De opeenvolgende Steegjes Test van angst bij muizen en ratten
Summary
De plus-maze maatregelen angst-achtig gedrag bij knaagdieren. Er zijn twee tegengestelde gesloten en twee tegenoverliggende open armen; angstig knaagdieren te voorkomen dat de open armen. Het centrale gebied is niet volledig open of gesloten, zodat de tijd doorgebracht hier is dubbelzinnig en moeilijk te interpreteren. Hier een modificatie van de plus-maze protocol elimineren van dit gebied beschreven.
Abstract
De plus-maze werd afgeleid uit het vroege werk van Montgomery. Hij merkte op dat ratten de neiging om de open armen van een doolhof te vermijden, de voorkeur van de bijgevoegde degenen. Handley, Mithani en File<em> Et al..</em> Voerde de eerste studies over de plus-maze ontwerp hebben we vandaag de dag gebruiken, en in 1987 Lister publiceerde een ontwerp voor gebruik met muizen. Tijd besteed aan, en de binnenkomst in, de open armen zijn een index van angst, de onderste van deze indices, de meer angstig de muis is. Als alternatief wordt een muis die het grootste deel van zijn tijd doorbrengt in de gesloten armen geklasseerd als angstig. Een van de problemen van de plus-maze is dat, terwijl de tijd besteed aan, en de binnenkomst in de open armen is een tamelijk eenduidige mate van angst, tijd in het centrale gebied is moeilijker te interpreteren, hoewel hier tijdelijk is ingedeeld als "besluitvorming". In vele tests centrale gebied is een aanzienlijk deel van de totale testtijd. Herder<em> Et al..</em> Produceerde een ingenieus ontwerp om het centrale gebied, dat zij de "zero maze" te elimineren. Echter, hoewel gebruikt door verschillende groepen, is het nooit geweest zo grote schaal aangenomen als de plus-doolhof. In dit artikel beschrijf ik een wijziging van de plus-doolhof ontwerp dat niet alleen elimineert het centrale gebied, maar bevat ook elementen uit andere angst tests, zoals de licht-donker doos en opkomst testen. Het is een lineaire serie van vier lanen, elk met toenemende anxiogène eigenschappen. Het vergelijkbare resultaten aan de plus-maze algemeen. Hoewel het misschien niet gevoeliger dan de plus-maze (meer gegevens nodig voordat een duidelijke conclusie kan worden bereikt op dit punt), het biedt een handige bevestiging van plus-maze resultaten die zouden zijn handig wanneer bijvoorbeeld slechts een enkel voorbeeld van een mutant muis beschikbaar was, zoals bijvoorbeeld in ENU-gebaseerde mutagenèse programma.
Introduction
De verhoogde plus-maze werd afgeleid uit het vroege werk van Montgomery. 27 Hij merkte op dat ratten de neiging om de open armen van een doolhof te vermijden, de voorkeur van de bijgevoegde degenen. Handley en Mithani, en File et al.. 22,29 voerde de eerste studies over de plus-maze ontwerp hebben we vandaag de dag gebruiken, en in 1987 Lister publiceerde een ontwerp voor gebruik met muizen 25. Het is nu een standaard test voor anxiolytische behandelingen 23 en verscheidene protocollen zijn gepubliceerd 36,24 http://www.jove.com/video/1088 ; http://currentprotocols.com/protocol/ph0538 .
De verhoogde plus-maze bestaat uit twee tegenoverliggende open en gesloten armen twee tegenover elkaar onder een centraal gebied, in de vorm van een + plan. Percentage tijd besteed aan, en het percentage inschrijvingen in de open armen zijn een indexvan angst-achtig gedrag, hoe lager deze indices, de meer angstig de muis is. Als alternatief wordt een muis die het grootste deel van zijn tijd doorbrengt in de gesloten armen geklasseerd als angstig.
Factoranalyse heeft aangetoond dat, terwijl indices van open armbeweging belasting zwaar op een factor aangewezen als angst-achtig gedrag, en gesloten arm inzendingen weerspiegelen grotendeels motorische activiteit, de grenzen tussen factoren zijn niet definitief, ook andere factoren, zoals exploratie, risicobeoordeling en besluitvorming bestaan uit het profiel van gedrag op de plus-maze, 12,32. Keer in het centrale gebied is problematischer te interpreteren, hoewel de tijd doorgebracht hier is geclassificeerd als "besluitvorming" 32. Hoewel de muizen brengen het grootste deel van hun tijd in de bijgevoegde armen, en relatief weinig tijd op de open armen, in veel studies veel tijd wordt doorgebracht in het centrale gebied waar de armen te sluiten. Hoewel dit misschien besluitvorming 32 vertegenwoordigen, het is dubbelzinnig in terms van angst-achtig gedrag, hoewel angstige muizen kan worden verwacht dat het centrale gebied en de open armen voorkomen. Een vroege poging dit dubbelzinnige centrale gebied elimineren zou een cirkelvormige doolhof construeren met twee gesloten kwadranten afwisselend met twee open gevormde 33. In deze "zero-maze" een dier is ondubbelzinnig in een open (anxiogeen) of een gesloten (nonanxiogenic) zone. Echter, hoewel gebruikt door verschillende groepen, is het nooit geweest zo grote schaal aangenomen als de plus-doolhof. In ons laboratorium hebben we vastgesteld dat terwijl de plus-maze (en opeenvolgende steegjes) toonde anxiolytische effecten in de hippocampus gelaedeerde ratten, deze werden niet gezien op een zero doolhof precies opgebouwd zoals die van Shepherd et al.. 13
De opeenvolgende steegjes apparaat werd dan ook bedacht met als voornaamste doel het elimineren van het centrale gebied van de plus-doolhof. Ten tweede, de elementen van de andere proeven van angst-achtig gedrag werden opgenomen. Door het starten van dedier in de bijgevoegde steeg 1 werd een opkomst component geïntroduceerd, vergelijkbaar met die in Stone "stovepipe" test 34. De kleur van de steegjes van zwart (alley 1) via grijs (steegje 2) tot wit (steegjes 3 en 4). Deze is afkomstig van waarnemingen die muizen liever donkere gebieden, zoals toegelicht in het licht-donker proef doos 11. De wanden van de opeenvolgende stegen ook langzaam afnemen in hoogte, in tegenstelling tot de plus-maze waar een abrupte overgang tussen hoge muren en geen muren. De breedte van de stegen geleidelijk afneemt tot de blootstelling van de muis geleidelijk naar de verhoogde positie van de doolhof, in samenhang met de geleidelijke afname wandhoogte. Al deze factoren zijn opgenomen in een poging om de gevoeligheid van de test te verhogen en omvatten een breder scala van angst-achtig gedrag dan de plus-maze doet. De opeenvolgende stegen inrichting was een poging beugel een breder scala van angst-achtig gedrag basislijnen, in dezelfde way dat de vier uitgangssituatie van de sociale interactie test zoals oorspronkelijk uitgevoerd door File 17 vergunning detectie van subtiele aanpassingen van angst-achtig gedrag. File, in een studie van de effecten van nicotine alleen zag verschillen in de twee tussenliggende angst-achtig gedrag omstandigheden niet de hoogste of laagste 20.
Evenals de plus-doolhof, een andere veel gebruikte test van angst-achtig gedrag is het licht-donker vakje 11. Resultaten van de licht-donker doos en de plus-maze niet altijd met elkaar correleren 35. Het wordt nu beschouwd dat angst-achtig gedrag is niet een unitair fenomeen 19. De opeenvolgende steegjes test kan daarom goed geven resultaten verschillen van die verkregen met behulp van de licht-donker doos, en mogelijkerwijs zelfs van de plus-doolhof, want het is subtiel anders dan de laatste, maar zouden de resultaten tussen de eerste en de laatste worden verwacht te zijn in grote lijnen vergelijkbaar.
<p class="Jove_content"> Het is aangetoond dat herhaalde testen op de plus-maze verandert de aard van angst waargenomen. 8,21 Het kan zijn dat blootstelling van een dier aan de plus-maze gevolgd door de opeenvolgende stegen elimineert de verandering in de aard van angst-achtig gedrag gemeten als de plus-maze test wordt herhaald. Een voorbeeld hiervan werd waargenomen wanneer het plus-doolhof en opeenvolgende lanen werden gebruikt mediale prefrontale cortex laesie en controlemuizen testen in een tijdelijk geneutraliseerd wijze. De gelaedeerde muizen vertoonden significant lagere angst-achtig gedrag in beide soorten apparaten, ongeacht of de onderzoeken zich de opeenvolgende stegen of plus-maze eerst 15. Het is ook mogelijk dat opeenvolgende toepassing van de plus-doolhof en opeenvolgende stegen de gevoeligheid kan behouden om anxiolytica gezien als de plus-maze test herhaalt. 18Ratten kunnen ook getest op een grotere versie van de opeenvolgende stegen. De procedure is precies thij gelijk voor muizen.
Evenals bij het testen van hyponeophagia, voorafgaande algemene ervaring van de dieren, naast verhoogde doolhof angst-achtig gedrag testen per se, kan het resultaat beïnvloeden. 1,16
Protocol
Representative Results
Discussion
Concluderend, de opeenvolgende stegen proef algemeen produceert vergelijkbare resultaten als de plus-maze wanneer laesies van de hippocampus complex of mediale prefrontale cortex worden gemaakt, maar verdere werkzaamheden nodig om de gevolgen van letsels te evalueren in andere hersengebieden vermoedelijk samen tot angst -achtig gedrag. Af en toe, de resultaten op het plus-doolhof aanzienlijk verschillen van die in de opeenvolgende steegjes, een voorbeeld hiervan is ons werk op Kir6.2 KO muizen 14. Wanneer zij op beide apparaten werden getest, het ons toeliet om aan te tonen dat KO muizen een algemene unidirectionele verandering in angst-achtig gedrag niet vertonen, omdat ze meer tijd doorgebracht dan wild-type muizen op de open plus-maze armen (met minder angst -achtige gedrag), maar meer tijd in steeg 1 van de opeenvolgende steegjes (die een grotere angst-achtig gedrag). Aldus kan gecombineerd gebruik van de plus-doolhof en opeenvolgende stegen vals positieve of vals negatieve resultaten voorkomen, aangezien de twee tests, alhoewelvergelijkbaar, zijn niet functioneel identiek.
Zoals in de plus-maze gaat hyperactiviteit niet tot een niet-selectieve toename van het aantal ingevoerde stegen. Studies hebben aangetoond dat de organisatie van het gedrag bij muizen verschilt onafhankelijk activiteiten 28. Mediale septum gelaedeerde ratten die werden duidelijk hyperactief een afzonderlijke proef in fotocel activiteitstoezicht kooien vertoonde slechts significant grotere data in lanen 2 en 3. Entries in lanen 1 en 4 waren niet verschillend van controles 5 Dus minder angstig septum gelaedeerde ratten werden heen en weer pendelt tussen de twee matig anxiogeen gebieden van de opeenvolgende steegjes, laten zien wat het apparaat is ontworpen voor het detecteren, dwz hun standpunt over een spectrum van angst. Als ze nog minder angstig was geweest, zou een stijging van de kruisingen tussen steegjes 3 en 4 al hebben gezien.
Andere aanwijzingen dat hyperactiviteit niet leidt tot een vals positief in de opeenvolgende steegjes test is dat ratten met dorsale hippocampus laesies zijn hyperactief maar anxiolytische effecten in de opeenvolgende steegjes 7 niet tonen. In een verwante proef met lineaire apparaten, de zwart-wit steegje test, GluRA KO vrouwelijke muizen tonen wat meer angst-achtig gedrag dan de controlegroep, terwijl mannetjes zijn gelijk aan de controles, maar beide geslachten zijn sterk hyperactief 3. Kir6.2 KO muizen actiever waren in hun eigen kooien dan wild-type muizen maar toonde les angst bij de opeenvolgende steegjes 14. Name, 8 KO muizen sprong of viel van de plus-doolhof, maar geen van de opeenvolgende steegjes.
Een beperking van de opeenvolgende stegen test momenteel gebruikt is dat, gezien de uiteenlopende kleuren van de vloer, video-volgsystemen moeilijk te gebruiken zouden zijn. Echter, kan de vloer worden geschilderd waarschijnlijk een uniforme kleur als kleur slechts een van de factoren in de inrichting die angst genereert.
nt "> De opeenvolgende steegjes test is echter onwaarschijnlijk, niet te lijden onder de variabiliteit problemen in verband met gelijkaardige ethologically gebaseerde tests zoals de plus-doolhof 10,23, maar het testen van een partij van de dieren op beide taken zou kunnen helpen om te verduidelijken een twijfelachtige plus-doolhoftest 30,31,37, een multiple-testaanpak kan voordelen hebben bij het testen van angst-achtig gedrag.Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De Wellcome Trust voor het verstrekken van Open Access financiering aan de Universiteit van Oxford. Robert Deacon is een lid van Oxford Oxion groep, gefinancierd door Wellcome Trust subsidie WT084655MA.
References
- Andrews, N., File, S. E. Handling history of rats modifies behavioural effects of drugs in the elevated plus-maze test of anxiety-like behaviour. Eur. J. Pharmacol. 235, 109-112 (1993).
- Balogh, S. A., McDowell, C. S., Stavnezer, A. J., Denenberg, V. H. A behavioral and neuroanatomical assessment of an inbred substrain of 129 mice with behavioral comparisons to C57BL/6J mice. Brain Res. 836, 38-48 (1999).
- Bannerman, D. M., Deacon, R. M. J., Brady, S., Bruce, A., Sprengel, R., Seeburg, P. H., Rawlins, J. N. P. A comparison of GluR-A-deficient and wild-type mice on a test battery assessing sensorimotor, affective and cognitive behaviors. Behavioral Neuroscience. 118, 643-647 (2004).
- Bannerman, D. M., Deacon, R. M. J., Offen, S., Friswell, J., Grubb, M., Rawlins, J. N. P. A double dissociation of function within the hippocampus: Spatial memory and hyponeophagia. Behav. Neurosci. 116, 884-901 (2002).
- Bannerman, D. M., Matthews, P., Deacon, R. M. J., Rawlins, J. N. P. Medial septal lesions mimic effects of both selective dorsal and ventral hippocampal lesions. Behav. Neurosci. 118, 1033-1141 (2004).
- Bannerman, D. M., Rawlins, J. N. P., McHugh, S. B., Deacon, R. M. J., Yee, B. K., Bast, T., Zhang, W. -. N., Pothuizen, H. H. J., Feldon, J. Regional dissociations within the hippocampus – memory and anxiety-like behaviour. Neurosci. Biobehav. Rev. 28, 273-283 (2004).
- Bannerman, D. M., Yee, B. K., Good, M. A., Heupel, M. J., Iversen, S. D., Rawlins, J. N. P. Double dissociation of function within the hippocampus: A comparison of dorsal, ventral and complete hippocampal cytotoxic lesions. Behavioral Neuroscience. 113, 1170-1188 (1999).
- Carobreza, A. P., Bertoglio, L. J. Ethological and temporal analyses of anxiety-like behavior: The elevated plus-maze model 20 years on. Neurosci. Biobehav. Rev. 29, 1193-1205 (2005).
- Contet, C., Rawlins, J. N. P., Deacon, R. M. J. A comparison of 129S2/SvHsd and C57BL/6JOlaHsd mice on a test battery assessing sensorimotor, affective and cognitive behaviours: implications for the study of genetically modified mice. Behavioural Brain Research. 124, 33-46 (2001).
- Crabbe, J. C., Wahlsten, D., Dudek, B. C. Genetics of mouse behavior: Interactions with laboratory environment. Science. 284, 1670-1672 (1994).
- Crawley, J., Goodwin, F. K. Preliminary report of a simple animal behavior model for the anxiolytic effects of benzodiazepines. Pharmacol. Biochem. Behav. 13, 167-170 (1980).
- Cruz, A. P. M., Frei, F., Graeff, F. G. Ethopharmacological analysis of rat behavior on the elevated plus-maze. Pharmacol. Biochem. Behav. 49, 171-176 (1994).
- Deacon, R. M. J., Bannerman, D. M., Rawlins, J. N. P. Anxiolytic effects of cytotoxic hippocampal lesions in rats. Behavioral Neuroscience. 116, 494-497 (2002).
- Deacon, R. M. J., Brook, R. C., Meyer, D., Haeckel, O., Ashcroft, F. M., Miki, T., Seino, S., Liss, B. Behavioral phenotyping of mice lacking the KATP channel subunit Kir6.2. Physiol. Behav. 87, 723-733 (2006).
- Deacon, R. M. J., Penny, C., Rawlins, J. N. P. Effects of medial prefrontal cortex cytotoxic lesions in mice. Behav. Brain Res. 139, 139-155 (2003).
- Doremus, T. L., Varlinskaya, E. I., spear, L. P. Age-Related Differences in Elevated Plus Maze Behavior between Adolescent and Adult Rats. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1021, 427-430 (2004).
- File, S. E. The use of social interaction as a method for detecting anxiolytic activity of chlordiazepoxide-like drugs. J. Neurosci. Meth. 2, 219-238 (1980).
- File, S. E. One-trial tolerance to the anxiolytic effect of chlordiazepoxide in the plus-maze. Psychopharmacol. 100, 281-282 (1990).
- File, S. E., Elliot, J. M., Heal, D. J., Marsden, C. A. Behavioural detection of anxiolytic action. Experimental approaches to anxiety-like behaviour and depression. , 25-44 (1992).
- File, S. E., Kenny, P. J., Ouagazzal, A. M. Bimodal modulation by nicotine of anxiety-like behaviour in the social interaction test: Role of the dorsal hippocampus. Behav. Neurosci. 112, 1423-1429 (1998).
- File, S. E., Zangrossi, H., Viana, M., Graeff, F. G. Trial 2 in the elevated plus-maze: a different form of fear?. Psychopharmacology. 111, 491-494 (1993).
- Handley, S. L., Mithani, S. Effects of alpha-adrenoceptor agonists and antagonists in a maze-exploration model of “fear”- motivated behaviour. Naunyn-Schmiedeberg’s Arch. Pharmacol. 327, 1-5 (1984).
- Hogg, S. A review of the validity and variability of the elevated plus-maze as an animal model of anxiety-like behaviour. Pharmacol. Biochem. Behav. 54, 21-30 (1996).
- Komada, M., Takao, K., Miyakawa, T. Elevated Plus Maze for Mice. J. Vis. Exp. (22), e1088 (2008).
- Lister, R. G. The use of a plus-maze to measure anxiety-like behaviour in themouse. Psychopharmacology. 92, 180-185 (1987).
- McHugh, S. B., Deacon, R. M. J., Rawlins, J. N. P., Bannerman, D. M. Amygdala and ventral hippocampal lesions contribute differentially to mechanisms of fear and anxiety-like. , 118-163 (2004).
- Montgomery, K. C. The relation between fear induced by novelty stimulation and exploratory behaviour. J. Comp. Physiol. Psychol. 48, 254-260 (1958).
- Paulus, M. P., Dulawa, S. C., Ralph, R. J., Geyer, M. A. Behavioral organization is independent of locomotor activity in 129 and C57 mouse strains. Brain Res. 835, 27-36 (1999).
- 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-like behaviour in the rat. J. Neurosci. Methods. 14, 149-167 (1985).
- Ramos, A. Animal models of anxiety: do I need multiple tests?. TIPS. 29, 493-498 (2008).
- Ramos, A., Berton, O., Mormede, P., Chauloff, F. A multipletest study of anxiety-like behaviour-related behaviours in six inbred rat strains. Behav. Brain Res. 85, 57-69 (1997).
- Rodgers, R. J., Johnson, J. T. Factor analysis of spatiotemporal and ethological measures in the murine elevated plus-maze test of anxiety-like behaviour. Pharmacol. Biochem. Behav. 52, 297-303 (1995).
- Shepherd, J., Grewal, S. S., Fletcher, A., Bill, D. J., Dourish, C. T. Behavioural and pharmacological characterisation of the elevated “zero-maze” as an animal model of anxiety-like behaviour. Psychopharmacology. , 116-156 (1994).
- Stone, C. P., Lashley, K. S. Wildness and savageness in rats of different strains. Studies in the dynamics of behaviour. , 3-55 (1932).
- Treit, D., Menard, J. Dissociations among the anxiolytic effects of septal, hippocampal, and amygdaloid lesions. Behavioral Neuroscience. 111, 653-658 (1997).
- Walf, A. A., Frye, C. A. The use of the elevated plus maze as an assay of anxiety-related behavior in rodents. Nature Protocols. 2, 322-328 (2007).
- Yamasaki, N., et al. Factor analyses of large-scale data justify the behavioral test battery strategy to reveal the functional significances of the genes expressed in the brain. , (2006).
