Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Beteendekarakterisering av en musmodell med Angelmans syndrom

Published: October 20, 2023 doi: 10.3791/65182
Automatic Translation
1, 1,2, 1,2
1Czech Centre for Phenogenomics, Institute of Molecular Genetics of the Czech Academy of Sciences, 2Laboratory of Transgenic Models of Diseases, Institute of Molecular Genetics of the Czech Academy of Sciences

Summary

Detta manuskript presenterar en uppsättning mycket reproducerbara beteendetester för att validera en musmodell med Angelmans syndrom.

Abstract

Detta manuskript beskriver ett batteri av beteendetester som finns tillgängliga för att karakterisera Angelmans syndrom (AS)-liknande fenotyper i en etablerad musmodell av AS. Vi använder rotarodinlärningsparadigmet, detaljerad gånganalys och bobyggnadstest för att upptäcka och karakterisera motoriska nedsättningar hos djur. Vi testar djurens emotionalitet i det öppna fältet och förhöjda plus labyrinttester, samt effekten i svansupphängningstestet. När AS-möss testas i det öppna fälttestet bör resultaten tolkas med försiktighet, eftersom motoriska dysfunktioner påverkar musens beteende i labyrinten och förändrar aktivitetspoängen.

Reproducerbarheten och effektiviteten hos de presenterade beteendetesterna har redan validerats i flera oberoende Uba3a-muslinjer med olika knockout-varianter, vilket gör denna uppsättning tester till ett utmärkt valideringsverktyg inom AS-forskning. Modeller med relevant konstrukt- och ansiktsvaliditet kommer att motivera ytterligare undersökningar för att belysa sjukdomens patofysiologi och möjliggöra utveckling av kausala behandlingar.

Introduction

Angelmans syndrom (AS) är en sällsynt utvecklingsneurologisk funktionsnedsättning. Det vanligaste genetiska ursprunget till AS är en stor deletion av 15q11-q13-regionen i den maternella kromosomen, som finns hos nästan 74 % av patienterna1. Deletion av denna region orsakar förlust av UBE3A, den huvudsakliga orsakande genen för AS som kodar för ett E3 ubiquitinligas. Den faderliga allelen av UBE3A-genen i nervceller tystas i en process som kallas prägling. Som en följd av detta tillåter faderns prägling av genen endast moderns uttryck i det centrala nervsystemet (CNS)2. Därför leder UBE3A-gendeletion från den maternella kromosomen till utveckling av AS-symtom. Hos människa manifesterar sig AS vid cirka 6 månaders ålder, med utvecklingshämning som kvarstår under alla utvecklingsstadier och resulterar i allvarliga försvagande symtom hos drabbade individer 3,4. De viktigaste symtomen på sjukdomen är nedsatt fin- och grovmotorik, inklusive ryckig ataktisk gång, allvarlig talstörning och intellektuell funktionsnedsättning. Cirka 80 % av AS-patienterna lider också av sömnstörningar och epilepsi. Hittills är den enda tillgängliga behandlingen symtomatiska läkemedel, som minskar epileptiska anfall och förbättrar sömnkvaliteten1. Därför kommer utvecklingen av robusta djurmodeller med reproducerbara beteendefenotyper tillsammans med förfinad fenotypningsanalys att vara avgörande för att belysa de patofysiologiska mekanismerna för sjukdomen och upptäcka effektiva mediciner och behandlingar.

Komplexiteten i den mänskliga störning som påverkar CNS kräver att modellorganismer har ett jämförbart genom, fysiologi och beteende. Möss är populära som modellorganismer på grund av deras korta reproduktionscykel, lilla storlek och relativt enkla DNA-modifiering. År 1984 föreslog Paul Willner tre grundläggande kriterier för validering av sjukdomsmodeller: konstruktionen, ansiktet och den prediktiva validiteten, som används för att bestämma modellens värde5. Enkelt uttryckt återspeglar begreppsvaliditet de biologiska mekanismer som är ansvariga för sjukdomsutvecklingen, ansiktsvaliditet rekapitulerar dess symtom och prediktiv validitet beskriver modellsvaret på terapeutiska läkemedel.

För att följa ovanstående principer har vi valt den vanligaste genetiska etiologin, en stor deletion av maternella 15q11.2-13q-lokus inklusive UBE3A-genen, för att skapa AS-modellmöss. Vi använde CRISPR/Cas9-tekniken för att ta bort ett 76 225 bp långt område som spänner över hela UBE3A-genen, som omfattar både de kodande och icke-kodande elementen i genen, i möss från en C57BL/6N-bakgrund6. Vi avlade sedan djuren för att få UBE3A+/− heterozygota möss. För ansiktsvalidering av modellen använde vi djur från korsningar av UBE3A+/− honor och vildtypshanar för att få UBE3A+/- avkomma (stam med namnet C57BL/6NCrl-UBE3A/Ph och senare tilldelad UBE3A mGenedel/+) och kontrollera kullsyskon. Vi testade deras fin- och grovmotorik, känslosamhet och affekt för att rekapitulera AS-symtomen. I en tidigare artikel utvärderade vi även djurens kognitiva funktioner, då AS-patienter också lider av intellektuell funktionsnedsättning6. Vi fann dock inga kognitiva försämringar hos UBE3AmGenedel/+-möss, kanske på grund av djurens unga ålder vid tidpunkten för test7. Senare undersökning av de äldre djuren, cirka 18 veckor gamla, avslöjade ett underskott i beteendemässig flexibilitet under reverseringsinlärning i platspreferensparadigmet. Komplexiteten hos den utrustning som används för denna analys kräver dock en separat metodologisk modul och den ingår inte här.

De beteendetester som presenteras här tillhör de vanligaste fenotypningsverktygen inom genetisk forskning, tack vare deras höga prediktiva värde och tillräckliga konstruktvaliditet 8,9,10. Vi använde dessa tester för att validera en musmodell av AS genom att rekapitulera kärnsymtom på den mänskliga sjukdomen på ett reproducerbart, åldersoberoende sätt. Djurets emotionalitet utvärderades i den förhöjda plus labyrinten och de öppna fälttesterna. Båda dessa tester är baserade på konflikten mellan närmande och undvikande, där djur utforskar en ny miljö på jakt efter mat, skydd eller parningsmöjligheter samtidigt som de undviker ångestfyllda fack11. Dessutom används det öppna fälttestet för att testa en mus motoriska aktivitet8. Svansupphängningstestet används ofta inom depressionsforskning för att screena för nya antidepressiva läkemedel eller depressiva fenotyper i musknockoutmodeller12. Detta test utvärderar den förtvivlan som djur utvecklar över tid i en oundviklig situation. Motorisk inlärning och detaljerade gångegenskaper bestämdes på rotarod respektive i DigiGait. Djurens uthållighet på den accelererande staven kännetecknar dess balans- och rörelsekoordinationsförmåga, medan detaljerad analys av en mus stegmönster är en känslig utvärdering av neuromuskulära funktionsnedsättningar kopplade till många neurogenerativa rörelsestörningar13,14,15. Fragmenteringstestet är en del av standardmetoden för att upptäcka impulsivt beteende hos gnagare, och eftersom det använder naturligt gnagarbyggande beteende indikerar det djurets välbefinnande16,17.

Storleken på försöksgrupperna var ett resultat av en kompromiss för att uppfylla kraven på 3R-regeln och effektiv användning av bisamhällenas avelsprestanda. För att få statistisk styrka hade grupperna dock inte mindre än 10 individer, på grund av att det fanns tillräckligt många häckande par. Dessvärre resulterade avelsresultaten inte alltid i ett tillräckligt antal djur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alla djur och försök som användes i denna studie genomgick etisk granskning och utfördes i enlighet med det europeiska direktivet 2010/63/EU. Studien har godkänts av den tjeckiska centralkommissionen för djurskydd. Mössen hölls i individuellt ventilerade burar och hölls vid en konstant temperatur på 22 ± 2 °C med en 12 timmars ljus/mörker-cykel. Mössen försågs med musmat och fritt vatten. Mössen hölls i grupper om tre till sex djur per bur. Ingen annan hantering än vägning utfördes före provningen. Se materialtabellen för detaljer om alla material och utrustning som används i detta protokoll.

1. Allmänna överväganden före och under provningen

OBS: För tydlighetens och begriplighetens skull presenteras allmänna kommentarer före beskrivningen av de enskilda provningarna. Detta gäller för varje test, med det uppenbara undantaget för nestlet shredding test, som utförs i ett bostadsrum och inte kräver användning av någon experimentell utrustning.

  1. Inkvartera djuren i forskningsanläggningen i minst 14 dagar före testning för att minimera eventuell stress till följd av transport och förändringar i miljön.
  2. Registrera djurens vikt innan du testar, eftersom vikt är en vanlig förväxlingsfaktor i beteendeforskning.
  3. Låt djuren acklimatisera sig i försökslokalen i minst 1 timme efter transporten från stallet för att minimera transportstressen när sådan transport äger rum (dvs. alla tester som beskrivs nedan utom fragmentering av ungdjur, som utförs i stalllokalen).
  4. Märk varje djur på svansen med en giftfri, vattenbaserad markör för att möjliggöra snabb identifiering under försöket.
  5. Avlägsna all urin och avföring som djuren har deponerat i försöksutrustningen under testningen efter varje försök.
  6. Torka av all försöksutrustning med 75 % alkohol före och efter varje testat djur. Rengöringen tar bort luktspår som avsatts under testningen och hjälper till att bibehålla stabila experimentella förhållanden.
  7. Transportera djuren från deras hembur till försöksutrustningen med så stor försiktighet som möjligt, helst i en liten ogenomskinlig behållare, och släpp dem sedan fritt om inte andra åtgärder behövs.
  8. Placera varje djur i en tillfällig förvaringsbur efter testning för att förhindra att de påverkar de otestade djuren i hemburen.
  9. Testa hanar och honor på varandra följande dagar. Alternera ordningen på olika genotyper under testningen för att motverka oförutsägbara miljöfaktorer mellan experimentgrupperna.
  10. Sätt tillbaka djuren i deras hembur efter att alla djur har testats och sätt tillbaka dem i stallet.
  11. Vid upprepad djurtestning skall det gå minst 1 dag mellan varje test.

2. Beteendemässiga tester

  1. Förhöjd plus labyrint (EPM)
    OBS: Båda könen av C57BL/6NCrl och UBE3AmGenedel/+ musstammar testades för denna studie vid 9-12 veckors ålder. Djurens vikt varierade mellan 22 och 36 g för hanar och 18–28 g för honor vid testtillfället.
    1. Placera den plusformade labyrinten på testplattformen precis under kameran. Använd potentiometern på väggen och ställ in ljusintensiteten till 70 lux i mitten med hjälp av en luxometer, med sensorn placerad i mitten av labyrinten under justeringen.
    2. Öppna programvaran genom att dubbelklicka på ikonen Viewer software och ladda konfigurationen för EPM-testning genom att klicka på ikonen längst upp till vänster på fliken Konfiguration . Ladda EPM-plugin-programmet från Arkiv-menyn . Fyll i djurinformationen med hjälp av datorns tangentbord - djur-ID, genotyp, kön och experimentinformation (datum, ljusintensitet) - i motsvarande fält på fliken Experiment . Kontrollera om zonens position, öppna armar och stängda armar är korrekt konfigurerade. Med hjälp av en visuell kontroll och datormus ser du till att de virtuella konturzonerna matchar motsvarande EPM-zoner på videoförhandsgranskningen.
    3. EPM är ett test som används för att utvärdera ett djurs allmänna ångest, som bygger på konflikt mellan närmande och undvikande. Gnagare tenderar naturligt att undvika väl upplysta oskyddade områden (öppna armar), till förmån för säkrare (stängda armar). Eftersom detta helautomatiska test är baserat på ett videospårningssystem, låt programvaran automatiskt beräkna den tid som spenderas i varje zon samt antalet ingångar.
    4. Under testningen ska djuren spelas in på video via en industriell, infraröd ljuskänslig kamera. Låt programvaran upptäcka djurets position i realtid under inspelningen. Efter detta, låt programvaran automatiskt utvärdera djurets spår för att beräkna alla parametrar som beskriver djurets beteende i labyrinten. Använd tiden som tillbringas i de ångestframkallande öppna armarna och andelen besök med öppna armar för att utvärdera nivån av ångestliknande beteende hos djur.
      OBS: Den skräddarsydda labyrinten är gjord av infrarött ljusgenomsläppligt material och är placerad på en ljusemitterande diod (LED) infraröd ljuskällplattform.
    5. Placera muspekaren på pilikonen längst upp till vänster på fliken Förvärv . Ta bort ett djur från hemburen för hand och placera det försiktigt i mitten av EPM. Starta protokollet genom att vänsterklicka på datormusen och lämna laborationssalen direkt.
    6. När inspelningsprotokollet är klart efter 5 minuters gratis labyrintutforskning, spara inspelad data genom att klicka på OK i fönstret som visas efter protokollets avslutning, namnge filen på lämpligt sätt och klicka på Spara. Exportera resultaten till en .csv fil för varje testat djur för offlineanalys genom att klicka på ikonen på den vänstra vertikala panelen på fliken Dataanalys .
    7. Ta bort djuret från labyrinten för hand och sätt det i den tillfälliga buren. Fortsätt med att testa alla djur på samma sätt. Kopiera resultaten för alla testade djur till en Notepad-fil för offline-analys genom att klicka på ikonen Kopiera resultat i Elevated Plus-labyrintpluginets resultatflik.
      OBS: Mjukvaran och hårdvaran kan skilja sig åt, och relevanta manualer måste följas. Dessutom kan försöksuppställningen, såsom belysning eller datorplacering, variera beroende på djuranläggningens konstruktion.
  2. Provning med öppet fält (OF)
    OBS: Det öppna fälttestet bedömer ett djurs totala rörelse, som utlöses av utforskande beteende i en ny miljö. Dessutom används det ofta som ett screeningverktyg för att upptäcka allmän ångest i ett oskyddat, väl upplyst utrymme. Detta är ett helautomatiskt test som använder ett videospårningssystem, som också användes i det tidigare testet.
    1. Placera de fyra OF-testboxarna på testplattformen precis under kameran. Använd potentiometern på väggen och ställ in ljusintensiteten till 200 lux i mitten av varje OF-test med hjälp av en luxometer, med dess sensor placerad i mitten av varje låda under justeringen.
    2. Öppna programvaran genom att dubbelklicka på ikonen för visningsprogrammet och ladda konfigurationen för OF-testning genom att klicka på ikonen längst upp till vänster på fliken Konfiguration . Fyll i djurinformationen med hjälp av datorns tangentbord - djur-ID, genotyp, kön och experimentinformation (datum, ljusintensitet) - i motsvarande fält på fliken Experiment . Kontrollera om zonens position (centrum och periferi) matchar OF-testboxarna och justera dem vid behov. Med hjälp av en visuell kontroll och datormus, se till att de virtuella konturerade mitt- och periferizonerna matchar motsvarande OF-testzoner på videoförhandsgranskningen.
    3. Under testningen ska djuren spelas in på video via en industriell, infraröd ljuskänslig kamera. Låt programvaran upptäcka djurets position i realtid under inspelningen och automatiskt utvärdera djurets spår för att beräkna alla parametrar som beskriver djurets beteende i OF-testboxen. Sträckan till fots, medelhastighet och vilotid är parametrar som används för att utvärdera djuraktivitet i en ny miljö, medan antalet centra och varaktigheten i centret beskriver ångestliknande beteende hos djur.
      OBS: Den skräddarsydda labyrinten är gjord av infrarött ljusgenomsläppligt material och är placerad på en LED-infraröd ljuskällplattform.
    4. Placera muspekaren på pilikonen längst upp till vänster på fliken Förvärv . Ta bort fyra djur från hemburen för hand och placera dem försiktigt i hörnet av varje OF-testlåda. Starta protokollet genom att vänsterklicka på en datormus och lämna omedelbart experimentsalen.
    5. När protokollet är klart efter 10 minuters fri labyrintutforskning sparar du data genom att klicka på OK i fönstret som visas efter protokollets avslutning, namnge filen på lämpligt sätt och klicka på Spara. Exportera resultaten till en .csv fil för varje testat djur för offlineanalys genom att klicka på ikonen på den vänstra vertikala panelen på fliken Dataanalys .
    6. Ta bort djuren från labyrinten för hand och sätt dem i den tillfälliga buren. Fortsätt med att testa alla djur på samma sätt. Analysera exporterade data.
      OBS: Mjukvaran och hårdvaran kan skilja sig åt, och relevanta manualer måste följas. Dessutom kan experimentuppställningen, såsom belysning, antal labyrinter eller datorplacering, variera beroende på djuranläggningens konstruktion.
  3. Test av bakhjulsupphängning (TST)
    OBS: Tre möss testas samtidigt med den automatiska svansupphängningsapparaten.
    1. Håll rummets ljusintensitet på 100-120 lux.
    2. Anslut TST-systemet till datorn via en USB-kabel. Sätt i USB-dongeln i datorn och starta programvaran genom att dubbelklicka på BIO-TST-programvaruikonen . På fliken Inställningar under Global justerar du förvärvstiden till 360 s. På fliken Experiment väljer du Ny lista över ämnen och skapar en ny experimentfil och en ny lista över testade försökspersoner genom att följa instruktionerna på den öppnade fliken.
    3. Starta körningen genom att klicka på Starta körning | fortsätt på fliken Förvärv . Förbered djuren för testet genom att linda in enkelhäftande tejp, t.ex. transpormedicinsk tejp, runt 3/4 av djurets svans, med början från basen.
    4. För upphängningskroken genom tejpen och häng upp djuret på den. Börja samla in data för varje djur individuellt direkt efter att du har hängt det på kroken genom att klicka på Start-ikonen under den visualiserade positionen för varje djur och observera djuren kontinuerligt under testet.
    5. När du har slutfört förvärvet för den första uppsättningen djur klickar du på Starta nästa körning, tar bort djuren från kroken, lossar tejpen från svansen, klipper försiktigt av tejpen med en sax längs svansen och placerar djuren i den tillfälliga förvaringsburen.
    6. Rengör apparaten med 75 % alkohol och pappersnäsdukar och fortsätt med resten av djuren enligt beskrivningen ovan. På fliken Analys väljer du de sista 4 minuterna av förvärvet för analys, väljer sedan alla giltiga körningar i analysperioden, klickar på Analysera valda ämnen, väljer önskat dataformat och klickar på Exportera valda data för att exportera insamlade data för ytterligare analys.
      OBS: Testet varar 6 min. Under de första 2 minuterna kommer djuren att kämpa hårt, men eftersom förtvivlan blir utbredd under de återstående 4 minuterna tas orörlighetstiden under denna period ut för analysen. Mjukvaran och hårdvaran kan skilja sig åt, och relevanta manualer måste följas. Dessutom kan själva utrustningen variera (t.ex. antal testpositioner).
  4. Analys av gångarter
    1. Slå på löpbandet och ställ in bandhastigheten manuellt till 20 cm/s på utrustningspanelen genom att klicka på + eller - symbolen bredvid hastighetsindikatorn. Slå på apparatens ljus genom att vrida vredet medurs. Starta programvaran DigiGait Imager genom att dubbelklicka på programvaruikonen och ställ in slutartiden till 100 för albinomöss eller 130 för svarta/mörka möss i fältet för slutartid.
    2. Ta bort det första djuret från hemburen för hand och placera det försiktigt på löpbandsbältet. Stäng dörren till djurutrymmet. Inspektera visuellt för att säkerställa att djurets svans inte fastnar mellan dörren och karmen.
    3. Låt musen utforska löpbandsbältet innan du spelar in. Säkerställ att djuret kan utföra testet genom att ställa in löpbandet på en långsam gånghastighet i ~3 s och sedan stoppa det och observera djuret kontinuerligt.
    4. Starta bältet genom att trycka på Start-knappen på utrustningspanelen och spela in i cirka 10 s. Se till att en tydlig och flytande rörelse på minst 10-15 steg kan observeras. Stoppa bältet genom att trycka på stoppknappen på utrustningspanelen och för tillbaka musen till den tillfälliga hållarburen för hand.
    5. Skärma inspelningen för en sekvens av bilder med flytande steg genom att klicka på SPELA UPP och granska inspelningen med den visuella kontrollen i EDIT-läge . Välj 10-15 flytande rörelser genom att manuellt skriva in deras start- och slutbildrutenummer i de relevanta fälten (Från bildruta # för den första bildrutan och Till för den sista bildrutan). Fyll i djurets information - djur-ID, födelsedatum, kön, vikt, bälteshastighet och bältesvinkel - och kommentera vid behov i de relevanta fälten. Spara filen för vidare analys genom att klicka på Spara.
    6. Rengör bältet med vatten och fortsätt med resten av djuren på samma sätt. Välj KAMERA för att fortsätta med att spela in nästa djurpromenad. När registreringar har gjorts för alla djur, gå vidare till analysen.
      OBS: Djur som inte kan gå med en inställd hastighet på bältet är undantagna från testning. Baserat på vår erfarenhet observerar vi att äldre djur (över 50 veckor) upplever större svårigheter med att gå på löpbandet, med en varierande frekvens mellan 2 % och 50 % beroende på genotyp. Animaliskt avfall samlas i brickor på antingen löpbandets fram- eller baksida. Brickorna töms efter varje studie och tvättas med varmt tvålvatten. Bältet torkas av med en fuktig trasa.
    7. Utföra gånganalys baserat på en helautomatisk analys av videoinspelningar av djurens fotavtryck. Justera data i programvaran DigiGait Analysis .
      OBS: Gånganalys ger inte bara ett mått på motorisk koordination, utan också en detaljerad kinematisk beskrivning baserad på analysen av dynamisk gångsignal, som representerar den tidsmässiga historien om tassarnas placering genom sekventiella steg. Följande parametrar mäts automatiskt av programvaran: svinglängd, procenttage av stegets varaktighet vid svingning, bromstid, procenttage av stegets varaktighet vid inbromsning, framdrivningstid, procenttage av steg i framdrivning, ståtid, procenttage av steg i stå, steglängd, bromsprocentuell andel av ståt, framdrivningsprocenttage av ståfasen, sväng-till-stå-förhållande, steglängd, stegfrekvens, tassvinkel, tassvinkelvariabilitet, ståbredd, stegvinkel, steglängdsvariation, stegbreddsvariation, stegvinkelvariabilitet, stegvinkelvariabilitet, variationskoefficient för steglängd, variationskoefficient för ståbredd, variationskoefficient för stegvinkel, variationskoefficient för svinglängd, tassarea vid maximal stå, tassareavariabilitet vid toppställning, Varaktighet för delad hållning i bakbenen, procentandel delad hållning, förhållandet mellan varaktigheten för vänster och höger bakre ställning, gångsymmetri, maximal förändring av tassytan i kontakt med löpbandsbältet under bromsningsfasen. Maximal förändring av tassarean i kontakt med löpbandsbältet under framdrivningsfasen. Tau-framdrivning, tassöverlappningsavstånd. Positionering av tassplacering, ataxikoefficient, mittlinjeavstånd, axelavstånd och tassmotstånd. Programvaran möjliggör en liten korrigering av stegspårningsbrus, som bör slutföras före statistisk analys. Mjukvaran och hårdvaran kan skilja sig åt, och relevanta manualer måste följas.
  5. Rotarod
    OBS: Rotarod-testet används för att bedöma gnagares motoriska funktioner-balans och motorisk koordination. Testet kräver att musen går på en roterande stång med en fast diameter (5 cm), och att rotationen accelererar under en viss tidsperiod (5 minuter) tills djuret inte längre kan sitta kvar.
    1. Slå på rotarodutrustningen genom att trycka på på/av-knappen på utrustningen och starta programvaran genom att dubbelklicka på Rod software-ikonen. Initiera en ny fil på fliken Arkiv och spara den under lämpligt namn. I installationsfönstret fyller du i experimentinformationen, till exempel datum, användarens namn och eventuella kommentarer. Ställ in hastighetsprofilen på 300 s, initial hastighet till 4 rpm och terminalhastighet till 40 rpm.
    2. Förbered ett schema för de testade djuren i fältet Djur och tilldela varje djur dess position på stången. Positionerna anges inte uttryckligen i programvaran, men de motsvarar listraden; Till exempel skulle den första raden indikera stångens första position, den femte linjen skulle indikera stavens femte position och så vidare. Kom ihåg att balansera varje stavposition mellan experimentgrupperna.
      OBS: Fem djur kan testas samtidigt.
    3. Stäng inställningspanelen genom att klicka på Stäng och öppna mätpanelen genom att klicka på Mät. Starta den första rotationen av stången vid 4 rpm genom att klicka på Start/Stop och placera de fem första djuren på sina tilldelade positioner. När alla djur är på stången, starta testprotokollet genom att klicka på Start Profile, och spöet kommer gradvis att accelerera till 40 rpm under 5 minuter. Om ett djur faller av stången, sätt tillbaka den i staven innan protokollet börjar.
      OBS: Djur stannar vanligtvis inte på spöet tillräckligt länge för att placera alla möss på den på en gång under det första försöket. Det är viktigt att ha tålamod när du placerar djur på stången med konstant rotationshastighet i början. Syftet med testet är inte att bestämma djurets uthållighet på stången vid en fast rotationshastighet, utan att fastställa den hastighet med vilken djuret inte kan stanna kvar på stången. Spöets hastighet är proportionell mot latensen för att stanna på den; Således används det för att uttrycka djurets balans.
    4. Flytta djuren till den tillfälliga förvaringsburen efter att alla har fallit från stången eller efter att 5 minuter har gått. Ta bort eventuellt animaliskt avfall och rengör staven och brickan med alkohol.
    5. Klicka på Djur -> för att fortsätta med nästa grupp av djur på samma sätt. När du har testat alla djur stänger du mätfönstret genom att klicka på Stäng och klickar på Visa för att visa insamlade data. Exportera inhämtade data i filformatet .csv för vidare analys genom att klicka på Exportera CSV.
    6. Testa varje djur på spöet tre gånger med 15 minuters mellanrum. Använd det genomsnittliga värdet för svarstiden för att falla över de tre försöken för ytterligare statistisk analys. Utvärdera djurets motoriska inlärning genom att upprepa testet under 5 dagar i följd.
      OBS: Mjukvaran och hårdvaran kan skilja sig åt, och relevanta manualer måste följas. Dessutom kan själva utrustningen variera, till exempel i antal testpositioner, övergripande konstruktion och stångdimension.
  6. Nestlet strimla-bygga bo
    1. Dela upp djuren i enkla musburar av polykarbonat med standardutrustning (strö, fodernät och vattenförsörjning) i 1 vecka. Ta cirka 12 g bomullsnestlet med en pincett, registrera dess vikt manuellt med hjälp av en våg och placera den slumpmässigt i en bur, men på motsatt sida av vattenförsörjningen. Lämna tillbaka burarna med djuren i stallet.
    2. Väg varje unge vid samma tidpunkt varje dag under de kommande 4 dagarna manuellt med hjälp av våg. Anteckna vikterna på papper eller i ett färdigt kalkylblad. Se till att varje bo är torrt när det vägs; Om inte, torka på en värmedyna och lägg tillbaka alla ungarna i sina tilldelade burar samtidigt på den plats där musen byggde sitt bo. Om boet är sönderrivet i flera delar, väg den största.
    3. För dataanalys, uttryck minskningen i nestletvikt varje dag i förhållande till den ursprungliga vikten och presentera den som en procentandel av det använda materialet.
      OBS: Att ta tillbaka hanarna till en gemensam bur kan leda till ökad aggression och oönskade skador bland djuren. Därför bör testet för att förstöra boet schemaläggas mot slutet av testprogrammet för att undvika att äventyra djurens välbefinnande.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Förhöjd plus labyrint och öppna fälttester
EPM- och OF-testerna använder gnagares naturliga tendens att utforska nya miljöer18,19. Utforskandet styrs av en närmande-undvikande konflikt, där gnagare väljer mellan att utforska en ny miljö och att undvika eventuell fara. Djur utforskar okända platser i jakt på skydd, social kontakt eller födosök. Nya platser kan dock innebära riskfaktorer som rovdjur eller konkurrenter. Både OF-testet och EPM består av säkra och riskfyllda fack - periferin och mitten i OF-testet respektive slutna och öppna armar i EPM. Gnagare föredrar naturligt mörka, slutna utrymmen jämfört med öppna, upphöjda och starkt upplysta områden. Minskad utforskning av de riskfyllda/ångestdämpande delarna, uttryckt som en minskning av antalet besök och besökstiden, eller som ökad latens till det första besöket, kännetecknar således djurens ångestliknande beteende 8,11. Vilotid, medelhastighet och total tillryggalagd sträcka ger ytterligare information om djurens spontana aktivitet. Ingen av parametrarna relaterade till ångestliknande beteende förändrades i UBE3AmGenedel/+-mutanter i vare sig OF-testet eller EPM (Figur 1D-G). Djuren UBE3AmGenedel/+ var dock signifikant hypoaktiva, vilket återspeglas av en kortare tillryggalagd sträcka, lägre medelhastighet och längre vilotid i OF-testet (Figur 1A-C).

Figure 1
Figur 1: Spontan aktivitet och ångestrespons på en ny miljö i EPM- och OF-testet. (A-E) Utforskning av det öppna fältet. UBE3AmGenedel/+-djuren gick en kortare sträcka (A) med lägre medelhastighet (B) och förlängd vilotid (C). Antalet besök och vistelsetiden på centret skilde sig inte åt mellan djuren (D,E). En tvåvägs ANOVA visade en signifikant huvudgenotypeffekt utan signifikant interaktion mellan genotyp och kön (genotypeffekt: p < 0,01; genotyp/könsinteraktion: p > 0,7). Andelen besök i öppna och slutna armar berodde inte på genotyp (F), och inte heller skilde sig tiden i de ångestogena öppna armarna mellan experimentgrupperna (G). En tvåvägs ANOVA visade inga signifikanta huvudeffekter eller genotyp/könsinteraktion (genotypeffekt: p > 0,9; genotyp/könsinteraktion: p > 0,9). Data som visas i lådagrammet visar medianvärdet, intervallet mellan kvartilerna och värdeintervallet. Signifikanta post-hoc-testresultat indikeras som *. Data för kontrolldjur (hona n = 10, hane n = 11) visas i rött och mutanter (hona n = 9, hane n = 10) i blått. Denna figur är hämtad från Syding et al.6. Förkortningar: EPM = förhöjd plus labyrint; OF = öppet fält. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Provning av bakfjädring
TST mäter djurs förtvivlan som utvecklats i en oundviklig situation. När gnagare hänger i svansen blir de snabbt orörliga efter en inledande period av kraftig aktivitet. Orörlighetens varaktighet indikerar omfattningen av "förtvivlan". Många laboratorier har visat att ett brett utbud av kliniskt aktiva antidepressiva läkemedel minskar immobilitetstiden 9,20,21. Detta okomplicerade test har blivit vanligt förekommande för screening av potentiella antidepressiva substanser, och det kan också användas för att karakterisera fenotypen hos olika djurstammar, såväl som transgena muriner, i studier som utforskar den neurobiologiska grunden för depressiva tillstånd 9,21. UBE3AmGenedel/+-djuren var orörliga betydligt längre än sina kontrollkullsyskon, vilket tyder på deras depressionsliknande beteende (Figur 2).

Figure 2
Figur 2: Tid för orörlighet i provningen av bakhjulsupphängning. UBE3AmGenedel/+ djur uppvisade en längre orörlighet under svansupphängningen. En tvåvägs ANOVA visade signifikanta huvudeffekter men ingen signifikans i genotyp/könsinteraktion (genotypeffekt: p < 0,001; könseffekt: p < 0,001; genotyp/könsinteraktion: p > 0,5). Data som visas i lådagrammet visar medianvärdet, kvartilintervallet och värdeintervallet. Signifikanta post-hoc-testresultat indikeras som *. Data för kontrolldjur (hona n = 10, hane n = 14) visas i rött och mutanter (hona n = 10, hane n = 11) i blått. Denna figur är hämtad från Syding et al.6. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Rotarod och gånganalys
Historien om rotarod-testning i modeller av neuromotoriska brister går tillbaka till mitten av 1900-talet. Rotaroden används för att bedöma djurens balans och rörelsekoordination, eftersom deras funktionsnedsättningar manifesterar sig i en betydligt kortare latens för att falla från den roterande stången14. Upprepade tester på rotaroden används för att studera djurens motoriska inlärningsförmåga. Den snabba utvecklingen av modern utrustning och digital teknik har möjliggjort automatiserad, exakt och opartisk utvärdering av gnagares rörelsefenotyper baserat på detaljerade beskrivningar av deras gång. Automatiserad gånganalys ersatte fotavtrycksanalys, och är också känsligare för neuromuskulära underskott14,24,25. Förändringar av spatiotemporala egenskaper hos djurens gång är specifika för den modellerade nosologiska enheten26,27,28. UBE3AmGenedel/+-mutanter hade en robust växling av gångindex (Figur 3A-G), vilket ytterligare bekräftades av en minskad latens för att falla från rotaroden (Figur 3H).

Figure 3
Figur 3: Detaljerad gånganalys och motorisk inlärning på rotarod. (A-G) Gångindex för UBE3AmGenedel/+ djur har ändrats. UBE3AmGenedel/+ djur hade en längre sving (A) och hållning (B) som resulterade i förlängd steglängd och längd (C,D). Bakbenens framdrivningstid (E) och retardation (F) ökade också. Analysen visade också på en större tassarea vid toppställningen (G). Varken djurens metriska parametrar eller vikt skilde sig åt (data visas inte), vilket tyder på att de observerade skillnaderna inte berodde på skillnader i djurstorlek. En tvåvägs ANOVA med upprepade mätningar visade en signifikant huvudeffekt av genotyp utan signifikant genotyp/könsinteraktion (genotypeffekt: p < 0,001; genotyp/könsinteraktion: p > 0,2). (H) Resultaten av rotarod-prestandan visar en kortare fördröjning till fall hos UBE3AmGenedel/+-djur. En tvåvägs ANOVA med upprepade mätningar visade signifikanta huvudeffekter utan signifikant interaktion (genotypeffekt: p < 0,001; könseffekt: p < 0,01; genotyp/könsinteraktion: p > 0,1). Gångparametrar som visas i lådagrammet visar medianvärdet, interkvartilintervallet och värdeintervallet. Signifikanta post-hoc-testresultat indikeras som *. Data om latensen till fall presenteras i ett linjediagram som medelvärde ± SEM. Data för kontrolldjur (hona n = 10, hane n = 14) visas i rött och mutanter (hona n = 10, hane n = 11) i blått. Denna figur är hämtad från Syding et al.6. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Nestlet-shredding - bobyggande
Nestlet shredding-testet används främst för att upptäcka stereotypt tvångsmässigt beteende hos möss29,30. Möss visar dock en naturlig tendens att riva sönder material för att bygga sitt bo. Oförmågan att strimla ett bomullsnestlet används således som en indikator på att deras välbefinnande påverkas av neuropsykiatrisk funktionsnedsättning16,31. UBE3AmGenedel/+-djuren använde betydligt mindre material för att bygga sina bon, och denna skillnad var särskilt framträdande mellan transgena honor och deras motsvarigheter i kontrollen (Figur 4A).

Figure 4
Figur 4: Användning av bomaterial för bobygge. UBE3AmGenedel/+ djur strimlade mindre bomullsmaterial än sina kontrollkullsyskon. Data omvandlades till anpassade rangordningar för att uppfylla normalitetskravet. En variansanalys med upprepade mätningar visade en signifikant genotypeffekt utan signifikans av genotyp/könsinteraktion (genotypeffekt: p < 0,05; genotyp/könsinteraktion: p > 0,4). Data som visas i linjediagrammet visar medelvärdet ± SEM. Signifikanta post-hoc-testresultat indikeras som *. Data för kontrolldjur (hona n = 10, hane n = 14) visas i rött och mutanter (hona n = 10, hane n = 11) i blått. Denna figur är hämtad från Syding et al.6. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Tidsplan för testning
Varje grupp (kontrollgrupp och experimentell) utsätts för samma tester på samma dagar. En paus på 1 dag mellan testerna används för att minimera potentiella överföringseffekter. Om möjligt testas honor och hanar på varandra följande dagar. I annat fall testas honorna efter att hanarna har testats (figur 5)6.

Figure 5
Bild 5: Tidsskala för testning. UBE3AmGenedel/+ -djur och deras kontroller testades i två kohorter. Testtidsskalan för den första kohorten presenteras i den övre panelen och för den andra kohorten i den nedre panelen. De dagar då män testades är markerade med blått, medan dagar då kvinnor testades anges med grönt. Dagar då båda könen testades är markerade med gult. Inga tester utfördes på helgerna. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Siffrorna är anpassade från Syding et al.6 i enlighet med MDPI:s licenspolicy.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

AS-modeller som skapats i olika murina stammar valideras vanligtvis med tester av djurs känslomässiga tillstånd, motoriska funktioner och kognitiva förmågor för att underlätta jämförelse med mänskliga symtom31,32. Ett motoriskt underskott i AS-modeller är det mest konsekventa fyndet i laboratorier, följt av ett oförändrat emotionalitetstillstånd hos mutanter och svårigheter att bygga bon31,32,33. Däremot är kognitiv nedsättning antingen lindrig eller frånvarande 7,31,33. Diskrepans i den kognitiva fenotypen verkar bero på de testade djurens ålder, vilket visas av Huang et al.7. Därför valdes därför ett batteri av tester för denna artikel på grundval av deras reproducerbarhet, samt ålders- och artoberoende, eftersom jämförbara resultat observeras i både mus och råtta AS-modeller 6,31,32.

Kritiskt bör man komma ihåg att testning av djur upprepade gånger i olika försöksuppställningar kräver noggrann ordning, med början i de tester som är mest känsliga för tidigare manipulation, och samtidigt med minimal effekt på följande tester, såsom EPM- och OF-testerna34. Ytterligare problem gäller fragmenteringstestet av ungdjur, där djuren hålls ensamma, vilket är känt för att vara ett stressigt tillstånd35. Att därefter samla hanar i en gemensam bur leder ofta till ökad aggression på grund av hierarkisk etablering. Således bör nestlet shredding-testet avsluta testschemat. Det är också bra att testa hanar före honor för att undvika att hanens beteende påverkas av efterföljande kvinnliga luktspår. Att alternera djur som tillhör olika experimentella grupper under testning är avgörande inom beteendeforskning för att balansera effekterna av oförutsägbara faktorer på djurens beteende. Det är välkänt att hantering av djur före testning i EPM påverkar deras observerade stressreaktion. Därför måste hanteringen vara densamma för alla djur36. Det är också mycket viktigt att upprätthålla inhysningsförhållandena (en eller en grupp), belysningen under testningen, tidpunkten för testningen och före testupplevelsen för varje djur, eftersom alla dessa faktorer påverkar musens svar i EPM- och OF-testet och kan snedvrida resultaten37.

Trots att de presenterade testerna tillhör väletablerade screeningverktyg inom läkemedelsutveckling och fenotypning av genetiskt modifierade möss som ger reproducerbara resultat i laboratorier, kan vissa tester fortfarande vara föremål för mindre modifieringar. Eftersom motorisk funktionsnedsättning är huvuddraget i en AS-djurmodells fenotyp, kan rotarodtestet begränsas till 1 dags testning istället för 5 dagar i följd. Dessutom kan parametrar som beskriver kvaliteten på ett byggt bo införlivas i nestlet shredding test38.

En tydlig begränsning i de presenterade resultaten är tvetydigheten i tolkningen. I synnerhet kan AS-djurens motoriska nedsättning förklara förändringar i rörelsebaserade uppgifter, såsom OF-testet och EPM. På samma sätt kan en förlängd orörlighetstid i TST vara ett resultat av den större fysiska trötthet som AS-djur utvecklar under detta krävande test, i motsats till depressivt beteende. I testet för att riva sönder boet kan minskad bomullsanvändning också bero på den neuromuskulära fenotypen snarare än förlusten av bobyggnadsinstinkten. Tolkningen av steglängdsförändringar är tvetydig, eftersom förkortning observeras i vissa musmodeller av Parkinsons sjukdom, medan förlängning observeras hos åldrande möss39,40. Vi tror dock att en ökning av den totala steglängden är en konsekvens av en längre svinglängd. Svinglängden ökar med smärta och förlängs i artritmodeller, vilket innebär att en längre svinglängd hos möss potentiellt kan möjliggöra korrekt positionering av lemmarna innan de bär vikt41,42. Framdrivningstid avser den tid som krävs för att ett djur ska initiera och bibehålla framåtrörelse. Således kan en kort varaktighet hos friska djur tyda på större styrka och bättre kontroll. Dessa fynd kännetecknar inte bara denna AS-musmodell utan indikerar också gångnedsättning. Närmare undersökningar behövs dock för att klarlägga den fysiologiska grunden för en sådan funktionsnedsättning, såsom bestämning av muskelstyrka och undersökning av neuromuskulära kopplingar/transmission.

Trots tolkningsdilemmat ger det presenterade batteriet av beteendetester reproducerbara resultat som är konsekventa över laboratorier och kan fungera som ett elegant valideringsverktyg för nya murina modeller av Angelmans syndrom och nya terapeutiska metoder 6,31,32,43,44,45.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har inga intressekonflikter att redovisa.

Acknowledgments

Denna forskning stöddes av den tjeckiska vetenskapsakademin RVO 68378050, LM2018126 tjeckiska centret för fenogenomik som tillhandahålls av MEYS CR, OP RDE CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_013/0001789 (uppgradering av det tjeckiska centrumet för fenogenomik: utveckling mot översättningsforskning av MEYS och ESIF), OP RDE CZ.02.1.01/0.0/0.0/18_046/0015861 (uppgradering av CCP-infrastruktur II av MEYS och ESI-fonderna) och OP RDI CZ.1.05/2.1.00/19.0395 (högre kvalitet och kapacitet för transgena modeller av MEYS och ERUF). Dessutom fick denna studie finansiering från den icke-statliga organisationen "Association of Gene Therapy (ASGENT)", Tjeckien (https://asgent.org/) och LM2023036 tjeckiska centret för fenogenomik som tillhandahålls av Tjeckiens ministerium för utbildning, ungdom och idrott.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Cages, individually ventilated Techniplast
DigiGait Mouse Specifics, Inc., 2 Central Street Level
Unit 110
Framingham, MA 01701, USA		 Equipment was tendered, no catalogue  number was provided, nor could be find on company's web site Detailed analysis of mouse gait, hardware and software provided. 
FDA Nestlet squares Datesand Ltd., 7 Horsfield Way, Bredbury, Stockport SK6, UK Material was bought from Velaz vendor via direct email request. Velaz do not provide any catalogue no. Cotton nestlets for nest building test. Nestlet discription: 2-3 g each, with diameter around 5 x 5 x 0.5cm.
Mouse chow Altramion
Rotarod TSE Systems GmbH, Barbara-McClintock-Str.4
12489 Berlin, Germany		 Equipment was tendered, no catalogue  number was provided, nor could be find on company's web site Rotarod for 5 mice, hardware and software provided. Drum dimensions: Diameter: 30 mm, width per lane: 50 mm, falling distance 147 mm.
Tail Suspension Test Bioseb, In Vivo Research Instruments, 13845 Vitrolles
FRANCE		 Reference: BIO-TST5 Fully automated equipment for immobility time evaluation of 3 mice hanged by tail, hardware and software provided
Transpore medical tape Medical M, Ltd. P-AIRO1291 The tape used to attach an animal to the hook by its tail.
Viewer - Video Tracking System Biobserve GmbH, Wilhelmstr. 23 A
53111 Bonn, Germany		 Equipment with software were tendered, no catalogue  number was provided, nor could be find on company's web site Software with custom made hardware: maze, IR base, IR sensitive cameras. Custom-made OF dimensions: 42 x 42 cm area, 49 cm high wall, central zone area: 39 cm2. A custom-made EPM was elevated 50 cm above the floor, with an open arm 79 cm long,  9 cm wide, and closed arm 77 cm long, 7.6 cm wide. 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kalsner, L., Chamberlain, S. J. Prader-Willi, Angelman, and 15q11-q13 duplication syndromes. Pediatric Clinics of North America. 62 (3), 587-606 (2015).
  2. Yamasaki, K., et al. Neurons but not glial cells show reciprocal imprinting of sense and antisense transcripts of Ube3a. Human Molecular Genetics. 12 (8), 837-847 (2003).
  3. Clayton-Smith, J., Laan, L. Angelman syndrome: a review of the clinical and genetic aspects. Journal of Medical Genetics. 40 (2), 87-95 (2003).
  4. Jolleff, N., Ryan, M. M. Communication development in Angelman's syndrome. Archives of Disease in Childhood. 69 (1), 148-150 (1993).
  5. Willner, P. The validity of animal models of depression. Psychopharmacology. 83 (1), 1-16 (1984).
  6. Syding, L. A., et al. Generation and characterization of a novel Angelman syndrome mouse model with a full deletion of the Ube3a gene. Cells. 11 (18), 2815 (2022).
  7. Huang, H. -S., et al. Behavioral deficits in an Angelman syndrome model: effects of genetic background and age. Behavioural Brain Research. 243, 79-90 (2013).
  8. Choleris, E., Thomas, A. W., Kavaliers, M., Prato, F. S. A detailed ethological analysis of the mouse open field test: effects of diazepam, chlordiazepoxide and an extremely low frequency pulsed magnetic field. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 25 (3), 235-260 (2001).
  9. Cryan, J. F., Mombereau, C., Vassout, A. The tail suspension test as a model for assessing antidepressant activity: review of pharmacological and genetic studies in mice. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 29 (4-5), 571-625 (2005).
  10. Walf, A. A., Frye, C. A. The use of the elevated plus maze as an assay of anxiety-related behavior in rodents. Nature Protocols. 2 (2), 322-328 (2007).
  11. Carola, V., D'Olimpio, F., Brunamonti, E., Mangia, F., Renzi, P. Evaluation of the elevated plus-maze and open-field tests for the assessment of anxiety-related behaviour in inbred mice. Behavioural Brain Research. 134 (1-2), 49-57 (2002).
  12. Yan, H. -C., Cao, X., Das, M., Zhu, X. -H., Gao, T. -M. Behavioral animal models of depression. Neuroscience Bulletin. 26 (4), 327-337 (2010).
  13. Preisig, D. F., et al. High-speed video gait analysis reveals early and characteristic locomotor phenotypes in mouse models of neurodegenerative movement disorders. Behavioural Brain Research. 311, 340-353 (2016).
  14. Knippenberg, S., Thau, N., Dengler, R., Petri, S. Significance of behavioural tests in a transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Behavioural Brain Research. 213 (1), 82-87 (2010).
  15. Farr, T. D., Liu, L., Colwell, K. L., Whishaw, I. Q., Metz, G. A. Bilateral alteration in stepping pattern after unilateral motor cortex injury: a new test strategy for analysis of skilled limb movements in neurological mouse models. Journal of Neuroscience Methods. 153 (1), 104-113 (2006).
  16. Jirkof, P. Burrowing and nest building behavior as indicators of well-being in mice. Journal of Neuroscience Methods. 234, 139-146 (2014).
  17. Wulaer, B., et al. Repetitive and compulsive-like behaviors lead to cognitive dysfunction in Disc1Δ2-3/Δ2-3 mice. Genes, Brain, and Behavior. 17 (8), 12478 (2018).
  18. Glickman, S. E., Hartz, K. E. Exploratory behavior in several species of rodents. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 58, 101-104 (1964).
  19. La-Vu, M., Tobias, B. C., Schuette, P. J., Adhikari, A. To approach or avoid: an introductory overview of the study of anxiety using rodent assays. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 14, 145 (2020).
  20. Karolewicz, B., Paul, I. A. Group housing of mice increases immobility and antidepressant sensitivity in the forced swim and tail suspension tests. European Journal of Pharmacology. 415 (2-3), 197-201 (2001).
  21. Liu, X., Gershenfeld, H. K. Genetic differences in the tail-suspension test and its relationship to imipramine response among 11 inbred strains of mice. Biological Psychiatry. 49 (7), 575-581 (2001).
  22. Dunham, N. W., Miya, T. S. A note on a simple apparatus for detecting neurological deficit in rats and mice. Journal of the American Pharmaceutical Association. 46 (3), 208-209 (1957).
  23. Dorman, C. W., Krug, H. E., Frizelle, S. P., Funkenbusch, S., Mahowald, M. L. A comparison of DigiGait and TreadScan imaging systems: assessment of pain using gait analysis in murine monoarthritis. Journal of Pain Research. 7, 25-35 (2013).
  24. Stroobants, S., Gantois, I., Pooters, T., D'Hooge, R. Increased gait variability in mice with small cerebellar cortex lesions and normal rotarod performance. Behavioural Brain Research. 241, 32-37 (2013).
  25. Vandeputte, C., et al. Automated quantitative gait analysis in animal models of movement disorders. BMC Neuroscience. 11, 92 (2010).
  26. Amende, I., et al. Gait dynamics in mouse models of Parkinson's disease and Huntington's disease. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 2, 20 (2005).
  27. Hampton, T. G., et al. Gait disturbances in dystrophic hamsters. Journal of Biomedicine & Biotechnology. 2011, 235354 (2011).
  28. Vinsant, S., et al. Characterization of early pathogenesis in the SOD1(G93A) mouse model of ALS: part I, background and methods. Brain and Behavior. 3 (4), 335-350 (2013).
  29. Li, X., Morrow, D., Witkin, J. M. Decreases in nestlet shredding of mice by serotonin uptake inhibitors: comparison with marble burying. Life Sciences. 78 (17), 1933-1939 (2006).
  30. Murphy, M., et al. Chronic adolescent Δ9-tetrahydrocannabinol treatment of male mice leads to long-term cognitive and behavioral dysfunction, which are prevented by concurrent cannabidiol treatment. Cannabis and Cannabinoid Research. 2 (1), 235-246 (2017).
  31. Sonzogni, M., et al. A behavioral test battery for mouse models of Angelman syndrome: A powerful tool for testing drugs and novel Ube3a mutants. Molecular Autism. 9, 47 (2018).
  32. Dodge, A., et al. Generation of a novel rat model of Angelman syndrome with a complete Ube3a gene deletion. Autism Research. 13 (3), 397-409 (2020).
  33. Born, H. A., et al. Strain-dependence of the Angelman syndrome phenotypes in Ube3a maternal deficiency mice. Scientific Reports. 7 (1), 8451 (2017).
  34. File, S. E., Mabbutt, P. S., Hitchcott, P. K. Characterisation of the phenomenon of "one-trial tolerance" to the anxiolytic effect of chlordiazepoxide in the elevated plus-maze. Psychopharmacology. 102 (1), 98-101 (1990).
  35. Liu, N., et al. Single housing-induced effects on cognitive impairment and depression-like behavior in male and female mice involve neuroplasticity-related signaling. The European Journal of Neuroscience. 52 (1), 2694-2704 (2020).
  36. Ueno, H., et al. Effects of repetitive gentle handling of male C57BL/6NCrl mice on comparative behavioural test results. Science Reports. 10 (1), 3509 (2020).
  37. Rodgers, R. J., Dalvi, A. Anxiety, defence and the elevated plus-maze. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 21 (6), 801-810 (1997).
  38. Deacon, R. M. J., Penny, C., Rawlins, J. N. P. Effects of medial prefrontal cortex cytotoxic lesions in mice. Behavioural Brain Research. 139 (1-2), 139-155 (2003).
  39. Fernagut, P. O., Diguet, E., Labattu, B., Tison, F. A simple method to measure stride length as an index of nigrostriatal dysfunction in mice. Journal of Neuroscience Methods. 113 (2), 123-130 (2002).
  40. Wooley, C. M., Xing, S., Burgess, R. W., Cox, G. A., Seburn, K. L. Age, experience and genetic background influence treadmill walking in mice. Physiology & Behavior. 96 (2), 350-361 (2009).
  41. Lakes, E. H., Allen, K. D. Gait analysis methods for rodent models of arthritic disorders: reviews and recommendations. Osteoarthritis and Cartilage. 24 (11), 1837-1849 (2016).
  42. Deuis, J. R., Dvorakova, L. S., Vetter, I. Methods used to evaluate pain behaviors in rodents. Frontiers in Molecular Neuroscience. 10, 284 (2017).
  43. Tanas, J. K., et al. Multidimensional analysis of behavior predicts genotype with high accuracy in a mouse model of Angelman syndrome. Translational Psychiatry. 12 (1), 426 (2022).
  44. Silva-Santos, S., et al. Ube3a reinstatement identifies distinct developmental windows in a murine Angelman syndrome model. The Journal of Clinical Investigation. 125 (5), 2069-2076 (2015).
  45. Milazzo, C., et al. Antisense oligonucleotide treatment rescues UBE3A expression and multiple phenotypes of an Angelman syndrome mouse model. JCI Insight. 6 (15), e145991 (2021).

Tags

Beteende Angelmans syndrom beteendetester modellvalidering UBE3A C57BL/6N
Beteendekarakterisering av en musmodell med Angelmans syndrom
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kubik-Zahorodna, A., Prochazka, J.,… More

Kubik-Zahorodna, A., Prochazka, J., Sedlacek, R. Behavioral Characterization of an Angelman Syndrome Mouse Model. J. Vis. Exp. (200), e65182, doi:10.3791/65182 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter