Повышенные плюс лабиринт тест, в сочетании с видео, отслеживания программного обеспечения, чтобы исследовать Анксиолитический эффект экзогенных кетогенной добавки
Summary
Здесь мы представляем протокол для изучения изменений в уровень тревожности грызунов животных моделей. Повышенные плюс лабиринт (EPM) тест, используемый вместе с видео, отслеживания программного обеспечения, обеспечивает надежный метод для документирования эффект различных потенциальных анксиолитическое лечения в сценариях доклинических лаборатории.
Abstract
Общая цель этого исследования заключается в том, для описания методологии повышенный плюс тест лабиринт (EPM) в сочетании с видео отслеживания программного обеспечения. Метод предназначен для документирования эффект различных потенциальных анксиолитическое лечения на лабораторных грызунов модели. EPM тест основан на грызунов склонность к защищенных, закрытых темного пространства и безусловный страх открытых пространств и высот и их врожденной интенсивной мотивации для изучения новых сред. EPM тест — это широко используемый поведенческих тест для расследования анксиолитическое или anxiogenic реакции грызунов, учитывая препаратов, которые влияют на поведение. Наблюдения, демонстрируя снизилась доля времени, затраченного на закрытых оружия, увеличение доли времени, затраченного на распростертыми объятиями, сокращение числа записей для закрытых оружия и повышенных количество записей с распростертыми объятиями, измеряется EPM тест может отражать сокращение уровень тревоги. С помощью этого метода, влияние экзогенных кетон добавки на связанные тревоги поведение испытывается в крысах Sprague-Dawley (СДПГ). Экзогенные кетон добавки хронически кормили крыс в течение 83 дней или subchronically и остро устно gavaged, ежедневно в течение 7 дней, прежде чем проводить EPM теста. Поведенческих данных коллекции осуществляется с помощью смарт-видео системы отслеживания ослепленный наблюдателя в конце лечения. Основные выводы показывают, что тест EPM является эффективным методом для обнаружения кетон дополнения индуцированной Анксиолитический эффект и может считаться чувствительных мер для оценки изменений в поведении тревоги, связанные с наркотиками или метаболических основе терапии.
Introduction
Цель этой статьи заключается в том, для описания методологии тестирования EPM в сочетании с видео отслеживания программного обеспечения для мониторинга изменений в поведении, связанных с тревоги и Роман лечения в лабораторных грызунов модели. EPM тест является относительно простой поведенческие оценки метод, который был разработан для изучения количественного поведение уровень тревоги и беспокойства ответы крыс после применения препарата лечения1. Действительно было продемонстрировано, что тест EPM является широко используемым и эффективным поведенческих assay для изучение изменений в уровень тревоги грызунов1,2. Применимость EPM теста в грызунов (главным образом, крыс и мышей) основана на их склонность к закрытый, темного пространства (подход), безусловный страх открытого пространства/высот (предотвращение) и их высокий уровень врожденное желание исследовать Роман среды. Следовательно тест EPM является устоявшейся методологии, основанной на2,подход недопущение конфликта3.
EPM является плюс образный аппарат, состоящий из четырех повышенной оружия, который был описан Хэндли и Mithani4 (рис. 1) и состоит из двух противоположных оружия, которые являются открытыми для окрестности (распростертыми объятиями), тогда как две закрытые противоположной руки (закрытой оружия) оснащены стены. После лечения если увеличение времени тратится на распростертыми объятиями и/или увеличение количества открытых руку записей, по сравнению с управления (необработанных) животных обнаруживается на EPM, это указывает Анксиолитический эффект2,3. Наиболее надежный ответ избежания была продемонстрирована в первые 5 минут после начала (размещение крыс на пересечении четырех оружия EPM) EPM пробирного5; Таким образом любое поведение после лечения обычно записывается на 5 мин на EPM. Как дополнительные меры уровень тревожности, количество головы провалы, тылы (вертикальные стоя грызунов на двух задних ногах), фекальные боли, а также общая руку записи (спонтанной двигательной активности) и различные позы (растяжения или замораживания), также могут быть записаны на EPM2. Таким образом несколько поведенческих параметров может быть скомпилирован предоставлять всестороннюю оценку поведения, связанные с тревогой.
Для повышения достоверности результатов, два или три поведенческих анализов часто используются совместно, например выбор свето тени, тест социального взаимодействия, и EPM тест, чтобы измерить уровень тревоги различных животных моделей6. Assay EPM, выполняются только на грызунов также является подходящим методом для расследования анксиолитическое или anxiogenic эффект различных препаратов7. EPM тест чувствительны не только к бензодиазепин тип анксиолитиков (например, диазепам)8, но и, среди прочего, амино кислоты, моноаминов, peptidergic и nucleosidergic соединений (например, N-метил D-аспартат (NMDA) антагонист AP7, α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic кислоты (АМПА) антагонист CNQX, морфин агонистом μ опиоидных рецепторов, NPY1 антагонист BIBP3226, вещества P, грелина, окситоцин, серотонин рецепторов агонистов и антагонистов например 8-OH-DPAT и Way-100635 и Бетаксолол β1-адренергических антагонист)9,10,,1112. Следовательно, EPM пробу на грызунов является подходящим и чувствительных метод для изучения влияния различных методов лечения, которые влияют на зоны мозга, участвующие в Анксиолитический эффект (например, миндалины, гиппокампа и лимбической области) и механизмы действия (например, серотонинергические, ГАМК и adenosinergic системы) причастных тревоги2. Агенты, в этих исследованиях EPM включают экзогенных кетон добавки, которые изменяют мозг сигнализации в тонкие способы, которые могут потребовать чувствительным методом для выявления поведенческих изменений.
В этой статье мы опишем EPM теста используется в сочетании с видео отслеживания программного обеспечения, которое помогает устранить экспериментальной предвзятости и облегчает сбор и анализ поведенческих изменений в ответ на роман анксиолитическое лечения.
Protocol
Representative Results
Discussion
В целом несколько часто используемые тесты, такие как свето тени выбор испытания, социального взаимодействия и EPM тест, используются для измерения уровня тревоги в различных моделях животных. Однако только assay EPM является подходящим методом для расследования, например, влияние экзогенных кетон добавки на грызунов беспокойство уровней18,20.
Основным преимуществом метода EPM является, что она опирается на грызунов инстинктивное склонность к темной, закрытых помещениях, помимо безусловный страх высот и избежания открытых пространств. С другой стороны другие методы, используемые для изучения тревоги подобное поведение основаны на поведенческие реакции некоторых вредных раздражителей, как электрическим током, лишение пищи и воды, громких звуков и подверженности хищник запах3. Эти тесты обычно приводят в условный рефлекс, в то время как EPM также представляет собой более гуманную альтернативу. Кроме того, EPM может быть полезным инструментом для изучения участия различных мозга регионов (например, лимбической регионов, гиппокамп) и основных механизмов (например, ГАМК, глутамат, серотонин, аденозин) поведение тревоги2.
При применении процедур, которые являются довольно напряженный для животных (например, пероральная затравка), важно, что все животные, обрабатываются таким же образом и тем же лицом, особенно при оценке потенциальных, тонкие анксиолитический эффекты. Если возможно введение наркотиков/соединения в питьевой воде или через приятный «лечения» может быть предпочтительным методом. Для обеспечения же сумму для каждого животного, могут использоваться пероральная затравка. Основываясь на фармакокинетические свойства соединения, обычно рекомендуется проверить животных на EPM в течение 1 часа после gavaging. При выборе экспериментальной предметов, важно рассмотреть их деформации, секс, цикл эструса и возраст, а также веса тела, согласно целям и испытания веществ2. В связи с возрастом при проектировании EPM исследования и интерпретации данных, важно учитывать, что процент записей открытых руку линейно увеличивается с возрастом21 и связанных со старением изменений в поведении EPM штаммоспецифических22.
При проведении теста EPM, существуют потенциальные проблемы, которые необходимо решить. Иногда животных должны быть исключены из анализа из-за тенденции выбросов (например, животное никогда не покидает область, где он был помещен, почти падает покинуть аппарат, отвлекается на шум или событие вне аппарата). Дальнейшие осложнения с EPM тестирование может включать процедуры, которые вызывают седации или гиперактивность, потому что эти виды воздействия должны быть параметры начисленных через EPM.
Важно, подвергать животных EPM тест только один раз, потому что снижение активности на распростертыми объятиями и снижение общее время, затраченное на основе центральной платформы были продемонстрированы на второй (повторные) воздействию грызунов, по сравнению с первой экспозиции на EPM 14,15. Поэтому настоятельно рекомендуется одного контакта грызунов на тест EPM. Однако если есть как минимум трех недель между первым и вторым подверженности EPM и EPM set-up перемещается в другую комнату (различные среды), животные могут быть расследованы EPM тест более одного раза2.
EPM доступен в различных материалов, размеров (например, мыши или крысы), и цвета, которые необходимо учитывать при выборе изучать предметы. Важно иметь в виду, что запахи оставленные предыдущих животных на аппарат может изменить поведение последующих животного. Поэтому мы рекомендуем использование EPM изготовлены из материала, который легко очистить, например акриловое стекло (не прозрачный), который не сохраняет запахи после стирки. Избегайте EPM аппарат из дерева. Предпочтительно используйте матовый цвет, отличающийся от цвета животных, протестировано на EPM (например, черный, если тестируются белых животных). Чем лучше контраст между животным и корпуса, тем лучше обнаружения животных и тем выше надежность и точность результатов получены (покрынное расстояние, скорость, отслеживание). EPM аппарат из матовой серой материала являются полезными с животными белый, черный и белый и черный.
Еще одно преимущество системы видео-слежения, что помимо EPM, он предлагает гибкий и простой способ установить его вверх с широкий спектр поведенческие тесты, такие как вода лабиринт, открытое поле, плюс/радиальная руку/T-Y лабиринты, место предпочтений, заставили плавательный и хвост испытания подвески.
Таким образом цель этой статьи-изложить EPM теста используется в сочетании с видео отслеживания программного обеспечения для сбора и анализа поведенческих изменений в ответ на роман анксиолитическое лечения. Возможные применения EPM включают, подавшим недавно разработанных фармакологических агентов для лечения расстройств, связанных с тревогой. В дополнение к анксиолитическим и anxiogenic агенты также могут расследоваться поведенческих эффект различных гормонов и наркотиков. Можно также оценить влияние старения и воздействия на различные раздражители. Это исследование показало, что когда будут предприняты надлежащие шаги, использование EPM оказался чувствительным методом для оценки поведенческих изменений, связанных с кетон добавки18,20.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана ОНР Грант N000141310062 и GLUT1D Foundation грант #6143113500 (для Доминик P. д ‘ Агостино), национального агентства развития Венгрии (под № Грант TIOP-1.3.1.-07/2-2F-2009-2008; для Жолта Kovács) и Департамент по делам ветеранов (в ознаменование Кинди). Авторы хотели бы поблагодарить Quest питания ООО для поддержки текущих исследований по этой теме (чтобы Чилла Ari).
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).
