Summary

エレベーター垂直運動と観覧車回転を用いたラットにおける受動運動の自律性と行動の影響の評価

Published: February 07, 2020
doi:

Summary

プロトコルは、エレベーターの垂直運動と観覧車回転を使用してげっ歯類における受動運動の自律的および行動的影響を評価するために提示される。

Abstract

本研究の全体的な目標は、エレベータ垂直運動装置と観覧車回転装置を用いて、げっ歯類における受動運動の自律性および行動効果を評価することです。これらのアッセイは、自律神経系の完全性および正常な機能を確認するのに役立ちます。排便カウント、オープンフィールド検査、バランスビーム交差に基づく定量的測定に連結されています。これらのアッセイの利点は、その簡素さ、再現性、および定量的行動の尺度です。これらのアッセイの限界は、自律神経反応が非前庭障害のエピフェノフェノであり得、機能する前庭系が必要であるということである。乗り物酔いなどの疾患の検査は、これらのアッセイの詳細な手順によって大いに助けられます。

Introduction

外見前庭刺激の異常による乗り物酔い(MS)は自律神経反応を引き起こし、上胃不快感、吐き気および/または嘔吐などの症状を引き起こす1。現在の理論によれば、乗り物酔いは、あくび船4,5で起こるように環境2,3または姿勢不安定の予想される内部モデルとは異なる統合運動情報を受信することから感覚的な衝突または神経不一致によって引き起こされる可能性がある。乗り物酔いおよび前庭自律機能6、7,8,910,11,12の分野で大きな進歩を遂げたにもかかわらず将来の研究は標準化された評価プロトコルによって支援することができる。標準的な受動運動の自律神経効果を評価することは、乗り物酔いの原因と予防に関する調査に大きな利益をもたらす。本研究の全体的な目標は、げっ歯類における受動運動の自律性および行動効果を評価することです。げっ歯類などの動物モデルは、簡単な実験操作(例えば、受動運動および製薬)および行動評価を可能にし、乗り物酔いの病因を研究するために使用することができる。ここでは、受動運動の効果と前庭機能の完全性をテストするための詳細な電池を紹介します。

本研究では、受動運動に自律神経反応を誘発する2つのアッセイ、エレベータ垂直運動(EVM)および観覧車回転(FWR)を詳述する。アッセイは、バランスビーム(マウス13およびラット14、15、16、17)、オープンフィールド検査排便計の3つの定量的行動測定に連結される。EVM(波に遭遇する船のピッチとロールに似ている)は、直線加速度をコードするオトリス感覚器官(すなわち、垂直面の動きに応答する嚢子)18を刺激することによって前庭機能を評価する。FWR(遠心回転または正弦運動)装置は、角加速度19、20によって線状加速度および半規管によって耳ラス器官を刺激する。観覧車/遠心回転装置は、その自律的な評価において独特である。現在までに、文献中の唯一の類似したデバイスは、外垂直軸回転(OVAR)ターンテーブルであり、これは前庭眼反射(VOR)18、21、22、条件回避23、24、および超重力25、26、27の影響を調べるために使用される。EVMアッセイとFWR装置アッセイは、自律神経反応を引き起こす前庭刺激を誘導する。EVMとFWRをバランスビーム、排便計数、オープンフィールド解析28、29、30などの定量測定に組み合わせることで、堅牢で再現性のある結果を得ることができます。マウス13およびラット14、15、16、17で前述したものと同様に、バランスビームアッセイは、ゴールエンドで簡単なブラックボックス修飾を用いて2つの木製スツール間の地面から0.75mの長いビームを吊り下げた長さ1.0mのビームである(仕上げ)。バランスビームは、不安(不明瞭なブラックボックス)14、17、外傷性傷害15、16、17を評価するために使用されており、ここで、バランスに影響を与える自律神経反応。我々は、以前に乗り物酔いモデルにおける自律神経応答を評価するための排便カウントを行っており、6、8、9、11を容易に評価してかつ明確に評価される信頼性の高い定量測定である。オープンフィールド解析では、モーションなどの動作を定量化するために、エトビジョン28、盆栽30、またはMatlab29のシンプルなビデオ解析を使用したシンプルなブラックボックスのオープンフィールド行動評価を採用しています。現在のプロトコルでは、移動距離の合計を使用しますが、いくつかの異なるパラダイム(例えば、伸び、移動のゾーン、速度など)が存在します。28、2930.集合的に、これらの手順は、例えば乗り物酔6、7、8、9、10、11で、受動動に対する自律神経反応の検査および評価のための評価の短い電池を形成する。本アッセイは、様々な動物モデルに適合させることができる。

Protocol

本研究と手順は、実験動物の治療と使用のためのガイド(米国国立研究評議会)に従って第二軍医科大学(上海、中国)の動物実験のための倫理委員会によって承認されました。1996). 1. 動物 2ヶ月(200〜250g)のスプレイグ・ドーリー(SD)ラットを使用します。行動アッセイごとに、別々のラット群を使用してください。常に別々の制御グループと実験グループを使用します…

Representative Results

図2は、横にかかった時間の代表的なバランスビーム結果を示しています。ラットは、バランスビーム10で安定した性能を達成するために3日間連続して訓練された。その後の日、ラットはバランスビーム性能について評価した。図のy軸では、げっ歯類が観覧車のバランスビームを横切るのにかかった秒数、エレベータの垂直運動、および実証目的の制?…

Discussion

本研究では、エレベータ垂直運動と観覧車回転を用いたげっ歯類における受動運動に対する自律的応答の評価について述べている。これらの装置および処置は他のげっ歯類に容易に採用することができ、薬理学的挑戦または外科的介入の間のような異なった状況で前庭の機能を確認するために、アッセイのいくつかの変更が存在する。前庭刺激によって引き出されるMSの研究は、環境<sup class=…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、香港研究助成協議会、初期キャリアスキーム、C.L.へのプロジェクト#21201217によって部分的にサポートされました。FWRデバイスは中国で特許を持っています: ZL20112023191.1.

Materials

Elevator vertical motion device Custom Custom-made Elevator vertical motion device to desired specifications
Ethovision Noldus Information Technology Video tracking software
Ferris-wheel rotation device Custom Custom-made Ferris-wheel rotation device to desired specifications
Latex, polyvinyl or nitrile gloves AMMEX Use unpowdered gloves 8-mil
Open field box Custom Darkened plexiglass box with IR camera
Rat or mouse JAX labs Any small rodent
Small rodent cage Tecniplast 1284L
Wooden beam and stools Custom Custom-made wooden beam and stools to specifications indicated

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Manno, F. A. M., Pan, L., Mao, Y., Su, Y., Manno, S. H. C., Cheng, S. H., Lau, C., Cai, Y. Assessing the Autonomic and Behavioral Effects of Passive Motion in Rats using Elevator Vertical Motion and Ferris-Wheel Rotation. J. Vis. Exp. (156), e59837, doi:10.3791/59837 (2020).

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