Behavioral Assessment av den aldrende mus Vestibulær System

Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Motorisk kontroll og balanse ytelse er kjent for å svekkes med alderen. Dette notatet presenterer en rekke standard-invasiv atferdstester med tillegg av en enkel roterende stimulans til å utfordre de vestibulære systemet og viser endringer i balanse ytelse i en murine modell av aldring.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Tung, V. W., Burton, T. J., Dababneh, E., Quail, S. L., Camp, A. J. Behavioral Assessment of the Aging Mouse Vestibular System. J. Vis. Exp. (89), e51605, doi:10.3791/51605 (2014).

Please note that all translations are automatically generated.

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

Abstract

Aldersrelatert nedgang i balanse ytelse er forbundet med dårligere muskelstyrke, motorisk koordinasjon og vestibularfunksjonen. Mens en rekke studier viser endringer i balanse fenotype med alderen hos gnagere, svært få isolere vestibular bidrag til å balansere både under normale forhold eller under senescence. Vi bruker to standard atferdstester for å karakterisere balansen utførelsen av mus ved definerte alderspoeng levetid: den rotarod test og den skrå balanse bjelke test. Viktigere skjønt, er en tilpasset bygget rotator også brukes til å stimulere vestibulære system av mus (uten å indusere klare tegn på reisesyke). Disse to tester som har blitt brukt til å vise at endringer i vestibular mediert-balanse ytelse er til stede over hele murine levetid. Preliminære resultater viser at både rotarod-testen og modifiserte balanse bjelke test kan anvendes for å identifisere endringer i balanse ytelse under aldring som et alternativ til mer difficult og invasive teknikker som Vestíbulo-okulær (VOR) målinger.

Introduction

Vår følelse av balanse er kanskje en av de mest oversett ennå vitale komponenter i selv de mest grunnleggende motoriske aktiviteter som turgåing og slå. Balanse er påvirket av en rekke faktorer, inkludert muskelstyrke, motorisk koordinasjon og vestibularfunksjonen, og det er bare i nærvær av vestibulære nevropatier eller under normal aldring at betydningen av et fullt fungerende balanse system er verdsatt. Forstyrrelser til det vestibulære systemet er ofte forbundet med opplevelser av vertigo eller svimmelhet og ubalanse som resulterer i økt risiko for fall og påfølgende skader en. Dette er spesielt kritisk i eldre befolkningsgrupper der fossen er en av de viktigste årsakene til skade to.

Vestibularfunksjonen testene er ofte basert på de vestibulære reflekser, særlig den vestibulo-okulær (VOR) eller vestibulo-collic refleks (VCR). VOR og videospiller er viktig for stabilisering av bilder pånetthinnen og hodet stilling under bevegelser av hodet og kroppen hhv. Vanligvis, VOR målinger krever invasiv implantasjon av søke spoler å måle øyebevegelser eller video sporing av øyebevegelser tre. Det er utfordrende hos mus som følge av den lille arten av muse øyet og vanskeligheten med å detektere eleven for videoanalyse 3. Som et alternativ har det VCR blitt brukt til å måle stabilisering av hodet som reaksjon på bevegelser hos mus uten behov for invasiv kirurgi 4.. Til tross for dette, er det få studier fokuserer spesielt på hvordan det vestibulære systemet fungerer som en helhet, og enda viktigere hvordan den endres under aldring.

For å vurdere generelle balansen ytelsen enkelt og invasivt vi endret to brukte atferdstester. De rotarod og skrå balanse bjelke tester vurdere ulike aspekter av motorytelse i gnagere og i tidligere studier har blitt brukt i et testbatteri for å få en komplettprofil av motor evne. Denne muligheten kan bli påvirket av sykdommen eller genetisk modifisering, og er også følsomme for prosesser i forbindelse med normal utvikling og aldring 5-7. Tidligere arbeid med den rotarod har vist at motorisk koordinasjon hos mus avtar etter 3 måneders alder 8. I tillegg, rotter viser merk balanse underskudd med økende alder på balanse bjelke test 9.

Dette notatet beskriver bruken av rotarod og balanse bjelke tester i forbindelse med en vestibulære stimulans for å utfordre det vestibulære system og karakteriserer den påfølgende innvirkning på balanse prestasjoner hos unge og eldre mus. Mens de enkle og ikke-invasiv metoder beskrevet ikke er utformet som frittstående tiltak av perifer vestibulær funksjon, gir de en nyttig og enkel atferdsregulerende tiltak for å sammenligne cellulære og subcellulære endringer på flere stadier av vestibulære behandling under normal aldring hos mus.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

En. Dyr

  1. Mus (C57/BL6) i alderen 1, 9 og 13 måneder gammel ble hentet fra Animal Resources Centre (Perth, Australia). Disse musene ble plassert i vanlige mus bur i Bosch Rodent Facility ved Universitetet i Sydney på en 12/12 timers lys / mørke-syklusen med tilgang til mat og vann ad libitum. Prosedyrene er beskrevet nedenfor ble godkjent av Universitetet i Sydney dyreetikk komité.
  2. Bring mus bur inn i testrommet før hver test i 10 min for å tillate mus for å akklimatisere seg til testmiljø.

2. Rotarod

  1. Sett opp rotarod apparat (figur 1A):
    1. Installer pluggene i hvert kjørefelt av rotarod.
      Merk: I dette tilfellet rotte plugger (70 mm i diameter) blir brukt i stedet for mus plugger (32 mm i diameter) for å hindre musene fra klamrer seg til dowel og utføre "passive rotasjoner" 10.
    2. Position de magnetiske landingsplattformer på viren som ligger på bunnen av hver bane i rotarod å sørge for at de ikke vippe til å berøre gulvet i rotarod, og er plassert så nært som mulig til den magnetiske høyre vegg av hver bane uten å berøre.
      Merk: Under rotarod testing mus er pålagt å gå i en retning fremover for å holde på de roterende og akselerer plugger. Når en mus er ikke lenger i stand til å holde på pluggen, de faller og fortrenge landingsplattformen som senere aktiverer en magnetisk sensor. Tiden det tar for å falle ned fra den roterende tapp, dowel rpm ved å falle, og den tilbakelagte avstanden blir automatisk beregnet for hver mus og registreres på skjermen på forsiden av den rotarod.
    3. Skyv to klare plastpaneler i fronten av hver rotarod kjørefelt med kortere paneler nederst og lengre baner ovenfor.
    4. Input testparametre ved hjelp av tastaturet ligger på forsiden av rotarod. Følg steps 2.1.4.1 til 2.1.4.6 for de akselerer rotarod testparametre og trinn 2.1.4.7 til 2.1.4.12 for de faste farts rotarod testparametre.
      1. Angi maksimal varighet av testen til 60 sek.
      2. Sett antall baner som skal benyttes (og antall mus som skal testes).
      3. Sett starthastigheten av testen til 5 rpm.
      4. Sett toppfart på testen til 44 rpm.
      5. Sett rampehastigheten av testen til 60 sek.
      6. Angi størrelsen på pluggene valgt og rotasjonsretningen til rotte plugger som roterer i en foroverretning.
      7. Angi maksimal varighet av testen til 240 sek.
      8. Sett antall baner som skal brukes til en som musene er testet individuelt.
      9. Sett starthastigheten av testen til 15 rpm.
      10. Sett toppfart på testen til 15 rpm.
      11. Sett rampehastigheten av testen til 0 sek.
      12. Sett størrelsen av dowel valgt og rotasjonsretningen til et rotte dybel som roterer i forward retning.
        Merk: Innstillingene ovenfor kan endres for å dekke behovene til ulike eksperimenter.
    5. Plasser et kamera foran rotarod for fast hastighet rotarod test, slik at atferden til musen under studiene kan tas opp og videoene som brukes for senere analyse for å fastslå hvor lenge musene var i stand til å holde på rotarod.
  2. Følg trinn 2.2.1 til 2.2.4 for akselerer rotarod test:
    1. Plasser en mus på hver stasjonære plugg for 5 min å tillate mus å akklimatisere til rotarod.
    2. Skubber musene til ansikt baksiden av rotarod og starte rotarod test når alle fag står overfor i denne retning (se figur 1B).
    3. Returnere alle mus til burene når de har falt fra de roterende plugger og la dem hvile i 10 min med tilgang til mat og vann.
    4. Gjenta trinn 2.2.1 til 2.2.3 for å fullføre totalt 8 forsøk å sørge for å rengjørepluggene, baner, og landingsplattformer i rotarod for urin og avføring, og flytte landingsplattformer tilbake til sin startposisjon betwen hvert forsøk.
      Merk: De første 3-5 forsøkene er brukt som treningsforsøk slik at musene å gjøre seg kjent med oppgaven. Tiden for å falle, distanse-og ende rpm i pluggen ved fallet for hver etterfølgende prøving blir registrert for senere analyse (Figur 2).
  3. Følg trinn 2.3.1 til 2.3.8 for fast hastighet rotarod test:
    1. Plasser en mus på en plugg for 5 min å tillate det å akklimatisere til rotarod. Returner musen tilbake til buret sitt.
    2. Starte videoopptak på kameraet og trykker på start på rotarod. Deretter plasserer musen på den roterende dowel sikre det vender mot baksiden av rotarod.
    3. Stopp videoopptak på kameraet når musen faller fra de roterende plugger, og returnere musen til sine bur i 10 min med tilgang til mat og vann.
    4. Gjenta trinn 2.3.2 og 2.3.3 til totalt åtte studier er kjøpt og pass på å rense plugger, baner, og landingsplattformer i rotarod for avføring og urin, og flytte landingsplattformer tilbake til sin startposisjon mellom hvert forsøk .
    5. Slå på spesialtilpassede rotator på 3 Hz for 20 sek å tillate musene å bli kjent med lyden. Stopp rotator etter 20 sek ved å slå av bore og plassere hendene på hver side av løpehjulet for å hindre at den fortsetter å rotere forbi den første 20 sek.
      Merk: rotator i seg selv består av en gnager løpehjul som er festet til en bore (figur 3A). Ved midten av løpehjulet er et lite kammer med en mesh lokk der musen plassert (figur 3B). Rotator spinner i en retning mot klokken om den vertikale aksen. Størrelsen på stimulans er i tråd med tidligere studier som viser roterende stimuleringer som spenner 0,2 til 3 Hz er tilstrekkelig til genespiste VOR og videoresponser 4,11,12.
    6. Plasser musen inne i kammeret ved midten av rotator og erstatte lokket.
    7. Slå på rotator på laveste innstilling av 3 Hz for 20 sek. Start rotarod og begynne videoopptak på kameraet i løpet av denne tiden i forberedelsene til den kommende rettssaken. Slå av bore ved slutten av de 20 sekunder, og plasserer hendene på hver side av løpehjulet for å hindre at den roterer. Retest musen på rotarod umiddelbart etter ved å overføre det så raskt som mulig til den roterende dowel.
    8. Stopp videoopptak på kameraet når musen faller fra dowel og returnere musen til buret sitt.
  4. Rengjør de klare plastpaneler med et mildt vaskemiddel / vann blanding og sylindriske plugger, baner og metalllandingsplattformer i rotarod med 70% etanol når alle mus har blitt testet.

Tre. Balance Beam med Vestibulær Challenge

  1. Sett opp BAlanse-stråleapparat som vist på figur 4A.
    Merk: Balansen stråleapparat ble tilpasset fra et apparat som er beskrevet i Carter et al (2001) 13.. For denne test, mus går fra den nedre enden av bjelken, som er 52,5 cm over bakken, til et mørkt mål boks (13 x 22 cm, med et 5 x 6 cm døråpning) beliggende 60 cm over bakken (fig. 4A ). Mus naturlig oppsøke mørket og beskyttelse av målet boksen i favør av den eksponerte strålen og er videre oppfordret til å traversere strålen ved svak skråning som utnytter deres naturlige flukt mekanisme for å kjøre i en oppover retning 14. Bjelken i seg selv er en m i lengde og har et sirkulært tverrsnitt med en diameter på 14 mm. En tilpasset serie med strålings diametre kan brukes som tillater experimenter til å justere følsomheten av testen eller imøtekomme større fag. Ved den nedre ende av vektstangen en hvit linje indikerer startstreken. En annen linje har værttrukket 60 cm fra startlinjen til den øvre enden av bjelken for å angi mål (figur 4A).
    1. Posisjon to kameraer, ett på hver side av vektstangen, ved den nedre ende av vektstangen (figur 4B).
      Merk: Disse kameraene bør vinkles til å fange opp hele lengden av balanse bjelke og sikre som starter og avslutter linjer markert på balanse bjelke er klart synlig. Disse kameraene vil bli brukt til video-opptak oppførselen til mus når de går gjennom vektstangen, med resulterende filmer som brukes for senere analyse.
    2. Linje gulvet i mål boks med papirhåndkle, for å muliggjøre enkel rengjøring av urin og avføring etter å ha testet hver mus, og plassere huset kuppel fra fagene hjem buret inne i målet boksen.
    3. Plasser tilstrekkelig skum eller annet støtdempende materiale under den løftede bjelke for å beskytte enhver fag som faller fra apparatet. Mus som faller vil bli plukket opp umiddelbart etter eksperimenteteh og plassert inne i målet boksen for å hvile.
  2. Plasser en mus i den venstre boksen i 2 min slik at det blir kjent med dette miljøet. Dekke åpningen til målet boks med en hansker hånd for 5 sek hvis musa prøver å gå inn på bjelken i løpet av denne tiden til å motvirke dette problemet.
  3. Tren musen ved å plassere den på bjelken like utenfor åpningen til målet boksen og slik at det å gå inn i mål boksen. Fortsett å trene musa ved å plassere den på strålen gradvis lenger bort fra målet boksen til musen er i stand til å gå fra startlinjen til målet boksen uten assistanse og minimal nøle. La musen til å hvile i målet boksen for 1 min etter hvert løp.
  4. Begynn å teste musen når treningen er ferdig.
    1. Starte videoopptak på kamera.
    2. Plasser mus ved begynnelsen linjen av strålen og vente mens den går gjennom bjelken i retning av den venstre boksen.
    3. Stopp videoopptak på caMeras når musen når boksen.
    4. La musen til å hvile i målet boksen for 1 min. Fjern eventuelle urin eller avføring som kan ha blitt avsatt under rettssaken mens du venter.
    5. Gjenta trinn 3.4.1 til 3.4.4 inntil totalt 5 forsøk har blitt gjennomført.
  5. Slå på spesialtilpassede rotator på 3 Hz for 20 sek (som i fast hastighet rotarod test) for å tillate de mus for å bli kjent med lyden. Stopp rotator etter 20 sek ved å slå av drill og plasser hendene på hver side av løpehjulet for å stoppe den fra å spinne.
  6. Plasser musen inne i kammeret ved midten av rotator og erstatte lokket.
  7. Slå på rotator på laveste innstilling av 3 Hz for 20 sek. Starte videoopptak på kameraene i løpet av denne tiden, i forberedelsene til den kommende rettssaken. Slå av bore ved slutten av de 20 sekunder, og plasserer hendene på hver side av løpehjulet for å hindre at den fortsetter å rotere forbi den første 20 sek. Transfer musen til starten av vektstangen så raskt som mulig, og vente mens mus krysser strålen til den venstre boksen.
  8. Stopp videoopptak på kamera når musen når målet boksen og returnere musen til buret sitt.
  9. Rengjør balanse bjelke apparat med 70% etanol og endre papirhåndkle i målet boksen etter hver mus har blitt testet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Rotarod

Motoren utførelsen av mus ble beskrevet som Time To Fall (TTF) registrert for hver musen over åtte forsøk. Ved hjelp av disse målinger av TTF, kan trenings kurver for hver mus plottes. Figur 2 viser eksempler på utførelsen av en motor 1 måned gamle mus, og en 9 måneder gamle mus i løpet av 8 forsøk. Disse opplærings kurver viser en økning i TTF i løpet av de første 3-5 forsøkene etterfulgt av en etterfølgende platå. Målinger av TTF registrert før platå ble vurdert trening (figur 2), mens målinger av TTF som danner platå ble registrert og brukt for dataanalyse (figur 5).

Figur 5 viser at motorens ytelse på rotarod forringes med alderen. Sammenlignet med sine ni måneder gamle kolleger (n = 8), en måned gamle muse (n = 6) var i stand til å holde på rotarod betydelig lengre (18,38 ± 4,66

Balance Beam

Figur 6 viser ganger for å traversere (TTT) balanse bjelke og krysse mållinjen før og etter det vestibulære stimulans for en måned gamle, ni måneder gamle og 13 måneder gamle mus. I en måned gamle mus (n = 9), hadde det vestibulære stimulans en minimal effekt på den tiden det tar for dem å krysse balanse med lignende TTT før (3.49 ± 0.62 sek) og etter (3.81 ± 0.66 sek) stimulans. I kontrast til 9 måneder gamle mus (n = 6) kreves mer tid til å traversere vektstangen etter at det vestibulære stimulus (4,85 ± 1,67 vs 8,45 ± 2,59 sek, p <0,05, Student t-test). I 13 måneder gamle mus (n = 5) TTT økte som følge av vestibulære stimulus (6.48 ± 2.19 vs 9.24 ± 4.11 sec), men dette var ikke statistisk signifikant.

For ytterligere å undersøke samspillet mellom alder og vestibular stimulanserelaterte endringer i TTT vi brukte gjentatte-tiltak ANOVA med Tukey post hoc test. Figur 6 viser at virkningen av vestibular stimulering på ytelse balanse bjelke er betydelig større i ni måneder gamle ( p <0,01) og 13 måneder gamle (p <0,001) mus sammenlignet med en måned gamle mus. Til sammen indikerer disse resultatene at det enkle balanse bjelke apparat kan anvendes i forbindelse med den spesialtilpassede rotator for å måle vestibulære relaterte endringer i balanse ytelse over hele murine levetid.

Figur 1
Figur 1. Den rotarod apparat. (A) Et rotarod Anordningen har fem baner og er i stand til å teste et maksimum på 5 rotter på en gang. Den cylindrica l plugger (pilspiss) hvorpå mus er plassert ligger over metalllandingsplattformer (*) som utløser trykksensorer for datainnsamling. (B) et bilde av en en måned gammel mus og en ni måneder gamle mus sitter på pluggene vender mot baksiden av rotarod i fremstilling av en test.

Fig. 2
Figur 2. Rotarod trening kurver. Et eksempel på en en måned gammel og en ni måneder gamle mus og deres målinger av tid til å falle på rotarod. Målingene av tid til å falle for både mus økt jevnt i forsøk 1 til 5 og derfor ble ansett som treningsforsøk. Når studiene stabilisert (ytelsen øker plateaued; stiplet linje) målinger av tid til å falle ble registrert for dataanalyse.

05/51605fig3highres.jpg "/>
Figur 3. Den spesialtilpassede rotator. (A) Den spesialbygde rotator brukes til å stimulere vestibulære system av mus. Dette rotator består av en Dremel (pilspiss) og en gnager løpehjul (*). (B) En overlegen visning av rotator. Mus blir plassert inne i kammeret (pilspiss) ved midten av løpehjulet.

Figur 4
Fig. 4. Balance-stråleapparat. (A) Den hellende balanse bjelke Anordningen har en 80,3 cm lang base, med starten av bjelken som ligger 52,5 cm over bakken, og den venstre boksen (*), hevet 60 cm over gulvet. (B ) Oppførselen til mus på vektstangen registreres av to kameraer som er lagt inn ved den nedre ende av bjelken. Videoene innspilt gi venstre og høyre visnings av musene som de krysser strålen og benyttes for senere analyse.

Figur 5
.. Figur 5 Rotarod ytelse avtar med alderen en måned gamle mus (n = 6) var i stand til å holde på de roterende plugger vesentlig lenger enn ni måneder gamle (n = 8) mus (*, p <0,05). Dataene er presentert som gjennomsnitt ± SD.

Figur 6
Figur 6. Effekten av vestibular stimulering på ytelse balanse bjelke er større med alderen. Vestibulær stimulering økt tid til å traversere i ni måneder gamle (n = 6) og 13 måneder gamle (n = 5) mus, men ikke i en måned gamle (n = 9) mus. Når samspillet mellom alder og vestibular stimulanserelaterte endringer i TTT er vurdert effekten av vestibular stimulering på balytelse ledelse strålen er betydelig større i ni måneder gamle og 13 måneder gamle mus sammenlignet med en måned gammel mus. Dataene er presentert som gjennomsnitt ± SD. *; p <0,05 **; p <0,01 ***; p <0,001.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Kritiske trinn i protokollen

Tidligere arbeid har vist at det er lett å train mus både på rotarod-og balanse-stråleapparat, og som en konsekvens av dette, kan ved kjøp av nøyaktige målinger være utfordrende 15. For eksempel, kan overtrening på rotarod føre til mus med vilje hoppe av pluggene både under akklimatisering og prøveperioder, mens overtrening på balanse strålen kan føre til hyppigere stopp (utforskende atferd) og reiser i motsatt retning (dvs. mot startlinjen) 15. Til syvende og sist, kan overtrening føre til undervurderer av selve motoren evne. Det er derfor viktig at opplærings kurver vurderes før analyse.

Et annet kritisk punkt i rotarod protokollen er å sikre at musene vende den riktige retning (motsatt retning av rotasjon) før du starter hvert forsøk. Mus vender feil retningsjon når pluggene begynner å rotere ha problemer opprettholde balanse på dowel og dermed faller tidlig, potensielt estimere effekten av testen. Videre er i balanse bjelke test, er det viktig å overføre musene så raskt som mulig fra rotator med vektstangen som utvinningen fra det vestibulære felling begynner umiddelbart. Dette kan bety at ulikevekt forårsaket av rotator og etterfølgende reduksjon i ytelse kan undervurderes.

Modifikasjoner og feilsøking

Modifikasjoner kan foretas både til rotarod og balansen bjelke test for å endre følsomheten av testene. Den rotarod test kan enkelt endres for å endre vanskelighetsgraden av motoren oppgave nødvendig for å oppdage balanse og motoriske underskudd. Dette kan oppnås ved å manipulere hastigheten som pluggene roterer i løpet av testen, og også hvorvidt eller ikke disse rotasjoner akselerere over varigheten av forsøket. For balansebjelke test forskjellige strålebredde kan brukes til å justere følsomheten av testen, med mindre strålebredder engendering en høyere grad av vanskelighet. Bjelker med rektangulært tverrsnitt kan også benyttes, selv om det i en tidligere studie ved hjelp av denne metode ble det vist at mus som var i stand til å gripe inn på hver side av bjelken, som fører til avvikende målinger av tid til å traversere 15.. I begge rotarod og balanse bjelke tester, kan mus bli utfordret med det vestibulære stimulus og testet på nytt på apparatet opp til 3 ganger. Imidlertid bør det bemerkes at mus er ofte motvillige til å fullføre oppgaven etter under det første forsøk med det vestibulære stimulus.

Begrensninger

Målinger av balanse og motoren egenskaper kan påvirkes av størrelsen og vekten av de enkelte mus blir testet 14. Dette betyr at det er en mulighet for at virkningen av alder på motorens ytelse kan bli utvidet med virkningene avtyngdekraften og massesenter. Faktisk har mus med relativt høyere kroppsmasse vist seg å utføre verre på rotarod test 16. Anvendelsen av vestibulære rotator men minimerer hvilken grad balanse ytelse er blitt til skamme etter vekt, og letter tilordningen av balanse ytelsen til effekten av aldring på vestibulære systemet.

Betydningen av teknikken med hensyn til eksisterende metoder og alternative metoder

Det har vært få studier som direkte undersøker aldring i det vestibulære system av alle arter. Vanligvis disse studiene har brukt VOR å vurdere vestibularfunksjonen og har vist at VOR-funksjonen er bevart inntil 60 ukers alder med bare små endringer etter at voksen er nådd 17,18. I tillegg VOR tester vanligvis krever en grad av invasivitet å feste opptaks spoler til dyrets hornhinnen, og krever ofte en restitusjonsperiode tre. Due av den lille størrelsen av musen øyet den mest brukte alternativ, video øyet sporing, er også vanskelig å oppnå. Til sammen utgjør disse vansker begrenset antall VOR studier i murine modellen.

Metodene som beskrives i denne artikkelen ansette apparat som vanligvis brukes for å vurdere motorisk koordinasjon og balanse. I tillegg har disse metodene blitt brukt til å undersøke de endringene som oppstår under utvikling og aldring og de ​​som skyldes genetiske modifikasjoner 5,7,19,20. Som motorisk koordinasjon og balanse har vist seg å avta etter 3 måneders alder, dessuten bruk av en enkel vestibulær stimulans i dette papiret letter etterforskningen av det vestibulære systemet i en aldrende murine modell uten bruk av mer vanskelige og invasive teknikker skissert ovenfor 8. Denne informasjonen kan så brukes til å korrelere oppførsel med underliggende cellulære og subcellulære endringer som oppstår i vestibulærsystemet med alderen.

tep "> Future Søknad eller Veibeskrivelse etter å mestre denne teknikken

Selv om de fremgangsmåter som er beskrevet her ikke kvantifisere nivået av ulikevekt oppleves av dyrene etter-rotasjon, kan videre anvendelsen av en vestibular stimulus bli modifisert til å omfatte et scoringssystem basert på tilstedeværelsen av symptomer som urinering, defekasjon og rystelser 21. Andre måter å kvantifisere mengden av ulikevekt oppleves av mus inkluderer måling av sakkarin og Kaolin opptak som vist tidligere 11,21. Til syvende og sist, evnen til å score det vestibulære relatert effekt av aldring i en individuell mus gir mulighet for undersøkelse på sammenhengen mellom balanse ytelse og cellulære / subcellulær prosesser ved hjelp av påfølgende elektrofysiologisk, molekylær-og to-foton mikroskopi teknikker 22.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Rotarod IITC Life Science Inc. #755 "Rat dowels" = 70 mm diameter. Do not allow ethanol to contact perspex.
iPhone Apple Can use any type of camera. Velcro fixed to the back surface for attachment to the the 3D articulated arm.
3D articulated arm Fisso/Baitella Classic 3300-28 Any type of stable vertical stand would be adequate. Velcro is fixed to the apical end of the arm for iPhone attachment.
Wooden walking beam: 1 m long strip of smooth wood with a circular cross-section of 14 mm diameter A range of diameters and cross section shapes can be used to suit experimental parameters
Wooden goal box (130 x 140 x 220 mm) made from 11 mm thick boards
Support stand made of 41 x 41 mm beams: 2 vertical beams 525 and 590 mm from ground at the start and goal ends respectively; 803 mm horizontal beam that runs along the ground directly under the walking beam; two 20 mm long beams act as "feet", joining the horizontal and vertical beams at each end; a 21 x 21 x 36 mm block hewn at the apical end of the "starting" vertical beam; a 13 x 13 mm aperture cut out of the center of this block, forming a tunnel which runs perpendicular to the walking beam. Brace all joins with small steel brackets.
Black paint (water based) Handycan Acrylic Matt Black 2-3 coats for all wooden surfaces of the balance beam apparatus
Clear finish Wattle Estapol Polyurethane Matt Single coat for all beams. Double coat for all other surfaces of the balance beam apparatus
Foam, packaging material To cushion any falls from the balance beam
70% Ethanol, paper towels Clean beam and goal box between each animal.
Gauze pads/paper towels To line the floor of the goal box
Mouse house (from home cage)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Agrawal, Y., et al. Disorders of balance and vestibular function in US adults: data from the National Health and Nutrition Examination Survey, 2001-2004. Arch. Intern. Med. 169, 938-944 (2009).
  2. Schwab, C. W., Kauder, D. R. Trauma in the geriatric patient. Arch. Surg. 127, 701-706 (1992).
  3. Stahl, J. S., et al. A comparison of video and magnetic search coil recordings of mouse eye movements. J. Neurosci. Methods. 99, 101-110 (2000).
  4. Takemura, K., King, W. M. Vestibulo-collic reflex (VCR) in mice. Exp. Brain Res. 167, 103-107 (2005).
  5. Carter, R. J., et al. Characterization of progressive motor deficits in mice transgenic for the human Huntington's disease mutation. J. Neurosci. 19, 3248-3257 (1999).
  6. Wallace, J. E., et al. Motor and reflexive behavior in the aging rat. J. Gerontol. 35, 364-370 (1980).
  7. Ingram, D. K., et al. Differential effects of age on motor performance in two mouse strains. Neurobiol. Aging. 2, 221-227 (1981).
  8. Serradj, N., Jamon, M. Age-related changes in the motricity of the inbred mice strains 129/sv and C57BL/6j. Behav. Brain Res. 177, 80-89 (2007).
  9. Gage, F. H., et al. Spatial learning and motor deficits in aged rats. Neurobiol. Aging. 5, 43-48 (1984).
  10. Rustay, N. R., et al. Influence of task parameters on rotarod performance and sensitivity to ethanol in mice. Behav. Brain Res. 141, 237-249 (2003).
  11. Xiaocheng, W., et al. Expression of calcitonin gene-related peptide in efferent vestibular system and vestibular nucleus in rats with motion sickness. PloS One. 7, (2012).
  12. Beraneck, M., et al. Ontogeny of mouse vestibulo-ocular reflex following genetic or environmental alteration of gravity sensing. PloS One. 7, (2012).
  13. Carter, R. J., et al. Motor coordination and balance in rodents. Curr. Protoc. Neurosci. (2001).
  14. Brooks, S. P., Dunnett, S. B. Tests to assess motor phenotype in mice: a user's guide. Nat. Rev. Neurosci. 10, 519-529 (2009).
  15. Luong, T. N., et al. Assessment of motor balance and coordination in mice using the balance beam. J. Vis. Exp. (49), (2011).
  16. McFadyen, M. P., et al. Differences among eight inbred strains of mice in motor ability and motor learning on a rotorod. Genes Brain Behav. 2, 214-219 (2003).
  17. Shiga, A., et al. Aging effects on vestibulo-ocular responses in C57BL/6 mice: comparison with alteration in auditory function. Audiol. Neurootol. 10, 97-104 (2005).
  18. Stahl, J. S. Eye movements of the murine P/Q calcium channel mutant rocker, and the impact of aging. J. Neurophysiol. 91, 2066-2078 (2004).
  19. Fahlstrom, A., et al. Behavioral changes in aging female C57BL/6 mice. Neurobiol. Aging. 32, 1868-1880 (2011).
  20. Bâ, A., Seri, B. V. Psychomotor functions in developing rats: ontogenetic approach to structure-function relationships. Neurosci. Biobehav. Rev. 19, 413-425 (1995).
  21. Yu, X., et al. A novel animal model for motion sickness and its first application in rodents. Physiol. Behav. 92, 702-707 (2007).
  22. Tung, V. W., et al. An isolated semi-intact preparation of the mouse vestibular sensory epithelium for electrophysiology and high-resolution two-photon microscopy. J. Vis. Exp. (76), (2013).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

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

    Usage Statistics