Évaluation de la déficience de la mémoire spatiale dans un modèle de souris de lésions cérébrales traumatiques à l'aide d'un labyrinthe radial de la marche d'eau
Summary
Nous présentons ici un protocole pour un test de cognition spécifique à la souris qui ne nécessite pas de nage. Ce test peut être utilisé pour distinguer avec succès les souris traumatiques traumatiques provoquées par l'impact cortical contrôlé par des témoins simulés.
Abstract
Malgré l'augmentation récente de l'utilisation des modèles de souris dans la recherche scientifique, les chercheurs continuent à utiliser des tâches cognitives qui ont été initialement conçues et validées pour l'utilisation des rats. Le test de labyrinthe de la mémoire spatiale (spécialement conçu pour les souris et ne nécessitant pas de baignade) a été démontré précédemment pour distinguer avec succès les souris TBI induites par impact cortical contrôlées et les contrôles simulés. Ici, un protocole détaillé pour cette tâche est présenté. Le labyrinthe RWT capitalise sur la tendance naturelle des souris à éviter les zones ouvertes en faveur de l'étreinte des côtés d'un appareil (thigmotaxis). Les murs du labyrinthe sont bordés de neuf trous d'évacuation placés au-dessus du sol de l'appareil, et les souris sont entraînées à utiliser des repères visuels pour localiser le trou d'évacuation qui sort du labyrinthe. Le labyrinthe est rempli d'un pouce d'eau froide, suffisant pour motiver l'évasion mais pas assez profond pour exiger que la souris nage. La période d'acquisition ne prend que quatre formationsJours, avec un test de rétention de mémoire au jour cinq et un test de mémoire à long terme au jour 12. Les résultats rapportés ici suggèrent que le labyrinthe de RWT est une alternative possible aux tests cognitifs validés par le rat et basés sur la natation dans l'évaluation de l'espace Déficits de mémoire dans les modèles souris de TBI.
Introduction
Les troubles de la mémoire sont parmi les symptômes les plus courants signalés par les patients après une lésion cérébrale traumatique (TCE) 1 , 2 . L'identification et l'évaluation exactes des déficits de mémoire analogues dans les modèles animaux de TBI sont donc essentielles à notre compréhension de cette condition et de sa gestion. Ici, nous présentons un protocole pour tester la mémoire spatiale dans un modèle de souris de TBI en utilisant un labyrinthe de roulement à eau radiante (RWT). Cet appareil a précédemment évalué les déficits cognitifs dans les modèles de souris du TBI 3 induit par l'impact cortical contrôlé (CCI) et représente une alternative potentielle aux tests de cognition validés par le rat et basés sur la nage.
La diversité croissante et la disponibilité de modèles de souris transgéniques a entraîné une augmentation récente de l'utilisation de souris sur des rats dans la recherche scientifique 4 . Malgré ce changement, les chercheurs continuent à compter sur un comportementNd tâches cognitives initialement conçues et validées pour l'utilisation des rats. Les tests les plus courants actuellement utilisés pour évaluer la cognition chez la souris, le Morris Water Maze (MWM) et le labyrinthe circulaire de Barnes ont été spécifiquement conçus pour capitaliser sur les comportements instinctifs trouvés chez les rats 5 , 6 . Compte tenu des différences génétiques, neuroethologiques et cognitives qui existent entre ces deux espèces 4 , il n'est pas surprenant que les souris continuent régulièrement à se baser sur ces tâches 7 , 8 .
Les différences dépendantes de l'espèce dans les capacités de test sont particulièrement préoccupantes dans les tests cognitifs basés sur la natation, tels que le MWM. Alors que les rats et les souris sont des nageurs compétents, les chercheurs ont identifié plusieurs souches de souris qui se comportent remarquablement mal sur les tâches cognitives basées sur la natation 9 , 10 , </Sup> 11 , 12 , 13 . Même chez les animaux de type sauvage, les rats dépassent généralement les souris 7 , 8 . Bien que cela puisse être interprété comme une différence spécifique de l'espèce dans la mémoire spatiale, des tests de suivi analogues utilisant un labyrinthe à terre sèche n'ont révélé aucune différence dépendante des espèces dans les performances cognitives 8 . Un certain nombre de facteurs non liés à la cognition pourraient expliquer cette découverte, y compris les différences dépendantes de l'espèce dans la capacité de nage ou la stratégie de recherche. En effet, l'analyse factorielle des stratégies de recherche spécifiques à la souris dans le MWM montre que les facteurs non cognitifs (en particulier, la thigomotaxis et la passivité [ c'est -à- dire flottants]) peuvent jouer un rôle plus important dans la performance MWM que l'apprentissage spatial 14 .
Ici, nous démontrons l'utilisation d'un test cognitif conçu pour capitaliser sur leComportement stuctif de la souris, et qui ne nécessite pas de nage, pour mesurer l'altération de la mémoire spatiale dans un modèle de souris de TBI induite par CCI. Bien que le labyrinthe de RWT (figure 1 A-B) a été conçu en tant que nouvel hybride du labyrinthe circulaire MWM et Barnes, il a été spécialement conçu pour tirer parti du comportement pulsionnel thigmotactisme à des souris 15, 16. L'appareil se compose d'un tube en acier galvanisé de 32 pouces de diamètre dans lequel neuf trous de sortie régulièrement espacés ont été ennuyés. Les trous sont centrés à 2-1 / 4 pouces au-dessus du plancher de la baignoire et sont dimensionnés pour s'adapter aux adaptateurs antiparasites ABS DWV SPG x SJ de 1-1 / 2 pouces couramment disponibles. Huit des sorties sont coiffées de l'extérieur et aveuglées jusqu'à une profondeur de 1 pouce avec des bouchons en caoutchouc. Le neuvième est relié par un coude en styrène à styrène (ABS) à 90 ° d'acrylonitrile à une boîte en plastique opaque dont la souris peut être facilement retirée après test. Au cours d'unBrève période d'acquisition, la souris est formée pour utiliser les repères visuels uniques qui bordent le labyrinthe pour localiser cette boîte d'évacuation. Au cours du test, le labyrinthe est rempli d'un pouce d'eau froide (12-14 ° C), suffisamment aversif pour favoriser l'évasion, mais pas assez profond pour que la souris soit obligée de nager.
Le labyrinthe RWT représente une alternative peu coûteuse et à faible entretien au MWM, et a été utilisé avec succès chez les souris âgées et transgéniques 15 , 17 , 18 , 19 et les modèles de souris induites par CCI de TBI 3 . Le protocole décrit ici représente une méthode simple et efficace pour mesurer l'altération de la mémoire spatiale nécessitant une formation préalable à la blessure et pourrait être facilement modifiée en fonction des besoins particuliers d'un laboratoire de recherche.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le protocole de labyrinthe RWT présenté ici distingue avec succès les souris TBI induites par CCI et les contrôles simulés, et représente une alternative viable, axée sur la souris, au lézard circulaire MWM et Barnes. Alors que les résultats rapportés ici ne parlent que de l'utilisation du labyrinthe RWT dans un modèle de souris TBI, cet appareil a été utilisé avec succès dans des modèles âgés et transgéniques où la non-conformité induite par le stress résultant d'essais basés sur la nage …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette recherche a été soutenue par l'opportunité de projet pilote de l'Institut pour les sciences de la traduction (UL1TR000423), le Centre de l'Université de Washington sur le développement humain et l'incapacité, et l'Université de Washington Animal Behavior Core and Brain Imaging Core. Nous tenons à remercier le Dr Warren Ladiges pour son rôle dans le développement et la diffusion du design et du protocole original du labyrinthe Radial Water Tread présentés ici. Nous remercions également Toby Cole pour son aide à ce projet.
Materials
| 35 Gal. Hot Dipped Steel Round Tub | Home Depot | Internet #206638142 | Needed: 1 |
| 1-1/2 in. ABS DWV SPG x SJ Trap Adapter | Home Depot | Internet #100344703, Store SKU #188956 | Needed: 9 |
| 1-3/4 in. x 1-7/16 in. Black Rubber Stopper | Home Depot | Internet #100114974 Store SKU #755844 | Needed: 8 |
| 1-1/2 in. ABS DWV 90 Degree Hub x Hub Elbow | Home Depot | Internet #100346663 Store SKU #188603 | Needed: 1 |
| HDX 10 Gal. Storage Tote |
Home Depot | Internet #202523587 Store SKU #258804 Store SO SKU #258804 | Needed: 1 |
| Impact One Stereotaxic Impactor for CCI | Leica Biosystems | 39463920 | Needed: 1 |
| Vernier Stereotaxic w/ Manual Fine Drive Stereotaxic Instrument for Small Animals | Leica Biosystems | 39463001 | Needed: 1 |
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