Behavioral Vurdering af Aging Mouse vestibulære 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

Motorstyring og balance ydeevne er kendt for at forværres med alderen. Denne artikel præsenterer en række standard noninvasive adfærdsmæssige test med tilføjelse af en simpel roterende incitament til at udfordre de vestibulære system og vise ændringer i balance ydeevne i en murin model af 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

Aldersrelateret nedgang i balance ydeevne er forbundet med forværrede muskelstyrke, motorik og vestibulære funktion. Mens en række studier viser ændringer i balance fænotype med alderen hos gnavere, meget få isolere det vestibulære bidrag til at balancere under enten normale betingelser eller under ældning. Vi bruger to standard adfærdsmæssige test for at karakterisere balance ydeevne mus ved definerede centpoint over levetid: rotarodtesten og den skrå Vægtarm test. Vigtigere er dog en specialbygget rotator også bruges til at stimulere det vestibulære system mus (uden at fremkalde åbenlyse tegn på køresyge). Disse to tests er blevet brugt til at vise, at ændringer i vestibulære medieret balance ydeevne er til stede i den murine levetid. Foreløbige resultater viser, at både rotarodtesten og modificerede Vægtarm test kan anvendes til at identificere ændringer i balance ydeevne under ældning som et alternativ til mere difficUlt og invasive teknikker såsom Vestíbulo-okular (VOR) målinger.

Introduction

Vores følelse af balance er måske et af de mest oversete endnu vitale dele af selv de mest basale motoriske aktiviteter, herunder vandreture og drejning. Balance er påvirket af en række faktorer, herunder muskelstyrke, motorik og vestibulære funktion, og det er kun i overværelse af vestibulære neuropatier eller under normal aldring, at betydningen af ​​en velfungerende balance system er værdsat. Forstyrrelser i det vestibulære system, er ofte forbundet med erfaringer af vertigo eller svimmelhed og uligevægt resulterer i en øget risiko for fald og efterfølgende skader 1. Dette er særlig kritisk i ældre befolkningsgrupper, hvor falls er en af de førende årsager til skade 2.

Vestibulære funktionstest er almindeligt baseret på vestibulære reflekser, især vestibulo-okular (VOR) eller vestibulo-collic refleks (VCR). VOR og VCR er afgørende for stabilisering af billeder pånethinden og hoved stilling under bevægelser af hoved og krop hhv. Sædvanligvis VOR målinger kræver invasive implantation af søge spoler til at måle øjenbevægelser eller video sporing af øjenbevægelser 3.. Dette er en udfordring i mus på grund af den lille karakter af musen øjet og vanskeligt at opdage eleven til video analyse 3. Som et alternativ har VCR blevet anvendt til at måle stabilisering af hovedet som svar på kroppens bevægelser i mus uden behov for invasiv kirurgi 4. På trods af dette få studier fokuserer specifikt på, hvordan vestibulære system fungerer som en helhed, og endnu vigtigere, hvordan det ændrer i løbet af aldring.

For at vurdere den samlede balance ydeevne enkelt og noninvasively vi ændret to almindeligt anvendte adfærdsmæssige test. Rotarod og skrå balance beam tests vurdere forskellige aspekter af motorisk præstation i gnavere og i tidligere undersøgelser er blevet anvendt i en test batteri til at erhverve en kompletprofil motorens kapacitet. Denne evne kan påvirkes af sygdom eller genetisk modifikation, og er også følsomme over for processer, der er forbundet med normal udvikling og aldring 5-7. Tidligere arbejde ved hjælp rotarod har vist, at motorik i mus aftager efter 3 måneders 8. alder. Desuden rotter viser mærkbare balance underskud med stigende alder på balancen stråle test 9.

Dette papir beskriver brugen af ​​rotarod og balance stråle tests i forbindelse med en vestibulære stimulering med henblik på at udfordre den vestibulære system og karakterisere den efterfølgende effekt på balance præstation i unge og ældre mus. Mens de enkle og noninvasive metoder beskrevet ikke er udformet som enkeltstående foranstaltninger af perifere vestibulære funktion, de giver en nyttig og enkel adfærdsmæssige foranstaltning at sammenligne cellulære og subcellulære ændringer på flere stadier af vestibulære behandling under normal aldring i mus.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1.. Dyr

  1. Mus (C57/BL6) i alderen 1, 9 og 13 måneder gammel blev opnået fra Animal Resources Center (Perth, Australien). Disse mus blev anbragt i standard mus bure i Bosch gnaver Facility på University of Sydney på en 12/12 timers lys / mørke-cyklus med adgang til mad og vand ad libitum. Procedurerne nedenfor blev godkendt af University of Sydney Animal Ethics Committee.
  2. Bring mus bure ind i test værelse forud for hver test i 10 minutter for at tillade mus for at vænne sig til de testmiljø.

2. Rotarod

  1. Opsæt rotarod apparat (Figur 1A):
    1. Installer dyvler i hver bane af rotarod.
      Bemærk: I dette tilfælde rotte dyvler (70 mm i diameter), anvendes i stedet for mus dyvler (32 mm i diameter) til at modvirke de mus fra klamrer sig til dyvel og udføre "passive rotationer" 10.
    2. Position magnetiske landing platforme på wiren beliggende ved bunden af ​​hver bane af rotarod at sikre, at de ikke vippe at røre gulvet rotarod og anbringes så tæt som muligt til den magnetiske højre væg af hver bane uden at røre.
      Bemærk: Under kræves rotarod test mus til at gå i en fremadgående retning for at bo på den roterende og accelererende dyvler. Når en mus er ikke længere i stand til at blive på den dyvel, de falder og fortrænge landing platform, der efterfølgende aktiverer en magnetisk sensor. Den tid det tager at falde fra det roterende dowel, dyvel rpm ved tidspunktet for at falde og den tilbagelagte distance beregnes automatisk for hver mus og registreres på skærmen på forsiden af ​​rotarod.
    3. Slide 2 gennemsigtige plast-paneler i fronten af ​​hver rotarod lane med de kortere paneler i bunden og jo længere panelerne ovenfor.
    4. Input testparametrene vha. tastaturet placeret på forsiden af ​​rotarod. Følg steps 2.1.4.1 til 2.1.4.6 for accelererende prøvningsparametre rotarod og trin 2.1.4.7 til 2.1.4.12 for de faste hastighed test parametre rotarod.
      1. Indstil den maksimale varighed af testen til 60 sek.
      2. Indstil antallet af baner, der skal anvendes (eller antallet af mus, der skal testes).
      3. Sæt starthastigheden af ​​testen til 5 opm.
      4. Indstil tophastighed af testen til 44 rpm.
      5. Indstil rampe prøvehastighed til 60 sek.
      6. Indstil størrelsen af ​​dyvler udvalgt og rotationsretningen til rotte dyvler roterende i en fremadrettet retning.
      7. Indstil den maksimale varighed af testen til 240 sek.
      8. Indstil antallet af vognbaner, der skal anvendes til 1 som musene testes individuelt.
      9. Sæt starthastigheden af ​​testen til 15 rpm.
      10. Indstil tophastighed af testen til 15 rpm.
      11. Indstil rampe prøvehastighed på 0 sek.
      12. Indstil størrelsen af ​​den valgte dyvel og retningen af ​​rotation til en rotte dyvel roterende forward retning.
        Bemærk: ovenstående indstillinger kan ændres til at passe til behovene i de forskellige eksperimenter.
    5. Placer et kamera foran rotarod for den faste hastighed rotarodtesten, således at den adfærd musen under forsøg kan registreres, og de videoer, der anvendes til senere analyse for at bestemme varigheden af ​​tid musene var i stand til at blive på rotarod.
  2. Følg trin 2.2.1 til 2.2.4 for den accelererende rotarodtesten:
    1. Placer en mus på hver stationær dyvel i 5 minutter for at tillade mus for at akklimatisere til rotarod.
    2. Forsigtigt skubbe mus til ansigt på bagsiden af rotarod og start rotarodtesten når alle fag står i denne retning (se figur 1B).
    3. Retur alle mus til deres bure, når de er faldet fra de roterende dyvler og lade dem hvile i 10 min med adgang til mad og vand.
    4. Gentag trin 2.2.1 til 2.2.3 for at gennemføre i alt 8 forsøg Sørg for at rensedyvler, stræder og landing platforme rotarod for urin og afføring og flytte landing platforme tilbage til sin holdning præmieindtægterne hvert forsøg start.
      Bemærk: De første 3-5 forsøg bruges som træning forsøg at tillade mus for at gøre sig bekendt med opgaven. Tiden til at falde, afstand gik og slutningen omdrejningstal dyvel på tidspunktet for faldet for hver efterfølgende forsøg registreres for senere analyse (figur 2).
  3. Følg trin 2.3.1 til 2.3.8 for fast hastighed rotarodtesten:
    1. Placer en mus på en dyvel i 5 minutter for at tillade det at akklimatisere til rotarod. Retur musen tilbage til sit bur.
    2. Starte video-optagelse på kameraet, og tryk på start på rotarod. Derefter placere musen på den roterende dowel sikre, at den vender mod bagsiden af ​​rotarod.
    3. Stop videooptagelsen på kameraet, når musen falder fra de roterende dyvler, og returnere musen til sine bure i 10 min med adgang til mad og vand.
    4. Gentag trin 2.3.2 og 2.3.3, indtil alt 8 forsøg er erhvervet Sørg for at rense dyvler, stræder og landing platforme rotarod for afføring og urin, og flyt landing platforme tilbage til sin udgangsposition mellem hvert forsøg .
    5. Tænd for specialbygget rotator ved 3 Hz for 20 sek at lade musene for at blive fortrolig med lyden. Stop rotator efter 20 sek ved at slukke boret og placere hænder på begge sider af løbehjul at stoppe det fra at fortsætte med at dreje forbi de første 20 sek.
      Bemærk: Rotator selv består af en gnaver løbehjul fastgjort til en boremaskine (figur 3A). I centrum af løbehjulet er et lille kammer med en maskestørrelse låg, hvor musen er placeret (figur 3B). Rotator roterer i en retning mod uret omkring en lodret akse. Størrelsen af ​​stimulus er i tråd med tidligere undersøgelser, der viser roterende stimulationer spænder 0,2-3 Hz er tilstrækkelige til at genererespiste VOR og VCR svar 4,11,12.
    6. Anbring musen inden i kammeret i midten af ​​rotator og erstatte låget.
    7. Tænd for rotator på sit laveste indstilling på 3 Hz til 20 sek. Start rotarod og begynde videooptagelse på kameraet i løbet af denne tid i forberedelse til den kommende forsøg. Sluk boret i slutningen af ​​de 20 sekunder og placere hænderne på hver side af løbehjulet at stoppe det fra spinning. Gentest musen på rotarod umiddelbart efter ved at overføre det så hurtigt som muligt til det roterende dyvel.
    8. Stop videooptagelsen på kameraet, når musen falder fra dyvel og returnere musen til sit bur.
  4. Rengør de klare plast-paneler med et mildt rengøringsmiddel / vand mix og den cylindriske dyvler, baner og metal landing platforme rotarod med 70% ethanol, når alle mus er blevet testet.

3.. Balance Beam med vestibulær Challenge

  1. Opsæt balanse stråle apparat som vist i figur 4A.
    Bemærk: Apparatet Vaegtbjaelken blev tilpasset fra et apparat, der er beskrevet i Carter et al (2001) 13... Til denne prøvning mus gå fra den nedre ende af bjælken, som er 52,5 cm over jorden, en formørket målkasse (13 x 22 cm, med en 5 x 6 cm døråbning) placeret 60 cm over jorden (figur 4A ). Mus naturligt opsøge mørket og beskyttelse af målet kasse til fordel for udsatte stråle og er yderligere tilskyndet til at krydse stråle ved den lille hældning som udnytter deres naturlige flugt mekanisme til at køre i en opadgående retning 14. Strålen selv er 1 m lang og har et cirkulært tværsnit med en diameter på 14 mm. En skræddersyet række beam diametre kan anvendes, som tillader eksperimentatoren for at indstille følsomheden af ​​testen eller rumme større emner. Ved den nedre ende af balancebommen en hvid streg angiver startlinien. En anden linje ertrukket 60 cm fra startlinien i den højere ende af bjælken for at angive mållinien (figur 4A).
    1. Position 2 kameraer, en på hver side af balancebommen ved den nedre ende af balancebommen (figur 4B).
      Bemærk: Disse kameraer skal vinkles til at fange hele længden vaegtbjaelkens og sikre, at start-og mållinien markeret på balancen stråle er klart synlige. Disse kameraer skal bruges til videooptagelse adfærd hos mus, når de krydser Vaegtbjaelken med resulterende videoer, der anvendes til senere analyse.
    2. Linje gulv af målet kasse med køkkenrulle, der gør det let rengøring af urin og afføring efter afprøvning hver mus, og placere huset kuppel fra fagene hjembur inde i målet kassen.
    3. Placer en passende skum eller andet stødabsorberende materiale under den løftede stråle til at beskytte alle emner, der falder ud af apparatet. Mus, der falder vil blive afhentet straks ved forsøgetis og placeret inde i målet boksen til hvile.
  2. Placer en mus i målkasse i 2 min, så det bliver bekendt med dette miljø. Dække åbningen til målet boks med en behandsket hånd i 5 sek hvis musen forsøger at gå ind på bjælken i denne tid for at modvirke denne adfærd.
  3. Train musen ved at placere den på bjælken lige udenfor åbningen til målet boksen og gør det muligt at gå i mål kassen. Fortsæt med at træne musen ved at placere den på bjælken gradvist længere væk fra målet kassen, indtil musen er i stand til at gå fra startlinjen til målet boks med ingen bistand og minimal tøven. Lad musen til at hvile i målkasse for 1 min efter hver kørsel.
  4. Start med at teste musen, når uddannelsen er færdig.
    1. Start videooptagelse på kameraer.
    2. Placer musen på startlinien af ​​strålen og vente, mens den krydser strålen i retning af målet kassen.
    3. Stop videooptagelse på caMeras når musen når kassen.
    4. Lad musen til at hvile i målkasse i 1 min. Fjern eventuelle urin eller afføring, som kan være blevet deponeret under retssagen, mens du venter.
    5. Gentag trin 3.4.1 til 3.4.4 indtil i alt 5 forsøg er afsluttet.
  5. Tænd for specialbygget rotator ved 3 Hz for 20 sek (ligesom i fast hastighed rotarodtesten), så musene for at blive fortrolig med lyden. Stop rotator efter 20 sek ved at slukke boret og placere hænder på begge sider af løbehjul at stoppe det fra spinning.
  6. Anbring musen inden i kammeret i midten af ​​rotator og erstatte låget.
  7. Tænd for rotator på sit laveste indstilling på 3 Hz til 20 sek. Start videooptagelse på kameraer i denne tid, som forberedelse til den kommende retssag. Sluk boret i slutningen af ​​de 20 sekunder og placere hænderne på hver side af løbehjulet at stoppe det fra at fortsætte med at dreje forbi de første 20 sek. Tverførselsplacering musen til starten vaegtbjaelkens så hurtigt som muligt og vente, mens musen krydser strålen til målkasse.
  8. Stop videooptagelse på kameraer, når musen når målet boksen og returnere musen til sit bur.
  9. Rengør balance stråle apparat med 70% ethanol og ændre køkkenrulle i målet kassen efter hver mus er blevet testet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Rotarod

Motoren ydeevne mus blev beskrevet som Time To Fall (TTF) registreret for hver mus over 8 forsøg. Ved hjælp af disse målinger af TTF kan uddannelse kurver for hver mus plottes. Figur 2 viser eksempler på motorens ydeevne one 1 måneder gamle mus og en ni måneder gamle mus i løbet af 8 forsøg. Disse uddannelsesprogrammer kurver viser en stigning i TTF løbet af de første 3-5 forsøg, efterfulgt af en efterfølgende plateau. Målinger af TTF registreret før plateauet blev anset for uddannelse (figur 2), mens målinger af TTF der danner plateau blev registreret og anvendt til dataanalyse (figur 5).

Figur 5 viser, at motor præstation på rotarod forringes med alderen. Sammenlignet med deres ni måneder gamle kolleger (n = 8), 1 måneder gamle mus (n = 6) var i stand til at blive på rotarod væsentligt længere (18,38 ± 4,66

Balance Beam

Figur 6 viser de tidspunkter til at krydse (TTT) Vaegtbjaelken og krydse målstregen før og efter det vestibulære stimulus i 1 måned gamle, ni måneder gamle og 13 måneder gamle mus. 1 måned gamle mus (n = 9), det vestibulære stimulus havde en minimal effekt på den tid det tager for dem at krydse balance med lignende TTT før (3,49 ± 0,62 sek) og efter (3,81 ± 0,66 sek) stimulus. I modsætning 9 måneder gamle mus (n = 6), der kræves mere tid til at krydse Vaegtbjaelken efter vestibulære stimulus (4,85 ± 1,67 vs 8,45 ± 2,59 sek p <0,05, Student t-test). Fra 13 måneder gamle mus (n = 5) TTT øget efter det vestibulære stimulus (6,48 ± 2,19 vs 9,24 ± 4,11 sec), men dette var ikke statistisk signifikant.

For yderligere at undersøge samspillet mellem alder og vestibulære stimulus-relaterede ændringer i TTT vi bruges gentagne forholdsregler ANOVA med en Tukey post-hoc test. Figur 6 viser, at virkningen af vestibulære stimulering på balance bom performance er signifikant større 9 måneder gammel ( p <0,01) og 13 måneder gamle (p <0,001)-mus sammenlignet med en måned gamle mus. Disse resultater indikerer sammen, at den simple Vægtarm apparat kan anvendes i forbindelse med specialbygget rotator at måle vestibulære-relaterede ændringer i balancen gennem hele den murine levetid.

Figur 1
Figur 1.. Apparat rotarod. (A)-apparatet rotarod har 5 baner og er i stand til at teste et maksimalt 5 gnavere ved et hvilket som helst tidspunkt. Den cylindrica l dyvler (pilespids), hvorefter musene er placeret, er placeret over metal landing platforme (*), der udløser tryksensorer for dataindsamling. (B) Et billede af en 1 måned gamle mus og en 9 måned gammel mus sidder på dyvler overfor bagsiden af ​​rotarod i fremstillingen af ​​en test.

Figur 2
Figur 2. Rotarod uddannelse kurver. Et eksempel på one 1 måned gammel og en ni måneder gamle mus og deres målinger af tid til at falde på den roterende stav. Målingerne af tid til at falde for både mus steget støt i løbet af forsøg 1 til 5, og derfor blev betragtet som uddannelse forsøg. Når forsøg stabiliseret (ydeevne stiger plateaued, stiplet linie) målinger af tid til at falde blev registreret for dataanalyse.

05/51605fig3highres.jpg "/>
Figur 3.. Den specialbygget rotator. (A) specialbyggede rotator bruges til at stimulere det vestibulære system af mus. Denne rotator består af et Dremel (pilespids) og en gnaver løbehjul (*). (B) En overlegen visning af rotator. Mus er placeret inde i kammeret (pilespids) i midten af ​​løbehjulet.

Figur 4
Vægtarm apparat Figur 4... (A) Den skrå balance stråle apparat har en 80,3 cm lang base, med starten af bjælken ligger 52,5 cm over jorden og målet boks (*) rejste 60 cm over jorden. (B ) opførsel af mus på balancebommen registreres af to kameraer placeret ved den nedre ende af bjælken. Videoerne er optaget give venstre og højre visnings af musene, når de krydser strålen og anvendes til senere analyse.

Figur 5
.. Figur 5. rotarod ydeevne falder med alderen 1 måneder gamle mus (n = 6) var i stand til at opholde sig på de roterende dyvler betydeligt længere end 9 måneder gamle (n = 8) mus (*, p <0,05). Data er repræsenteret som middelværdi ± SD.

Figur 6
Figur 6.. Virkningen af vestibulære stimulering på balance bom ydeevne er større med alderen. Vestibulær stimulation øget tid til at krydse 9 måneder gammel (n = 6) og 13. måneder gamle (n = 5), mus, men ikke i en måned gamle (n = 9) mus. Når samspillet mellem alder og vestibulære stimulus-relaterede ændringer i TTT vurderes virkningen af ​​vestibulære stimulering på balstemmelse stråle ydeevne er betydeligt større 9 måneder gamle og 13 måneder gamle mus, sammenlignet med 1 måneds gamle mus. Data er repræsenteret som middelværdi ± SD. *; p <0,05 **; p <0,01 ***; p <0,001.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Kritiske trin i protokollen

Tidligere arbejde har vist, at det er let at overtrain mus på både rotarod og apparater balance bjælke og som en konsekvens, kan erhvervelsen af nøjagtige målinger være udfordrende 15. For eksempel kan overtræning på rotarod føre til mus med vilje hoppe fra dyvler under både akklimatisering og prøveperioder, mens overtræning på balancen stråle kan føre til mere hyppige standsninger (udforskende adfærd), og rejser i den modsatte retning (dvs. mod starte linje) 15. I sidste ende kan overtræning føre til undervurdering af selve motoren kapacitet. Det er derfor afgørende, at uddannelse kurver vurderes inden analyse.

Et andet afgørende skridt i rotarod protokollen er at sikre, at de mus, står den rigtige retning (modsat retning af rotation) før start hvert forsøg. Mus vender den forkerte retningtion når dyvler begynde at rotere have svært ved at opretholde balancen på dyvel og dermed falder tidligt, potentielt overvurderer effekten af ​​testen. Endvidere i balancen stråle test, er det vigtigt at overføre de mus, så hurtigt som muligt fra rotator til Vægtarm som nyttiggørelse fra det vestibulære udfordring begynder med det samme. Dette kan betyde, at uligevægt forårsaget af rotator og efterfølgende reduktion i ydelse kan undervurderes.

Ændringer og fejlfinding

Modifikationer kan foretages både rotarod og balancebommen test for at ændre følsomheden af ​​prøverne. Rotarodtesten kan nemt modificeres til at ændre sværhedsgrad af opgaven nødvendige motor til at opdage balance og motoriske underskud. Dette kan opnås ved at manipulere den hastighed, hvormed dyvler roterer under testen, og også hvorvidt disse rotationer accelerere over varigheden af ​​testen. For balancebommen test forskellige spredningsvinkler kan anvendes til at justere følsomheden af ​​testen, med mindre strålebredder Engendering en højere sværhedsgrad. Bjælker med rektangulære tværsnit kan også anvendes, men i en tidligere undersøgelse under anvendelse af denne fremgangsmåde blev det vist, at mus var i stand til at gribe på siderne af bjælken, der fører til afvigende målinger af tid til at krydse 15. I både rotarod og balance beam tests, kan mus blive udfordret med det vestibulære stimulus og testes igen på apparatet op til 3 gange. Dog skal det bemærkes, at mus er ofte tilbageholdende med at fuldføre opgaven efter at have gennemgået den første retssag med det vestibulære stimulus.

Begrænsninger

Målinger af balance og motorisk evne kan påvirkes af størrelsen og vægten af de enkelte mus bliver testet 14. Det betyder, at der er en mulighed for, at virkningen af ​​alder på motor resultater kan udvides med virkningerne aftyngdekraft og tyngdepunkt. Faktisk har mus med relativt højere body mass vist sig at udføre værre på rotarodtesten 16. Anvendelsen af ​​det vestibulære rotator dog minimerer hvilket omfang balance ydeevne beskæmmet efter vægt, og letter tildelingen af ​​balance ydeevne til virkningen af ​​befolkningens aldring på det vestibulære system.

Betydningen af ​​den teknik med hensyn til eksisterende metoder og alternative

Der har været få undersøgelser, der direkte undersøger aldring i den vestibulære system af enhver art. Almindeligt disse studier har brugt VOR til at vurdere vestibulære funktion og har vist, at VOR-funktionen bevares indtil 60 uger gamle med kun små ændringer efter voksenalderen er nået 17,18. Desuden VOR tests kræver typisk en vis grad af invasiv at fastgøre optagelsen bredbånd til dyrets hornhinde, og kræver ofte en restitutionsperiode 3. Due til den lille størrelse af musen øjet den mest anvendte alternativ, video eye tracking, er også vanskeligt at opnå. Sammen disse vanskeligheder har begrænset antallet af VOR studier i den murine model.

De er beskrevet i dette dokument beskæftiger apparat metoder der almindeligvis anvendes til at vurdere motorisk koordination og balance. Desuden har disse metoder er blevet brugt til at undersøge de ændringer, der opstår under udvikling og aldring, og dem på grund af genetiske modifikationer 5,7,19,20. Som det er blevet vist motor koordination og balance at falde efter 3 måneder, den ekstra brug af en simpel vestibulære stimulering i dette papir letter undersøgelsen af ​​vestibulære system i en aldrende murine model uden brug af mere vanskelige og invasive teknikker skitseret ovenfor 8.. Denne information kan derefter anvendes til at korrelere adfærd med de tilgrundliggende cellulære og subcellulære ændringer, der forekommer i den vestibulære system med alderen.

toe "> fremtidige anvendelse eller retninger efter Mastering denne teknik

Selv om de metoder, der beskrives her ikke kvantificere niveauet af uligevægt opleves af dyr post-rotation, kan yderligere anvendelse af en vestibulære stimulus ændres til at omfatte et pointsystem baseret på tilstedeværelsen af symptomer, herunder vandladning, afføring og rystelser 21. Andre måder at kvantificere mængden af uligevægt opleves af mus også måle saccharin og kaolin optagelse som vist tidligere 11,21. I sidste ende, evnen til at score det vestibulære-relaterede effekt af aldring i en individuel mus giver mulighed for undersøgelse af sammenhænge mellem balance ydeevne og cellulære / subcellulære processer ved hjælp af efterfølgende 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