モリス水迷路試験：マウス系統およびテスト環境の最適化
Summary
This manuscript describes a Morris water maze (MWM) protocol tailored for use with a commonly used mouse model of Alzheimer’s disease. The MWM is widely used in transgenic mouse models. Implementation of a procedure sensitive to the background strain of the mouse model is essential for detecting group differences.
Abstract
The Morris water maze (MWM) is a commonly used task to assess hippocampal-dependent spatial learning and memory in transgenic mouse models of disease, including neurocognitive disorders such as Alzheimer’s disease. However, the background strain of the mouse model used can have a substantial effect on the observed behavioral phenotype, with some strains exhibiting superior learning ability relative to others. To ensure differences between transgene negative and transgene positive mice can be detected, identification of a training procedure sensitive to the background strain is essential. Failure to tailor the MWM protocol to the background strain of the mouse model may lead to under- or over- training, thereby masking group differences in probe trials. Here, a MWM protocol tailored for use with the F1 FVB/N x 129S6 background is described. This is a frequently used background strain to study the age-dependent effects of mutant P301L tau (rTg(TauP301L)4510 mice) on the memory deficits associated with Alzheimer’s disease. Also described is a strategy to re-optimize, as dictated by the particular testing environment utilized.
Introduction
トランスジェニックマウスモデルは、アルツハイマー病（AD）の病態、ならびに治療的介入の可能性を評価することに尽力しています。そのようなモリス水迷路（MWM）として認知タスクは、一般に記憶欠損の分子相関を識別し、前臨床薬物の有効性を評価するために、これらのモデルを使用しています。これは、認知タスクのダイナミックレンジは、微妙な治療効果を検出するのに十分な幅であることが重要です。 ADのマウスモデルでは、認知障害は、典型的には、年齢依存しており、マウスは、性能の漸進的減少を表示する（ 例えば 、1）。敏感な認知課題を使用すると、それによって老化動物に関連するコストを削減、以前の動物の生活の中で微妙な違いの検出を可能にすることができます。例えば、15から5海馬依存性バーンズ迷路訓練の試行回数を減らすことは、Dが得られ、作業の難易度を増加させより早い年齢で3xTgモデルの欠損のetectionは、以前に2を報告しました。赤字の早期発見だけでなく、それはまた、認知障害の根底にある分子変化を識別することができる可能性を高める、かなりの時間とコストの節約を提供しています。
認知タスクの感度に影響を与える要因の一つは、マウスモデルの遺伝的バックグラウンド株です。例えば、BALB / cマウスは、C57BL / 6 3などの他の株と比較して、学習および記憶課題における優れた性能を発揮します。 F1 FVB / N X 129S6バックグラウンドは、ADの最も広く使用されているモデル、のTg2576及びRTG（TauP301L）4510モデルの2のために使用されます。この株は、B6 / SJLマウス4を含む他の株にMWMの相対性に優れた学習能力を発揮します。このため、優れた学習能力の、広範囲の訓練の後に単一のプローブを使用することは、オーバートレーニングに起因するグループ間の相違を隠蔽することができます。また、sensitivitプローブ試行のyは年齢依存性であってもよいです。我々は以前、以前のプローブ試験は、限定され隠されたプラットフォームの訓練の後、より広範囲の訓練5の後に挿入されたプローブの試験よりも若い導入遺伝子陰性同腹子対照と比較して、若いのTg2576の違いに敏感であることが示されています。これとは対照的に、広範囲の訓練以下のプローブ試験は、以前のプローブ試験5以上経過した同腹仔と比較して、より古い（20〜25月）Tg2576マウスにおいて、より敏感です。長手方向のテストが実行され、特定のプローブの試験の感度は年齢に依存している場合は特に、トレーニングを通じてプローブ試行を散在することにより、敏感な試験が特定される可能性が増加する。1 F1 FVB / N xの優れた性能を示しより広範な訓練を受けたプロトコルの下で訓練を受けたB6 / SJLバックグラウンドのマウスに比べて、この株のために最適化されたプロトコルの下で129S6マウス。
MWMは、一般的に、時間と研究室6の両方で再現可能で信頼性の高い手段を提供すると考えられて。例えば、もともと私たちのミネソタ州の研究室の1,7で使用される主なプロトコルが正常にウェストバージニア大学8でマイナーな修正を加えて実施されました。同様に、障害の同等のレベルが病原体を含まない、または従来の条件9で飼育場合同腹子を制御するために、4510マウスの相対RTG（TauP301L）で観察されました。しかし、テスト環境は、MWMタスクの感度に影響を与えることができます。このような部屋の照明などの要因、空気口、温度勾配、および騒音すべては最終的に、パフォーマンスに影響を与えることができる環境の合図4に貢献しています。私たちのミネソタ州の研究室やビバリウムが新しい建物に移動した場合には、アップ野生型性能の38％の減少には、実質的にタスクと導入遺伝子関連の障害を検出する能力のダイナミックレンジを低減し、観察されました。 PEの変化rformanceは、同等のサイズと構成であることが試験室を設計し、同じ印加視覚的な手がかりを使用しているにもかかわらず発生しました。元のプロトコルの「再最適化は、「新たなテスト環境でMWMタスクのダイナミックレンジを増大させるために必要でした。
ここでF1 FVB / Nでの使用に合わせたオリジナルのプロトコルは、129S6の背景5が記載されているxは。いくつかの研究は、ストレスを示唆しているため、パフォーマンス11にこのストレス誘導赤字を緩和することができる貧しいMWMのパフォーマンス10および前処理に関連している、前処理プロトコルは、プールの導入および除去の前MWM試験のにマウスを順応するように設計されました。前処理後、マウスを上げプラットフォームはフラグでマークされている可視の足場訓練を受けます。可視の足場訓練は、感覚異常に関連するパフォーマンス問題を有するマウスを識別するために使用されます。 PROTに記載の除外基準を使用してocolセクション、パフォーマンス·無能なマウスは、隠されたプラットフォームのトレーニングおよびプローブ試験のその後の検査から削除されます。感覚性能はデータのうち因数分解されるため、隠されたプラットフォームのトレーニングとプローブ試験で障害が認知障害として解釈されます。可視の足場訓練の完了後、マウスに、プラットフォームを水に沈め、外部合図に同じ位置に残る隠れ足場訓練を開始します。プラットフォームが除去された試験（プローブトライアル）は、付加的な訓練の影響を評価するために、隠れプラットフォーム訓練を通して散在しています。プローブ試験は、毎日の開始時に発生するため、追加的な隠れ足場訓練の前に、プローブ試験は20時間の遅延の後にプラットフォームの位置を記憶する動物の能力を測定し、基準メモリ12の測定値を検討しました。最後に、方法は、このオリジナルのプロトコルは、再最適化されたときに、テスト環境の変化破壊された制御性能が記載されています。
Protocol
Representative Results
Discussion
MWMタスクが広く、空間学習および記憶を評価するために使用されます。しかし、このタスクの堅牢性は、多くの要因によって影響を受け、バックグラウンド株とテスト環境の両方の最適化を必要とすることができます。 図4に示すように、同一の訓練プロトコルおよび2つの異なる検査室（同等のサイズとレイアウト）に使用される視覚的な手がかりを印加は有意に異なるプロー?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
、神経疾患·脳卒中研究所（アッシュ – R01NS33249、R01NS63249とR01NS79374）、CoBRE（エングラー-Chiurazzi – P20GM109098）、 – この作品は、一般医科学研究所（U54GM104942リード/エングラー-Chiurazzi）によってサポートされていましたアルツハイマー病協会（リード – NIRG-12から242187）、WVU学部研究上院グラント（リード）、医学ディーンのオフィスのWVU大学（エングラー-Chiurazzi）からWVU PSCORグラント（リード）、および内部資金。内容はもっぱら著者の責任であり、必ずしもNIHやアルツハイマー病協会の公式見解を示すものではありません。
Materials
| Viewer Tracking software | Biobserve | This particular software is not a requirement – there are other tracking systems available | |
| Pre-handling pool | Dimensions approximately 1 foot wide x 2 feet long x 1.5 feet deep | ||
| Plastic beaker | 1 liter | ||
| Scoop | |||
| Small net | |||
| Stopwatch | |||
| White circular tub | |||
| Non-toxic white tempera paint | Any color can paint can be used; must completely cover the hidden platform | ||
| Platform | Color should contrast that of maze | ||
| Curtain rod | |||
| Curtains | |||
| Mouse performance tracking software | |||
| Circular tub | Uusally white in color; approximately 4 feet in diamater | ||
| Platform | Painted same color as the water |
Riferimenti
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