对小鼠高架十字迷宫
Summary
高架十字迷宫试验是使用最广泛的测试般在小鼠焦虑行为的测量。在这里，我们目前的电影进行测试的详细程序。
Abstract
尽管小鼠基因组完全测序，大部分在大脑中表达的基因的功能尚不清楚。突变小鼠的行为分析，可确定特定基因上的一个特定的行为的影响。如果目标基因表达在大脑中，表型的突变小鼠的行为可以澄清的遗传机制的正常行为。高架十字迷宫试验是最广泛使用的用于测量焦虑行为的测试之一。测试是基于开放和高架地区的小鼠的天然反感，以及其自然的自发的探索行为以新颖的环境。该仪器由越过中间互相垂直张开双臂和封闭的武器，和一个中心区。小鼠获得所有武器，并允许它们之间自由移动。张开双臂张开双臂所花费的时间到的条目数是用来作为开放空间诱导小鼠焦虑指数。不幸的是，实验室之间存在的程序上的差异使得它难以复制和实验室之间的结果进行比较。在这里，我们提出了一个详细的电影，高架十字迷宫试验证明我们的协议。在我们的实验室中，我们已经评估了超过90株的使用在电影中的协议的突变小鼠。作为一个公共数据库，我们现在建设的一部分，这些数据将被披露。可视化的协议将促进更好地了解整个实验过程的细节，允许在不同的实验室使用的协议和不同菌株的突变小鼠的行为表型的比较标准化的评估使用这个测试。
Protocol
Discussion
尽管小鼠基因组已经测序，大多数基因的功能尚不清楚。 （奥斯汀等人，2004年;相叶等，2007）在小鼠的特定基因的缺失或其他操纵基因改造技术让。的突变小鼠（隆夫和宫川，2006年b;隆夫等，2007）的行为进行分析，然后确定特定基因上的一个特定的行为的影响。
高架十字迷宫测试的所有目前可用的动物模型焦虑的最流行的测试（1997年罗杰斯和Dalvi，克劳利，2007年）。这种焦虑行为测试已被用于筛选和转基因和基因敲除小鼠（克劳利，1999年）分型和药物发现（霍格等1996年;。克劳利，2007年）。高架十字迷宫试验有一个筛选（Rodgers和Dalvi，1997; Mechiel Korte和德波尔，2003;克劳利，2007年）;抗焦虑药物较强的预测有效性抗焦虑药物的增加，具体anxiogenic药物减少，条目的数量成张开双臂和所花费的时间。总项得分和总距离，被认为是一般的活动有用的索引。总条目评分也是焦虑指数，和条目，并在每个手臂所花费的时间的百分比构成初级焦虑指数（1997年，罗杰斯和Dalvi，Mechiel Korte和德波尔，2003年）。开启和关闭的武器被认为是引起同样的探索驱动，因此避免张开双臂被认为是一个更高层次的恐惧“（Rodgers和Dalvi，1997）归纳的结果。它被认为是造成开放和高架空间的恐惧，对小鼠的厌恶探索迷宫的张开双臂。
1984年，汉德利和Mithani高架X（加号）以上所述的迷宫测试的初步工作报告。原来的测试仪器提出了高出地面70厘米，由两个封闭，两个张开双臂，每个测量长45厘米，宽10厘米。在最初的研究中，他们打开/总ARM条目比“（汉德利和Mithani，1984年）。随后，其他指数包括的条目进入封闭式和开放式的武器和大鼠（Pellow等人，1985年; Pellow和文件，1986年）的封闭与开放的武器所花费的时间和小鼠（1987年，制表） 。
高架十字迷宫测试的变化包括延长都张开双臂（50 × 10厘米）和高大的围墙和一个封闭的武器打开屋顶的封闭武器（50 × 10 × 40厘米），整个迷宫升高到了50厘米（Pellow等，1985; Pellow和文件，1986年）的高度。目前，在我们的实验室，高架十字迷宫测试仪器配置在A +的形状，与对面的相互垂直的两个张开双臂（25 × 5厘米，与一个很轻微的，0.5厘米，墙上）两个封闭的武器（25 × 5 × 16厘米），并提出了高出地面50厘米（宫川等人，1996年，真锅等，2000;宫川等，2001;西格等，2004;森岛等人，2005年;宫本等，2005;箭头等，2006年;服部等，2007;尼曼等，2007;佐野等人，2008年，堀井等人，2008年，福田等，2008;池田等人，2008年）。被放置在鼠标+（5厘米× 5厘米）的中心，并允许自由探索迷宫。虽然5分钟的录音是共同的，行为记录在我们的协议为10分钟，以增加检测表型的机会。开放和封闭的高架武器诱发探索冲突（Mechiel Korte和德波尔，2003;克劳利，2007年）。
高架十字迷宫试验的措施，在实验过程中记录观察员出席了会议。在我们的实验室中，测试是一个视频摄像机连接到一台计算机和行为数据（图片EP）收购，并使用图像EP方案分析与记录。到与总手臂条目数量的张开双臂，张开双臂与封闭的武器花费的时间条目的数量，提供焦虑样行为的措施。
我们评估了超过90株突变小鼠基因工程使用在电影中的协议，并有超过5000个小鼠（包括野生型和突变型小鼠）的原始数据的大集。在我们的测试电池中，野生型窝通常用来作为对照。作为背景应变，C57BL/6J小鼠被广泛使用。我们收集C57BL/6J小鼠在行为测试数据。 C57BL/6J小鼠在高架十字迷宫测试获得的值如下（N = 914，平均SEM）的总距离：1547.55 14.27厘米;所花费的时间时间：56.49 2.42秒（张开双臂），384.02 3.13小号（封闭的武器），花了161.90 2.17秒（迷宫的中心）;的时间比在张开双臂：9.19 0.36％，在封闭的武器花费时间的比例：63.82 0.52％;条目数：7.64 0.21（张开双臂）， 24.32 0.28（封闭式武器）;％开放的胳膊条目：21.9 0.05％封闭武器条目：78.1 0.05。 C57BL/6J小鼠在张开双臂花更少的时间比在封闭的武器（P <0.0001，N = 914，配对T T美国东部时间）。这表明，C57BL/6J小鼠倾向于避免张开双臂，和时间花费在张开双臂的焦虑样行为的有效指标。此外，测试顺序是平衡整个基因型，因为审判的数量会影响在张开双臂和中心平台所花费的时间。也就是说，指数均在第3和第4小鼠的增加相比，第一组（P = 0.0089，N = 476）（未发表数据）。随着我们的协议，超过1661小鼠的分析表明，在笼子里的测试小鼠的顺序，并没有显着影响的开放臂停留的时间（未发表数据）。也就是说，从笼中采取的第一个小鼠的表现没有显着差异从第二，第三或最后的老鼠。
虽然都用于评估类似焦虑的行为，高架十字迷宫试验和光/暗转换测试的结果并不总是一致（Holmes等，2000; Tujimura等，2008;岛等，按）例如，脑特定钙调磷酸酶基因敲除小鼠花费的时间减少的金额，光在光/暗转换测试室，但时间的增加量在高架十字迷宫测试（宫川等人张开双臂。 ，2003）。我们行为的测试电池的因子分析表明，高架十字迷宫试验和光/暗转换测试评估焦虑样行为的不同方面，如明亮的空间焦虑在光/暗转换测试和开放空间的焦虑，在开放的现场测试（隆夫和宫川，2006年b;山崎等人，2006年）的行为。因此，光/暗转换测试和高架十字迷宫试验，包括在我们的行为测试电池。
Crabbe和他的同事们报告说，控制变量和特征的突变体的实验可能产生的结果，具体到一个特定的实验室（克拉布等，1999）。程序实验室之间存在的差异，使其难以复制或它们之间的比较结果。建立协议的视觉文档，将促进更好地理解实验程序，允许在实验室和不同菌株的突变小鼠的行为表型的比较中使用的协议的标准化评估使用这些测试。我们以前发布的光/暗转换测试（隆夫和宫川，2006A）的电影协议。同样，其他的协议，如开放的现场测试，看电影，porsolt强迫游泳试验，目前正在作为未来视频杂志文章的出版和恐惧空调测试，我们在我们的行为的测试电池使用。
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项研究得到了资助，在促进科学（日本学术振兴会），批准援助赠款由教育部，文化，体育，科学和技术在日本，为日本社会科学的研究的援助从鸟类和日本科学技术厅，来自日本的神经信息学中心（NIJC），日本理化学研究所和科研优先领域，结合脑研究（师恩）赠款援助赠款援助的波峰的援助 – 由文部科学省在日本。我们感谢他们的协助，在这部电影奥哈拉公司和圆子林。
Materials
| Material Name | Typ | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Elevated plus maze | Tool | O’hara & Co. | (none) |
Referenzen
- Takao, K., Miyakawa, T. Light/dark transition test for mice. J Vis Exp. , (2006).
- Aiba, A. Mouse liaison for integrative brain research. Neurosci Res. 58, 103-104 (2007).
- . The knockout mouse project. Nat Genet. 36, 921-924 (2004).
- 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).
- 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).
- Crawley, J. N. . What’s Wrong With My Mouse? Behavioral phenotyping of transgenic and knockout mice. , 240 (2007).
- Rodgers, R. J., Dalvi, A. Anxiety, defense and the elevated plus-maze. Neurosci Behav Rev. 21, 801-810 (1997).
- 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).
- 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).
- 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).
- Lister, R. G. The use of a plus-maze to measure anxiety in the mouse. Psychopharmacology. 92, 180-185 (1987).
- 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).
- 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).
- 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).
- Seeger, T. M2 muscarinic acetylcholine receptor knockout mice show deficits in behavioral flexibility, working memory, and hippocampal plasticity. J Neurosci. 24, 10117-10127 (2004).
- 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).
- 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).
- . NFAT dysregulation by increased dosage of DSCR1 and DYRK1A on chromosome 21. Nature. 441, 595-600 (2006).
- 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).
- Niemann, S. Genetic ablation of NMDA receptor subunit NR3B in mouse reveals motoneuronal and non-motoneuronal phenotypes. Europ J Neurosci. 26, 1407-1420 (2007).
- 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).
- 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).
- Fukuda, E. Down-regulation of protocadherin-α, A isoforms in mice changes contextual fear conditioning and spatial working memory. Eur J Neurosci. , .
- Ikeda, M. Identification of YWHAE, a gene encoding 14-3-3epsilon, as a possible susceptibility gene for schizophrenia. Behav Neurosci. , .
- 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).
- 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).
- 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).
- 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, (2008).
- Nakajima, R., Takao, K., SM, H. u. a. n. g., Takano, J., Iwata, N., Miyakawa, T., Saido, T. C. Comprehensive Behavioral Phenotyping of Calpastatin-Knockout Mice. Molecular Brain. , .
- Miyakawa, T. Conditional calcineurin knockout mice exhibit multiple abnormal behaviors related to schizophrenia. Proc Natl Acad Sci U S A. 100, 8987-8992 (2003).
- Yamasaki, N. Factor analyses of large-scale data justify the behavioral test battery strategy to reveal the functional significances of the genes expressed in the brain. , (1985).
- Crabbe, J. C., Wahlsten, D., Dudek, B. C. Genetics of mouse behavior: interactions with laboratory environment. Scienc. 284, 1670-1672 (1999).
