Batteria di comportamentali test valutazione generale locomozione, forza muscolare e coordinazione in topi
Summary
Test comportamentali è utilizzato in studi pre-clinici per valutare gli effetti fenotipici di una malattia o un trattamento benessere di un animale. Al fine di valutare globalmente funzionamento del motore, abbiamo selezionato le prove per la locomozione generale, forza muscolare e di coordinazione: campo aperto-test, il test di rete e il rotarod test, rispettivamente.
Abstract
Test comportamentali è utilizzato in studi pre-clinici per valutare gli effetti fenotipici ed esiti che dispone di una particolare malattia o un trattamento benessere e la salute dell’animale. Ci sono numerosi test comportamentali che possono essere applicate. Abbiamo selezionato un test per la locomozione generale, campo aperto test (OFT); un test per la forza muscolare, la mesh testare (MT); e un test per il coordinamento, il rotarod test (RR). Test può essere realizzato su base settimanale o mensile. Come un test per la locomozione generale, l’OFT opere oggettivamente monitoraggio parametri di movimento mentre il mouse è in un’apparecchiatura di campo aperto. Il campo è in genere una finestra di 2′ x 2′, e i movimenti vengono registrati tramite telerilevamento laser o tramite acquisizione video. Il mouse è posizionato al centro del campo aperto e può spostarsi liberamente per il test. La MT utilizza la latenza per un mouse per cadere uno schermo invertito come una misura della forza muscolare. Un mouse è posizionato su uno schermo, che è invertito sopra una scatola trasparente ed è cronometrato per loro latenza a cadere. Vengono eseguite tre prove, con il meglio delle tre prove ha segnate per quel giorno. Un punteggio di 60 s è il tempo massimo è rimasto un mouse invertito. I topi sono dati un periodo di riposo di 5 minuti tra tentativi di prova di mesh. Infine, un protocollo accelerato sulla RR valuta resistenza e coordinazione motoria. Durante un periodo di prova, un mouse cammina su una canna rotante in quanto aumenta in velocità da 4 giri/min a 40 giri al minuto oltre 5 min. La prova termina quando il mouse tocca il sensore di pressione magnetizzata al momento di cadere. Ogni mouse subisce tre prove, e la prova migliore è segnata per quel giorno. Questo dati comportamentali combinati consentono la valutazione globale della mobilità, coordinazione, forza e movimento degli animali da esperimento. Almeno due delle tre misure di test comportamentali deve mostrare miglioramento per un animale a qualificarsi come avendo complessiva migliorata funzione motoria.
Introduction
L’obiettivo dei test comportamentali è misurare la caratterizzazione fenotipica, sia in studi per un nuovo modello murino di malattie che colpiscono il sistema nervoso centrale o per una versione di prova di un nuovo trattamento. Ci sono una varietà di test comportamentali da scegliere. La spiegazione razionale per l’utilizzo di una combinazione di test comportamentali è spesso completamente per valutare i risultati di trattamento pre-clinico. La batteria di test comportamentali nel presente documento comprende la prova di campo aperto (OFT), la prova della maglia (MT) e il rotarod test (RR).
L’OFT è usato come una misura di attività locomotrice generale1,2,3,4,5,6,7. Questa valutazione permette il mouse per muoversi liberamente in un campo aperto, e le misurazioni effettuate sono i movimenti del mouse nel corso della prova del comportamento. Le analisi quantitative effettuate con un OFT comprendono allevamento, lunghezza percorsa, tempo trascorso movimento (ad es., camminare e correre) ed i cambiamenti in attività nel corso del tempo (ad es., salto e più lento/iperattivo movimenti), motivo per cui è utile e analisi approfondita del comportamento del roditore.
La MT è utilizzato per valutare la forza dei topi1,2,8,9,10,11. L’uso di tutte e quattro le membra per appendere fuori di una rete di griglia metallica consente la misurazione non invasiva della capacità dei topi per mostrare tensione sostenuta arto mentre opporre gli effetti della gravità. Questa valutazione avviene posizionando un cursore del mouse su una maglia invertita e temporizzazione sua latenza a cadere. Questo test valuta la forza muscolare del mouse misurando quanto tempo può contenere se stesso sullo schermo invertito prima di cadere.
Il RR valuta il coordinamento del mouse mentre si utilizza l’accelerante protocollo1,2,7,8,9,12,13. L’apparato di rotarod è costituito da una trave cilindrica che ruota in aria a partire da 4 giri/min. Il mouse può imparare questa abilità di coordinazione motoria e quindi è sfidato da un aumento lento, incrementale fino a 40 giri/min. Classicamente, il protocollo di velocità costante è una misura della forza muscolare, mentre il protocollo di accelerazione per il RR valuta la coordinazione, la resistenza e la forza muscolare1,2,7, 14.
I vantaggi di queste tre prove comportamentali sono che che sono ampiamente accettate in tutto il roditore comportamentale prova comunità2,7,8,9e quando presi non solo come la somma del prove individuali, ma collettivamente, può essere utilizzato come una valutazione globale del comportamento fenotipico quando indagare i diversi risultati di trattamenti sperimentali. L’OFT è uno dei test solo per attività locomotrice nel complesso2. La RR è anche uno dei pochi modi per valutare coordinamento2, diversi da quelli per l’utilizzo di software di analisi di andatura, che non verrà discusso qui. Ci sono alcuni modi in cui può essere valutata la forza muscolare di un mouse; Tuttavia, utilizzando la MT, o un filo pendere test, è stato utilizzato prevalentemente nella letteratura ed è accettata come un metodo affidabile per testare la forza muscolare2,8,9,10, 11. molte altre tecniche per la misurazione di locomozione generali e il coordinamento sono estremamente che richiede tempo e non può produrre dati affidabili (ad es., tempi manualmente il movimento del mouse o manualmente pittura zampe per analisi del passo). I sistemi automatici per l’OFT e la RR aumentano l’affidabilità e la validità dei dati prodotti e risparmiare tempo e fatica.
Ad esempio, dato il neurodegeneration del modello del topo malattia di Sandhoff, durante l’esecuzione di questa batteria di test, l’OFT sarebbe il primo di questi test utilizzati per valutare le anomalie del motore che sono di solito visto in questo modello di topo a partire dai 3 mesi di età. I deficit nella coordinazione motoria dovrebbero anche diventare apparente inizio a 12 settimane di età. Deficit di forza muscolare dovrebbe iniziare circa 14 settimane di età, ma in definitiva diventano molto più significativi di 16 settimane.
Questi test sono utili quando lo studio delle malattie che causano danni significativi di motori, compreso di malattie neurodegenerative9 come Sandhoff malattia1,8,13, morbo di Parkinson7, Malattia di Huntington, sclerosi multipla. Il test può essere utilizzato anche per studiare l’invecchiamento e a formulare valutazioni comparative geriatriche o misure di salute. Disturbi della deambulazione e cambiamenti nella locomozione e l’equilibrio sono visti in molti di questi stati di malattia. Tuttavia, l’utilità di questi test non è limitata alle malattie con sintomi neuromuscolari prevalenti.
Siete pregati di notare che non ci sono stati nessun variabili di confusione notate per quanto riguarda la motivazione o la novità di una delle misure di test comportamentali descritte. È indispensabile per determinati stati di malattia e patologie che i ricercatori acquisiscano dati comportamentali preliminari prima il mouse presenta sintomi fenotipici; il ricercatore deve quindi periodicamente (ogni settimana) garantire che tutte le motorie sono contabilizzate. Molte malattie hanno una rapida insorgenza dei sintomi fenotipici e senza test settimanali, questi sintomi non sarebbero essere contabilizzati.
Protocol
Representative Results
Discussion
Per tutti i test, pulire e disinfettare la superficie per ridurre al minimo i contagi e distrattori ai topi. Inoltre, essere certi che i topi sono dato sufficienti periodi di riposo tra una prova e tra comportamentale prove quando si utilizza l’OFT, RR e Mt.
Nell’OFT, è fondamentale che ogni mouse è posizionato al centro di campo aperto e che il programma viene avviato al momento del rilascio del mouse verso il centro. Essere sicuri che non ci sono nessun movimenti della mano che i sensori …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vorremmo ringraziare la nuova speranza Resarch Fondazione per il finanziamento della nostra ricerca e il loro continuo supporto. Vorremmo anche ringraziare IITC parziale sostegno finanziario per questo lavoro.
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 |
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