Повышенные Плюс Лабиринт для мышей

Published 12/22/2008
3 Comments
  CITE THIS  SHARE 
Biology
 

Summary

Приподнятого крестообразного лабиринта тест является одним из наиболее широко используемых тестов для измерения тревоги-подобное поведение у мышей. Здесь мы представляем фильм, показывающий подробные процедуры для проведения испытаний.

Cite this Article

Copy Citation

Komada, M., Takao, K., Miyakawa, T. Elevated Plus Maze for Mice. J. Vis. Exp. (22), e1088, doi:10.3791/1088 (2008).

Please note that all translations are automatically generated through Google Translate.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Хотя генома мыши в настоящее время полностью секвенированы, функции большинства генов, выраженных в мозг не известны. Влияние данного гена на определенное поведение может быть определено по особенностям их поведения мутантных мышей. Если целевой ген экспрессируется в головном мозге, поведенческий фенотип мыши-мутанты могут выяснить генетический механизм нормального поведения. Приподнятого крестообразного лабиринта тест является одним из наиболее широко используемых тестов для измерения тревоги подобного поведения. Тест основан на естественное отвращение мышей для открытых и возвышенных участках, а также на их естественной спонтанной исследовательское поведение в романе средах. Аппарат состоит из объятиями и закрылся руками, скрещенными в середине перпендикулярно друг к другу, и центр области. Мыши имеют доступ ко всем оружием, и им разрешается свободно перемещаться между ними. Количество записей в объятиями и время, проведенное в объятиями используются в качестве индексов открытого пространства-индуцированной тревоги у мышей. К сожалению, процедурные различия, существующие между лабораториями затрудняют двух экземплярах и сравнить результаты в разных лабораториях. Здесь мы представляем подробный фильм демонстрирует нашу протокол для приподнятого крестообразного лабиринта теста. В нашей лаборатории мы оценили более 90 штаммов мутантных мышей, используя протокол показано в фильме. Эти данные будут раскрыты как часть базы данных, которую мы сейчас строительство. Визуализация протокол будет способствовать лучшему пониманию деталей всей экспериментальной процедуры, позволяющие по стандартизации протоколов, используемых в разных лабораториях и сравнение поведенческих фенотипов различных штаммов мутантных мышей оценивали с помощью этого теста.

Protocol

Протокол

  1. Аппарат, используемый для приподнятого крестообразного лабиринта тест в конфигурации + и включает в себя два объятьями (25 х 5 х 0,5 см) друг напротив друга и перпендикулярно двух замкнутых оружия (25 х 5 х 16 см) с центром платформы (5 х 5 х 0,5 см). Объятиями имеют очень маленький (0,5 см) стены, чтобы уменьшить количество падений, в то время закрыто оружие высокой (16 см) стену приложить руку. Весь аппарат составляет 50 см от пола (Охара & Ко, Токио) и помещается в пустой бак круговой (100 см в диаметре, 35 см высотой, обычно используется для лабиринте Морриса задачу воды), чтобы защитить мышей, которые осенью или Попытка побега во время эксперимента. Аппарат изготовлен из пластмассы. Платформа белые и прозрачные стены. Существует вариация в материалах и цветах аппарата приподнятого крестообразного лабиринта.
  2. Мыши размещены с 12-ч свет / темно-цикл (свет в 7:00 утра), как описано ранее (Такао и Миякава, 2006a). Поведенческие тестирование проводится с 9:00 до 6:00. Все подопытные мыши передаются в комнату поведение тестирование за 30 мин до начала первого судебного процесса, чтобы приучить к состоянию комнату тестирования поведения. Порядок испытания уравновешивается через генотипов. Есть две цели тест исследование с использованием практики животного. Один из них, чтобы убедиться, что все в порядке с системой регистрации. Другой способ сохранить условия тестирования максимально однородные. То есть, самая первая мышь во всей сессии будет испытывать несколько иные условия с другими людьми (то есть, без предварительного шумы сделанные тестирование операций и не имеет запаха сигналы от предыдущих испытаний), не такая практика судебного разбирательства. Животные ведутся в соответствии с руководящими принципами Комитета животных исследований Киотского университета.
  3. Комнаты поведение тестирования (170 х 210 х 200 см, Охара и Ко, Токио) является звукоизоляция и уровня освещенности поддерживается на уровне 100 люкс. Мышь находится в центре области лабиринт с его головы направлены на закрытой руке. Приподнятого крестообразного лабиринта теста записывается с использованием видеокамеры, подключенной к компьютеру, который находится под контролем удаленного устройства. Количество записей (запись определяется как центр масс мышь входит рука) в каждую руку и время, проведенное в объятиями записываются и эти измерения служить показателем тревоги-подобное поведение.
  4. Мыши имеют право свободно перемещаться по лабиринту в течение 10 мин. Каждая мышь получает одно испытание в нашей тестовой батареи. Приложение, используемое для получения и анализа данных о поведении (Image EP) основана на общественное достояние изображения J программы (разработанной Уэйн Rasband из Национального института психического здоровья и доступны на http://rsb.info.nih.gov/ ц / ), который был изменен Tsuyoshi Миякава (доступна за счет О'Хара и Ко, Токио, Япония).
  5. Пройденное расстояние, количество записей в каждой руке, время, проведенное в каждой руке, и процентов записей в объятиями рассчитываются по программе ЭП изображение.
  6. После каждого испытания, все оружие и центральной части моются супер хлорноватистой воды, то есть эффективное средство удаления запаха и обладает относительно слабым запахом сама сравнению с другими решениями очистки, для предотвращения предвзятости, основывающейся на обонятельные сигналы. Таким образом, можно проводить испытания в контролируемых условиях в отношении обонятельные сигналы.

Discussion

Хотя генома мыши была последовательной, функции большинства генов не известны. Методы генетической модификации, позволяющие исключить или других манипуляций определенный ген у мышей (Остин и др., 2004;.. Айба и др., 2007). Влияние данного гена на определенное поведение может быть определена путем проведения поведенческого анализа мутантных мышей (Такао и Миякава, 2006b;. Такао и др., 2007).

Приподнятого крестообразного лабиринта тест является одним из самых популярных тестов всех имеющихся в настоящее время животных моделях тревоги (Роджерс и Dalvi, 1997; Кроули, 2007). Этот тест для беспокойства-подобное поведение был использован для скрининга и фенотипирование трансгенных и нокаутных мышей (Кроули, 1999) и для открытия новых лекарств (Хогг и др., 1996;. Кроули, 2007). Приподнятого крестообразного лабиринта тест имеет сильную прогностическая валидность для скрининга анксиолитического средства (Роджерс и Dalvi, 1997; Mechiel Корте и Де Бур, 2003; Кроули, 2007); анксиолитическое наркотики специально увеличиваться, и anxiogenic наркотики специально уменьшаться, количество записей в распростертыми объятиями и время, проведенное там. Общий балл записей и общее расстояние считаются полезными индекса общей активности. Общий счет записи также индекс тревожности, и проценты от записи и время, проведенное в каждой руке составляют индекс первичной тревоги (Роджерс и Dalvi, 1997, Mechiel Корте и Де Бур, 2003). Открытые и закрытые оружия считаются вызывают такое же поисковой диска, поэтому избежании объятиями, как полагают, в результате индукции более высокие уровни страха (Роджерс и Dalvi, 1997). Считается, что неприятие мышей для изучения объятиями лабиринта вызвано боязнь открытых пространств и повышенный.

В 1984 году Хэндли и Mithani сообщил о предварительной работе с повышенной X (плюс) лабиринт испытанию, описанному выше. Оригинальные испытательной аппаратуры был поднят 70 см над полом, и состоял из двух закрытых и два открытых оружия, каждое из которых измеряется длиной 45 см на 10 см в ширину. В своих первоначальных исследований, они сообщили, число открытой / всего записей руки (Хэндли и Mithani, 1984). Впоследствии другие показатели были разработаны, которые включали количество записей в закрытые и открытые руки и время, проведенное в закрытых и открытых оружие для крыс (Пеллоу и др., 1985; Пеллоу и файлов, 1986) и мышей (Lister, 1987) .

Изменения приподнятого крестообразного лабиринта тест включены удлинение и объятьями (50 х 10 см) и закрылся оружия (50 х 10 х 40 см), с высокими стенами и открытой крышей на закрытой руки и весь лабиринт был возведен на высоту до 50 см (Пеллоу и др., 1985; Пеллоу и файлов, 1986). В настоящее время в нашей лаборатории, приподнятого крестообразного лабиринта испытательной аппаратуры настраивается в форме + с двумя объятиями (25 х 5 см, с очень небольшим, 0,5-см, стенки) друг напротив друга и перпендикулярной к двум закрыты оружия (25 х 5 х 16 см), и поднял 50 см над уровнем пола (Миякава и др., 1996; Manabe и др., 2000; Миякава и др., 2001; Сигер и др., 2004; Моришима и др., 2005; Миямото и др., 2005; стрелки и др., 2006; Хаттори и др., 2007; Ниманн и др., 2007; Сано и др., 2008; Horii и др., 2008; Фукуда и др., 2008; Икеда и др.; 2008). Мышь находится в центре + (5 см х 5 см) и имеет право исследовать лабиринт свободно. Хотя 5 мин записи является обычным явлением, поведение фиксируется в течение 10 минут в нашем протоколе увеличить возможность обнаружить фенотипа. Открытые и закрытые повышенных оружия вызывают исследования конфликтов (Mechiel Корте и Де Бур, 2003; Кроули, 2007).

Меры приподнятого крестообразного лабиринта теста фиксируются наблюдателем во время эксперимента. В нашей лаборатории тест, записанные с видеокамеры, подключенной к компьютеру и поведенческие данные (изображения EP) приобретаются и проанализированы с помощью программы изображения EP. Количество записей на объятиями против общее количество записей руку, и время, затраченное на объятиями по сравнению с закрытыми руками, обеспечить меры тревожно-подобное поведение.

Мы оценили более 90 штаммов генно-инженерного мутантных мышей, используя протокол показано в фильме и имеют большой набор исходных данных для более чем 5000 мышей (в том числе дикого типа и мутантных мышей). В нашей тестовой батареи, дикого типа помета, как правило, используется в качестве контроля. Как фон напряжения, C57BL/6J мышей широко используются. Мы собрали данные мышей C57BL/6J в поведенческих тестах. Значений, полученных от мышей C57BL/6J в нашей приподнятого крестообразного лабиринта тест выглядит следующим образом (п = 914, средний SEM); общее расстояние, пройденное: 1547,55 14,27 см, длительность времени, потраченного: 56,49 +2,42 с (объятиями), 384,02 3,13 сек (закрытые оружия), 161,90 2,17 с (лабиринт в центре); соотношение времени, проведенного в объятиями: 9.19 0.36%, соотношение времени, проведенного в закрытом оружия: 63,82 +0,52%, количество записей: 7.64 0.21 (объятиями), 24,32 0,28 (закрытые оружия);% открытых записей руку: 21,9 0,05% закрытого оружия записи: 78,1 0.05. C57BL/6J мышей тратить меньше времени на объятия, чем в закрытых оружия (р <0,0001, п = 914, парных т тEST). Это означает, что C57BL/6J мышей правило, чтобы избежать распростертыми объятиями, и что время, проведенное в объятиями является допустимым индексом тревожно-подобное поведение. Кроме того, порядок испытаний уравновешивается через генотипов, потому что судебный процесс влияет количество времени, проведенного в объятиями и центр платформы. То есть, все индексы роста в течение 3 и 4 мышей по сравнению с первым мышей (р = 0,0089, п = 476) (неопубликованные данные). С нашей протокол, анализа более чем 1661 мышах показали, что последовательный порядок мышах испытания в клетке не оказывает существенного влияния открытое время пребывания руки (неопубликованные данные). То есть, выступления первых мышей, взятых из клетки существенно не отличается от второго, третьего или последнего мышей.

Хотя приподнятого крестообразного лабиринта и тест светлый / темный переход теста оба используются для оценки тревоги, как поведение, результаты не всегда согласуются между ними (Holmes и др., 2000; Tujimura и др., 2008; Накаджима и др., в печати ) Например, передний мозг конкретных кальциневрина-нокаутных мышей тратить уменьшилось количество времени в свет камеры в светлый / темный переход тест, но увеличилось количество времени в объятиями в приподнятого крестообразного лабиринта тест (Миякава и соавт. , 2003). Факторный анализ наши поведенческие батареи тест показывает, что повышенный плюс тест лабиринт и светлый / темный переход тест оценки различных аспектов тревоги, как поведение, например, ярко-пространство беспокойство в светлый / темный переход тестирования и открытого пространства, тревоги, как поведение в открытых полевых испытаний (Такао и Миякава, 2006b; Ямасаки и др., 2006). Таким образом, как светлый / темный тест перехода и приподнятого крестообразного лабиринта тест включены в наши поведенческие тест батареи.

Крэбб и коллеги сообщили, что неконтролируемые переменные и экспериментов характеризующие мутанты могут дать результаты, которые являются специфическими для конкретной лаборатории (Крэбб и соавт., 1999). Процедурные различия, существующие между лабораториями сделать его трудно воспроизвести или сравнить результаты между ними. Создание визуальных документации протокол будет способствовать лучшему пониманию экспериментальные процедуры, позволяющие по стандартизации протоколов, используемых по всей лаборатории и для сравнения поведенческих фенотипов различных штаммов мутантных мышей оценивали с помощью этих тестов. Мы ранее опубликованных фильм протокол светлый / темный переход тест (Такао и Миякава, 2006a). Кроме того, фильмы других протоколов, например, для открытых полевых испытаний, porsolt вынуждены плавать тест, и страх кондиционирования тестов, которые мы используем в наших поведенческих тест батареи в настоящее время делается для публикации в качестве будущих журнальных статей видео.

Disclosures

Все процедуры были одобрены Использование животных и уход комитета университета Киото.

Acknowledgements

Это исследование было поддержано грантами-в-помощь для научно-исследовательского общества Японии для содействия развитию науки (JSP), Грант-в-помощь от Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологий в Японии, гранты-в- Помощи от птиц и CREST Японии науке и технологиям агентства, Грант-в-помощь от Нейроинформатика Японском Центре (NIJC), RIKEN, а также субсидия для научных исследований в приоритетных областях, интегративной Brain Research (Шиен) - от MEXT в Япония. Мы благодарим О'Хара и Ко и Марико Хаяси за помощь в создании этого фильма.

Materials

Name Type Company Catalog Number Comments
Elevated plus maze Tool O’hara Co. (none)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Takao, K., Miyakawa, T. Light/dark transition test for mice. J Vis Exp. (2006).
  2. Aiba, A. Mouse liaison for integrative brain research. Neurosci Res. 58, 103-104 (2007).
  3. The knockout mouse project. Nat Genet. 36, 921-924 (2004).
  4. Takao, K., Miyakawa, T. Investigating gene-to-behavior pathways in psychiatric disorders: the use of a comprehensive behavioral test battery on genetically engineered mice. Ann N Y Acad Sci. 1086, 144-159 (2006).
  5. Takao, K., Yamasaki, N., Miyakawa, T. Impact of brain-behavior phenotyping of genetically-engineered mice on research of neuropsychiatric disorders. Neurosci Res. 58, 124-1232 (2007).
  6. Crawley, J. N. What's Wrong With My Mouse? Behavioral phenotyping of transgenic and knockout mice. 2nd edition, John Wiley and Sons. New York. 240 (2007).
  7. Rodgers, R. J., Dalvi, A. Anxiety, defense and the elevated plus-maze. Neurosci Behav Rev. 21, 801-810 (1997).
  8. Handley, S. L., Mithani, S. Effects of alpha-adrenoceptor agonists and antagonists in a maze-exploration model of 'fear'-motivated behaviour. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 324, 1-5 (1984).
  9. Pellow, S., Chopin, P., File, S. E., Briley, M. Validation of open:closed arm entries in an elevated plus-maze as a measure of anxiety in the rat. J Neurosci Meth. 14, 149-167 (1985).
  10. File, S. E., Pellow, S. The effects of triazolobenzodiazepines in two animal tests of anxiety and in the holeboard. Br J Pharmac. 86, 729-7235 (1985).
  11. Lister, R. G. The use of a plus-maze to measure anxiety in the mouse. Psychopharmacology. 92, 180-185 (1987).
  12. Miyakawa, T., Yagi, T., Kagiyama, A., Niki, H. Radial maze performance, open-field and elevated plus-maze behaviors in Fyn-kinase deficient mice: further evidence for increased fearfulness. Brain Res Mol Brain Res. 37, 145-150 (1996).
  13. Manabe, T. Loss of cadherin-11 adhesion receptor enhances plastic changes in hippocampal synapses and modifies behavioral responses. Mol Cell Neurosci. 15, 534-546 (2000).
  14. Miyakawa, T., Yamada, M., Duttaroy, A., Wess, J. Hyperactivity and intact hippocampus-dependent learning in mice lacking the M1 muscarinic acetylcholine receptor. J Neurosci. 21, 5239-5250 (2001).
  15. Seeger, T. M2 muscarinic acetylcholine receptor knockout mice show deficits in behavioral flexibility, working memory, and hippocampal plasticity. J Neurosci. 24, 10117-10127 (2004).
  16. Morishima, Y. Enhanced cocaine responsiveness and impaired motor coordination in metabotropic glutamate receptor subtype 2 knockout mice. Proc Natl Acad Sci USA. 102, 4170 (2005).
  17. Miyamoto, T. Tight junctions in Schwann cells of peripheral myelinated axons: a lesson from claudin-19-deficient mice. J Cell Biol. 169, 527-538 (2005).
  18. NFAT dysregulation by increased dosage of DSCR1 and DYRK1A on chromosome 21. Nature. 441, 595-600 (2006).
  19. Hattori, S. Enriched environments influence depression-related behavior in adult mice and the survival of newborn cells in their hippocampi. Behav Brain Res. 180, 69-76 (2007).
  20. Niemann, S. Genetic ablation of NMDA receptor subunit NR3B in mouse reveals motoneuronal and non-motoneuronal phenotypes. Europ J Neurosci. 26, 1407-1420 (2007).
  21. Sano, H., Nagai, Y., Miyakawa, T., Shigemoto, R., Yokoi, M. Increased social interaction in mice deficient of the striatal medium spiny neuron-specific phosphodiesterase 10A2. J Neurochem. 105, 546-556 (2008).
  22. Horii, Y., Yamasaki, N., Miyakawa, T., Shiosaki, S. Increased anxiety-like behavior in neuropsin (kallikrein-related peptidase 8) gene-deficient mice. Behav Neurosci. 122, 498-504 (2008).
  23. Fukuda, E. Down-regulation of protocadherin-α, A isoforms in mice changes contextual fear conditioning and spatial working memory. Eur J Neurosci. In Press Forthcoming.
  24. Ikeda, M. Identification of YWHAE, a gene encoding 14-3-3epsilon, as a possible susceptibility gene for schizophrenia. Behav Neurosci. In Press Forthcoming.
  25. Korte, S. M., De Boer, S. F. A robust animal model of state anxiety: fear-potentiated behaviour in the elevated plus-maze. Eur J Phamacol. 463, 163-175 (2003).
  26. Hogg, S. A review of the validity and variability of the elevated plus-maze as an animal model of anxiety. Pharmacol Biochem Behav. 54, 21-30 (1996).
  27. Holmes, A., Parmigiani, S., Ferrari, P. F., Palanza, P., Rodgers, R. J. Behavioral profile of wild mice in the elevated plus-maze test for anxiety. Physiol Behav. 71, 509-516 (2000).
  28. Tsujimura, A., Matsuki, M., Takao, K., Yamanishi, K., Miyakawa, T., Hashimoto-Gotoh, T. Mice lacking the kf-1 gene exhibit increased anxiety- but not despair-like behavior. Front. Behav. Neurosci. 10, In Press (2008).
  29. Nakajima, R., Takao, K., SM, H. uang, Takano, J., Iwata, N., Miyakawa, T., Saido, T. C. Comprehensive Behavioral Phenotyping of Calpastatin-Knockout Mice. Molecular Brain. In Press Forthcoming.
  30. Miyakawa, T. Conditional calcineurin knockout mice exhibit multiple abnormal behaviors related to schizophrenia. Proc Natl Acad Sci U S A. 100, 8987-8992 (2003).
  31. Factor analyses of large-scale data justify the behavioral test battery strategy to reveal the functional significances of the genes expressed in the brain. Yamasaki, N. The 36th Annual Meeting of the Society for Neuroscience, 2006 October 14–18, Atlanta, Georgia, Program number 100.15, Poster Number PP32 (1985).
  32. Crabbe, J. C., Wahlsten, D., Dudek, B. C. Genetics of mouse behavior: interactions with laboratory environment. Scienc. 284, 1670-1672 (1999).

Comments

3 Comments

  1. how did you analyze entries? When the mouse moves from one open section to the next open section, was it considered one entry or two entries?

    Reply
    Posted by: Anonymous
    May 24, 2010 - 12:44 PM
  2. i am wondering about the measures that should be taken in the EPM test in order to conclude anxiety like behavior. i think that there are ² other paprameters that should bŒ consider in order to identify anxiety. the two parameters are: avarage time spent with each entrance in the open arm , and the same with the closed arm. those results will provide better understanding of the mice behavior because if some of the mice suffer from over mobility it can influence the results of the test (what we need to know is rather the mice had spent a significant amount of time in the closed arm, this will provide us a good relation to anxiety like behavior)

    Reply
    Posted by: Anonymous
    June 30, 2010 - 6:56 AM
  3. Now, we are freely distributing the Image EP software from http://www.mouse-phenotype.org/software.html .

    Reply
    Posted by: Tsuyoshi M.
    November 29, 2012 - 10:46 PM

Post a Question / Comment / Request

You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

Video Stats