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Behavior

ピロカルピン誘導てんかんマウスにおける記憶機能の評価

Published: June 04, 2020
doi:
10.3791/60751
, , ,
1Department of Pharmacology, Department of Biomedicine & Health Sciences, Catholic Neuroscience Institute, Institute of Aging and Metabolic Diseases, College of Medicine,The Catholic University of Korea

Summary

本稿では、ピロカルピン誘発てんかんマウスにおける記憶障害を評価するための実験的手順を提示する。このプロトコルは、てんかんの最も一般的な併存疾患の一つであるてんかん関連認知機能の病態メカニズムを研究するために使用することができる。

Abstract

認知障害は、側頭葉てんかんの最も一般的な併存疾患の一つである。てんかんの動物モデルにおけるてんかん関連認知機能の低下を再現するために、ピロカルピン処理慢性てんかんマウスを生成した。これらのてんかんマウスを用いた3つの異なる行動テストのプロトコルを提示します:新しい物体位置(NL)、新規物体認識(NO)、パターン分離(PS)テストをそれぞれ、場所、物体、および文脈の学習と記憶を評価する。動物の基底運動活動を測定するオープンフィールドテストに続いて、行動装置を設定し、NL、NO、PS試験の実験手順を提供する方法を説明します。また、てんかんマウスにおける記憶機能を評価するための他の行動検査に関するNL、NO、およびPS試験の技術的利点についても説明する。最後に、てんかんマウスが慣れ親しんだセッション中に30 sの物体と良好な接触を行わなかった場合の考えられる原因と解決策について議論します。したがって、このプロトコルは、マウスを使用しててんかん関連記憶障害を評価する方法に関する詳細な情報を提供する。NL、NO、およびPSのテストは、てんかんマウスの異なる種類の記憶の評価に適した、シンプルで効率的なアッセイです。

Introduction

てんかんは、自発的な,再発発作1、2、32を特徴とする1慢性疾患である。3反復発作は,5,,脳1、2、32において構造的および機能的異常を引き1起こす可能性があるため、異常発作活動は、最も一般的なてんかん関連の併存疾患の1つである認知機能障害に寄与し得る。3一過性で一時的な慢性的な発作イベントとは対照的に、認知障害はてんかん患者の生涯を通じて持続し、生活の質を低下させる可能性があります。したがって、てんかん関連認知機能低下の病態生理学的メカニズムを理解することが重要である。

,てんかんの様々な実験動物モデルは、慢性てんかん,7、8、9、10、11、128,に関連7する学習と記憶障害を12実証するために使用されてきた。91011例えば、モリス水迷路、文脈恐怖コンディショニング、ホールボード、新規物体位置(NL)、および新しい物体認識(NO)試験は、側頭葉てんかん(TLE)における記憶機能障害を評価するために頻繁に使用されてきた。海馬は、TLEが病理を示す主要領域の1つであるため、海馬依存性記憶機能を評価できる行動検査が優先的に選択されることが多い。しかし、発作が異常な海馬神経新生を誘発し、てんかん関連認知機能低下10に寄与する可能性があることを考えると、デンテート新生児神経機能を検査するための行動パラダイム(すなわち、空間パターン分離、PS)8、13はまた8,13、てんかんにおける記憶障害の細胞メカニズムに関する貴重な情報を提供することができる。

この記事では、てんかんマウスのメモリテスト(NL、NO、PS)のバッテリーを示します。テストは簡単で簡単にアクセスでき、洗練されたシステムを必要としません。

Protocol

すべての実験手順は、韓国のカトリック大学の倫理委員会によって承認され、実験動物のケアと使用のための国立衛生研究所ガイド(NIH出版物第80-23号)に従って実施されました。 1. 新規オブジェクト位置テスト (NL) ピロカルピン注射後4~6週間で、てんかんC57BL/6またはトランスジェニックマウスを準備します。注:急性発作は腹腔内(IP)ピロカルピン注射によって?…

Representative Results

認知機能を評価するための一般的な実験スケジュールと設定を図 1に示します。ピロカルピン誘発急性発作の導入から6週間後、マウスは、試験の間に3日間の休息期間で分離された順にNL、NO、およびPS試験を行った(図1A)。NL テストでは、慣れ親しんだセッション (F1) の間に 2 つの同一のオブジェクトがオープンフィールドに配置され、翌日に 1 つ?…

Discussion

この研究は、慢性てんかんを有するマウスにおける認知機能を評価するための実験的手順を説明する。多くの異なる行動テストパラダイムは、マウス18の学習および記憶機能を評価するために使用される。モリス水迷路、ラジアルアーム迷路、Y迷路、文脈恐怖コンディショニング、およびオブジェクトベースのテストは、最も頻繁に使用される行動テストであり、信頼性の?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

ジェイミン・リー博士の技術サポートに感謝します。この研究は、韓国政府が資金を提供する韓国国立研究財団(NRF)助成金(NRF-2019R1A2C1003958、NRF-2019K2A9A2A0800167)によって支援されました。

Materials

1 ml syringe Sung-shim Use with the 26 or 30 gauge needle
70% Ethanol Duksan UN1170 Spray to clean the box and objects
black curtain For avoiding unnecessary visual cues
Cresyl violet Sigma C5042 For Cresyl violet staining
cryotome Leica E21040041 For tissue sectioning
double-sided sticky tape For the firm placement of the objects
DPX mounting medium Sigma 06522
ethanol series Duksan UN1170 Make 100%, 95%, 90%, 80%, 70% ethanol solutions
floor plate with narrow grid patterns Leehyo-bio Behavioral experiment equipment, plate size: 42.5 x 42.5 x 0.5 cm, grid size: 2.75 x 2.75 cm
floor plate with wide grid patterns Leehyo-bio Behavioral experiment equipment, plate size: 42.5 x 42.5 x 0.5 cm, grid size: 5.5 x 5.5 cm
illuminometer TES Electrical Electronic Corp. 1334A For the measurement of the room lighting (60 Lux)
Intensive care unit Thermocare #W-1
ketamine hydrochloride Yuhan 7003 Use to anesthetize the mouse for transcardial perfusion
LED lamp Lungo P13A-0422-WW-04 Lighting for the behavioral test room
objects Rubber doll, 50 ml plastic tube, glass Coplin jar, plastic T-flask, glass bottle
open field box Leehyo-bio Behavioral experiment equipment, size: 44 x 44 x 31 cm
paper towel Yuhan-Kimberly 47201 Use to dry open field box and objects
paraformaldehyde Merck Millipore 104005 Make 4% solution
pilocarpine hydrochloride Sigma P6503
ruler Use to locate the objects in the open field box
scopolamine methyl nitrate Sigma S2250 Make 10X stock
Smart system 3.0 Panlab Video tracking system
stopwatch Junso JS-307 For the measurement of explorative activities of mice
sucrose Sigma S9378 For cryoprotection of tissue sections
terbutaline hemisulfate salt Sigma T2528 Make 10X stock
video camera (CCD camera) Vision VCE56HQ-12 Place the camera directly overhead of the open field box
xylazine (Rompun) Bayer korea KR10381 Use to anesthetize the mouse for transcardial perfusion
xylene Duksan UN1307 For Cresyl violet staining
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References

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Memory FunctionPilocarpine-induced EpilepsyMouse ModelNovel Object LocationNovel Object RecognitionPattern Separation TestLocomotor ActivityOpen Field BoxVideo Tracking SoftwareIlluminance

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Park, K., Kim, J., Choi, I., Cho, K. Assessment of Memory Function in Pilocarpine-induced Epileptic Mice. J. Vis. Exp. (160), e60751, doi:10.3791/60751 (2020).
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