糖尿病ラットにおけるY-迷路を介した視運動応答と認知機能の行動評価

4億6,300万人以上の人々が糖尿病と一緒に暮らしており、世界で最大の病気の流行^{の1つとなっています}。糖尿病に起因する重篤な合併症の1つは、アメリカの成人の失明の主な原因である糖尿病性網膜症(DR)^である2。今後30年間で、DRのリスクを持つ人口の割合は2倍になると予測されるため、DRの開発を予防し軽減するために、初期段階でDRを診断する新しい方法を見つけることが重要です³。DRは従来、血管疾患^4,5,6であると考えられている。しかし、血管病理に先行する神経機能障害とアポトーシスの証拠が現在、DRは神経および血管成分^4,5,6,7,8,9を有すると定義されている。DRを診断する1つの方法は、他の神経組織¹⁰よりも糖尿病による酸化ストレスや代謝株に対してより脆弱である可能性のある組織であるレティナの神経異常を調べることである。

認知機能と運動機能の低下は、糖尿病でも起こり、しばしば、疾患の変化と相関する。II型糖尿病の高齢者は、ベースライン認知能力の低下を描写し、対照参加者¹¹よりも悪化した認知機能低下を示す。さらに、レティナは中枢神経系の延長として確立されており、病理は^retina12に現れる可能性がある。臨床的には、アルツハイマー病および他の疾患の文脈で、レティナと脳の関係は研究されているが、一般的に糖尿病^{12、13、14、15、16}で探索されていない。糖尿病の進行時の脳とレチナの変化は、STZラット(毒素、ストレプトゾトシンまたはSTZが膵臓ベータ細胞に損傷を与えるために使用されるI型糖尿病のモデル)や後頭柿ラット(動物が3週齢頃に高血圧を発症するII型糖尿病のポリジェニックモデル)を含む動物モデルを使用して探索することができる。このプロトコルでは、糖尿病性げっ歯類における認知的および視覚的変化を評価するためのY迷路および眼運動応答についての説明がそれぞれ提供される。光運動応答(OMR)は、各眼¹⁷の視覚閾値を測定するために特徴的な反射的なヘッド追跡の動きを監視することによって、空間周波数(視力に似ている)とコントラスト感度を評価します。空間周波数とは、バーの太さまたは細かさを指し、コントラスト感度とは、バーと背景のコントラストの程度を指します(図1E)。一方、Y迷路は、迷路の腕を通して自発的な交代とエントリを通して観察される短期的な空間記憶と探索的機能をテストします。

両方のテストは、目を覚まし、麻酔をしない動物で行われ、動物の生来の応答を利用する利点があり、訓練を必要としないことを意味する。どちらも比較的敏感であり、げっ歯類の糖尿病の進行の早い段階で赤字を検出するために使用することができ、信頼性があり、他の視覚、女性、または行動検査と相関する結果を生み出すという。さらに、OMRとY迷路を電気レチノグラムや光学コヘレンス断層撮影スキャンなどのテストと組み合わせて使用すると、疾患モデルにおいて、レチナル、構造、認知の変化が互いに相対的に発達する時期に関する情報を提供することができます。これらの調査は、糖尿病によって起こる神経退性を同定するのに役立つ可能性がある。最終的には、これは進行の初期段階でDRを効果的に識別する新しい診断方法につながる可能性があります。

このプロトコルの開発に使用されるOMRとY迷路システムは 、材料表に記載されています。OMRに関するこれまでの研究は、プルスキーら¹⁸、およびY迷路、モーリスら¹⁹によって、このプロトコルを開発するための出発点として使用された。