Évaluation du comportement du système vestibulaire vieillissement de souris

Summary

contrôle du moteur et la performance de la balance sont connus à se détériorer avec l'âge. Ce document présente un certain nombre de tests comportementaux non invasives standard avec l'ajout d'un stimulus rotatif simple de contester le système et afficher les changements vestibulaires de la performance de l'équilibre dans un modèle murin de vieillissement.

Abstract

Liée à l'âge déclin de la performance de la balance est associé à la détérioration de la force musculaire, la coordination motrice et la fonction vestibulaire. Bien qu'un certain nombre d'études montrent des changements dans l'équilibre phénotype avec l'âge chez les rongeurs, très peu isoler la contribution à l'équilibre vestibulaire soit en conditions normales ou lors de la sénescence. Nous utilisons deux tests de comportement standard pour caractériser la performance de la balance des souris à des points d'âge définies sur la durée de vie: le test de la tige tournante et le test de la poutre inclinée. Surtout si, un rotateur construit sur mesure est également utilisé pour stimuler le système vestibulaire de la souris (sans induire des signes manifestes de la cinétose). Ces deux tests ont été utilisés pour montrer que les changements dans vestibulaire performance équilibre médiation sont présents sur la durée de vie de souris. Les résultats préliminaires montrent que les deux le test de la tige tournante et le test de la poutre modifiée peuvent être utilisés pour identifier les changements dans les performances de l'équilibre au cours du vieillissement comme une alternative à plus diffictechniques ult et invasives telles que (VOR) mesures vestibulo-oculaire.

Introduction

Notre sens de l'équilibre est peut-être l'une des composantes essentielles des encore plus négligés de même des activités automobiles les plus élémentaires comme la marche et le tournage. L'équilibre est influencé par de nombreux facteurs, y compris la force musculaire, la coordination motrice et la fonction vestibulaire, et ce n'est que dans la présence de neuropathies vestibulaires ou lors du vieillissement normal que l'importance d'un système de balance pleinement fonctionnel est appréciée. Troubles du système vestibulaire sont souvent associés à des expériences de vertiges ou d'étourdissements et de déséquilibre résultant en un risque accru de chutes et de blessures ultérieures ^1. Ceci est particulièrement important dans les populations âgées où les chutes sont une des principales causes de blessures ^2.

Tests de la fonction vestibulaire sont généralement basées sur les réflexes vestibulaires, en particulier, la vestibulo-oculaire (VOR) ou le réflexe vestibulo-collique (VCR). Le VOR et magnétoscope sont essentiels pour la stabilisation d'images surla position de la rétine et de la tête lors des mouvements de la tête et du corps respectivement. Généralement, les mesures de VOR nécessitent l'implantation invasive de recherche bobines pour mesurer les mouvements oculaires ou suivi vidéo des mouvements oculaires ^3. Ceci est difficile chez la souris en raison du faible nature de l'oeil de la souris et la difficulté de la détection de la pupille pour l'analyse vidéo ^3. En variante, le magnétoscope est utilisé pour mesurer la stabilisation de la tête en réponse à des mouvements du corps chez la souris sans la nécessité d'une chirurgie invasive ^4. Malgré cela, peu d'études portent spécifiquement sur la façon dont le système vestibulaire effectue dans son ensemble et surtout comment il change au cours du vieillissement.

Pour évaluer la performance globale de l'équilibre simplement et de manière non invasive, nous avons modifié deux tests comportementaux utilisés couramment. Les tests de faisceau d'équilibre tige tournante et inclinées évaluer les différents aspects de la performance motrice chez des rongeurs et dans des études précédentes ont été utilisés dans une batterie de test à acquérir une complèteprofil de la capacité du moteur. Cette capacité peut être affecté par la maladie ou de modification génétique, et est également sensible à des processus associés au développement normal et le vieillissement ^7.5. Des travaux antérieurs utilisant la tige tournante a montré que la coordination motrice chez des souris diminue après 3 mois de ⁸ ans. En outre, les rats présentent des déficits de la balance notables avec l'augmentation de l'âge sur le test de la poutre ^9.

Ce document décrit l'utilisation des tests de rotarod et poutre d'équilibre, en liaison avec un stimulus vestibulaire afin de contester le système vestibulaire et caractériser l'impact sur les performances de l'équilibre chez les souris jeunes et âgées. Bien que les méthodes simples et non invasives décrites ne sont pas conçus comme des mesures autonomes de la fonction vestibulaire périphérique, ils ne fournissent une mesure comportementale simple et utile pour comparer les changements cellulaires et sous-cellulaires à plusieurs étapes du traitement vestibulaire lors du vieillissement normal chez la souris.

Protocol

1. Animaux Souris (C57/BL6) de 1 ans, 9 et 13 mois ont été obtenues auprès du Centre des ressources animales (Perth, Australie). Ces souris ont été logés dans des cages standard de la souris dans la facilité Bosch rongeurs à l'Université de Sydney sur un 12/12 h cycle lumière / obscurité avec accès à la nourriture et de l'eau ad libitum. Les procédures décrites ci-dessous ont été approuvés par l'Université du comité d'éthique animale Sydney. Apportez cag…

Representative Results

Rotarod La performance motrice chez la souris a été décrit comme le temps de tomber (TTF) enregistrée pour chaque souris sur 8 essais. Grâce à ces mesures de TTF, les courbes de formation pour chaque souris peuvent être tracées. Figure 2 montre des exemples de la performance du moteur d'un 1 mois-vieille souris et un de 9 mois vieille souris au cours de 8 essais. Ces courbes de formation montrent une augmentation de la TTF au cours des 3-5 premiers essais suivis d&#…

Discussion

Étapes critiques dans le protocole

Des travaux antérieurs ont montré qu'il est facile de overtrain souris à la fois sur la tige tournante et un appareil à faisceau d'équilibre et en conséquence, l'acquisition des mesures précises peuvent être difficiles ^15. Par exemple, le surentraînement sur ​​la tige tournante peut conduire à des souris sautant volontairement large des chevilles au cours des deux périodes d'acclimatation et d'essai, tandis que le…

Materials

Rotarod	IITC Life Science Inc.	#755	"Rat dowels" = 70 mm diameter. Do not allow ethanol contact perspex.
iPhone	Apple		Can use any type of camera (e.g. Logitech webcam described above). Velcro fixed to the back surface for attachment to the the 3D articulated arm.
3D articulated arm	Fisso/Baitella	Classic 3300-28	Any type of stable vertical stand would be adequate. Velcro is fixed to the apical end of the arm for iPhone attachment.
Wooden walking beam: 1m long strip of smooth wood with a circular cross-section of 14 mm diameter			A range of diameters and cross section shapes can be used to suit experimental parameters
Wooden goal box (130 x 140 x 220 mm) made from 11 mm thick boards
Support stand made of 41 x 41 mm beams: 2 vertical beams 525 and 590 mm from ground at the start and goal ends respectively; 803 mm horizontal beam that runs along the ground directly under the walking beam; two 20 mm long beams act as "feet", joining the horizontal and vertical beams at each end; a 21 x 21 x 36 mm block hewn at the apical end of the "starting" vertical beam; a 13 x 13 mm aperture cut out of the centre of this block, forming a tunnel which runs perpendicular to the walking beam.			Brace all joins with small steel brackets.
Adjustible metal ring (13 mm wide)			Pass this through the aperture in the block, pass the starting end of the balance beam through this ring and tighten until the beam is firmly in place.
Black paint (water based)	Handycan	Acrylic Matt Black	2-3 coats for all wooden surfaces of the balance beam apparatus
Clear finish	Wattle Estapol	Polyurethane Matt	Single coat for all beams. Double coat for all other surfaces of the balance beam apparatus
Foam, packaging material			To cushion any falls from the balance beam
Electrical tape			Fix webcam to roof.
70% Ethanol, paper towels			Clean beam and goal box between each animal.
Gauze pads/paper towels			To line the floor of the goal box
Mouse house (from home cage)