مرتفعة بالإضافة إلى متاهة اختبار جنبا إلى جنب مع الفيديو تتبع البرمجيات للتحقيق في تأثير والمركنه ملاحق Ketogenic خارجية
Summary
نقدم هنا، بروتوكولا للتحقيق في التغيرات في مستوى القلق من القوارض نماذج حيوانية. مرتفعة بالإضافة إلى متاهة اختبار (EPM)، يستخدم جنبا إلى جنب مع فيديو تتبع البرامج، يوفر طريقة موثوقة لتوثيق أثر العلاجات والمركنه المحتملة المختلفة في سيناريوهات المختبرات الإكلينيكية.
Abstract
والهدف العام لهذه الدراسة وصف منهجية ترقيته بالإضافة إلى اختبار المتاهة (EPM) في تركيبة مع فيديو تتبع البرمجيات. وغرض الأسلوب توثيق تأثير مختلف العلاجات والمركنه المحتملة على نماذج القوارض المختبرية. ويستند اختبار EPM نزعة القوارض نحو الأماكن المظلمة المحمية المغلقة وغير المشروطة من الخوف من الأماكن المفتوحة ومرتفعات، ودوافعها الفطرية مكثفة لاستكشاف بيئات جديدة. اختبار EPM هو اختبار سلوكية تستخدم على نطاق واسع للتحقيق في الردود والمركنه أو أنكسيوجينيك من القوارض نظراً للمخدرات أن من المعروف أن تؤثر على السلوك. المراقبة مما يدل على أن نسبة انخفاض الوقت الذي ينفق على الأسلحة مغلقة، ونسبة متزايدة من الوقت المستغرق في فتح الأسلحة وتخفيض عدد الإدخالات للأسلحة مغلقة على عدد مرتفع من إدخالات لفتح الأسلحة تقاس باختبار EPM قد يعكس انخفاض مستويات القلق. باستخدام هذا الأسلوب، يتم اختبار أثر مكملات كيتون الخارجية على السلوك المتصلة بالقلق في الفئران سبراغ داولي (الحزب الاشتراكي الديمقراطي). ملاحق خارجية كيتون مزمن تتغذى على الفئران لمدة 83 يوما أو سوبتشرونيكالي وجافاجيد حدة شفويا، اختبار يوميا لمدة 7 أيام، قبل إجراء استخدام EPM. يتم جمع البيانات السلوكية باستخدام الفيديو الذكية نظام تتبع المراقبين أعمى في نهاية العلاج. النتائج الرئيسية تشير إلى أن اختبار EPM هو طريقة فعالة للكشف عن التأثير الناجم عن الملحق والمركنه كيتون، ويمكن اعتباره مقياسا حساسة تقييم التغيرات في السلوك القلق المرتبطة بالمخدرات أو الأيضية المستندة إلى العلاجات.
Introduction
والهدف من هذه المقالة وصف منهجية اختبار EPM في تركيبة مع فيديو تتبع البرمجيات من أجل رصد التغيرات في السلوك المتصلة بالقلق وعلاجات جديدة في نماذج القوارض المختبرية. اختبار EPM هو أسلوب تقييم سلوكية بسيطة نسبيا، التي تم تطويرها للتحقيق لقياس مستويات السلوك القلق واستجابات القلق من الفئران بعد تطبيق العلاجات المخدرات1. في الواقع، فإنه قد ثبت أن اختبار EPM مقايسة سلوكية المستخدمة على نطاق واسع وفعال للتحقيق في أحداث تغييرات في مستويات القلق من القوارض1،2. ويستند تطبيق اختبار EPM في القوارض (أساسا الجرذان والفئران) بهم نزعة نحو الأماكن المغلقة المظلمة (نهج) وخوف غير المشروطة مفتوحة ممنوع/مرتفعات (الأبطال) ومستوى عال من الدوافع الفطرية لاستكشاف رواية بيئات. ونتيجة لذلك، اختبار EPM منهجية راسخة تستند نهج-تجنب صراع2،3.
استخدام EPM هو جهاز على شكل زائد تتألف من أربعة أذرع مرتفعة، مما قد وصف هاندلي وميثاني4 (الشكل 1)، ويتكون من اثنين من الأسلحة المقابلة التي تكون مفتوحة إلى المناطق المحيطة بها (أذرع مفتوحة)، بينما هما إغلاق الأسلحة مقابل (الأسلحة مغلقة) مجهزة بالجدران. بعد العلاج، إذا هو زيادة الوقت الذي يستغرقه أذرع مفتوحة و/أو الكشف عن زيادة عدد إدخالات ذراع مفتوحة مقارنة بالسيطرة على الحيوانات (غير المعالجة) على استخدام EPM، وهذا يدل تأثير والمركنه2،3. رد الأبطال أقوى قد تجلى في 5 دقائق الأولى بعد البدء (التنسيب للفئران في تقاطع أربعة أذرع من EPM) مقايسة EPM5؛ ولذلك، عادة يسجل أي سلوك بعد علاج لمدة 5 دقائق على EPM. تدابير إضافية لمستوى القلق، والعدد من الانخفاضات الرأس، الشاسي (الدائمة الرأسي من القوارض على ساقيه الخلفيتين)، بولي البراز، فضلا عن مجموع الذراع يمكن أيضا تسجيل إدخالات (النشاط الحركي العفوي) والمواقف المختلفة (تمتد أو تجميد)، على EPM2. وهكذا، يمكن ترجمة معلمات السلوكية متعددة لتقديم تقييم شامل للسلوك المتصلة بالقلق.
من أجل زيادة صحة النتائج، ثلاثة فحوصات السلوكية تستخدم عادة معا، مثل الاختبار اختيار الضوء الظلام، والاختبار، والتفاعل الاجتماعي واختبار EPM، لقياس مستويات القلق الحيوان مختلف نماذج6. مقايسة EPM القيام وحدها على القوارض أيضا طريقة مناسبة للتحقيق في تأثير المخدرات المختلفة7والمركنه أو أنكسيوجينيك. يتم اختبار EPM حساسة ليس فقط لنوع البنزوديازيبين المهدنه (مثلاً، الديازيبام)8، ولكن أيضا، بين أمور أخرى، إلى مركبات حمض مونوأمين وبيبتيديرجيك ونوكليوسيديرجيك الأمينية (مثلاً، خصم N-الميثيل-د-اسبارتاتي (نمدا) AP7، حمض α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic (امبا) خصم كنقكس، المورفين مؤثر على مستقبلات شبائه الأفيون μ، NPY1 خصم BIBP3226، ومادة ف، جريلين، الاوكسيتوسين، يضع مستقبلات السيروتونين والخصوم مثل 8-أوه-نيال و WAY-100635، وخصم β1 ادريناليه بيتاكسولول)9،10،،من1112. ونتيجة لذلك، مقايسة EPM على القوارض هو أسلوب مناسب وحساسة للتحقيق في تأثير العلاجات المختلفة التي تؤثر على مناطق الدماغ تشارك في تأثير والمركنه (مثلاً، اللوزة والحصين ومناطق الحوفي) و آليات العمل (مثلاً، نظام هرمون السيروتونين وجابايرجيك وأدينوسينيرجيك) المتورطين في القلق2. وتشمل وكلاء اختبار في هذه الدراسات EPM ملاحق خارجية كيتون أن يغير الدماغ إشارات بطرق خفية قد تتطلب طريقة حساسة للكشف عن التغيرات السلوكية.
في هذه المقالة، يصف لنا اختبار EPM المستخدمة في تركيبة مع فيديو تتبع البرمجيات، مما يساعد على القضاء على التحيز التجريبية ويسهل جمع وتحليل التغييرات السلوكية استجابة للعلاجات والمركنه الرواية.
Protocol
Representative Results
Discussion
بشكل عام، عدة عادة استخدام الاختبارات، مثل اختبار اختيار الضوء الظلام، والتفاعل الاجتماعي، والاختبار EPM، تستخدم لقياس مستوى القلق في نماذج حيوانية مختلفة. ومع ذلك، مقايسة EPM وحدها طريقة مناسبة للتحقيق في, على سبيل المثال، مكملات أثر كيتون خارجية على القوارض القلق مستويات18،20.
والميزة الرئيسية لطريقة استخدام EPM أنها تعتمد على نزعة غريزية القوارض تجاه المساحات المظلمة، والمغلقة، بالإضافة إلى الخوف غير المشروطة من مرتفعات وتجنب الأماكن المفتوحة. من ناحية أخرى، تقوم الأساليب الأخرى لدراسة السلوك مثل القلق على الاستجابات السلوكية لبعض المؤثرات الضارة، مثل الصدمات الكهربائية، والحرمان من الغذاء والماء، وضجيج عال، والتعرض ل رائحة المفترس3. هذه الاختبارات عادة ما يؤدي في رد مشروط، في حين EPM أيضا يمثل بديلاً أكثر إنسانية. علاوة على ذلك، استخدام EPM يمكن أن تكون أداة مفيدة لدراسة مشاركة مناطق الدماغ المختلفة (مثلاً، مناطق الحوفي، الحصين) والآليات الكامنة (مثلاً، غابا، غلوتامات، السيروتونين، الادينوسين) السلوك القلق2.
عند تطبيق العلاجات التي تكون مرهقة جداً للحيوانات (مثلاً، تزقيمية الشفوي)، فمن المهم أن تعالج جميع الحيوانات بنفس الطريقة ونفس الشخص، خاصة عند تقييم آثار والمركنه المحتملة، وخفية. إذا كان ذلك ممكناً، قد يكون مقدمة للمخدرات/المجمع في مياه الشرب، أو عن طريق قبولا ‘علاج’ أسلوب مفضل. لضمان أن تدار بنفس المبلغ لكل الحيوانات، يمكن استخدام تزقيمية شفوي. استناداً إلى خصائص الحرائك الدوائية للمجمع، فمن المستحسن عادة لاختبار الحيوانات في EPM غضون ساعة واحدة بعد جافاجينج. عند اختيار المواضيع التجريبية، من المهم أن تنظر على السلالة، والجنس، ودورة السفاد، والعمر، فضلا عن وزن الجسم، وفقا للأهداف واختبار المواد2. فيما يتعلق بالعمر، وعند تصميم الدراسات EPM وتفسير البيانات، من المهم أن تنظر في أن تزيد النسبة المئوية لذراع فتح إدخالات خطيا مع سن21 والتغييرات المتعلقة بالشيخوخة في السلوك EPM هي سلالة محددة22.
وعند إجراء اختبار EPM، هناك المشكلات المحتملة التي تحتاج إلى معالجة. في بعض الأحيان تحتاج الحيوانات استبعادها من التحليل بسبب الاتجاهات الخارجة (مثلاً، الحيوان لم يترك المنطقة حيث أنها وضعت، تقريبا يقع قبالة الجهاز، وهو يصرف بالضوضاء أو حدث خارج الجهاز). وقد تشمل المزيد من التعقيدات مع اختبار EPM العلاجات التي تسبب التخدير أو فرط النشاط لهذه الأنواع من الآثار بحاجة إلى أن المقررة عن طريق معلمات EPM.
من المهم أن تعرض الحيوانات لاختبار EPM مرة واحدة فقط نظراً لانخفاض النشاط المعني أذرع مفتوحة، وأظهرت انخفاض إجمالي وقت ينفق على المنبر المركزي في التعرض (متكررة) الثانية من القوارض بالمقارنة مع التعرض الأولى في EPM 14،15. لذلك، ينصح بشدة تعرض مرة واحدة للقوارض لاختبار EPM. ومع ذلك، إذا كان هناك على الأقل ثلاثة أسابيع بين التعرض الأول والثاني إلى EPM وإنشاء EPM يتم نقله إلى غرفة أخرى (بيئة مختلفة)، وقد حقق الحيوانات من EPM اختبار أكثر من مرة2.
استخدام EPM المتاحة في مختلف المواد والأحجام (مثلاً، للماوس أو الفئران)، ودراسة الألوان، والتي يلزم أخذها في الاعتبار عند اختيار المواضيع. من المهم أن نضع في اعتبارنا أن الروائح خلفتها الحيوانات السابقة على الجهاز قد تغير سلوك الحيوان اللاحقة. ولذلك، نوصي باستخدام EPM مصنوعة من المواد التي من السهل نظيفة، مثل زجاج اﻷكريليك (غير شفافة)، التي لا تحتفظ بروائح بعد الغسيل. تجنب الأجهزة EPM مصنوعة من الخشب. ويفضل استخدام ماتي لون مختلف عن لون الحيوانات اختبار EPM (مثلاً، الأسود إذا اختبرت الحيوانات البيضاء). أفضل التباين بين الحيوان والعلبة، كان ذلك أفضل الكشف عن الحيوان وارتفعت الموثوقية والدقة في النتائج التي تم الحصول عليها (المسافة المقطوعة، والسرعة، تتبع). جهاز EPM مصنوعة من مادة رمادية ماتي مفيدة مع الحيوانات الأبيض والأسود، والأبيض والأسود.
وثمة ميزة أخرى لنظام تتبع الفيديو أنه بالإضافة إلى استخدام EPM، يوفر طريقة سهلة ومرنة لإعداده مع طائفة واسعة من الاختبارات السلوكية، مثل المتاهة المائية، فتح الحقل، زائد/شعاعي الذراع/T-Y متاهات، تفضيل المكان، اضطر سباحة ، وذيل تعليق الاختبارات.
باختصار، أن الهدف من هذه المادة وصف اختبار EPM المستخدمة في تركيبة مع فيديو تتبع برامج لجمع وتحليل التغييرات السلوكية استجابة للعلاجات والمركنه الرواية. وتشمل التطبيقات الممكنة لاستخدام EPM فرز وكلاء الدوائية المطورة حديثا لعلاج الاضطرابات المتصلة بالقلق. بالإضافة إلى وكلاء والمركنه وأنكسيوجينيك، يمكن أيضا التحقيق السلوكية تأثير الهرمونات المختلفة لتعاطي المخدرات. ويمكن أيضا تقييم تأثير الشيخوخة والتعرض لعوامل الإجهاد المختلفة. خلصت هذه الدراسة إلى أنه عندما يتم اتخاذ الخطوات المناسبة، استخدام EPM قد ثبت أن طريقة حساسة لتقييم التغيرات السلوكية المرتبطة كيتون مكملات18،20.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
أيده هذا العمل ظاهرة منحة N000141310062 و GLUT1D منحة مؤسسة #6143113500 (إلى دومينيك ص داغوستينو)، وكالة التنمية الوطنية لهنغاريا (تحت “رقم المنحة” TIOP-1.3.1.-07/2-2F-2009-2008؛ إلى زولت كوفاتش) وشؤون إدارة شؤون قدامى المحاربين (بمناسبة الكندي العامة). الكتاب أود أن أشكر “شركة التغذية السعي” لدعم البحوث الجارية بشأن هذا الموضوع (لاري سيلا).
Materials
| Elevated Plus Maze for mice and rats | Coulbourn Instruments | H10-35-EPM | |
| SMART Video Tracking Software | Harvard Apparatus | SMART 3.0 |
References
- 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. Journal of Neuroscience Methods. 14 (3), 149-167 (1985).
- Walf, A., Frye, C. The use of the elevated plus maze as an assay of anxiety-related behavior in rodents. Nature Protocols. 2 (2), 322-328 (2007).
- Barnett, S. A. . The rat: A study in behavior. , (1975).
- Handley, S. L., Mithani, S. Effects of alpha-adrenoceptor agonists and antagonists in a maze-exploration model of ‘fear’-motivated behaviour. Naunyn Schmiedebergs Archives. In Pharmacology. 327 (1), 1-5 (1984).
- Montgomery, K. C. The relation between fear induced by novel stimulation and exploratory behavior. Journal of Comparative Physiology and Psychology. 48 (4), 254-260 (1955).
- Sarkisova, K. Y., Midzianovskaia, I. S., Kulikov, M. A. Depressive-like behavioral alterations and c-fos expression in the dopaminergic brain regions in WAG/Rij rats with genetic absence epilepsy. Behavioral Brain Research. 144 (1-2), 211-226 (2003).
- Jain, N., Kemp, N., Adeyemo, O., Buchanan, P., Stone, T. W. Anxiolytic activity of adenosine receptor activation in mice. British Journal of Pharmacology. 1116 (3), 2127-2133 (1995).
- Paslawski, T., Treit, D., Baker, G. B., George, M., Coutts, R. T. The antidepressant drug phenelzine produces antianxiety effects in the plus-maze and increases in rat brain GABA. Psychopharmacology (Berlin). 127 (1), 19-24 (1996).
- Florio, C., Prezioso, A., Papaioannou, A., Vertua, R. Adenosine A1 receptors modulate anxiety in CD1 mice. Psychopharmacology (Berlin). 136 (4), 311-319 (1998).
- Engin, E., Treit, D. The effects of intra-cerebral drug infusions on animals’ unconditioned fear reactions: a systematic review. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry. 32 (6), 1399-1419 (2008).
- Botton, P. H., et al. Aged mice receiving caffeine since adulthood show distinct patterns of anxiety-related behavior. Physiology and Behavior. 170, 47-53 (2017).
- Hughes, R. N., Hancock, N. J., Henwood, G. A., Rapley, S. A. Evidence for anxiolytic effects of acute caffeine on anxiety-related behavior in male and female rats tested with and without bright light. Behavioural Brain Research. 271, 7-15 (2014).
- Rex, A., Marsden, C. A., Fink, H. Effect of diazepam on cortical 5-HT release and behaviour in the guinea-pig on exposure to the elevated plus maze. Psychopharmacology (Berlin). 110 (4), 490-496 (1993).
- Almeida, S. S., Garcia, R. A., de Oliveira, L. M. Effects of early protein malnutrition and repeated testing upon locomotor and exploratory behaviors in the elevated plus-maze. Physiology of Behaviour. 54 (4), 749-752 (1993).
- Bertoglio, L. J., Carobrez, A. P. Behavioral profile of rats submitted to session 1-session 2 in the elevated plus-maze during diurnal/nocturnal phases and under different illumination conditions. Behavioural Brain Research. 132 (2), 135-143 (2002).
- Korte, S. M., De Boer, S. F. A robust animal model of state anxiety: fear-potentiated behaviour in the elevated plus-maze. European Journal of Pharmacology. 463 (1-3), 163-175 (2003).
- Carobrez, A. P., Bertoglio, L. J. Ethological and temporal analyses of anxiety-like behavior: the elevated plus-maze model 20 years on. Neuroscience & Biobehavioural Reviews. 29 (8), 1193-1205 (2005).
- Ari, C., et al. Exogenous ketone supplements reduce anxiety-related behavior in Sprague-Dawley and Wistar Albino Glaxo/Rijswijk rats. Frontiers in Molecular Neuroscience. 9, 137 (2016).
- D’Agostino, D. P., et al. Therapeutic ketosis with ketone ester delays central nervous system oxygen toxicity seizures in rats. American Journal of Physiology: Regulation Integration and Comparative Physiology. 304 (10), R829-R836 (2013).
- Kovács, Z., D’Agostino, D. P., Ari, C. Anxiolytic effect of exogenous ketone supplementation is abolished by adenosine A1 receptor inhibition in Wistar Albino Glaxo/Rijswijk rats. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 12, 29 (2018).
- Lynn, D. A., Brown, G. R. The ontogeny of anxiety-like behavior in rats from adolescence to adulthood. Developmental Psychobiology. 52 (8), 731-739 (2010).
- Ferguson, S. A., Gray, E. P. Aging effects on elevated plus maze behavior in spontaneously hypertensive, Wistar-Kyoto and Sprague-Dawley male and female rats. Physiology of Behavior. 85 (5), 621-628 (2005).
