Evaluación del Comportamiento del Envejecimiento Ratón Sistema Vestibular
Summary
Control del motor y el rendimiento balanza se conocen a deteriorarse con la edad. Este artículo presenta una serie de pruebas de comportamiento no invasivas estándar con la adición de un estímulo rotatorio sencillo para desafiar al sistema y mostrar los cambios en el rendimiento vestibulares equilibrio en un modelo murino de envejecimiento.
Abstract
Declive relacionado con la edad en el rendimiento balanza se asocia con el deterioro de la fuerza muscular, la coordinación motora y la función vestibular. Mientras que un número de estudios muestran cambios en el fenotipo equilibrio con la edad en los roedores, muy pocos aislar la contribución vestibular para equilibrar tanto en condiciones normales o durante la senescencia. Utilizamos dos pruebas de comportamiento estándar para caracterizar el desempeño equilibrio de los ratones en los puntos de edad definidos durante la vida útil: la prueba rotarod y la prueba de barra de equilibrio inclinado. Es importante destacar, sin embargo, un rotador hecha a la medida también se usa para estimular el sistema vestibular de los ratones (sin inducir signos manifiestos de la enfermedad de movimiento). Estas dos pruebas se han usado para mostrar que los cambios en el rendimiento vestibular-equilibrio mediada están presentes durante la vida útil murino. Los resultados preliminares muestran que tanto la prueba de rotarod y la prueba de barra de equilibrio modificada se pueden usar para identificar cambios en el rendimiento de equilibrio durante el envejecimiento como alternativa a la más diffictécnicas ult e invasivos tales como (VOR) mediciones vestíbulo-ocular.
Introduction
Nuestro sentido del equilibrio es tal vez uno de los componentes vitales aún más olvidadas de incluso las actividades motoras más básicos como el senderismo y el torneado. Balanza está influenciada por numerosos factores, incluyendo la fuerza muscular, coordinación motora y la función vestibular, y es sólo en la presencia de neuropatías vestibulares o durante el envejecimiento normal que se aprecia la importancia de un sistema de equilibrio pleno funcionamiento. Alteraciones en el sistema vestibular son frecuentemente asociados con experiencias de vértigo o mareo y el desequilibrio que resulta en un mayor riesgo de caídas y lesiones posteriores 1. Esto es particularmente crítico en las poblaciones de más edad, donde las caídas son una de las principales causas de lesiones 2.
Pruebas de la función vestibular se basan comúnmente en los reflejos vestibulares, en particular, el vestíbulo-ocular (VOR) o el reflejo vestíbulo-Collic (VCR). El VOR y VCR son esenciales para la estabilización de imágenes enla posición de la retina y la cabeza durante los movimientos de la cabeza y el cuerpo, respectivamente. Comúnmente, las mediciones VOR requieren la implantación invasivo de bobinas de búsqueda para medir los movimientos oculares o de seguimiento de vídeo de movimiento de los ojos 3. Este es un reto en ratones debido a la pequeña naturaleza del ojo del ratón y la dificultad en la detección de la pupila para el análisis de vídeo 3. Como una alternativa, el VCR ha sido utilizado para medir la estabilización de la cabeza en respuesta a los movimientos del cuerpo en ratones sin la necesidad de cirugía invasiva 4. A pesar de esto, pocos estudios se centran específicamente en cómo el sistema vestibular funciona como un todo y lo más importante cómo cambia durante el envejecimiento.
Para evaluar el desempeño global de la balanza de manera sencilla y no invasiva modificamos dos pruebas de comportamiento de uso común. Las pruebas de barra de equilibrio y rotarod inclinadas evaluar diferentes aspectos del rendimiento del motor en los roedores y en los estudios anteriores se han utilizado en una batería de pruebas para adquirir una completael perfil de la capacidad del motor. Esta capacidad puede ser afectado por la enfermedad o la modificación genética, y también es sensible a los procesos asociados con el desarrollo normal y el envejecimiento 5-7. A principios de trabajo utilizando el rotarod ha demostrado que la coordinación motora en ratones disminuye después de 3 meses de edad 8. Además, las ratas muestran déficits de la balanza notable con la edad en la prueba de barra de equilibrio 9.
En este trabajo se describe el uso de las pruebas rotarod y barra de equilibrio, en relación con un estímulo vestibular con el fin de desafiar el sistema vestibular y caracterizar el consiguiente impacto sobre el equilibrio en ratones jóvenes y mayores. Mientras que los métodos simples y no invasivos descritos no están diseñados como medidas independientes de la función vestibular periférica, que proporcionan una medida del comportamiento útil y simple para comparar los cambios celulares y subcelulares en múltiples etapas de procesamiento vestibular durante el envejecimiento normal en ratones.
Protocol
Representative Results
Discussion
Pasos críticos en el Protocolo
El trabajo previo ha demostrado que es fácil de overtrain ratones tanto en el cilindro giratorio y el aparato de barra de equilibrio y como consecuencia, la adquisición de mediciones precisas puede ser un reto 15. Por ejemplo, el sobreentrenamiento en el cilindro giratorio puede dar lugar a ratones intencionalmente saltar de los tacos durante los períodos de aclimatación y de ensayo, mientras que el sobreentrenamiento en la barra de equilibrio pued…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to acknowledge The Garnett Passe and Rodney Williams Memorial Foundation and the Bosch Institute Animal Behavioural Facility.
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) |
References
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