Behavioral Assessment av den aldrende mus Vestibulær System

Summary

Motorisk kontroll og balanse ytelse er kjent for å svekkes med alderen. Dette notatet presenterer en rekke standard-invasiv atferdstester med tillegg av en enkel roterende stimulans til å utfordre de vestibulære systemet og viser endringer i balanse ytelse i en murine modell av aldring.

Abstract

Aldersrelatert nedgang i balanse ytelse er forbundet med dårligere muskelstyrke, motorisk koordinasjon og vestibularfunksjonen. Mens en rekke studier viser endringer i balanse fenotype med alderen hos gnagere, svært få isolere vestibular bidrag til å balansere både under normale forhold eller under senescence. Vi bruker to standard atferdstester for å karakterisere balansen utførelsen av mus ved definerte alderspoeng levetid: den rotarod test og den skrå balanse bjelke test. Viktigere skjønt, er en tilpasset bygget rotator også brukes til å stimulere vestibulære system av mus (uten å indusere klare tegn på reisesyke). Disse to tester som har blitt brukt til å vise at endringer i vestibular mediert-balanse ytelse er til stede over hele murine levetid. Preliminære resultater viser at både rotarod-testen og modifiserte balanse bjelke test kan anvendes for å identifisere endringer i balanse ytelse under aldring som et alternativ til mer difficult og invasive teknikker som Vestíbulo-okulær (VOR) målinger.

Introduction

Vår følelse av balanse er kanskje en av de mest oversett ennå vitale komponenter i selv de mest grunnleggende motoriske aktiviteter som turgåing og slå. Balanse er påvirket av en rekke faktorer, inkludert muskelstyrke, motorisk koordinasjon og vestibularfunksjonen, og det er bare i nærvær av vestibulære nevropatier eller under normal aldring at betydningen av et fullt fungerende balanse system er verdsatt. Forstyrrelser til det vestibulære systemet er ofte forbundet med opplevelser av vertigo eller svimmelhet og ubalanse som resulterer i økt risiko for fall og påfølgende skader ^en. Dette er spesielt kritisk i eldre befolkningsgrupper der fossen er en av de viktigste årsakene til skade ^to.

Vestibularfunksjonen testene er ofte basert på de vestibulære reflekser, særlig den vestibulo-okulær (VOR) eller vestibulo-collic refleks (VCR). VOR og videospiller er viktig for stabilisering av bilder pånetthinnen og hodet stilling under bevegelser av hodet og kroppen hhv. Vanligvis, VOR målinger krever invasiv implantasjon av søke spoler å måle øyebevegelser eller video sporing av øyebevegelser ^tre. Det er utfordrende hos mus som følge av den lille arten av muse øyet og vanskeligheten med å detektere eleven for videoanalyse ^3. Som et alternativ har det VCR blitt brukt til å måle stabilisering av hodet som reaksjon på bevegelser hos mus uten behov for invasiv kirurgi ^4.. Til tross for dette, er det få studier fokuserer spesielt på hvordan det vestibulære systemet fungerer som en helhet, og enda viktigere hvordan den endres under aldring.

For å vurdere generelle balansen ytelsen enkelt og invasivt vi endret to brukte atferdstester. De rotarod og skrå balanse bjelke tester vurdere ulike aspekter av motorytelse i gnagere og i tidligere studier har blitt brukt i et testbatteri for å få en komplettprofil av motor evne. Denne muligheten kan bli påvirket av sykdommen eller genetisk modifisering, og er også følsomme for prosesser i forbindelse med normal utvikling og aldring ^5-7. Tidligere arbeid med den rotarod har vist at motorisk koordinasjon hos mus avtar etter 3 måneders alder ^8. I tillegg, rotter viser merk balanse underskudd med økende alder på balanse bjelke test ^9.

Dette notatet beskriver bruken av rotarod og balanse bjelke tester i forbindelse med en vestibulære stimulans for å utfordre det vestibulære system og karakteriserer den påfølgende innvirkning på balanse prestasjoner hos unge og eldre mus. Mens de enkle og ikke-invasiv metoder beskrevet ikke er utformet som frittstående tiltak av perifer vestibulær funksjon, gir de en nyttig og enkel atferdsregulerende tiltak for å sammenligne cellulære og subcellulære endringer på flere stadier av vestibulære behandling under normal aldring hos mus.

Protocol

En. Dyr Mus (C57/BL6) i alderen 1, 9 og 13 måneder gammel ble hentet fra Animal Resources Centre (Perth, Australia). Disse musene ble plassert i vanlige mus bur i Bosch Rodent Facility ved Universitetet i Sydney på en 12/12 timers lys / mørke-syklusen med tilgang til mat og vann ad libitum. Prosedyrene er beskrevet nedenfor ble godkjent av Universitetet i Sydney dyreetikk komité. Bring mus bur inn i testrommet før hver test i 10 min for å tillate mus for å akklimatisere seg til testm…

Representative Results

Rotarod Motoren utførelsen av mus ble beskrevet som Time To Fall (TTF) registrert for hver musen over åtte forsøk. Ved hjelp av disse målinger av TTF, kan trenings kurver for hver mus plottes. Figur 2 viser eksempler på utførelsen av en motor 1 måned gamle mus, og en 9 måneder gamle mus i løpet av 8 forsøk. Disse opplærings kurver viser en økning i TTF i løpet av de første 3-5 forsøkene etterfulgt av en etterfølgende platå. Målinger av TTF registrert før plat…

Discussion

Kritiske trinn i protokollen

Tidligere arbeid har vist at det er lett å train mus både på rotarod-og balanse-stråleapparat, og som en konsekvens av dette, kan ved kjøp av nøyaktige målinger være utfordrende ^15. For eksempel, kan overtrening på rotarod føre til mus med vilje hoppe av pluggene både under akklimatisering og prøveperioder, mens overtrening på balanse strålen kan føre til hyppigere stopp (utforskende atferd) og reiser i motsatt retning (dvs. mot st…

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)