Yöntem makalesi

Batarya-in davranış değerlendirilmesi genel hareket, kas gücü ve koordinasyon farelerde testleri

13.8K görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/55491

⸱

23 Ocak 2018

 ,  ,  ,  , 
1Centre for Neuroscience Studies, Queen's University, 2Department of Biomedical and Molecular Sciences, Queen's University, 3Medical Genetics/ Department of Pediatrics, Kingston General Hospital, Centre for Neuroscience Studies, and Department of Biomedical and Molecular Sciences, Queen's University

Bu makalede

Özet

Davranışsal sınama önceden klinik çalışmalarda bir hastalık veya bir hayvanın refah tedavi fenotipik etkilerini değerlendirmek için kullanılır. Genel olarak motor işleyişini değerlendirmek için biz genel hareket, kas gücü ve koordinasyon için testler seçili: açık alan test, kafes test ve rotarod testi, anılan sıraya göre.

Özet

Davranışsal sınama önceden klinik deneylere hayvanın sağlığı ve sağlığı üzerinde belirli hastalık veya tedavi olan fenotipik etkiler ve sonuçları değerlendirmek için kullanılır. Uygulanabilir çok sayıda davranış testleri vardır. Biz bir test genel hareket için seçilmiş, açık alan test (çok); kas gücü için bir test, mesh test (MT); ve koordinasyon, rotarod testi (RR) için bir test. Test bir haftalık veya aylık olarak gerçekleştirilebilir. Genel hareket için bir test olarak, bir açık alan aparat objektif fare süre hareket parametreleri izleme tarafından çok işleri var. Alan genellikle 2' x 2' kutusunu ve hareketleri lazer algılama veya video yakalama aracılığıyla kaydedilir. Fare açık alanın ortasına yerleştirilir ve serbestçe hareket test için izin. MT gecikme süresi bir fare için bir ters ekran kapalı kas gücü bir ölçüsü olarak düşmeye kullanır. Bir fare bir perde, hangi bir açık kutusunun üzerine ters ve düşmeye onların gecikme süresi zaman aşımına yerleştirilir. O gün için attı üç denemeler en üç denemeler gerçekleştirilir. Bir skor ile 60 s uykuda ters bir fare bırakılır. Fareler bir kafes test denemeler arasındaki dakika 5 dinlenme süresi verilir. Son olarak, RR hızlandırılmış bir protokolü motor koordinasyon ve dayanıklılık değerlendiriyor. 40 RPM 5 dk dan 4 rpm hız arttıkça bir duruşma sırasında bir fare dönen bir çubuk üzerinde yürür. Fareyi üzerine düşen manyetik basınç sensörü dokunduğunda deneme sona erer. Her fare üç denemeler uğrar ve en iyi deneme o gün için attı. Bu birleştirilmiş davranışsal verileri hareketlilik, koordinasyon, kuvvet ve hareket test hayvanların genel değerlendirmesi için sağlar. En az iki üç davranış test ölçülerin dışında genel geliştirilmiş motor fonksiyon sahip olarak hak kazanmak bir hayvan için gelişme göstermek gerekir.

Giriş

Davranışsal test fenotipik karakterizasyonu, ölçmek için çalışmalar merkezi sinir sistemini etkileyen hastalıklar yeni bir fare modeli için veya yeni bir tedavi bir deneme için olup olmadığını hedeftir. Seçim için davranış testleri bir çeşitlilik vardır. Davranış testleri bir arada kullanma mantığı kez tam olarak önceden klinik tedavi sonuçları değerlendirmek etmektir. Kafes testi (MT) ve rotarod (RR) test, davranışsal test pil burada açık alan testi (sık sık) içerir.

ÇOK genel Lokomotor aktivite1,2,3,4,5,6,7bir önlem olarak kullanılır. Bu değerlendirme serbestçe açık bir alana taşımak fare sağlar ve alınan ölçümlere fare hareketleri davranış deneme boyunca vardır. Kantitatif analizleri yapılmış bir çok kullanarak dahil yetiştirme, hareket mesafesi, zaman (yürüyüş ve çalıştıran hareketlimesela ) ve değişiklikleri faaliyete yararlı bir neden olduğu zaman içinde (Örneğin, atlama ve daha yavaş/hiperaktif hareketler), harcanan ve kemirgen davranışının ayrıntılı analizi.

MT fareler1,2,8,9,10,11gücünü değerlendirmek için kullanılır. Hasır ızgara kapalı asmak için tüm dört ekstremitelerin karşıt yerçekimi etkileri ise sürekli bacak gerilim yeteneği farelerin non-invaziv ölçümü için sağlar. Bu değerlendirme bir fare üzerinde ters bir kafes yerleştirerek ve düşmeye, gecikme süresi zamanlama yapılır. Bu test ne kadar kendisi ters ekrana düşme önce tutabilir ölçerek fare kas gücü değerlendiriyor.

RR hızlanan protokolü1,2,7,8,9,12,13kullanırken bir fare koordinasyonu değerlendiriyor. Rotarod aparatı 4 rpm'de başlayan hava içinde dönüyor silindirik bir ışın oluşur. Fare bu motor koordinasyon beceri öğrenebilir ve daha sonra 40 devir/dakika kadar yavaş, artımlı artar tarafından meydan. Koordinasyon, dayanıklılık ve kas gücü1,2,7, için RR hızlanan Protokolü değerlendiriyor, ancak klasik, sabit hız Protokolü kas gücü, ölçüsüdür 14.

Onlar yaygın kemirgen davranış test topluluk2,7,8,9ve sadece toplamı olarak alındığında kabul edildiğini bu üç davranış testleri avantajları bireysel testleri, ama toplu olarak, onlar fenotipik davranış genel bir değerlendirmesi farklı sonuçlar deneysel tedavilerin soruşturma kullanılabilir. ÇOK tek testler genel olarak Lokomotor aktivite2için biridir. RR de koordinasyon2, diğer--dan burada ele alınacak değil yürüyüş analiz yazılımı kullanmak için değerlendirmek için tek yollarından biridir. Bir fare kas gücü değerlendirilebilir birkaç yolu vardır; Ancak, MT veya bir tel askı test kullanarak ve yüksekokul literatürde kullanılan kas gücü2,8,9,10, test etmek için güvenilir bir yöntem olarak kabul 11. genel hareket ve koordinasyon ölçmek için birçok teknik son derece zaman alıcı ve güvenilir veri (fare hareketi el ile zamanlama veya el ile boyama paws yürüyüş analizi içinÖrneğin, ) üretmek olmayabilir. Otomatik sistemler çok ve RR için güvenilirlik ve geçerlilik üretilen veri ve zaman ve çaba tasarrufu artırmak.

Örneğin, ateş Sandhoff hastalığı fare modelinin bu pil testleri gerçekleştirirken göz önüne alındığında, çok ilk 3 ayda başlayan bu fare modeli genellikle görülen motor anormallikler değerlendirmek için kullanılan bu testlerin olacaktır. Açıkları motor koordinasyon içinde de belirgin 12 hafta-in yaş başında olmak gerekir. Kas gücü açıkları 14 hafta civarında başlaması gerektiğini, ama tarafından 16 hafta sonunda çok daha önemli hale.

Bu testler nörodejeneratif hastalıklar9 Sandhoff hastalığı1,8,13, Parkinson hastalığı7gibi de dahil olmak üzere önemli motor bozuklukları neden hastalıklar okurken yararlıdır, Huntington hastalığı, multipl skleroz. Testler de yaşlanma çalışmaya ve karşılaştırmalı geriatrik Değerlendirmeler veya sağlık ölçümleri yapmak için kullanılabilir. Yürüyüş bozuklukları ve hareket ve denge değişiklikleri bu hastalık durumlarında çoğunda görülür. Ancak, bu testlerin kullanışlılığı hastalıklara yaygın nöromüsküler belirtiler ile sınırlı değildir.

Unutmayın ki karıştırıcı değişken motivasyon veya açıklanan davranış test önlemlerin herhangi bir yenilik ile ilgili yok olmuştur. Bu zorunlu bazı hastalık durumlarında ve fare fenotipik herhangi bir belirti gösterir önce araştırmacılar ilk davranış veri elde patolojiler. araştırmacı sonra düzenli olarak gereken tüm motor bozuklukları için muhasebesi (haftalık) sağlamak. Birçok hastalığın hızlı başlangıçlı fenotipik belirtiler var ve haftalık test etmeden bu belirtiler için muhasebesi değil.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Burada açıklanan tüm iletişim kuralları uygun olarak gerçekleştirilen ve Queen's Üniversitesi hayvan bakımı Komitesi tarafından kabul edildi. Davranışsal test frekans haftalık ya da aylık veya ikisinin bir birleşimi olabilir (Yani, bir büyük fark görmeyi bekliyor zaman haftalık ve aylık başka bir yerde).

Not: Fare davranış çalışmalar büyük ölçüde cinsiyet/yaş/soy-bağımlı, ve bu nedenle bu uygun zaman puan toplamak ve deneysel grupları arasında tutarlı kalması için gereklidir. Çevresel faktörler (Örneğin, koku, gürültü, sıcaklık, nem aydınlatma, vb) davranış ve anksiyete farelerde büyük ölçüde etkiler. Bu çevresel faktörlerin mümkün olduğu kadar azaltmak deneyin.

1. açık alan testi

Not: davranış test önce hayvanlar test için test 10-15 dk önce başına gerçekleşmesi nerede odasına habituated. O uygun kişisel koruyucu ekipman ve tüm yerel tesis davranış test protokolleri için yönergeleri takip emin olun.

Not: Test öncesi eğitimi yok.

  1. Bilgisayar ve çok program, çalışan ve kamera veya açık alan kutusunda düzgün bağlı olduğundan emin olun. Smartware program, açık alan simgesi ve "Tamam." tıklayın "Dijital analog dönüştürücü" kaynak kamera seçenekler arasından seçti. "Algılama" özelliğini tıklatın ve tüm açık alan alanı görüntülenir ve boyutları 30 cm x 30 cm olduğundan emin olun.
    Not: Ekipman düzen alanıyla ilgili kısıtlamalarla bağlı olarak değişir ama bu bilgisayar ve açık alan cihazlar birbirlerine yakın uygun video yakalama için iyi aydınlatılmış bir odada olun.
  2. "Kalibrasyon,"anlık görüntü görüntü görüntüsünü,"" ve sonra "Tamam" fare açık alan sınırları içinde tespit edilmeden emin olmak için'ı tıklatın. Önceden fareler; test etmek için zaman miktarını ayarlamak için "zaman" yi Bu durumda, 5 min ayarlayın.
  3. Konular "konular" simgesini tıklatarak girin. "Zamanlayıcı" ve tüm test denekleri ve çift yeşil okları tıklatın vurgulayın ve "Birinci aşama, oturum;" Bu konular tümünde veri toplamaya başlamak için getirecektir.
  4. Bir fare açık alanın ortasına yerleştirin ve program kaydetmeye başlamak için-e sevketmek için "Başlat" simgesini tıklatın. Tek bir fare bir zamanda test.
  5. 5 dk tamamlandıktan sonra program otomatik olarak bir sonraki konuya gider. Bu durumda, test tamamlandıktan fare çıkarın ve sonraki konu açık alana yerleştirin. "Başlat"
  6. Ekipman silin. 1.3-1.4 kalan denekler için yineleyin.
  7. Tüm konuları testler vasıtasıyla gitti sonra verileri çözümlemek için üst "analiz" ikonuna tıklayın ekranın sağ. Tıkırtı "tekrar analiz" ve o zaman "Özet raporu." İsteğe bağlı olarak, verileri bir USB üzerine verin.

2. mesh Test

Not: Yüzey alanı ve MT mesh boyutunu performansı etkileyebilir. Bir fare ilk 10 içinde düşerse MT üzerinde nokta s ilk 2 toplama süre boyunca, onlar geri ikinci bir deneme için hemen kafes koymak olacaktır. Burada kullanılan mesh mesh delikli yaklaşık 1,5 mm çapında bir tel örgü yapıldı.

Not: fizyolojik ve biyokimyasal parametreler gün boyunca dalgalanma beri gün aynı zamanda bu testler, önerilir. Vücut ağırlığı bu teste performansı etkileyebilir ve bu nedenle dikkate alınması gerekir.

  1. Bir fare bir kafes ortasına yerleştirin ve kafes en az 20 cm yukarıda açık bir konteyner tersine çevirin. Bir kez ters, sayacı başlatmak.
  2. Zaman ve kayıt düşmek için gecikme süresi saat. Fare içinde 60 düşmek değil Eğer s, hayır çok sayıda 60 s ve kuralları ver daha denemeler. Fareyi en az 5 dk dinlenmeye izin. Deneme 1 sonudur.
  3. 5-dak arası deneme aralýðý ve ekipman aşağı silin, gerekirse ikinci bir fare, test. Gerekirse 2.1-2.2 2 ve 3, deneyler için adımları tekrarlayın (fare 60 puan edinildi değil sürece s, üç denemeler geçmesi).

3. Rotarod Test

Not: Yüzey ve RT üzerinde çubuk çapı performansı etkileyebilir. RT, bir fare ilk 10 içinde düşerse üzerinde s ilk 2 koleksiyon zaman puan sırasında giy bunu hemen ikinci bir deneme için çubuk.

Not: fizyolojik ve biyokimyasal parametreler gün boyunca dalgalanma beri gün aynı zamanda bu testler, önerilir. Vücut ağırlığı bu teste performansı etkileyebilir ve bu nedenle dikkate alınması gerekir.

  1. IITC rotarod ve bilgisayarı açın. Onlar düzgün veri kayıt için bağlı olduğunuzdan emin olun.
  2. Program hızlandırılmış Protokolü çalıştığından emin olun. (Geçerli Aralık ile 999 000'tir) xxx rotarod testinin istenilen uzunluğa ayarlayın; Bu durumda, 300 basın *. Şerit (Geçerli Aralık 001-005'tir) xxx için kullanılacak küme; Bu durumda, 005 basın *. Xxx RPM'ler için başlangıç hızını (3005 için 5 RPM'ler girin; Geçerli Aralık 001-045 's); Bu durumda, 004 basın *.
  3. En yüksek hız için xxx RPM'ler ayarla (4.030 için 30 RPM girin; Geçerli Aralık 001-045 's); Bu durumda, 040 basın *. Xxx s için rampa hız ayarla (5,030 için bir 30-s rampa için hız girin; geçerli aralık ile 999 000 's); Bu durumda 300 basın *. Birimi fare modunda (6001 ileri fare ve fare ters 6002 girin); Bu durumda, 6001 basın *.
  4. Tüm manyetik şerit duruşma başlamadan önce dengeli emin olun. Rotarod her şeritte yer bir fare.
  5. Programı başlatmak için basın Başlat. Fareler düşerken, onları derhal onlar "diğer yolları gezisi değil bu" sağlamak için onların yolları kaldırın.
  6. Fareler için bir 10 dk arası deneme aralığı dinlenmek izin verir. Deneme 1 sonudur. Arası deneme aralýðý ekipman silin ve fareler sonraki ayarlamak için deneme başlar.
  7. 4-6 adımları gerektiği şekilde yineleyin. Bir fare için tam 5 dk duruşma rotarod kalırsa, hiçbir İlave Denemeler bu fare için gereklidir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Çalışma hayvan davranış test paradigma haftalık veya aylık analiz için gerekli gerekli zaman Puan karşılamak için meydana gelebilir. Davranışsal test zamanlama üzerinde örnekler için bkz: şekil 1 . Aşağıdaki temsilcisi verilerde, Osmon ve arkalınan. (2016), fareler pil davranış aylık, test uygulandı 12 hafta-in yaş, onların insana ilişkin son nokta kadar başlayan yaklaşık 40 hafta-in yaş. Davranışsal test zamanlama bazen bir deney için önemlidir özellikle ne zama...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Tüm testler için temiz ve dezenfekte contagions ve şıkları fareler için en aza indirmek için yüzey. Ayrıca, fareler çok, RR ve MT. kullanırken yeterli dinlenme dönemleri denemeler arasında davranış arasında verilen test emin olun

Gerçekten, her fare ortasında açık alan yerleştirilir ve program merkezi haline fareyi serbest bırakılmasıyla başladı önemlidir. Sensörler program başlangıç üzerine kayıt yok el hareketleri olduğundan emin olun.

MT için nerede fare askıda k...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar ifşa gerek yok.

Teşekkürler

New Hope Araştırmalar Vakfı sürekli destek ve bizim araştırma fon için teşekkür etmek istiyorum. Biz de IITC bu iş için kısmi finansal destek için teşekkür etmek istiyorum.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
IITC Yaşam Bilimleri Rotarod ile Seri 8 bilgi işlem yazılımı IITC Yaşam Bilimleri755
Kare Açık Alan 45 x 45 x 40 cm (gri renk). Diğer zemin rengi mevcuttur: beyaz, siyah.Harvard Aparatus (PanLab)760190
  Açık Alan ÖncedenYapılandırılmış Modül Harvard Aparatus (PanLab)760688
Smart V3.0 Yazılım Platformu Harvard Aparatus (PanLab)760681
Video dönüştürücü (analog/dijital)Harvard Aparatus (PanLab)760262
Kamera için tavan sabitleme sistemiHarvard Aparatus (PanLab)760277
Analog Sony Kamera ve lenseNTSCHarvard Aparatus (PanLab)760505

Kaynaklar

  1. Osmon, K. J., et al. Systemic Gene Transfer of a Hexosaminidase Variant Using an scAAV9.47 Vector Corrects GM2 Gangliosidosis in Sandhoff Mice. Human Gene Therapy. 27 (7), 497-508 (2016).
  2. Brooks, S. P., Dunnett, S. B. Tests to assess motor phenotype in mice: a user's guide. Nature Reviews, Neuroscience. 10, 519-529 (2009).
  3. Ma, M., Basso, D. M., Walters, P., Stokes, B. T., Moser, P. Behavioural and histological outcomes following graded spinal cord contusion injury in the C57Bl/6 mouse. Exp. Neurol. 169, 239-254 (2001).
  4. Menalled, L. B., et al. Early motor dysfunction and striosomal distribution of huntingtin microaggregates in Huntington's disease knock-in mice. J.Neurosci. 22, 8266-8276 (2002).
  5. Grusser, C., Grusser-Cornehls, U. Improvement in motor performance of Weaver mutant mice following lesion of the cerebellum. Behav. Brain Res. 97, 189-194 (1998).
  6. De Leonibus, E., et al. Spatial deficits in a mouse model of Parkinson's disease. Psychopharmacology (Berl). 194, 517-525 (2007).
  7. Morris, M., Koyama, A., Masliah, E., Mucke, L. Tau Reduction Does Not Prevent Motor Deficits in Two Mouse Models of Parkinson's Disease. PLoS ONE. 6 (12), 1-7 (2011).
  8. Abo-ouf, A., et al. Deletion of tumour necrosis factor-α ameliorates neurodegeneration in Sandhoff disease mice. Human Molecular Genetics. , 1-16 (2013).
  9. Dumont, M. Behavioral Phenotyping of Mouse Models of Neurodegeneration. Neurodegeneration : Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology. 793, 229-237 (2011).
  10. Cabe, P. A., Tilson, H. A., Mitchell, C. L., Dennis, R. A simple recording grip strength device. Pharmacol. Biochem. 8, 101-102 (1978).
  11. Barnēoud, P., Loliver, J., Sanger, D., Moser, P. Quantitative motor assessment in FALS mice: a longitudinal study. Neuroreport. 8, 2861-2865 (1997).
  12. Lui, Y., et al. Mouse model of GM2 activator deficiency manifests cerebellar pathology and motor impairment. Proc. Natl. Acad. Sci. 94, 8133-8143 (1997).
  13. Sango, K., et al. Mouse models of Tay-Sachs and Sandhoff diseases differ in neurologic phenotype and ganglioside metabolism. Nature Genetics. 11 (2), 170-176 (1995).
  14. Jones, B. J., Roberts, D. J. A rotarod suitable for quantitative measurements of motor inco-ordination in naïve mice. Nauyn-Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 259 (2), 211(1968).
  15. Deacon, R. M. J. Measuring the Strength of Mice. Journal of Visualized Experiments JoVE. (76), (2013).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

A k Alan TestiMesh TestiRotarod TestiFare LokomosyonuMotor KoordinasyonDavran sal TestlerPreklinik al malarMotor Fonksiyon De erlendirmesiFare Hareket Analizi

İlgili makaleler