ここでは、いくつかの神経疾患や疾患において障害が生じ知られているマウスにおける巣作り行動を定量化するプロトコルを提示する。このプロトコルは、4つの材料の有用性を調べ、評価者契約をスコアリングで定量化する機会を提供し、アッセイの有効性と信頼性を向上させます。
巣の建物は、実験室の設定で育てられても、男性と女性のげっ歯類の生来の行動です。そのため、多くの研究者は、げっ歯類の合成および/または天然素材(ひも、組織、綿、紙、干し草など)を全体的な幸福度のゲージとして提供し、認知の低下の可能性を予測する補助的な評価として提供しています。通常、ネスト動作の変化 (巣の作成の失敗など) は、健康や福祉の変化を示します。さらに、入れ子の行動は、多くの環境的および生理学的課題、ならびに病理学的疾患状態の根底にある多くの遺伝子変異に敏感である。次のプロトコルは、4 種類のネスト マテリアルの使用方法を調べるネスト動作パラダイムについて説明します。さらに、このプロトコルはクラス内の相関関係を利用して、綿の正方形、紙のねじれ、柔らかいコブなどの他の一般的なネスト材料と比較して、細断された紙から巣を組み立てるとき、レート間の信頼性が高いことを実証します。寝具。このアッセイに対する選択された方法論および統計的考慮事項(すなわち、クラス内相関)は、マウスの生活の質を評価する実験を行う者にとって興味深いかもしれない。
巣作りは、鳥類、魚類、げっ歯類、大型類人猿など多くの動物の生来の行動であり、幸福の減少や障害を特徴とする神経疾患や障害の研究において、その潜在的な有用性に対する注目が高まっている。日常生活の活動1.雄と雌の両方のマウスは、生殖、熱保全、および避難所のために同様のサイズの巣を構築します。さらに重要なことは、彼らは実験室の設定2で上げられた場合でも、そうし続けます。ヘス、ペトロヴィッチ、グッドウィン3は、生物学的に適切な刺激が巣作りなどの生物学的に適切な行動を誘発するために最も重要であると主張する。しかし、干し草、麻、綿ひも、紙片、綿の歯科ボール、プレス綿の正方形などの様々な天然および人工材料は、巣の構築行動2を評価するために使用されてきた。これらの入れ子の動作の変化(すなわち、提供された材料から巣を作成する失敗)は、一般に健康または福祉の変化を示す。ほとんどの場合、巣の構築の欠如は、幸福に悪影響を与えるいくつかの要因に起因します。マウスの巣作りの質を効果的に低下させた例には、温度極端が含まれる。痛みを伴う刺激;誘発された病気や感染症;遺伝的変異;中間前視領域、中隔、海馬4、5、6の脳病変。
アルツハイマー病は、脳組織の喪失、細胞外アミロイドβプラークの蓄積、および高リン酸化微小管関連を構成する細胞内神経線維性もつれを特徴とする進行性神経変性疾患である。タンパク質, タウ7.さらに、アルツハイマー病は、特に、学習と記憶の欠如と日常生活の活動の障害によって特徴付けられます。マウスでは、日常生活の活動は、一般的に概日ホイールランニング8、9、10、11を介して調べられますが、ネストなどの新しい選択肢が人気が高まっています。ネスティングは、アルツハイマー病の危険因子および/または原因として同定された操作(例えば、遺伝的変異、環境ストレス)に敏感であることが示されている。したがって、ネスティングは、アルツハイマー病のそれらの特性をモデル化する多くのマウス株において、追加または相補的なアッセイとして使用することができる。例えば、Deaconたちは、スウェーデンのアミロイド前駆体タンパク質(APPswe)とプレセニリン1(PS1)遺伝子変異を用いてTg2576マウスの巣作りを測定した。グループハウスのTg2576マウスによって構築された巣の質は、生後3ヶ月と12ヶ月の両方で野生型コントロールよりも有意に悪かった。これらの知見と一致して、Filaliらは、1-5(1=ネスレットが触れていない、5=ほぼ完璧な巣)のスケールで評価された5 x 5cm綿の2個を与えられたAPPswe/PS1オスマウスを一人で収容したと報告した。トランスジェニックマウスは、野生型のマウスと比較して、6ヶ月、9ヶ月、12ヶ月の間に一貫して悪い巣を作り、場合によっては、Appswe/PS1マウスは提供された綿から巣を作り出すことができなかった。
私たちの研究室からの以前の研究は、野生型C57BL/6JマウスがCRND8およびCRND8/E4マウス9と比較して綿の正方形から有意に良い巣を構築することを実証しました。しかし、押された綿の正方形を用いた実験の大半は可変的に見え、野生型マウスはネスト2で非常に低いスコアを示すと予想されるトランスジェニックマウスと比較して期待される高得点を示すことができなかった。推定パラメータ(平均差)と統計的有意性の差の欠如。違いの欠如は、マウスの不十分な老化またはネストに割り当てられた時間の一部に起因する可能性があります。あるいは、ネスト材料は追加の課題であり、材料の量と種類に関する研究者の方法論的好みにより、マウス株と相互作用する可能性があるため、より多くの変動性をもたらす可能性があります。例えば、Robinson-Junkerたちは、C3H/HeNCrlマウスとBALB/cAnNCrlマウスに、それぞれ貧弱で強いと見られるC3H/HeNCrlマウスに、異なるサイズの加工または未処理の寝具材料(すなわち、小さいまたは大きなフレーク)を提供した。ネストビルダー。未処理の寝具を提供した場合、C3Hマウスは、BALB/cマウスと比較して、より複雑ではなく、しかも質の高い巣を構築しました。 同様に、Martinたちは、シカマウスに与えられた異なる巣の複雑さ、明確な進化的な違いを持つムスマスクルス種の遠い相対的な巣の複雑さを比較した(すなわち、木に穴を掘る可能性が高い、アンダーブラシと捕虜でより活発であるが、一般的な実験室のマウスとして同様の飼育ケアを受け、利用可能な任意の利用可能な柔らかい、繊維状の材料16、17、18から巣を構築します。 家庭のケージに子犬を持つ雌とブリーダーは、オスよりも複雑な巣を構築し、これらの行動の違いは、シカマウス15のプロゲステロン濃度の関連する変化に起因する可能性があることを示唆している。さらに重要なことに、マウスは茶色の紙で構成されたより複雑な巣を作り、その後に綿の正方形と綿のシリンダーを作り、最も複雑でない巣は白い紙と分散したミニコットンの正方形から作られた。
ネスティングの人気が高まっているにもかかわらず、科学的に有効で費用対効果が高く、時間に敏感なプラクティスに関する考慮事項は最小限に抑えられています。前述の方法論的および経済的な課題を考えると、このプロトコルは、綿の正方形、紙のねじれ、細断された紙、および処理された寝具の異なるネスティング材料の有用性を調べます。具体的には、ネスト品質における物質相互作用により潜在的な遺伝子型を調べるために、老化したC57BL/6Jワイルドタイプコントロールとアルツハイマー病APOE e4マウスの両方にすべてのネスト材料を提供しました。さらに、この実験は、異なる材料から構築された巣の評価者間の信頼性を評価しようとした。このプロトコルを組み合わせることで、このプロトコルは、ネストアッセイの有効性と信頼性を向上させる目的で、巣の品質とスコアラーの合意の観点から、このサンプル中の1つのネスティング材料の優位性を実証しています。
ネスティングは、進化的に重要なげっ歯類の行動であり、マウス2における日常生活および一般的な幸福の活動を評価するために使用されてきた。テストを行う容易さ、その信頼性および顔の有効性は、穴埋め、概日リズム、グルーミングなどの多くの行動テストに実用的な補完を作る。しかし、研究室でネスティングがより一般的に利用されるようになるにつれて、ネストを行い、定量化し、解釈する様々な組み合わせが増加します。そのため、アッセイの妥当性と信頼性がコスト、テストの時間、およびテストの負担を軽減するその他の手順を犠牲にしないように、ネストのための最良の方法論的かつ実質的に健全な手順を探求するために、さらなる研究が必要です。.
巣の建物の品質は確かに与えられる寝具の種類だけでなく、遺伝子型に敏感です。全体的に、野生型マウスは、ネスト材料に関係なく、APOE e4マウスと比較して有意に優れた巣を構築しました。しかし、野生型とAPOE e4マウスの両方が、他の3つのネスト材料と比較して細断された紙から著しく高品質の巣を作り出します。他の研究は、細断された紙に関する裏付けとなる証拠を提供する:マウスは、押された綿の正方形、組織、およびアスペン寝具33よりも細断された紙ストリップからより複雑な巣を構築した。さらに、細断された紙のストリップから構築された巣は、巣自体の形状と巣の空洞の周りの壁の高さによって特徴付けられる他の材料で作られたものよりも、より「自然主義的」と定性的に評価されています。ドーム6、33を形成するために。したがって、このアッセイのための適切な材料の選択は、比較的制御された環境、すなわち実験室の設定における自然な行動をよりよく観察するために重要である。さらに重要なことは、このプロトコルは生後9~12ヶ月で1回ネストを評価したが、我々はネストがいくつかの年齢で行われるべきであることを強調する。このプロトコルのシンプルさは、神経変性に伴う赤字の発症前に、理想的には数回行われることを可能にします。繰り返し測定は、ネスト能力の低下における神経変性の可能性のある原因となる役割を文書化する機会を与える。
自然巣の構築は、異なる背景株34のマウス間で異なることを示されており、したがって、巣の全体的な品質および形状は、目的のトランスジーンによるものではなく、背景歪みのために異なっていてもよい。例えば、C57BL/6マウスの祖先は「穴」ネスターと見なされ、BALB/Cマウスの祖先は「表面」ネスター35と考えられていた。C3Hの背景またはこの株との交差のマウスは、例えば、グレイビールら9で使用されるE4を持つハイブリッドC3H/He-C57BL/6など、貧弱なネスターであると考えられています。したがって、研究者は、トランスジェニックマウスと同じ背景でコントロールマウスを使用することを強く検討する必要があります。建物の動作。
一部の実験では、多くの場合、単一のスコアラーを使用して、巣の複雑さを定性的に判断します。しかし、我々はより多くの得点者を含むように議論を行い、さらに重要なのは、スコアラーが実験条件に盲目です。このアプローチを通じて、3人の独立したブラインドスコアラーとクラス内の相関関係を利用して、基本的なトレーニングを受け、高い評価者間の信頼性を示す高いクラス内相関を得たスコアラー間の合意を評価しました。巣の質に関する強い合意。さらに、細断された紙と綿の正方形で構成される巣のスコアは、クラス内の相関が最も高く、スコアラー間の一貫性が強く、より一貫性が高いことを示しています。強い合意はまた、複数のスコアを一緒に平均化する正当性を提供します, 行動研究で無計画に実装された戦略.この戦略は、より多くの個人を必要とし、おそらく、巣を採点するより多くの時間を必要としますが、それは効果的にネストなどの質的評価の偏りを減らします。
このアッセイで使用されるネスティング材料は、柔らかいコブ寝具を除いて、ほぼ等しい価格でした。ネストのための商業用寝具は、一部の実験者にとって経済的に資源があるかもしれません。しかし、Martin et al.15は、綿の正方形は、しわ紙などの他の材料と比較した場合、購入可能な最も高価な材料の一つであることを指摘する。これは、容易な可用性、貯蔵、および管理に起因する可能性がありますが、他の研究者は、特に施設内の多数の動物によって挑戦された場合、入れ子試験の数、時間制限のために、同様に有効で信頼性の高い材料を選ぶことができます。スコアリングネスト、および高いケージコスト。したがって、細断された紙は、より現実的かつ適切な選択肢でありうる。さらに、我々の方法のデータキャプチャは、すぐに行うことができます(すなわち、直接採点)が、写真は、中間およびイントラレートを評価する目的で必要に応じて、巣を記録、保存、および再定量化するために高度に考慮されるべきです。後で信頼性。前述のように、これらの方法論的に健全な手順はしばしば見落とされがちなため、合意を評価する「テスト、再テスト」のプラクティスに複数のスコアラーを含めることを強く強調します。
結論として、このアッセイに対する方法論と統計的考慮事項(すなわち、クラス内相関)は、マウスにおける日常生活の質、一般的な幸福、および活動を評価する実験に役立つ可能性があると考えています。
The authors have nothing to disclose.
ケビン・クアント、マリオ・マルティネス、エドウィン・ポルティージョが巣を採点してくれたこと、レイチェル・バーキーが撮影の準備を手伝ってくれ、スティーブン・リッピとデボラ・ニーリーがこの原稿を校正してくれたことに感謝します。また、この実験のケージの費用をカバーしてくれた心理学科と、クラスノー研究所動物施設の世話人の支援に感謝したいと思います。
Corncob bedding | Envigo | 7092 | 1/8 in bedding for cotton squares, shredded paper, and paper twist trials |
Cotton Squares | Envigo | Iso-Blox | |
Diamond Twists | Envigo | 7979C.CS | Paper twists used in protocol |
Mouse – APOE4 e4 | Jackson Laboratories | #012307 | Homozygous APEO4 e4 mouse bred with hemizyous J20 mouse |
Mouse – C57BL/6J | Jackson Laboratories | #000664 | Wildtype mouse for controls |
Mouse – J20 | Jackson Laboratories | #006293 | Hemizygous mouse bred with the homozygous APOE e4 mouse to generate cross |
Rstudio | R Core Team | V1.1.463 | Run with R version 3.5.3 (2019-03-11) — "Great Truth". Note: additional R Packages are included in provided code and can be installed from CRAN |
Soft Cob | Envigo | 7087C |