Testning djur ångest hos råttor: effekter av öppen Arm avsatser och stängda Arm vägg insyn i förhöjd Plus labyrint Test
Summary
Råttornas ångest-liknande beteende testas av högstämt plus labyrint varierar mycket beroende på testmiljön. Visar här vi hur apparaten inställningar, särskilt arm struktur, påverkar beteendet på labyrinten och vi förklara en pålitligt protokoll för att upptäcka effekter av ångestdämpande droger. Detta betänkande kommer att bidra till ångest forskning.
Abstract
Högstämt plus labyrint test är en beteendevetenskaplig test för att bedöma djurens ångest hos gnagare. Även om detta test är i stor utsträckning inom beteendevetenskap, tillhandahålls ofta motstridiga resultat från olika laboratorier. För att identifiera orsaker till olika utfall, fokuserat vi tidigare på arm-funktioner, som skiljer sig mellan laboratorier, de flesta särskilt närvaro/frånvaro av avsatser på sidorna av öppna armar och den öppenhet/svårtydd av slutna arm väggar. I en tidigare rapport, vi använde en anpassad designade behållare för att jämföra råtta beteende på olika kombinationer av öppna och slutna arm mönster under annars identiska experimentella förhållanden, och visade att skillnader i arm funktioner som stör experimentella resultat. I korthet, öppna arm avsatser betydligt ökad ångest-liknande beteende hos råttor, medan transparenta armar kan också ha minskat detta beteende. Dessutom verifierat vi en högre upptäckt känslighet av effekten av ett ångestdämpande läkemedel i en kombination av nr-flyghöjd öppen arm + ogenomskinlig muromgärdade stängda arm jämfört med en kombination av flyghöjd öppen arm + transparent muromgärdade stängda arm. I detta betänkande införa vi vår protokoll för högstämt plus labyrint test, tillsammans med diskussion av de viktigaste resultaten från föregående rapport och vår experimentella erfarenhet. Vi anser att detta betänkande kommer att ge användbar information för forskare som har anställda eller som planerar att använda högstämt plus labyrint i sina studier.
Introduction
Antalet patienter som lider av affektiva störningar, inklusive ångest och depression, ökar. Även om utvecklingen av dessa sjukdomar innebär både genetiska och miljömässiga faktorer, är detaljerad patogena mekanismerna ännu inte helt förstått1. Forskningen behöver därför fokusera på avslöja vilka underliggande mekanismer humörstörningar, liksom utvecklingen av effektiva läkemedel som har färre biverkningar.
Beteendemässiga tester för försöksdjur är användbara för att undersöka hjärnans högre funktion, inklusive känslor. Djurs beteende är mycket varierande, experimentella resultat skiljer sig ofta mellan laboratorier, även om en identisk inavlade stammen var används2. Forskare måste således också förstå de grundläggande funktionerna i de experimentella enheter som de antar för att tillhandahålla tillförlitlig och exakt resultat i laboratoriet.
Högstämt plus labyrint test upprättades ursprungligen för att undersöka känslomässiga reaktivitet i gnagare3,4. Hela apparaten är vanligtvis ligger 500 mm ovanför golvet, och består av två öppna och två slutna armar som gör en plus form. Mätningar av arm utforskning (inklusive varaktighet och frekvens av poster på varje arm), avstånd reste och angivna beteenden såsom sträckt-behandlande hållning av betvingad djur registreras under observationella perioder. Genom dessa åtgärder beräknas djur ångest som ett experimentella resultat.
Högstämt plus labyrint test används över hela världen, men inte alla laboratorier använder samma apparater design5,6, och dessa skillnader kan påverka de experimentella resultaten. Skillnader inkluderar exempelvis närvaron eller frånvaron av avsatser längs de öppna armarna och/eller användning av transparenta eller täckande väggar för slutna armar5,6. Avsatser längs öppna armar och användningen av genomskinliga väggar för slutna armar har utvecklats att förhindra att djur faller av den apparatur7, och för att underlätta beteendemässiga observationer inuti slutna armar, respektive8,9. Även om det har gjorts några studier som undersökt hur enskilda arm struktur skillnader kan påverka förmågan att upptäcka djur ångest1,2,5,10,11 , den kombinerade effekten av öppna (med/utan kort avsats) och slutna (transparent/täckande väggar) arm funktioner på djurs beteende har ännu inte undersökts.
I en färsk rapport diskuterade vi effekten av dessa kombinationer av arm mönster på ångest-liknande beteende hos råttor12. I korthet, öppna arm avsatser betydligt ökad ångest-liknande beteende hos råttor, medan transparenta armar kan också ha minskat detta beteende. Dessutom verifierat vi högre upptäckt känslighet av effekten av ett ångestdämpande läkemedel i en kombination av nr-flyghöjd öppen arm + ogenomskinlig muromgärdade stängda arm jämfört med en kombination av flyghöjd öppen arm + transparent muromgärdade stängda arm. I denna rapport kommer vi introducera våra protokoll för högstämt plus labyrint test, tillsammans med diskussion av de viktigaste resultaten från föregående rapport. Vi anser att detta betänkande kommer att ge användbar information för dem som har anställda eller som planerar att använda högstämt plus labyrint i sina studier.
Protocol
Representative Results
Discussion
Eftersom antalet patienter som lider av psykiska störningar, inklusive ångestsyndrom-ökar, är det viktigt att utveckla banbrytande studier för att förbättra förståelsen av den grundläggande mekanismen av ångest. För att uppnå detta, är det också viktigt att optimera de experimentella procedurerna. Därför att förbättra tillämpningen av högstämt plus labyrint test, vi har visat effekten av arm funktioner på experimentella resultat med råttor.
Högstämt plus labyrint uppr…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna vill tacka Mr Akihiro Hirano för hans hjälp producera anpassade apparaten. Författarna vill tacka Mr Kosuke Takahashi och Mr Shingo Nakajima för deras tekniskt bistånd. Detta arbete stöds av forskning om risken av kemiska ämnen, hälsa och laboratorium vetenskaper forskningsanslag, hälsoministeriet, arbete och välfärd, Japan (H25-KAGAKU-IPPANN-003) och forskning projektbidrag A genom Institutet för vetenskap och teknik Meiji University, Japan.
Materials
| Customized container (W1500 × D1500 × H2000 mm) | NA | NA | Handmade by Mr. Akihiro Hirano |
| LED lighting | NA | NA | Handmade by Mr. Akihiro Hirano |
| Elevated plus maze apparatus | NA | NA | Handmade by Mr. Akihiro Hirano |
| Digital video camera | Watec | WAT-250D2 | Any suitable video camera can be attached to a hard disk recorder for recording tracking profiles. |
| Hard disk recorder | TOSHIBA | RD-R200 | Any suitable hard disk recorder can be attached to the digital video camera. |
| Sprague-Dawley rats | Charles River Laboratories Japan, Inc. | NA | Any suitable rats can be used for your study |
| Standard rat cage | Toyoriko | TP-105 | Any suitable rat cage be used for your study |
| Instrument to measure light intensity | AS ONE | 1-5818-02 | Any suitable instrument to measure light intensity |
| EthoVision XT version 8.0 | Noldus | NA | Any suitable software to measure animal behavior |
| Diazepam | Taiyo Pharmaceutical Industry | 1124402A2061 | Any suitable drug can be used for your study |
| Tween 80 | Wako Pure Chemical Industries | 9005-65-6 | Any suitable drug can be used for your study |
Referências
- Nestler, E. J. Role of the Brain’s Reward Circuitry in Depression: Transcriptional Mechanisms. Int Rev Neurobiol. 124, 151-170 (2015).
- Crabbe, J. C., Wahlsten, D., Dudek, B. C. Genetics of mouse behavior: interactions with laboratory environment. Science. 284 (5420), 1670-1672 (1999).
- 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. 327 (1), 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 Methods. 14 (3), 149-167 (1985).
- Violle, N., Balandras, F., Le Roux, Y., Desor, D., Schroeder, H. Variations in illumination, closed wall transparency and/or extramaze space influence both baseline anxiety and response to diazepam in the rat elevated plus-maze. Behav Brain Res. 203 (1), 35-42 (2009).
- Hogg, S. A review of the validity and variability of the elevated plus-maze as an animal model of anxiety. Pharmacol Biochem Behav. 54 (1), 21-30 (1996).
- Martinez, J. C., Cardenas, F., Lamprea, M., Morato, S. The role of vision and proprioception in the aversion of rats to the open arms of an elevated plus-maze. Behav Processes. 60 (1), 15-26 (2002).
- Anseloni, V. Z., Brandao, M. L. Ethopharmacological analysis of behaviour of rats using variations of the elevated plus-maze. Behav Pharmacol. 8 (6-7), 533-540 (1997).
- Anseloni, V. Z., Motta, V., Lima, G., Brandao, M. L. Behavioral and pharmacological validation of the elevated plus maze constructed with transparent walls. Braz J Med Biol Res. 28 (5), 597-601 (1995).
- Hagenbuch, N., Feldon, J., Yee, B. K. Use of the elevated plus-maze test with opaque or transparent walls in the detection of mouse strain differences and the anxiolytic effects of diazepam. Behav Pharmacol. 17 (1), 31-41 (2006).
- Fernandes, C., File, S. E. The influence of open arm ledges and maze experience in the elevated plus-maze. Pharmacol Biochem Behav. 54 (1), 31-40 (1996).
- Horii, Y., Kawaguchi, M. Higher detection sensitivity of anxiolytic effects of diazepam by ledge-free open arm with opaque walled closed arm elevated plus maze in male rats. Behav Brain Res. 294, 131-140 (2015).
- Santos, R. O., et al. Evaluation of the effect of acute sibutramine in female rats in the elevated T-maze and elevated plus-maze tests. Basic Clin Pharmacol Toxicol. 114 (2), 181-187 (2014).
- Lynn, D. A., Brown, G. R. The ontogeny of anxiety-like behavior in rats from adolescence to adulthood. Dev Psychobiol. 52 (8), 731-739 (2010).
- Horii, Y., et al. Male Hatano high-avoidance rats show high avoidance and high anxiety-like behaviors as compared with male low-avoidance rats. Exp Anim. 61 (5), 517-524 (2012).
- Walf, A. A., Frye, C. A. The use of the elevated plus maze as an assay of anxiety-related behavior in rodents. Nat Protoc. 2 (2), 322-328 (2007).
- Yang, Y., et al. Behavioral and pharmacological investigation of anxiety and maternal responsiveness of postpartum female rats in a pup elevated plus maze. Behav Brain Res. 292, 414-427 (2015).
- Albani, S. H., et al. Behavior in the elevated plus maze is differentially affected by testing conditions in rats under and over three weeks of age. Front Behav Neurosci. 9, 31 (2015).
