Morris Su Labirenti Kullanarak Alzheimer Hastalığı Fare Modelinde Öğrenme ve Hafıza Yeteneğinin Analizi
29 Ekim 2019
Burada, Alzheimer hastalığı model farelerin öğrenme ve hafıza yeteneğini değerlendirmek ve bunları tedavi etmek için manuel akupunktur etkisini değerlendirmek için Morris su labirent testleri yapmak için bir protokol açıklanmıştır.
Morris Su Labirent, ya da MWM deney, hayvanların mekansal öğrenme ve hafıza yeteneğini değerlendirmek için en yaygın olarak kullanılan ve klasik davranışsal deney haline gelmiştir. MWM hakkında birçok makale olmasına rağmen, pratikte, araştırmacılar hala karışık hissediyorum. Bu nedenle, bu sezgisel ve titiz işlem işlemi video özellikle önemlidir.
Daha önce MWM tabanlı çalışma yaptık, akupunkturun AD model farelerin semptomlarını hafifletebileceğini öne sürdük. Burada, araştırmacıların AD modeli hayvanların mekansal öğrenme ve hafızalarını değerlendirmeleri için basit ve görünür bir yöntem sağlamak için son çalışmalarımızda kullanılan MWM operasyon protokolünü sıyoruz. MWM bilişsel fonksiyonu değerlendirmek için güçlü bir tekniktir ve yaygın çalışmalarda kullanılır.
Ancak, görevi gerçekleştirmek için havuz ve platformun boyutu gibi tanımlanmış veya standart parametreler yoktur. Yani, yöntemin gerçek gösteri önemlidir. Morris Su Labirenti veya MWM testi için el yazması talimatlara göre ayarlayarak başlayın.
MWM cihazı ve sinyal alma ve işleme sistemi ses yalıtımını korumak için tasarlanmış bir deney odasında bulunmalıdır. MWM cihazının ortasına opak bir bezle çevrili dairesel beyaz bir tank yerleştirilmelidir. Bir video kamera aygıtın tavanına sabitlenmiş ve otomatik izleme sistemi ile bir video kaydedici bağlı olmalıdır.
Su labirenttankını, havuz alanını kavramsal olarak dört çeyreğe bölecek olan kuzey, güney, doğu ve batı olarak etiketlenmiş çizgilerkullanarak dört eşit bölgeye bölün. Daha sonra, faregörüş içinde her çeyreğin duvarına benzersiz bir görsel ipucu yerleştirin. Dairesel tankı 30 santimetre derinlikte suyla doldurun ve opak hale getirmek için suya 150 gram süt tozu ekleyin.
Görünür Platform denemesini gerçekleştirmek için, su yüzeyinin bir santimetre yukarısına rastgele herhangi bir çeyreğe plastik dairesel bir platform yerleştirin ve üzerine siyah bir bayrak koyun. Tank duvarına bakan dört başlangıç noktasından birinden her fareyi yavaşça suya bırakın. Fare suya salınır bırakılmaz bilgisayar izleme programını etkinleştirin ve her fareye platforma ulaşması için 60 saniye verin.
Her denemenin sonunda fareyi platforma yerleştirin ve 10 ila 30 saniye orada kalmasına izin verin. Bilgisayardaki farelerin yüzme yörüngelerini gözlemleyin. Farenin platformu kaçış gecikmesi olarak bulmak için aldığı süreyi kaydedin ve farenin yüzme hızını analiz edin.
Sonra, havlu ile fare kuru ve elektrikli ısıtıcı ile ısıtın. Platformu taşıyın ve farklı çeyrekte bir fare başlatarak fare başına dört deneme gerçekleştirin. Farenin her deneme arasında 15 ila 20 dakika boyunca kurtarılmasına izin verin.
Gizli Platform denemegerçekleştirmek için, güneydoğu çeyreğinde bir bayrak olmadan aynı platformu yerleştirin. Ardından, fareyi dört dörtlüden birine rastgele yerleştirin ve gizli platformu bulmak için 60 saniye verin. Fare platformu 60 saniye içinde bulamazsa, platforma yönlendirin ve 10 ila 30 saniye orada kalmasını bekleyin.
Her denemenin kaçış gecikmesini kaydedin. Havlu ile kuru fare ve elektrikli ısıtıcı ile sıcak tutmak. Her deneme arasında 15 ila 20 dakika ile fare başına dört deneme gerçekleştirin ve fareyi her seferinde farklı bir çeyreğinde başlatın.
Sabit pozisyonlarda platform ve görsel ipuçları ile beş gün üst üste denemeleri tekrarlayın. Probe denemesini gerçekleştirmek için platformu çıkarın ve fareyi kuzeybatı çeyreğinde tank duvarına bakan suya yerleştirin. Yüzme mesafesini, hızını ve platform geçit numarasını kaydedin.
Bittiğinde, farekuru ve sıcak tutmak. Ters deneme gerçekleştirmek için, kuzeybatı çeyreğinde platform konumlandırmak ve Gizli Platform deneme tekrarlayın. Bu protokol, Manuel Akupunktur veya MA'nın Alzheimer hastalığı olan farelerin öğrenme ve hafıza üzerindeki etkilerini araştırmak için kullanılmıştır.
MA grubu için tedavi MWM testinden 15 gün önce başlamış ve 11 günlük test boyunca devam edemeye devam edin. MWM'nin ilk günündeki Görünür Platform testinde, gruplar arasında kaçış gecikmesi veya yüzme hızında istatistiksel bir fark gözlenmedi. Gizli Platform ve Ters deneme sırasında, Alzheimer hastalığı veya AD grubunun kaçış gecikmesi yüksek kaldı, diğer üç grubun gecikme si ise yavaş yavaş azaldı.
Daha da önemlisi, MA grubunun kaçış gecikmesi AD grubundan daha kısaydı. Probe denemesi sırasında, MA grubundaki farelerin platform geçit sayısı kontrol grubundan daha düşük, ancak AD grubundan önemli ölçüde daha yüksekti. Ayrıca, MA farelerinin platformun daha önce bulunduğu çeyrekte geçirdikleri zaman yüzdesi, kontrolden daha az ama AD'den daha büyük olan uyuşturucu grubuna benziyordu. Fare platformu 60 saniye içinde bulamazsa, araştırmacının platformu platforma yönlendirmesi ve 10 ila 30 saniye orada kalmasına izin vermesi gerektiğini unutmamak gerekir.
Havuz ve platform boyutu boyutları için özel bir standart yoktur. Bu parametreler deneysel gereksinimlere ve deney hayvanlarının durumuna göre ön deneylerde optimize edilmelidir. Çalışmaların çoğunun MWM gibi temel deneyler üzerinde yapılması gerekmektedir.
Günümüzde, MWM'nin deneysel bir araç olarak esnekliği sadece önerilen çalışmaya göre temel protokolleri seçebilme yeteneğinde yatmaktadır ve bu nedenle bu test bilişsel fonksiyonu daha derinlemesine değerlendirmek için uygulanabilir.
Genel Bakış
Bu makale, Alzheimer Hastalığı modeli farelerinde öğrenme ve hafızayı değerlendirmek için Morris Su Labirinti (MSL) testlerinin yapılması için detaylı bir protokol sunmaktadır. Aynı zamanda, bu fareler için tedavi olarak manuel akupunkturun etkilerini de değerlendirmektedir.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Nörobilim
- Davranışsal Analiz
- Alzheimer Hastalığı Araştırması
Arka Plan
- Morris Su Labirenti, hayvanlarda uzamsal öğrenme ve hafızayı değerlendirmek için yaygın olarak kullanılan bir davranışsal deneydir.
- Popülerliğine rağmen, araştırmacılar MSL protokolünü uygulamada sıklıkla zorluklarla karşılaşmaktadır.
- Akupunkturun, Alzheimer Hastalığı modeli farelerinde semptomları hafifletmek için potansiyel bir tedavi olarak önerilmiştir.
- MSL uygulaması için standart parametreler iyi tanımlanmamış olup, açık operasyonel yönergeler gerektirmektedir.
Çalışmanın Amacı
- MSL testi için basit bir protokol sağlamak.
- Alzheimer Hastalığı modeli farelerinde bilişsel işlevi değerlendirmek.
- Bu farelerde öğrenme ve hafıza üzerindeki manuel akupunkturun etkisini araştırmak.
Kullanılan Yöntemler
- Belirli boyutlarda ve görsel ipuçları ile Morris Su Labirenti'nin kurulumu.
- Kaçak gecikmesini ve yüzme hızını ölçmek için Görünür ve Gizli Platform denemelerinin yapılması.
- Hafıza tutma ve bilişsel esnekliği değerlendirmek için Prob ve Ters denemelerin yapılması.
- Manuel akupunktur tedavisinin MSL'deki farelerin performansı üzerindeki etkilerinin analiz edilmesi.
Ana Sonuçlar
- Görünür Platform testi sırasında gruplar arasında kaçak gecikmesinde önemli farklılıklar gözlenmedi.
- MA grubu, Gizli Platform ve Ters denemeler sırasında AD grubuna göre daha kısa kaçak gecikmesi gösterdi.
- Prob denemesi sırasında, MA grubu AD grubuna göre daha yüksek platform geçiş sayısına sahipti.
- MA fareleri, hedef dörtgen içinde hedef grubuyla benzer bir zaman yüzdesi harcayarak gelişmiş hafıza tutmasını gösterdi.
Sonuçlar
- MSL, Alzheimer Hastalığı modeli farelerinde bilişsel işlevi değerlendirmek için etkili bir araçtır.
- Manuel akupunktur, bu farelerde öğrenme ve hafıza performansını artırabilir.
- Farklı deneysel koşullar için MSL parametrelerini optimize etmek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
The Morris Water Maze (MWM) provides a standardized behavioral assay to evaluate spatial learning and memory in preclinical Alzheimer's disease models, supporting target validation and mechanistic de-risking. By quantifying escape latency, platform crossover, and quadrant preference, MWM enables objective assessment of cognitive phenotypes and therapeutic intervention effects. This assay enhances predictive confidence in early discovery by linking behavioral outputs to disease-relevant systems and facilitating go/no-go decisions in translational research pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses by measuring cognitive deficits in Alzheimer's disease model mice.
- Operational Value: Enables functional target validation through quantitative assessment of learning and memory performance.
- Predictive Value: Supports portfolio triage by identifying compounds that improve escape latency and memory retention in disease-relevant systems.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Prepares validated biological systems for downstream compound screening using standardized MWM protocols.
- Reproducibility: Ensures consistent quantitative outputs across trials through defined escape latency and swimming speed measurements.
- Screening Scalability: Supports platform reuse and cross-functional collaboration via standardized trial structures and visual cue systems.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models progressive memory loss characteristic of Alzheimer's disease through spatial learning deficits.
- Translational Continuity: Bridges discovery to preclinical validation by assessing cognitive functional outcomes.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs decision-making by measuring reversal learning and probe trial performance as indicators of cognitive flexibility and memory retention.
Pipeline & Workflow Integration
MWM integrates into the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, providing behavioral phenotyping at each stage.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by quantifying spatial learning and memory deficits in Alzheimer's disease models.
- Screening: Delivers assay readiness and reproducible quantitative outputs through standardized visible and hidden platform trials.
- Analytics: Generates escape latency, swimming speed, platform crossover number, and quadrant preference measurements to enable comparative condition analysis.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by assessing memory retention and cognitive reversal as translational biomarkers of therapeutic efficacy.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable behavioral phenotyping platform across multiple therapeutic areas and target classes.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Provides predictive confidence in target validation by reducing mechanistic ambiguity in cognitive functional assessments.
- Operational Value: Delivers standardization, reproducibility, and scalability through defined trial protocols and automated tracking systems.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions, capital efficiency, and reduces late-stage biological risk via objective cognitive phenotyping.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement decisions based on measurable improvements in learning and memory performance.
Implementation Considerations
- Requires expertise in behavioral neuroscience and automated video tracking systems for accurate data collection.
- Necessitates instrumentation including circular water maze, overhead camera, video recorder, and temperature control for animal welfare.
- Demands cross-team standardization of pool dimensions, visual cues, and trial timing to ensure reproducibility across sites.
- Involves adaptation considerations when translating protocols across different rodent strains, ages, and disease models.
- Includes practical limitations such as variability in swim strategy and stress responses that must be controlled through standardized handling and acclimation procedures.
