Поведенческие тест батареи для повторные оценки моторных навыков, настроение и познания в мышей
Summary
Всеобъемлющий поведенческих тест батареи моторики, настроение — включая социальное взаимодействие, депрессии и тревоги — и познание предназначен для повторные оценки связанных с нейродегенеративные поведенческих изменений в мышей.
Abstract
Фармакологические и токсикологические исследования в нейродегенеративные требуют всеобъемлющего анализа поведения в мышей, потому что моторные дисфункции и расстройств настроения и познания являются общими и часто общие симптомы в нейродегенеративных заболеваний. Здесь показан поведенческих тест батареи для двигателя, настроение и познание, которое может быть повторно проверена в продольное исследование. Эта батарея оценивает общей поведенческой фенотип в мышей, изучив каждый домен поведения с по крайней мере двух независимых общепринятых испытаний (т.е., полевых испытаний и rotarod тест для двигательной функции, тест социального взаимодействия, повышенные плюс лабиринт тест, и вынуждены плавать тест для эмоциональные функции и Моррис водный лабиринт тест и Роман объект признание тест на когнитивные функции). Таким образом этой чувствительной и всеобъемлющий тест батареи является мощным инструментом для изучения поведенческих чередование в нейродегенеративные.
Introduction
Нейродегенеративные заболевания Рекомендуемые разрушительные поведенческие симптомы, в том числе когнитивных нарушений, настроение дисфункции, таких как тревога и депрессия или моторные дисфункции1. Патогенез различных видов нейродегенеративных заболеваний является неясным2. Накопительный исследования показывают, что генетические и экологические факторы могут способствовать в патогенезе нейродегенеративных заболеваний. Выявление факторов риска нейродегенеративные требует поведенческого анализа. Хотя каждый тип нейродегенеративные заболевания имеет поведенческие симптом его подписи (например, болезнь Альцгеймера [AD] отличен с когнитивными нарушениями и болезнь Паркинсона [PD] с моторные дисфункции). По мере прогрессирования заболевания пациентов проявляются сопутствующие заболевания различных поведенческих отклонений3. Например объявление больных показывают симптомы дисфункции настроение в продвинутой стадии4,5. PD пациентов может прогрессировать в PD-связанных деменции и развивать когнитивных нарушений6. Опираясь на эти возможности, поведенческого анализа в модели нейродегенеративные обычно всеобъемлющей и неоднократно.
Для достижения этой цели, батарея, которая содержит классические и широко используемых поведенческие тесты с отличным действительность был разработан для поведенческого анализа в мотор, настроение и познания. Мотор функция может быть проверен полевых испытаний7,8 и ускорения rotarod теста. Настроение дисфункции, включая социальной дисфункции, депрессии и тревожности, наиболее часто видели в нейродегенеративных заболеваний5. Следовательно эта батарея включает социального взаимодействия для коммуникабельность9, повышенный плюс лабиринт тест тревожности10и вынуждены плавать теста для депрессии11. Когнитивные нарушения является одним из наиболее характерных симптомов в нейродегенеративных заболеваний, таких как AD и frontotemporal Лобар слабоумия12. Когнитивная доменов, включая краткосрочную память и эпизодические памяти, подвержены нейродегенеративные13,14,15. Таким образом Моррис воды лабиринт для пространственного обучения и памяти16 и Роман объект признание теста для краткосрочной памяти17 включены в батарею. Эти тесты являются совместимыми друг с другом. Порядок проведения испытаний был разработан чтобы максимизировать привыкания и свести к минимуму вмешательство, для дальнейшего увеличения совместимости внутри батареи. Поскольку каждая функция проверяется по крайней мере две независимые тесты, которые отличаются в принципе и метод, результаты каждого теста может проверяться далее. Кроме того протоколы некоторых тестов будут выделены для повторного тестирования, содействие продольное исследование развития нейродегенеративных заболеваний. Поэтому этот тест батареи поведение исследования различных подобластей поведенческие изменения, видел на различных стадиях нейродегенеративные при калькуляции минимальное количество животных. Эта батарея была использована в продольное исследование, которое оценивается поведенческие изменения в молодых взрослых мышей C57BL/6Н (3-месяц старый) мужчин после респираторных воздействия кремния наночастиц, профессиональных рисков, что является потенциальным фактором риска нейродегенеративные18. Однако другие штаммы или модели, такие как возрасте мышей и генетически манипулировать мышей, могут вести себя по-разному чем молодых мышей C57BL/6Н. Таким образом предупреждение может потребоваться при использовании эту батарею в этих мышей.
Protocol
Representative Results
Discussion
Поведенческий анализ мышей имеет решающее значение для нейродегенеративные исследований. В то время как когнитивная функция часто является наиболее восприимчивы домен поведения пострадавших в нейродегенеративных заболеваний, настроение дисфункции, такие как депрессия и тревога, ча…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы благодарят д-р Cora SW лай из школы биомедицинских наук, Университет Гонконга, для кредитования повышенный плюс лабиринт тест и кафедра анестезиологии из университета Гонконга для кредитования rotarod испытательное оборудование.
Materials
| chambers in social interaction test | home made | (8 cm (L) x 6 cm (W) x 12 cm (H)), transparant with holes, plastic | |
| cylindrical tanks used in forced swimming test | home made | 30 cm height, 20 cm diameters, glass | |
| elevated plus maze | home made | open arms (30 x 5 x 0.5 cm) ,closed arms (30 x 5 x 16 cm), center platform (5 x 5 x 0.5 cm), 40 cm tall. Plastic, nontransparant | |
| IITC Roto-Rod Apparatus | IITC life science Inc. | 755, series 8 | |
| open field arena | home made | 60 cm (L) x 60 cm (W) x 40 cm (H), plastic, nontransparant | |
| water maze | home made | 120 cm in diameter, 60 cm deep, steel |
References
- Baquero, M., Martin, N. Depressive symptoms in neurodegenerative diseases. World Journal of Clinical Cases. 3 (8), 682-693 (2015).
- Brown, R. C., Lockwood, A. H., Sonawane, B. R. Neurodegenerative Diseases: An Overview of Environmental Risk Factors. Environmental Health Perspectives. 113 (9), 1250-1256 (2005).
- Bossy-Wetzel, E., Schwarzenbacher, R., Lipton, S. A. Molecular pathways to neurodegeneration. Nature Medicine. 10, S2-S9 (2004).
- Cummings, J. L., Diaz, C., Levy, M., Binetti, G., Litvan, I. I. Neuropsychiatric Syndromes in Neurodegenerative Disease: Frequency and Signficance. Seminars in Clinical Neuropsychiatry. 1 (4), 241-247 (1996).
- Levenson, R. W., Sturm, V. E., Haase, C. M. Emotional and behavioral symptoms in neurodegenerative disease: a model for studying the neural bases of psychopathology. Annual Review of Clinical Psychology. 10, 581-606 (2014).
- Kehagia, A. A., Barker, R. A., Robbins, T. W. Neuropsychological and clinical heterogeneity of cognitive impairment and dementia in patients with Parkinson’s disease. Lancet Neurology. 9 (12), 1200-1213 (2010).
- Gould, T. D., Dao, D. T., Kovacsics, C. E., Gould, T. D. The Open Field Test. Mood and Anxiety Related Phenotypes in Mice. , 1-20 (2009).
- Seibenhener, M. L., Wooten, M. C. Use of the Open Field Maze to measure locomotor and anxiety-like behavior in mice. Journal of Visualized Experiments. (96), e52434 (2015).
- Kaidanovich-Beilin, O., Lipina, T., Vukobradovic, I., Roder, J., Woodgett, J. R. Assessment of social interaction behaviors. Journal of Visualized Experiments. (48), e2473 (2011).
- Walf, A. A., Frye, C. A. The use of the elevated plus maze as an assay of anxiety-related behavior in rodents. Nature Protocols. 2 (2), 322-328 (2007).
- Can, A., et al. The mouse forced swim test. Journal of Visualized Experiments. (59), e3638 (2012).
- Veerappan, C. S., Sleiman, S., Coppola, G. Epigenetics of Alzheimer’s disease and frontotemporal dementia. Neurotherapeutics. 10 (4), 709-721 (2013).
- Kirova, A. M., Bays, R. B., Lagalwar, S. Working memory and executive function decline across normal aging, mild cognitive impairment, and Alzheimer’s disease. Biomed Research International. 2015, 748212 (2015).
- Draganski, B., Lutti, A., Kherif, F. Impact of brain aging and neurodegeneration on cognition: evidence from MRI. Current Opinion in Neurology. 26 (6), 640-645 (2013).
- Schliebs, R., Arendt, T. The cholinergic system in aging and neuronal degeneration. Behavioural Brain Research. 221 (2), 555-563 (2011).
- Vorhees, C. V., Williams, M. T. Morris water maze: procedures for assessing spatial and related forms of learning and memory. Nature Protocols. 1 (2), 848-858 (2006).
- Leger, M., et al. Object recognition test in mice. Nature Protocols. 8 (12), 2531-2537 (2013).
- You, R., et al. Silica nanoparticles induce neurodegeneration-like changes in behavior, neuropathology, and affect synapse through MAPK activation. Particle and Fibre Toxicology. 15 (1), 28 (2018).
- Housing Deacon, R. M. husbandry and handling of rodents for behavioral experiments. Nature Protocols. 1 (2), 936-946 (2006).
- Poon, D. C., et al. PKR deficiency alters E. coli-induced sickness behaviors but does not exacerbate neuroimmune responses or bacterial load. Journal of Neuroinflammation. 12, 212 (2015).
- O’Leary, T. P., Gunn, R. K., Brown, R. E. What are we measuring when we test strain differences in anxiety in mice?. Behavior Genetics. 43 (1), 34-50 (2013).
- Can, A., et al. The tail suspension test. Journal of Visualized Experiments. (59), e3769 (2012).
- Angoa-Perez, M., et al. Mice genetically depleted of brain serotonin do not display a depression-like behavioral phenotype. ACS Chemical Neuroscience. 5 (10), 908-919 (2014).
- Blazquez, G., Canete, T., Tobena, A., Gimenez-Llort, L., Fernandez-Teruel, A. Cognitive and emotional profiles of aged Alzheimer’s disease (3xTgAD) mice: effects of environmental enrichment and sexual dimorphism. Behavioural Brain Research. 268, 185-201 (2014).
- Gimenez-Llort, L., et al. Modeling behavioral and neuronal symptoms of Alzheimer’s disease in mice: a role for intraneuronal amyloid. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 31 (1), 125-147 (2007).
- Lad, H. V., et al. Behavioural battery testing: evaluation and behavioural outcomes in 8 inbred mouse strains. Physiology & Behavior. 99 (3), 301-316 (2010).
- Powell, T. R., Fernandes, C., Schalkwyk, L. C. Depression-Related Behavioral Tests. Current Protocols in Mouse Biology. 2 (2), 119-127 (2012).
- Paylor, R., Spencer, C. M., Yuva-Paylor, L. A., Pieke-Dahl, S. The use of behavioral test batteries, II: effect of test interval. Physiology & Behavior. 87 (1), 95-102 (2006).
- Lee, K. M., Coehlo, M., McGregor, H. A., Waltermire, R. S., Szumlinski, K. K. Binge alcohol drinking elicits persistent negative affect in mice. Behavioural Brain Research. 291, 385-398 (2015).
- Shiotsuki, H., et al. A rotarod test for evaluation of motor skill learning. Journal of Neuroscience Methods. 189 (2), 180-185 (2010).
