本文介绍了一种方案,用于进行莫里斯水迷宫测试,以评估阿尔茨海默氏症模型小鼠的学习和记忆能力,并评估人工针灸治疗它们的效果。
莫里斯水迷宫(MWM)实验迫使实验动物游泳,并学会在水中找到一个平台。它被广泛用于科学研究,以评估动物的学习和记忆。由于MWM测试的广泛使用,视觉实验协议对研究人员至关重要。本手稿使用最新的研究来介绍 MWM 测试的协议。阿尔茨海默氏病 (AD) 的特点是逐渐丧失记忆和认知功能。用于AD的替代和补充治疗是手工针灸(MA)。为了评估AD模型小鼠的学习和记忆能力,进行了MWM测试。利用MWM的可见平台试验、隐藏平台试验、探针试验和反转试验来评估空间学习和记忆能力。在可见平台试验中,不同组小鼠的游泳速度和逃生延迟没有显著差异。在隐藏平台和反转试验中,AD 组显示延迟时间很长。MA 治疗后,逃生延迟显著降低。在 MA 处理后,在探针试验中,低平台交叉次数和 SW 象限中的时间比例增加(p < 0.05 或 p < 0.01)。MWM试验结果表明,MA能有效提高AD模型小鼠的空间学习和记忆能力。严格的实验操作保证了结果的可靠性。
目前,MWM实验已成为评价动物空间学习和记忆的最广泛应用和标准行为实验。它最初是由英国心理学家理查德·莫里斯设计的,并不断得到改进。许多优点,如最少的训练,跨物种效用,对体重差异不敏感,以及MWM的重复测试能力,使其成为评估认知功能的最佳方法2。阿尔茨海默氏病(AD)是一个主要的医学问题,主要表现为记忆处理和认知功能下降3。MWM是评价AD模型动物的学习和记忆能力以及干预方法有效性的一种不可或缺的实验手段。MWM实验通常耗时(6~11天),涉及许多可变因素4。虽然有许多关于水迷宫实验的文章,但在实践中,研究人员缺乏一个连贯的协议。因此,直观而严格的协议流程视频尤为重要。使用前面的实验作为示例5,描述了MWM的所有步骤。使用MWM,以前的研究表明,针灸可以缓解AD模型小鼠5,6,7的症状。
本文介绍了最近研究5中使用的MWM协议,为研究人员提供了一种简单而可见的方法,用于评估AD模型动物的空间学习和记忆。
虽然许多水迷宫,包括比尔水迷宫和辛辛那提水迷宫,已经存在了至少一个世纪,只有MWM被广泛用于有效和客观地评估空间学习和记忆能力,因为它有许多优势9.尽管广泛使用MWM,但该程序并不总是得到最佳使用。MWM实验通常需要很长时间,并且受许多可变因素的影响。有一些有效和可靠的方面,有助于检测空间学习和记忆能力的变化,应该加以考虑。
进行了四种不同的MWM试验。可见平台试验在MWM的第1天使用。如果动物能直接游到平台,说明动物的游泳能力和视力是正常的。奥特纳斯建议,可见平台试验应先于11日进行。本研究中可见平台试验的结果意味着四组开始在同一学习水平。从那里,可以开始连续的实验。隐藏平台试验用于评估小鼠获得学习和记忆能力的能力。探针试验于7日24时结束隐藏平台试验后进行,以评估工作记忆。最后,反向试验用于评估工作记忆2。MWM的四个不同试验的变化表明,AD模型小鼠的学习和记忆能力较低,MA对AD5有积极的影响。
池和平台1的尺寸没有具体标准。在大多数 MWM 研究中,使用直径为 214 厘米的池。Vorhees和Williams证明,在相同的协议下,老鼠在122厘米的池里比在210厘米的池里学习得更快;学习曲线的陡坡表明,直径122厘米的池子非常容易为大鼠导航12。在目前的协议中,考虑到AD小鼠的年老和身材虚弱,使用了一个直径为90厘米的池和9.5厘米直径的平台。初步实验结果表明,老鼠在直径较大的池里寻找平台的难度更大。因此,较大池中的测试并不表示组之间的实际差异。实验动物很难在一个更大的池子中找到平台,有一个较小的平台4。因此,在初步实验中,必须根据实验动物的实验要求和条件,优化池和平台的大小。
在20~24°C的温度下,建议水用于执行MWM测试4。老年实验动物在冷水中表现不佳,表明14岁的体温明显下降。在这项研究中,在池底放置了一个恒温器,使水的温度保持在20~24°C。研究结果显示,四组5组的游泳速度没有显著差异。
MWM是一种评估认知功能的强大技术,目前在研究中被广泛使用。但是,没有定义、标准、一致的设备来执行 MWM 测试,包括池和平台15、16的大小。不同的实验室对MWM有不同的规格。因此,研究人员根据各自的实验要求选择合适的实验装置,这会引起研究者的困惑。初步实验也是必要的。需要对MWM等基本实验进行更多的研究。目前,MWM作为实验工具的灵活性,仅在于根据研究目的选择基本方案的能力。因此,此测试可以应用于更深入地评估认知功能。
The authors have nothing to disclose.
田慧玲和丁宁是共同的第一作者。李志刚和蒋静是共同作者。这项研究得到了国家自然科学基金(第81804178号、81473774号、81503654号)的资助。本文所描述的方案与结果源于宁丁博士等人撰写的文章《人工针灸在阿尔茨海默病SAMP8小鼠模型中规范行为和脑血流》。
acupuncture needles | Beijing Zhongyan Taihe Medical Instrument Limited Company | 511526 | |
desktop computer | Chengdu Techman Software Limited Liability Company | Lenovo T4700D | |
Donepezil Hydrochloride Tablet | Eisai China | H20050978 | Aricept |
mice | Zhi Shan (Beijing) Academy of Medical Science | SCXK2014-0003 | |
Mirros water maze device | Chengdu Techman Software Limited Liability Company | WMT-100S | |
mouse bags | home-made | ||
Signal acquisition and processing system | Chengdu Techman Software Limited Liability Company | BL-420N |