C. P., Myrick, L. C., Crossland, J. P., Dawson, W. D. Deer mice as laboratory animals. ILAR Journal. 39 (4), 322-330 (1998).
- Neely, C., Lane, C., Torres, J., Flinn, J. The Effect of gentle handling on depressive-like behavior in adult male mice: Considerations for human and rodent interactions in the laboratory. Behavioural Neurology. , 2976014 (2018).
- Van Loo, P. L., Mol, J. A., Koolhaas, J. M., Van Zutphen, B. F., Baumans, V. Modulation of aggression in male mice: Influence of group size and cage size. Physiology & Behavior. 72 (5), 675-683 (2001).
- Kappel, S., Hawkins, P., Mendl, M. T. To group or not to group? Good practice for housing male laboratory mice. Animals. 7 (12), 88 (2017).
- Gamer, M., Lemon, J., Fellows, I., Singh, P. Irr: Various coefficients of interrater reliability and agreement. R package version 0.84. , Available from: http://CRAN.R-project.org/package=irr (2012).
- RStudio Team. RStudio: Integrated Development for R. RStudio, Inc. , Boston, MA. Available from: http://www.rstudio.com/ (2016).
- Cicchetti, D. V. Guidelines, criteria, and rules of thumb for evaluating normed and standardized assessment instruments in psychology. Psychological Assessment. 6 (4), 284-290 (1994).
- Hallgren, K. A. Computing inter-rater reliability for observational data: An overview and tutorial. Tutorials in Quantitative Methods for Psychology. 8 (1), 23-34 (2012).
- McGraw, K. O., Wong, S. P. Forming inferences about some intraclass correlation coefficients. Psychological Methods. 1 (1), 30-46 (1996).
- Ahlmann-Eltze, C. ggsignif: Significance Brackets for 'ggplot2'. R package version 0.5.0. , Available from: https://CRAN.R-project.org/package=ggsignif (2019).
- Lawrence, M. A. ez: Easy Analysis and Visualization of Factorial Experiments. R package version 4.4-0. , Available from: https://CRAN.R-project.org/package=ez (2016).
- Lenth, R. V. Least-Squares Means: The R Package lsmeans. Journal of Statistical Software. 69 (1), 1-33 (2016).
- Wickham, H. Ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis. , Springer-Verlag. New York. (2016).
- Craven, K. M., Kochen, W. R., Hernandez, C. M., Flinn, J. M. Zinc exacerbates tau pathology in a tau mouse model. Journal of Alzheimer's Disease. 64, 617-630 (2018).
- Lippi, S. L., Smith, M. L., Flinn, J. M. A novel hAPP/htau mouse model of Alzheimer's Disease: Inclusion of APP with tau exacerbates behavioral deficits and zinc administration heightens tangle pathology. Frontiers in Aging Neuroscience. 10, 382 (2018).
- Hess, S. E., et al. Home improvement: C57BL/6J mice given more naturalistic nesting materials build better nests. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 47 (6), 25-31 (2008).
- Jirkof, P. Burrowing and nest building behavior as indicators of well-being in mice. Journal of Neuroscience Methods. 234, 139-146 (2014).
- Van Oortmerssen, G. Biological significance, genetics and evolutionary origin of variability in behaviour within and between strains of mice (Mus musculus). A behavior genetic study. Behaviour. 38 (1), 1-92 (1971).
