Morris water maze Test: Ottimizzazione per ceppo di topi e Ambiente di prova

Modelli di topi transgenici sono stati strumentali nel valutare la fisiopatologia della malattia di Alzheimer (AD), così come il potenziale di interventi terapeutici. Compiti cognitivi, come la Morris water maze (MWM), sono comunemente usati con questi modelli per identificare i correlati molecolari di deficit di memoria e per valutare l'efficacia dei farmaci pre-clinici. È essenziale, tuttavia, che la gamma dinamica del compito cognitivo essere sufficientemente ampia per rilevare gli effetti del trattamento sottili. Con i modelli murini di AD, deficit cognitivi sono tipicamente età-dipendente, e topi mostrano cali progressivi in termini di prestazioni (ad esempio, ^1). L'uso di un compito cognitivo sensibile può consentire l'individuazione di sottili differenze presto nella vita dell'animale, riducendo in tal modo i costi associati con gli animali di invecchiamento. Ad esempio, riducendo il numero di prove di formazione nei Barnes ippocampali-dipendente labirinto 15-5 aumentato la difficoltà del compito, conseguente detection dei deficit nel modello 3xTg in età prima di quanto precedentemente riportato ^2. In precedenza il rilevamento dei deficit non solo offre un notevole risparmio di tempo e di costi, ma aumenta anche la probabilità che i cambiamenti molecolari alla base deficit cognitivi possono essere identificati.

Un fattore che influenza la sensibilità di compiti cognitivi è lo sfondo ceppo genetico del modello di topo. Ad esempio, topi BALB / c mostrano prestazioni superiori in compiti di apprendimento e memoria rispetto ad altri ceppi, quali la C57BL / 6 ^3. La F1 FVB / N x 129S6 sfondo viene utilizzato per due dei modelli più ampiamente utilizzati di AD, la Tg2576 e RTG (tauP301L) 4510 modelli. Questo ceppo presenta capacità di apprendimento superiore nel MWM rispetto ad altri ceppi, tra cui B6 / mice SJL ^4. A causa di questa capacità di apprendimento superiore, l'uso di una singola sonda dopo una formazione può mascherare differenze di gruppo derivanti da un'eccessiva formazione. Inoltre, la sensibility di prove della sonda può essere età-dipendente. Abbiamo precedentemente dimostrato che i processi sonde precedenti, dopo l'allenamento piattaforma nascosta limitato, sono più sensibili alle differenze di giovane Tg2576 rispetto ai giovani transgene-negativi controlli littermate che sono prove di sonda inserita dopo una formazione più ampia ^5. Al contrario, le prove della sonda di seguito una formazione sono più sensibili a più anziani (20-25 mesi) i topi Tg2576 rispetto ai fratellini di età superiore ai sei precedenti prove sonda ^5. Con inframmezzando prove sonda tutta la formazione, la probabilità che sarà identificato un processo sensibile è aumentata, in particolare se il test viene eseguito longitudinale e la sensibilità di un particolare processo sonda è dipendente dall'età. La figura 1 mostra le prestazioni superiori di F1 FVB / N x topi 129S6 sotto il protocollo ottimizzato per questo ceppo rispetto a topi dello sfondo B6 / SJL addestrato sotto un protocollo con una formazione più ampia.

La MWM ègeneralmente si pensa di fornire misure affidabili e riproducibili attraverso tempo e laboratori ^6. Ad esempio, il protocollo principale originariamente utilizzato dal nostro laboratorio ^1,7 Minnesota è stato implementato con successo con piccole modifiche alla West Virginia University ^8. Allo stesso modo, i livelli equivalenti di impairment sono stati osservati in RTG (tauP301L) 4510 topi rispetto al controllo littermates se alloggiati in condizioni esenti da organismi patogeni o convenzionali ^9. Tuttavia, l'ambiente di test può influenzare la sensibilità del compito MWM. Fattori come l'illuminazione della stanza, prese d'aria, gradienti di temperatura, e rumori contribuiscono a stimoli ambientali ⁴ che alla fine possono influenzare le prestazioni. Quando il nostro laboratorio di Minnesota e vivaio sono stati spostati in un nuovo edificio, fino ad una riduzione del 38% nelle prestazioni wild-type è stata osservata, riducendo sostanzialmente la gamma dinamica del compito e la capacità di individuare i deficit transgene-related. Questo cambiamento di performance si è verificato nonostante progettazione della sala prove per essere di dimensione e configurazione equivalente, e con le stesse indicazioni visive applicate. A "ri-ottimizzazione" del protocollo originale era necessaria per aumentare la gamma dinamica del compito MWM nel nuovo ambiente di test.

Qui il protocollo originale adatti per essere utilizzati con la F1 FVB / N x 129S6 fondo ⁵ è descritto. Poiché alcuni studi suggeriscono stress è associato con scarso rendimento MWM ¹⁰ e pre-trattamento può alleviare il deficit indotta da stress in prestazioni ^11, un protocollo di pre-trattamento è stato progettato per acclimatare i topi per l'introduzione e la rimozione della piscina prima della prova MWM . A seguito di pre-trattamento, i topi sottoposti a una formazione piattaforma visibile, in cui una piattaforma rialzata è contrassegnato da una bandiera. Formazione piattaforma Visibile è usato per identificare i topi con problemi di performance legati ad anomalie senso-motorie. Utilizzando criteri di esclusione di cui alla protsezione ocol, topi prestazioni incompetente vengono rimossi dalle successive esami di prove di formazione piattaforma e sonda nascosti. Le svalutazioni negli studi di formazione piattaforma e sonda nascosti vengono interpretati come deficit cognitivi perché le prestazioni sensomotoria è scomposto fuori dei dati. Dopo il completamento della formazione piattaforma visibile, topi cominciano formazione piattaforma nascosta in cui la piattaforma è immerso in acqua e rimane nella stessa posizione rispetto a stimoli esterni. Prove in cui la piattaforma viene rimosso (prove sonda) si alternano per tutta la formazione piattaforma nascosta per valutare l'influenza di formazione supplementare. Poiché prove sonda verificano all'inizio di ogni giorno, prima formazione aggiuntiva piattaforma nascosta, prove sonde misurano la capacità dell'animale di ricordare la posizione della piattaforma seguito di un ritardo di 20 ore, considerata una misura di memoria di riferimento ^12. Infine, i modi in cui questo protocollo originale era di ri-ottimizzate quando le variazioni di ambiente di testprestazioni di controllo perturbato sono descritti.