Automatizada, a longo prazo ensaio comportamental para funções cognitivas em vários modelos genéticos da doença de Alzheimer, usando IntelliCage

Summary

Este artigo descreve um protocolo para avaliação cognitiva para modelos genéticos da doença de Alzheimer usando o sistema de IntelliCage, que é um sistema de monitoramento comportamental alto throughput automatizado com condicionamento operante.

Abstract

Vários fatores — tais como envelhecimento e genes — estão frequentemente associados com o declínio cognitivo. Modelos de rato geneticamente modificado de declínio cognitivo, tais como a doença de Alzheimer (AD), tornaram-se uma ferramenta promissora para elucidar os mecanismos subjacentes e promover os avanços terapêuticos. Um passo importante é a validação e a caracterização de anormalidade comportamental esperada nos modelos, no caso de AD, declínio cognitivo. As investigações comportamentais a longo prazo dos animais de laboratório para estudar os efeitos do envelhecimento esforços substanciais de demanda de pesquisadores. O sistema IntelliCage é uma bateria de teste de alto rendimento e baixo custo para os ratos que elimina a necessidade de manipulação humana diária. Aqui, descrevemos como o sistema é utilizado na longo prazo fenotipagem de um modelo genético da doença de Alzheimer, especificamente enfocando as funções cognitivas. O experimento emprega repetida bateria de testes que avaliam a aprendizagem espacial e funções executivas. Este fenotipagem de idade-dependente econômica nos permite identificar os efeitos transitórios e/ou permanentes de genes em vários aspectos cognitivos.

Introduction

O desenvolvimento de modelos animais de doença neuronal na última década tem proporcionado uma compreensão mecanicista da sua base e a fim de promover os avanços terapêuticos^1,2,3. Aplicação de uma bateria de teste comportamental de alto rendimento em modelos animais de genéticas é uma ferramenta de pesquisa heurística para investigar os mecanismos subjacentes das doenças humanas e identificação das terapias medicamentosas. As baterias de teste de investigação adaptaram para observação de longo prazo do envelhecimento e/ou modelos de demência tradicionalmente têm forçado a laboratórios de consumir grandes quantidades de mão de obra especializada e tempo. Um sistema de monitoramento de casa-gaiola seria uma estratégia econômica que reduziria o custo de observação comportamental por seres humanos. Algumas equipes de pesquisa desenvolveram ferramentas automatizadas de visão-baseada que ajudam a fenotipagem comportamental de um único indivíduo em uma gaiola pequena casa^4,5,6. No entanto, tais métodos limitam a interação social, o tamanho dos ambientes de teste e a variedade de medidas comportamentais que incluem funções cognitivas. O IntelliCage é um sistema de monitoramento em casa-gaiola segunda geração projetado para executar várias tarefas cognitivas em uma gaiola casa social. Importante, esse método pode eliminar diariamente manipulação que permite-nos realizar monitoramento comportamentais a longo prazo com a avaliação das funções cognitivas, e pode eliminar os requisitos para a manipulação de prática especializada e habilitar altamente reprodutível aquisição de dados⁷. Aqui, descrevemos a longo prazo fenotipagem e validação em modelos de genética do rato da doença de Alzheimer (AD) que tem sido recentemente geraram^8,9,10 usando o monitoramento automatizado de casa-gaiola sistema. Uma bateria de testes, que incluiu avaliações de aprendizagem espacial e funções executivas, realizou-se repetidamente em vários pontos da idade (9 – 12 e 14 – 17 meses de idade). Este fenotipagem dependente da idade nos permitiu identificar os efeitos transitórios e/ou permanentes de genes em vários aspectos cognitivos. Nós achamos que alguns modelos de AD mostraram fenótipos transitórios e permanentes de vários aspectos cognitivos, testados em análise a longo prazo usando o automatizado casa-gaiola monitoramento sistema¹⁰. Assim, o estudo automatizado usando o sistema de monitoramento de casa-gaiola é benéfico e cost-effective para fenotipagem comportamental a longo prazo e validação em vários modelos de disfunção cognitiva.

Protocol

Todos os procedimentos foram aprovados pelo animal institucional conta e usam o Comité, e eles foram realizados de acordo com as diretrizes do Instituto RIKEN cérebro ciência a experimentação animal. 1. configuração aparelho Nota: Uma visão geral do sistema de monitoramento automatizado do casa-gaiola é mostrada na Figura 1. Cada sistema (39 x 58 cm x 21 cm) contém um microprocessador e quatro câmaras de canto, cada qual com du…

Representative Results

Em nosso estudo anterior, os idade-dependente déficits cognitivos em modelos de AD foram detectados pelos experimentos usando o automatizado casa-gaiola monitoramento sistema10. Seu desempenho de modelos do AD em PP estava intacto em adultos jovens e indivíduos mais velhos; no entanto, o desempenho em PPR foi significativamente e progressivamente prejudicada (Figura 6). Também é importante observar o comportamento geral ou ansiedad…

Discussion

Este artigo descreve o método usando o sistema de monitoramento de casa-gaiola automatizado para ensaios de cognitivos e comportamentais a longo prazo em modelos de AD geneticamente modificados. O passo mais crítico é a implantação do transponder na posição apropriada. Antes de realizar a implantação, certifique-se de que a data de expiração do transponder não passou. O segundo ponto importante é verificar o funcionamento do sistema diariamente, especialmente como um problema menor pode tornar-se posteriorme…

Materials

IntelliCage	TSE Systems	–	Parchased in 2011 or later
PC	Dell	Inspiron 580s	–
Display	Dell	SI75T-WL	–
ALPHA-dri	Shepherd Specialty Papers	–	Standard bedding
Aron Alpha (Krasy Glue) 2g	Toagosei (Krasy Glue)	#04612	Cyanoacrylates for gluing magnet and blak arm
Handheld Transponder Reader	BTS-ID	R-560	Transponder reader, which reads both Trovan and DataMars
Transponder	DataMars	T-VA, T-VAS, or another series	Basic package of transponders and implanters
Diamond Grip Plus	Ansel Microflex	DGP-INT-M	Experimental glove
Isoflurane	Pfizer	1119701G1092	–
Vaporizer for small animals	DS Pharma Biomedical	SF-B01	Facemask included
Neo-Medrol	Pfizer	006472-001	Eye ointment
Ethanol (70%)	–	–	–
Excel	Microsoft	00202-51382-15524-AA928	For data analysis