Batterie des Verhaltens testet Beurteilung der allgemeinen Fortbewegung, Muskelkraft und Koordination bei Mäusen
Summary
Verhaltens testen in vorklinischen Studien dient um die phänotypischen Auswirkungen einer Krankheit oder Behandlung auf das Wohlbefinden des Tieres zu beurteilen. Bei der Beurteilung Global motor funktionieren, wir Tests für allgemeine Fortbewegung, Muskelkraft und Koordination ausgewählt: das freie Feld zu testen, das Netz und die Rotarod Test bzw..
Abstract
Verhaltens testen dient zur Bewertung der phänotypischen Auswirkungen und Ergebnisse, die eine bestimmte Krankheit oder Behandlung auf Wohlbefinden und Gesundheit des Tieres in präklinischen Studien. Es gibt zahlreiche Verhaltensstörungen Tests, die angewendet werden können. Wir haben einen Test zur allgemeinen Fortbewegung, Freiland testen (OFT); ein Test für Muskelkraft, das Netz testen (MT); und ein Test für die Koordinierung der Rotarod Test (RR). Tests kann auf einer wöchentlichen oder monatlichen Basis durchgeführt werden. Als Test für allgemeine Fortbewegung ist die OFT Werke Objektiv Überwachung Bewegungsparameter während die Maus in eine Freiland-Vorrichtung. Das Feld ist in der Regel eine 2′ x 2′ Box, und die Bewegungen aufgezeichnet durch Laser Sensor oder durch video-Capture. Die Maus ist in der Mitte des offenen Feldes platziert und für den Test frei bewegen. Die MT nutzt die Wartezeit für eine Maus um zu fallen aus einer invertierten Bildschirm als Maß für die Muskelkraft. Eine Maus wird auf einem Bildschirm gelegt, wird über ein klares Feld invertiert und ist für ihre Latenz fallen zeitlich. Drei Studien werden durchgeführt, mit den besten der drei Studien, die an diesem Tag erzielte. Eine Punktzahl von 60 s ist die maximale Zeit, die eine Maus bleibt invertiert. Mäuse sind eine 5-min Ruhezeit zwischen Netz-Testversuche eingeräumt. Zu guter Letzt bewertet eine beschleunigte Protokoll auf der RR, motorische Koordination und Ausdauer. Während eines Prozesses geht eine Maus auf einem rotierenden Stab, wie es in der Geschwindigkeit von 4 u/min bis 40 u/min über 5 min erhöht. Der Prozess endet, wenn die Maus den magnetisierten Drucksensor auf fallen berührt. Jede Maus erfährt drei Studien, und der beste Versuch wird für diesen Tag bewertet. Diese kombinierte Verhaltensdaten ermöglicht die umfassende Beurteilung der Mobilität, Koordination, Kraft und Bewegung von den Versuchstieren. Mindestens zwei von den drei Tests Verhaltensmaßnahmen vorzuweisen Verbesserung für ein Tier mit insgesamt verbesserte Motorik zu qualifizieren.
Introduction
Das Ziel des Verhaltens Tests soll phänotypischen Charakterisierung, Messen, ob in Studien für ein neues Mausmodell von Erkrankungen des zentralen Nervensystems oder eine Testversion einer neuen Behandlung. Es gibt eine Vielzahl von Verhaltensstörungen Tests zur Auswahl. Die Gründe für den Einsatz einer Kombination von Verhaltensstörungen Tests ist oft der präklinischen Behandlungsergebnisse umfassend zu bewerten. Die Batterie des Verhaltens testen schließt hierin des Freiland-Tests (OFT), der Netz-Test (MT) und die Rotarod testen (RR).
OFT dient als Maß für die allgemeine lokomotorische Aktivität1,2,3,4,5,6,7. Diese Einschätzung ermöglicht die Maus in ein offenes Feld frei bewegen, und die Messungen sind die Bewegungen der Maus im Laufe des Verhaltens Versuchs. Die quantitativen Analysen gemacht mit einer OFT gehören Aufzucht, Abstand verschoben, mal verbrachte bewegen (z. B. zum spazieren und Joggen) und Änderungen in Aktivität im Laufe der Zeit (z. B. springen und langsamer/hyperaktiv Bewegungen), weshalb es ein nützliches und gründliche Analyse der Nager Verhalten.
Die MT wird verwendet, um die Stärke der Mäuse1,2,8,9,10,11zu beurteilen. Die Verwendung von allen vier Gliedmaßen aus einem Drahtgeflecht Gitter hängen kann für die nicht-invasive Messung der Fähigkeit der Mäuse, nachhaltige Glied Spannung und gegen die Wirkung der Schwerkraft zu zeigen. Diese Bewertung erfolgt durch einen Mauszeiger auf einem umgekehrten Netz und timing der Latenz zu fallen. Dieser Test prüft die Muskelkraft der Maus durch Messen, wie lange es sich auf den invertierten Bildschirm halten kann vor dem Herunterfallen.
Die RR bewertet die Koordinierung von einer Maus während der Verwendung der beschleunigten Protokoll1,2,7,8,9,12,13. Die Rotarod Apparatur besteht aus einem zylindrischen Strahl, der in der Luft ab 4 u/min dreht. Die Maus kann lernen, diese Fähigkeit motorische Koordination und wird dann durch das langsame, inkrementelle Steigerungsraten von bis zu 40 u/min herausgefordert. Klassisch, ist mit konstanter Geschwindigkeit-Protokoll ein Maß für Muskelkraft, während die beschleunigende Protokoll für die RR, Koordination, Ausdauer und Muskelkraft1,2,7, bewertet 14.
Die Vorteile dieser drei Verhaltens Tests sind, dass sie weithin akzeptiert werden während der Nagetier behavioral testing Gemeinschaft2,7,8,9, und nicht nur als die Summe der Einzelprüfungen, aber gemeinsam, sie können als eine Gesamtbewertung der phänotypischen Verhalten verwendet werden, bei der Untersuchung der unterschiedlichen Ergebnisse von experimentellen Behandlungen. OFT ist eines der einzigen Tests für insgesamt lokomotorische Aktivität2. Die RR ist auch einer der wenigen Möglichkeiten zur Koordination2, anders als Bewertung um Gang-Analyse-Software verwenden, die hier nicht besprochen werden. Es gibt ein paar Möglichkeiten, in denen die Muskelkraft Mausklick beurteilt werden kann; jedoch mit der MT oder einen Draht hängen Test wurde in der Literatur häufig verwendet und gilt als eine zuverlässige Methode zur Prüfung der Muskelkraft2,8,9,10, 11. viele andere Techniken zur Messung der allgemeinen Fortbewegung und Koordination sind extrem zeitaufwendig und liefert nicht zuverlässigere Daten (z. B. manuell timing Mausbewegung oder manuell malen Pfoten zur Ganganalyse). Die automatisierten Systeme für das OFT und die RR erhöhen die Zuverlässigkeit und Gültigkeit der erstellten Daten und sparen Sie Zeit und Mühe.
Beispielsweise wäre erhalten die Neurodegeneration der Sandhoff-Krankheit-Maus-Modell dieser Reihe von Tests durchführen, die OFT der erste dieser Tests verwendet, um die motorische Auffälligkeiten zu bewerten, die in der Regel in diesem Alter von 3 Monaten ab Mausmodell gesehen werden. Defizite in der motorischen Koordination sollte auch scheinbare ab 12 Wochen alt geworden. Defizite in der Muskelkraft sollte beginnen etwa 14 Wochen alt, aber sie werden letztlich viel bedeutender von 16 Wochen.
Diese Tests sind nützlich, wenn Krankheiten zu studieren, die erhebliche motorische Beeinträchtigungen, darunter Neurodegenerative Krankheiten9 wie Sandhoff Krankheit1,8,13, Parkinson-Krankheit7verursachen, Chorea Huntington, Multiple Sklerose. Die Tests können auch Altern zu studieren und zu vergleichende geriatrischen Assessments oder Messungen der Gesundheit verwendet werden. Gangstörungen und Veränderungen in der Fortbewegung und Balance sind in vielen dieser Krankheit Staaten gesehen. Die Nützlichkeit dieser Tests ist jedoch nicht beschränkt auf Erkrankungen mit vorherrschenden neuromuskulären Symptome.
Bitte beachten Sie, dass es keine konfundierenden Variablen in Bezug auf Motivation oder die Neuheit eines der beschriebenen Tests Verhaltensmaßnahmen zur Kenntnis genommen wurden. Es ist zwingend notwendig für bestimmte Krankheitszustände und Pathologien, dass die Forscher vorläufige Verhaltensdaten erwerben, bevor die Maus keine phänotypischen Symptome zeigt; die Forscher sollten dann in regelmäßigen Abständen (einmal wöchentlich) sicherzustellen, dass alle motorische Beeinträchtigungen berücksichtigt werden. Viele Krankheiten haben einen schnellen Wirkungseintritt der phänotypischen Symptome und ohne wöchentliche Prüfung, diese Symptome würden nicht bilanziert werden.
Protocol
Representative Results
Discussion
Für alle Tests, reinigen und desinfizieren Sie die Oberfläche, um Ansteckungen und Distraktoren für die Mäuse zu minimieren. Stellen Sie außerdem sicher, dass die Mäuse da ausreichende Ruhezeiten zwischen Studien und Verhaltensstörungen getestet werden, bei der OFT, RR und Mt.
In dem OFT ist es wichtig, dass jede Maus sich mitten im Feld Öffnen befindet und des Programms auf die Freisetzung von der Maus in die Mitte starten. Achten Sie darauf, dass es keine Handbewegungen, die die Sen…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir möchten die neue Hoffnung Resarch Foundation für ihre anhaltende Unterstützung und Finanzierung unserer Forschung zu danken. Wir möchten auch IITC teilweise finanzielle Unterstützung für diese Arbeit danken.
Materials
| IITC Life Sciences Rotarod with Series 8 computing software | IITC Life Sciences | 755 | |
| Square Open Field 45 x 45 x 40 cm (grey color). Other floor color available: white, black. | Harvard Aparatus (PanLab) | 760190 | |
| Open Field Preconfigured Module | Harvard Aparatus (PanLab) | 760688 | |
| Smart V3.0 Software Platform | Harvard Aparatus (PanLab) | 760681 | |
| Video converter (analog/digital) | Harvard Aparatus (PanLab) | 760262 | |
| Roof fixing sys for camera | Harvard Aparatus (PanLab) | 760277 | |
| Analog Sony Camera & lenseNTSC | Harvard Aparatus (PanLab) | 760505 |
Riferimenti
- Osmon, K. J., et al. Systemic Gene Transfer of a Hexosaminidase Variant Using an scAAV9.47 Vector Corrects GM2 Gangliosidosis in Sandhoff Mice. Human Gene Therapy. 27 (7), 497-508 (2016).
- Brooks, S. P., Dunnett, S. B. Tests to assess motor phenotype in mice: a user’s guide. Nature Reviews, Neuroscience. 10, 519-529 (2009).
- Ma, M., Basso, D. M., Walters, P., Stokes, B. T., Moser, P. Behavioural and histological outcomes following graded spinal cord contusion injury in the C57Bl/6 mouse. Exp. Neurol. 169, 239-254 (2001).
- Menalled, L. B., et al. Early motor dysfunction and striosomal distribution of huntingtin microaggregates in Huntington’s disease knock-in mice. J.Neurosci. 22, 8266-8276 (2002).
- Grusser, C., Grusser-Cornehls, U. Improvement in motor performance of Weaver mutant mice following lesion of the cerebellum. Behav. Brain Res. 97, 189-194 (1998).
- De Leonibus, E., et al. Spatial deficits in a mouse model of Parkinson’s disease. Psychopharmacology (Berl). 194, 517-525 (2007).
- Morris, M., Koyama, A., Masliah, E., Mucke, L. Tau Reduction Does Not Prevent Motor Deficits in Two Mouse Models of Parkinson’s Disease. PLoS ONE. 6 (12), 1-7 (2011).
- Abo-ouf, A., et al. Deletion of tumour necrosis factor-α ameliorates neurodegeneration in Sandhoff disease mice. Human Molecular Genetics. , 1-16 (2013).
- Dumont, M. Behavioral Phenotyping of Mouse Models of Neurodegeneration. Neurodegeneration : Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology. 793, 229-237 (2011).
- Cabe, P. A., Tilson, H. A., Mitchell, C. L., Dennis, R. A simple recording grip strength device. Pharmacol. Biochem. 8, 101-102 (1978).
- Barnēoud, P., Loliver, J., Sanger, D., Moser, P. Quantitative motor assessment in FALS mice: a longitudinal study. Neuroreport. 8, 2861-2865 (1997).
- Lui, Y., et al. Mouse model of GM2 activator deficiency manifests cerebellar pathology and motor impairment. Proc. Natl. Acad. Sci. 94, 8133-8143 (1997).
- Sango, K., et al. Mouse models of Tay-Sachs and Sandhoff diseases differ in neurologic phenotype and ganglioside metabolism. Nature Genetics. 11 (2), 170-176 (1995).
- Jones, B. J., Roberts, D. J. A rotarod suitable for quantitative measurements of motor inco-ordination in naïve mice. Nauyn-Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 259 (2), 211 (1968).
- Deacon, R. M. J. Measuring the Strength of Mice. Journal of Visualized Experiments JoVE. (76), (2013).
