マウス用ダーク/ライト遷移テスト

Published 11/13/2006
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Biology
 

Summary

ダーク/ライト遷移テストは、マウスの不安様行動を測定するために最も広く使用されている試験の一つです。ここで、我々はテストを行う方法についての詳細な手順を示して映画を紹介。

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Takao, K., Miyakawa, T. Light/dark Transition Test for Mice. J. Vis. Exp. (1), e104, doi:10.3791/104 (2006).

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Abstract

マウスのゲノム配列のすべてが決定されているが、我々はまだこれらの遺伝子のほとんどの機能を知らない。技術を遺伝子標的、しかし、マウスの特定の遺伝子を削除したり操作するために使用することができます。特定の行動上の特定の遺伝子の影響は、変異マウスの行動解析を行うことによって決定することができます。変異マウスの行動表現型解析のためのテストとして、ダーク/ライト遷移テストは、マウスの不安様行動を測定するために最も広く使用されている試験の一つです。テストは、明るく照らされた領域へのマウスの自然な嫌悪感にと小説の環境で自発的探索行動に基づいています。テストは、抗不安薬の治療に敏感です。装置は、暗室と明るく照明室で構成されています。マウスは2つのチャンバー間を自由に移動することが許可されます。明るい室と時間の期間内のエントリの数は、マウスで明るい空間不安の指標がある過ごした。容易に再現し、他の変異体のものと比較することができる変異マウスの系統の結果を表現型取得するには、行動試験法は、研究室間で可能な限り同じにする必要があります。研究室間に存在する手続き上の違いは、しかし、それは困難な研究室間の結果を複製または比較すること。プロトコルの詳細を示すことができるように、ここで、私たちは映画のような光/闇の移行テストのための我々のプロトコルを示す。当研究室では、我々は映画に示されているプロトコルを使用して、変異マウスの60以上の株を評価している。これらのデータは、我々が今構築している公的データベースの一部として開示されます。

プロトコルの可視化は、変異マウスの様々な系統の行動表現型の研究室との比較を介して使用されるプロトコルの標準化を可能にする、全体の実験手順の詳細についての理解を容易にするこのテストを用いて評価。

Protocol

  1. 明/暗移行試験に用いる装置は、ドアとパーティション(大原アンドカンパニー、東京)で同じサイズの2つのセクションに分かれてケージ(21x42x25センチ)から成っていた。
  2. マウスは、食物と水にアドリブでアクセス権を持つ12時間の明/暗サイクル(午前7時点灯)で部屋にケージに3〜4を収容している。理想的には、2つのコントロールと2つの変異体は、すぐにそれらは離乳時に遺伝子型をしているとマウスを再組織し、一緒に収容されている。行動試験は、午前9:00の間で行われ、最初の試験が始まる前に、マウスを含む全てのケージが動作テストの部屋に30分を転送しているPM 6:00です。
  3. 他のチャンバー(2ルクス)暗であるのに対し、一つのチャンバは、明るく、白色ダイオード(390ルクス)で点灯します。マウスは、ダークサイドに配置され、マウスは赤外線カメラによって検出された後、ドアが自動的に3秒を開かれます。光チャンバーを入力してレイテンシが不安のような行動の指標になりうる可能性があるのでドアが、マウスは実験者から逃れるために彼らの動機とリリースの直後に光チャンバーを入力しないようにするために使用されます。
  4. マウスは、10分間オープンドアを持つ二つの部屋間を自由に移動することが許可されます。行動データ(画像LD4)を取得し、分析に使用されるアプリケーションは、パブリックドメインの画像Jプログラム(国立精神衛生研究所でbyWayne Rasbandを開発し、http://rsb.info.nih.gov/ijで入手可能に基づいています。剛宮川(オハラアンドカンパニー、東京、日本から利用可能)によって変更された/)、。
  5. 距離は、各チャンバー内遷移の合計数、各チャンバー内で費やされた時間、および画像LD4プログラムによって記録された光chamberareを入力してレイテンシを旅した。
  6. 各試行の後、すべてのチャンバは嗅覚手がかりに基づいてバイアスを防ぐために、スーパー次亜塩素水で洗浄されています。

Discussion

マウスのゲノム配列のすべてが決定されているが、これらの遺伝子のほとんどの機能は知られていない。技術を遺伝子標的、しかし、マウスの特定の遺伝子を削除したり操作するために使用することができます(相葉ら、2007;。。Aust​​inら、2004)。特定の行動上の特定の遺伝子の影響は、その後、変異マウスの行動解析を行うことによって決定することができる(高尾と宮川、2006;高尾らは、2007年。)。変異マウスの行動表現型解析のためのテストとして、ダーク/ライト遷移テストは、マウスの動作(ローリー、2000)のような不安を測定するために最も広く使用されている試験の一つです。テストは、明るく照らされた領域へのマウスの自然な嫌悪感にと新たな環境で彼らの自発的な探索行動(ローリー、1985)に基づいています。テストは、抗不安薬の治療(ローリー、1985)に敏感です。装置は、暗室と明るく照明室で構成されています。 5センチメートル広い3センチの高さ制限されたオープニングは、2つのチャンバーを接続します。マウスは2つのチャンバー間を自由に移動することが許可されます。明るい室と時間の期間内のエントリの数は、マウスで明るい空間不安の指標として、そこに使用されて過ごした。

ダーク/ライト遷移テストは、もともとローリーと同僚(クローリーとグッドウィン、1980)によって開発されました。元のバージョンと我々のテストの間に2つの違いがあります。二つの部屋の大きさは、テストの我々のバージョンで同じであるのに対し、最初に、光室は、オリジナルバージョンの暗室よりも大きいです。第二に、オリジナルバージョンでは、光室は天井がなく、我々は光室の天井と壁のために不透明な白いプラスチックを使用しながら、光室の壁は、透明であった(クローリーとグッドウィン、1980)。これらの違いは、すなわち光室の大きさと開放性は、同時明るい空間不安の検出だけでなく、テストの元のバージョンのオープンスペースの不安を可能にする。当研究室では、しかし、オープンスペースマウスの不安様行動は高架式十字迷路でテストされます。不透明な壁と天井、光室の大きさ、そして私たちの特定の光/闇遷移テストのプロトコルは、元のバージョンに比べて明るい空間不安を検出するための、より特化です。

ダーク/ライト遷移テストと高架式十字迷路は両方不安様行動を評価するために使用されますが、結果は必ずしも一貫性がありません。例えば、前脳特異的カルシニューリンノックアウトマウスは、光/闇遷移テストに光室での時間の減少量を過ごすが、高架式十字迷路のオープンアームでの時間の増加量(宮川ら、2003) 。我々は、明/暗移行テストと高架式十字迷路試験はそのような明るい空間不安とオープンスペースの不安のような振る舞いのような不安のような振る舞いの異なる側面を、評価するという仮説を立てた。この仮説をテストするには、我々は、大規模なデータの両方のテストで同じマウスを使用して収集された設定を使用していました。当研究室では、我々は遺伝子の行動の重要性をスクリーニングするために多くのドメインをカバーする行動テストバッテリーを行う。テストバッテリーの寿命は数週間が完了する必要があります。テスト期間中は、マウスのケージは、私たちの施設でラックに保持されます。マウスが他の機関から研究室に輸送されている場合、それらは少なくとも1週間のために私たちの施設の環境に慣れています。馴化期間の後、マウスは、一般的なヘルスチェックと神経学的スクリーニング(宮川ら、2003)に供される、およびこれらの簡単な検査の後、マウスは明/暗移行試験に供されています。映画に示すように、テストは、実験室への慣れの30分後の防音実験室で行われている。

我々は映画に示されているプロトコルを使用して、遺伝子組み換え変異マウスの60以上の系統を評価し、3000以上のマウス(野生型と変異マウスを含む)のための生データの大きなセットを持っている。我々は、生データの大きなセットを活用するために因子分析を行った。インデックス(未発表データ)の間にいくつかの有意な相関があったものの、実際、我々は、各試験(未発表データ)から別の要因を検出..これらのデータは、我々が今構築している公的データベースの一部として開示されます。

我々のテストバッテリーでは、野生型の同腹子は、通常、コントロールとして使用されます。背景の株として、C57BL/6Jマウスは、一般的に使用されています。我々はテスト電池の変異マウスのコントロールとして使用されるC57BL/6Jマウスのデータを収集した。私たちの光/闇遷移テストでC57BL/6Jマウスから得られた指標は、(;平均SEM、N = 795)、以下の通りであった走行距離:光室で846.5 8.88センチメートル、暗室で1478.5 9.53センチメートルを、時間の持続時間は費やして:光の215.8 1.85秒、暗闇の中で395.8 1.86秒、コンパートメント間の遷移の数:30.52 0.43;光チャンバーを入力してレイテンシ:64.94 2.40秒チャンバーへの入り口付近マウスの動きはカメラによって検出され、cの両方に費やされる時間としてカウントされますhambers。このため、時間の平均期間の合計は、光の中で過ごし、暗闇のコンパートメントで試験の全期間(600秒)よりも大きかったこと。

我々のプロトコルでは、マウスが最初に暗い部屋に置かれている。 3秒暗室でマウスを配置した後、チャンバーの間にドアが自動的に開き、マウスは2つのチャンバー間を自由に移動できます。 215.8 1.85秒、暗闇の中で過ごした時間の長さ:316.3 2.11秒[時間暗所で過ごした行うC57BL/6Jマウスは、(P <0.0001、持続時間は、光の中で過ごした場合暗室よりも光室に少ない時間を過ごす初めて光室]、N = 795、ペア- t検定)を入力する前に暗闇の中で過ごした最初の時間は含まれません。これは、C57BL/6Jマウスは光チャンバーを避ける傾向にあることを示し、そして光の中で費やされた時間が不安のような振る舞いのよい指標であること。

すべてのデータが同じプロトコルを使用して取得されるので、変異マウスの様々な株から得られた結果は、簡単に、比較されます。容易に再現し、他の変異体のデータと比較することができる変異マウスの系統の結果を表現型取得するには、行動試験法は、研究室間で可能な限り同じにする必要があります。クラッブと同僚は、全く同じ近交系とのnull変異株を用いて、マウスの行動と実験環境間の相互作用を試験した。彼らの研究では、装置、テストプロトコル、および多くの環境変数は、厳密に標準化した。彼らはまた、すべてのビヘイビア(クラッブら、1999)における系統差を検出したものの、標準化にもかかわらず、彼らは、研究室間の行動における体系的な違いを見つけた。彼らは変異体を特徴づける手に負えないの変数との実験は、特定の研究室に特異な結果をもたらす可能性があることを報告した。研究室間に存在する手続き型の違いは、それが困難な研究室間の結果を複製または比較すること。プロトコルの詳細を示すことができるように、ここで、私たちは映画のような光/闇の移行テストのための我々のプロトコルを示す。

プロトコルの視覚的なドキュメントを確立することは研究室間および変異マウスの様々な系統の行動表現型の比較のために使用されるプロトコルの標準化を可能にする、実験手順の詳細についての理解を促進するこのテストを用いて評価されます。そのような我々の行動テストバッテリーで使用する高架式十字迷路、オープンフィールド試験、porsolt強制水泳試験、恐怖条件付け、用など、他のプロトコルの作品は現在、将来のビデオ雑誌記事などの出版物のために作られている。

Disclosures

すべての手順は、京都大学の動物の利用とケア委員会によって承認された。剛宮川は、BIRD、日本科学技術振興機構、埼玉県、日本に関連付けられています。

Acknowledgements

この研究は、若手研究()(#16680015)、萌芽研究(#16653065)、特定領域研究(#18023022、#費補助金のための - 補助の補助金によって支えられて教育、文化、スポーツ、科学、および日本における技術省から18016012と#18053015)、医薬基盤研究所(NIBIO)の健康科学の基礎的研究の推進から、補助金、助成インニューロインフォマティクス日本センター(NIJC)、理研からの援助

References

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  9. Crabbe, J. C., Wahlsten, D., Dudek, B. C. Genetics of mouse behavior: interactions with laboratory environment. Science. 284, 1670-162 (1999).

Comments

3 Comments

  1. is it possible to test the same situation(bright light and dark) not simultaneously but on two different times (two different days). For eg one day test for dark exploration in an open field and the following day after ²4 hours test for bright light.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    November 10, 2009 - 9:39 PM
  2. It is very informative for doing animal research. Do you have Attentional Set-shifting Test video? An experimental test for cognitive function.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    September 8, 2011 - 10:22 AM
  3. Now, ImageLD software is freely available at the following site.
    http://www.mouse-phenotype.org/software.html

    Reply
    Posted by: Tsuyoshi M.
    April 25, 2013 - 8:51 PM

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