Summary

行動のバッテリー テスト評価の一般的な運動、筋肉の強さと連携マウス

Published: January 23, 2018
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Summary

病気や動物の健康の治療の表現型の影響を評価するために臨床試験で使用行動テストします。モーター機能をグローバルに評価するために我々 は、一般的な歩行、筋力、調整テストを選択: オープン フィールド試験、メッシュ テストと rotarod テストそれぞれ。

Abstract

特定の病気または治療は動物の幸福と健康、表現型効果と成果を評価するために臨床試験で使用行動テストします。適用可能性があります多数の行動テストがあります。我々 は一般的な歩行のためのテストを選択すると、オープン フィールド テスト (OFT);筋力のテスト、メッシュのテスト (MT);rotarod テスト (RR) の調整のためのテスト。毎週または毎月の基礎のテストが実施できます。一般的な歩行のためのテストとして客観的にマウスの動作パラメーターを監視することによって OFT 作品は、オープン フィールド機器です。フィールド 2′ x2 ‘ ボックス、およびレーザー検出やビデオ キャプチャの動きが記録されます。マウスはオープン フィールドの中央に配置、テストを自由に移動できます。MT は、筋肉の強さの尺度として画面の反転から落ちないようにマウスの遅延を使用します。マウスは、クリア ボックスの上が反転し、秋にその遅延時間は画面に配置されます。3 つの試験は、その日に獲得した 3 つの試験の最高の実行されます。60 点 s は反転マウスが残っている最大の時間。マウスは、メッシュ テスト試験の間の 5 分間の休息期間が与えられています。最後に、RR の加速プロトコルは運動協調性と耐久性を評価します。40 rpm 5 分間に 4 回転数から速度を増加すると、試用期間中に回転棒上マウスを歩きます。マウス落下時に磁化の圧力センサーに触れたときに、試用が終了。各マウスは、3 つの試験を受けるし、その日の最高のトライアルを獲得します。この結合された行動データは、移動、調整、強さ、および実験動物の動きの全体的な査定のためことができます。少なくとも 2 つの 3 つの行動のテスト対策は全体的な改善運動機能を持つものとして修飾する動物のための改善を示す必要があります。

Introduction

行動テストの目的は、中枢神経系に影響を与える疾患の新しいマウス モデル、あるいは新しい治療法の試みの研究でかどうか表現型特性を測定するためです。さまざまなから選択する行動のテストがあります。行動テストの組み合わせを使用するための理論的根拠は頻繁完全に前臨床試験の治療成績を評価します。メッシュ テスト (MT) と、rotarod テスト (RR)、行動テスト バッテリーに本オープン フィールド試験 (OFT) が含まれています。

OFT は一般的な自発運動1,2,3,4,5,67のメジャーとして使用されます。この評価により、オープン フィールドを自由に移動するマウスと測定した行動の裁判の過程でマウスの動きがあります。飼育、移動距離、時間を含める、OFT 使用定量分析過ごした移動 (例えば、歩行・走行)、および変更活動でなぜそれが便利である (例えば、ジャンプと遅い/非常に活発な動き)、時間の経過と齧歯動物の行動を徹底的に分析。

MT は、マウス1,2,8,9,10,11の強さを評価するために使用されます。ワイヤー グリッド メッシュのオフにハングアップするすべての 4 つの手足は、重力の影響を反対している間持続的な手足の緊張を表示するマウスの機能の非侵襲的計測の使用します。この評価は、倒立のメッシュにマウスを配置して落下する待機時間のタイミングで行われます。このテストは、どのくらいの期間保持できる自体反転画面上に落下する前に測定することによって、マウスの筋力を評価します。

RR は、加速プロトコル1,2,7,8,9,12,13を使用している間、マウスの調整を評価します。Rotarod 装置は、4 rpm から始まる空気で回転する円筒形根太で構成されています。マウスはこのモーターの調整スキルを学ぶことができる、40 rpm までゆっくりと、増分量の増加は、挑戦します。RR の加速プロトコル評価調整、持久力と筋力1,2,7,クラシック、定速プロトコルは筋肉の強さの測定14

これらの 3 つの行動テストの利点は、齧歯動物行動テスト コミュニティ2,7,8,9、全体との合計としてだけではなく撮影時に広く受け入れられていること、個々 のテストしかし、総称して、彼らは、実験的治療の異なる結果を調査するときに、表現型の動作の全体的な査定として使用できます。OFT は、全体的な自発運動2の唯一のテストであります。RR はまた、ここでは説明しません、歩行分析ソフトウェアを使用するよりも、他調整2を評価する唯一の方法の 1 つです。マウスの筋力を評価できます。 いくつかの方法があります。ただし、海抜文献で使用されている MT、またはワイヤー ハング テストを使用して、筋力2,8,9,10をテストするための信頼性の高い方法として受け入れられています。11. 一般的な歩行運動と調整を測定するための他の多くの技術は非常に時間がかかり、信頼性の高いデータ (例えば、手動でマウスの動きのタイミングや手動で歩行分析のため足の塗装) を生成可能性があります。OFT と RR のための自動化されたシステムは、信頼性と妥当性の生産データと時間と労力を節約を増やします。

たとえば、サンドホフ病マウスモデルの神経変性を与えられて、この一連のテストを実行するとき、OFT は最初の通常生後 3 か月から始まるこのマウス モデルで見られるモーターの異常を評価するために使用されるこれらのテストの最初になります。モーターの調整で赤字も 12 週齢で見かけの先頭になります。筋力の赤字は、年齢の約 14 週間を開始するが、彼らは最終的にはるかに重要な 16 週目になります。

これらのテストは、サンドホフ病1,8,13,7パーキンソン病など神経変性疾患9を含む、重要な運動障害を引き起こす病気を勉強して役に立つハンチントン病、多発性硬化症。テストは、高齢化を研究し、比較的高齢者評価や健康の測定にも使えます。歩行障害と歩行とバランスの変化は、これらの疾病の多くで見られます。ただし、これらのテストの有用性は一般的な神経筋症状を伴う疾患に限定ではありません。

動機や説明の行動テストの手段のいずれかの目新しさについて指摘した交絡変数がずっとないことに注意してください。それは命令の特定の病気の状態と病態マウス表現型の症状を示しています前に、研究者が予備行動データを取得すること研究者が、定期的にすべての運動障害が考慮できるように (毎週)。多くの病気の表現型の症状を簡単に発症、毎週テストすることがなくこれらの症状が考慮されません。

Protocol

記載のすべてのプロトコルに則し、行ったし、女王の大学動物ケア委員会によって承認されました。行動テストの頻度は、毎週または毎月、または 2 つの組み合わせをすることができます (すなわち、 1 つ期待する最大の違いを確認するときは毎週、毎月他の所で)。 注: マウスの行動学主性別/年齢/ひずみ依存したがって適切な時間ポイントを収集して実験のグル?…

Representative Results

研究動物は、解析に必要な必要な時間ポイントに合わせて毎週または毎月の行動テスト パラダイムを受ける可能性があります。行動テスト タイミング例については図 1を参照してください。以下の代表的なデータで、Osmonらから撮影。(2016) マウスの毎月、行動テスト バッテリーを受けた年齢の約 40 週間、人道的エンドポイントまでの生後 12 週か?…

Discussion

すべてのテストのためきれいにし contagions とマウスにディスを最小限に抑えるために表面を消毒します。また、ことマウス試験および行動間の十分な休憩時間の与えられたテスト OFT、RR と MT を使用する場合を確認してください。

OFT の各マウスがオープン フィールドの真ん中に配置されていると、プログラムが中心にマウスのリリース時に開始が重要です。プログラム?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

継続的な支援と当社の研究の資金のため、新たなる希望研究財団に感謝したいと思います。我々 はまた IITC をありがとうこの仕事の一部を支援したいと思います。

Materials

IITC Life Sciences Rotarod with Series 8 computing software  IITC Life Sciences 755
Square Open Field 45 x 45 x 40 cm (grey color). Other floor color available: white, black. Harvard Aparatus (PanLab) 760190
 Open Field Preconfigured Module Harvard Aparatus (PanLab) 760688
Smart V3.0 Software Platform  Harvard Aparatus (PanLab) 760681
Video converter (analog/digital) Harvard Aparatus (PanLab) 760262
Roof fixing sys for camera Harvard Aparatus (PanLab) 760277
Analog Sony Camera & lenseNTSC Harvard Aparatus (PanLab) 760505

References

  1. Osmon, K. J., et al. Systemic Gene Transfer of a Hexosaminidase Variant Using an scAAV9.47 Vector Corrects GM2 Gangliosidosis in Sandhoff Mice. Human Gene Therapy. 27 (7), 497-508 (2016).
  2. Brooks, S. P., Dunnett, S. B. Tests to assess motor phenotype in mice: a user’s guide. Nature Reviews, Neuroscience. 10, 519-529 (2009).
  3. Ma, M., Basso, D. M., Walters, P., Stokes, B. T., Moser, P. Behavioural and histological outcomes following graded spinal cord contusion injury in the C57Bl/6 mouse. Exp. Neurol. 169, 239-254 (2001).
  4. Menalled, L. B., et al. Early motor dysfunction and striosomal distribution of huntingtin microaggregates in Huntington’s disease knock-in mice. J.Neurosci. 22, 8266-8276 (2002).
  5. Grusser, C., Grusser-Cornehls, U. Improvement in motor performance of Weaver mutant mice following lesion of the cerebellum. Behav. Brain Res. 97, 189-194 (1998).
  6. De Leonibus, E., et al. Spatial deficits in a mouse model of Parkinson’s disease. Psychopharmacology (Berl). 194, 517-525 (2007).
  7. Morris, M., Koyama, A., Masliah, E., Mucke, L. Tau Reduction Does Not Prevent Motor Deficits in Two Mouse Models of Parkinson’s Disease. PLoS ONE. 6 (12), 1-7 (2011).
  8. Abo-ouf, A., et al. Deletion of tumour necrosis factor-α ameliorates neurodegeneration in Sandhoff disease mice. Human Molecular Genetics. , 1-16 (2013).
  9. Dumont, M. Behavioral Phenotyping of Mouse Models of Neurodegeneration. Neurodegeneration : Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology. 793, 229-237 (2011).
  10. Cabe, P. A., Tilson, H. A., Mitchell, C. L., Dennis, R. A simple recording grip strength device. Pharmacol. Biochem. 8, 101-102 (1978).
  11. Barnēoud, P., Loliver, J., Sanger, D., Moser, P. Quantitative motor assessment in FALS mice: a longitudinal study. Neuroreport. 8, 2861-2865 (1997).
  12. Lui, Y., et al. Mouse model of GM2 activator deficiency manifests cerebellar pathology and motor impairment. Proc. Natl. Acad. Sci. 94, 8133-8143 (1997).
  13. Sango, K., et al. Mouse models of Tay-Sachs and Sandhoff diseases differ in neurologic phenotype and ganglioside metabolism. Nature Genetics. 11 (2), 170-176 (1995).
  14. Jones, B. J., Roberts, D. J. A rotarod suitable for quantitative measurements of motor inco-ordination in naïve mice. Nauyn-Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 259 (2), 211 (1968).
  15. Deacon, R. M. J. Measuring the Strength of Mice. Journal of Visualized Experiments JoVE. (76), (2013).

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Osmon, K. J., Vyas, M., Woodley, E., Thompson, P., Walia, J. S. Battery of Behavioral Tests Assessing General Locomotion, Muscular Strength, and Coordination in Mice. J. Vis. Exp. (131), e55491, doi:10.3791/55491 (2018).

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