汽车和海马依赖空间学习和记忆参考评估与中风阿尔茨海默氏病的转基因大鼠模型
Summary
调查在一个新颖模型共同病态阿尔茨海默氏病（AD）和中风的条件，都描述了三种行为任务评估两个电动机控制和认知行为。这些任务包括梁行走任务，气缸任务和Morris水迷宫。
Abstract
阿尔茨海默氏病（AD）是一种使人衰弱的神经变性疾病，其导致神经变性和记忆丧失。而年龄是AD的主要危险因素，中风也被牵连作为危险因素和一种加剧因素。在恶化卒中相关的电动机控制和AD相关的认知缺陷中风和AD结果的共病时相比单独各条件。为了模拟中风和AD，AD的新的转基因大鼠模型中，与淀粉样蛋白前体蛋白结合到它的DNA（涉及AD的发展的关键蛋白质）的突变形式的组合条件下，被赋予一个小单方面纹状体中风。
对于笔触和AD的组合模式，即评估中风有关的电机控制，运动和AD相关的认知功能行为测试必须执行。气缸任务涉及到评估自发前肢电机使用具有成本效益，多功能设备。在此任务，将大鼠放置在圆筒形装置，其中所述鼠将自发后部和联系其前肢汽缸的壁。这些接触被认为是前肢电机使用，在测试过程中经过视频分析量化。实施另一项经济高效的电机任务是梁行走任务，评估前肢控制，后肢控制和运动。此任务涉及跨木梁允许肢体运动控制的评估，通过前肢单，后肢滑倒分析大鼠行走。学习和记忆的评估完成后用Morris水迷宫这一行为模式。该协议始于空间学习，从而使老鼠找到一个固定的平台隐藏。空间学习后，该平台被去除，短期和长期的空间参考存储器进行评估。所有这三个任务是行为上的差异敏感，在28天内对这一模式完成，使这对digm时间效率和成本效益。
Introduction
阿尔茨海默氏病（AD）是老年人人口痴呆和衰弱的神经变性疾病的最普遍的形式。组织病理学上，AD呈现为淀粉样蛋白斑，神经原纤维缠结和神经元的损失。淀粉样蛋白斑由已经通过由β分泌酶和γ分泌酶1,2,3淀粉样前体蛋白（APP）的改变的蛋白水解切割产生的β-淀粉样肽（Aβ）的主要。裂解产物，Aβ，在大脑中沉积产生病理淀粉样蛋白斑和对脑，可导致特性学习障碍和记忆丧失毒性作用。所有的这些步骤一起被称为“淀粉样蛋白级联假说”3,4。当调查广告时这个假设是很重要的，已被发现的其他细胞变化先于从原来的淀粉样蛋白级联途径偏离这些斑块地层。这些其他细胞变化被认为有助于早期记忆丧失，学习障碍和之前斑块形成3,5,6参与AD其它认知功能障碍。
随着AD越来越普遍，为开发AD的危险因素正成为研究的一个非常重要的焦点。虽然年龄是AD的散发性形式的主要危险因素，其他危险因素已被识别，包括中风7,8。中风不仅是一个危险因素，但它也可以加剧已经存在痴呆。例如，临床上，AD的进展已被证明是谁曾经历中风9例差。此外，增加的APP表达和Aβ积聚已Aβ毒性与诱发中风10,11结合的实验动物模型中找到。由于存在中风和AD之间的这种重要的相互作用，这是至关重要的，这两种病症进一步研究在共同病态模式，可以更好地了解病理生理学和行为在这两个条件牵连。
调查共同病态条件下，一个合适的模型，必须开发，其中中风可以与Aβ相互作用以产生AD样病理。对于第一次，使用具有并入其DNA中的突变的人APP基因的APP21转基因大鼠实现AD一种合适的型号。突变是瑞典双错义和印第安纳单错义突变，这都被在公元4,8,12家族形式牵连。在没有额外的侮辱，而不发展特色Aβ斑块或神经原纤维这种大鼠模型的年龄缠结12。因此，在努力以诱导AD样行为病理学，小冲程被引入右纹状体模仿小皮层下笔划常常存在于痴呆病人9。在APP21转基因RA的行程吨体现了共同病态条件，并允许不同类型的两种疾病状况牵连行为变化的研究。特别地，该感应AD样病理和认知缺陷的成年大鼠允许我们调查前述AD的最早的分子和认知改变。
由于该目标是确定的行为的变化的第一个迹象，并且自两冲程和AD具有非常明显的行为病状，研究共同病态模型时，行为任务需要评估各种行为表型。有很多，可以做分析运动和认知行为在涉及各种范例和设备的啮齿动物模型相对敏感测试电池。要具体分析前肢及后肢运动功能，气缸任务和梁步行任务已落实来检测运动障碍，并在这个模型监测运动。专门设计用来评估细FO等敏感任务relimb运动技能（ 即楼梯任务和单颗粒到达任务）要求食物匮乏11,13,14。为了避免任何对疾病的病理15,16,17食物匮乏的已知作用，这些测试已被视为不适合这项研究。气缸任务评估了一个新的环境中饲养过程中自发利用老鼠的前肢，可检测大鼠前肢之间的不对称性单侧中风10,18。这个任务的一个主要的好处是，该装置可用于其他行为任务，如Porsolt强迫游泳任务19。相反在气缸任务，光束步行任务还可以后肢和前肢电机控制的分析，除了locmotion 10,14。平衡木行走包括运动部件，组件平衡和熟练的脚的位置。这两个测试都是成本效益，简单，时间效率和阐明中风和AD对D的影响 ifferences肢体功能。
除了运动功能的改变，AD涉及记忆障碍，可以出现在疾病进展的早期阶段。当在啮齿动物模型寻址AD样病理，至关重要的是，海马依赖性学习和记忆的评估，因为海马是一个重要的脑结构很大程度上影响在公元2。海马是空间学习和记忆，其功能的重要脑区能够在啮齿动物使用各种迷宫范式进行测试。其中，针对不同疾病的啮齿动物模型中使用最广泛的迷宫任务是Morris水迷宫20。 Morris水迷宫利用空间线索协助大鼠在定位的静止隐藏平台和当平台被移除测试空间参考存储器。水迷宫设置的一个有价值的好处是，它是高度适应取决于提出研究问题20。
帐篷“>这是第一次，所描述的技术已经被用于评估运动和认知功能的中风和AD的新的共病的大鼠模型。在一个APP21转基因大鼠模型，涉及小笔。共同发病率是通过诱导来实现血管中的纹状体的血管收缩以产生APP21转基因大鼠的小行程，该行程模型已经很好地建立在公元11的可替换的大鼠模型中的共同病态状态。进展到这种新颖的APP21转基因大鼠模型意产生更平移有价值的模型。虽然行为任务使用一个共同病态冲程和AD大鼠模型描述，这些任务可进一步应用于中风的其它模型或其他神经系统疾病的模型（ 即帕金森病）。一般描述的方法将广泛适用于这些其他疾病状态，但行为时间表和范式可能基础上，提出资源需要改动问题操作搜索和型号。除了是适应性强，所描述的任务是有效地展现次要缺陷的同时，还具有成本和时间效率。Protocol
Representative Results
Discussion
中风和阿尔茨海默氏病的结果中很明显的行为的病症可影响这两个马达和根据各状况的严重程度的认知功能的组合。因此，有必要利用各种行为任务，以确定这些条件的个别贡献，以及提供一些洞察在共病态状况合并的和潜在的互动效果。呈现的数据证明三个成本效率，时间效率的和敏感的行为任务，以评估在一个新颖共同病态APP21转基因大鼠中风模型运动功能和海马依赖性空间学习和参考记忆?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was made possible with funding from the Canadian Institutes of Health Research (CIHR) and the authors would like to thank CIHR for their funding support.
Materials
| Cylinder | Western University | Plexiglas Cylinder Cylinder Diameter: 23 cm Cylinder Height: 40 cm Platform Height: 30 cm Mirror Length: 35 cm Mirror Width: 26.5 cm |
This was made specifically by Western University Machine Services for our lab. Please contact your own chosen manufacturer to design this product. |
| Handheld Video Camera | JVC | GZ-E200 | |
| Video Camera Tripod | Slik | F163 | |
| AM/FM Clock Radio | Sylvania | SCR1388 | |
| White Board | Walmart | Width: 71.12 cm Height: 55.88 cm |
These can be purchased at any store (i.e. Walmart, University bookstores) |
| Dry-erase Marker | Expo | Expo Dry-erase Original Marker | These can be purchased at any store (i.e. Walmart, University bookstores) |
| Wooden Beam | Rona | Plywood Width: 2 cm Length: 100cm |
|
| VWR General Purpose Laboratory Tape | VWR Intl. | 89097-920 | |
| iMovie '11 | Apple Inc. | Version 9.0.9 (1795) | This is the version used in this manuscript, but any other iMovie version or video editing software could be used. |
| Morris Water Maze Pool with Platform | Stoelting Co. | 60136/60035 | These are not the exact products used in the video, but these are essentially identical. |
| Platform Cue | – | – | The platform cue used was created using a small metal stand and white spherical foam ball. These can likely be purchased at any store with home improvement materials (i.e. Walmart, Rona etc.) |
| Mainstays 71" Floor Lamp | Walmart | HW-F0377SLV | |
| ANY-Maze Behavioural Tracking Software | Stoelting Co. | 60000 | There are ANY-maze® bundles that include the camera with or without a computer and accessories. |
| Compact Video Camera | Logitech | V-U0023 | |
| Laptop | Hewlett-Packard | HP® Pavilion dv6 Notebook PC | Laptop Specifics: AMD A6-3420M APU with Radeon™ HD Graphics 1.50 GHz, 6.00 GB RAM, 64-bit operating system. |
| Americana Non-toxic Acrylic Paint | DecoArt | DAO67-9 | This can be ordered on the DecoArt site or purchased in store at DecoArt® retailers. |
| Poster Board | Walmart | PA-1961 |
Riferimenti
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