Otomatik, Alzheimer hastalığının IntelliCage kullanarak, birden çok genetik modellerinde bilişsel işlevler için uzun vadeli davranış tahlil
Summary
Bu kağıt edimsel Klima otomatik yüksek üretilen iş davranış izleme sistemi IntelliCage sistemini kullanarak Alzheimer hastalığı genetik modelleri için bilişsel değerlendirme için bir protokol açıklar.
Abstract
Multipl faktörler — yaşlanma ve genler gibi — sık bilişsel gerileme ile ilişkilidir. Alzheimer hastalığı (Ah), gibi bilişsel gerileme genetiği değiştirilmiş fare modelleri temel mekanizmaları aydınlatmak ve tedavi edici gelişmeler teşvik için umut verici bir araç haline gelmiştir. Doğrulama ve modelleri, reklam, bilişsel gerileme söz konusu olduğunda beklenen davranış anormallik karakterizasyonu bir önemli adımdır. Uzun vadeli davranışsal araştırma araştırmacılar gelen talep önemli çabalar yaşlanma etkisini incelemek için laboratuvar hayvanların. Günlük insan işleme gereksinimini ortadan kaldıran bir yüksek işlem hacmi ve düşük maliyetli test pil fareler için IntelliCage sistemidir. Burada, biz nasıl sistem içinde bir genetik Alzheimer hastalığı modelinin fenotipleme uzun süreli kullanıldığında tarif özellikle bilişsel işlevler üzerinde duruluyor. Deneme kayma öğrenme ve yönetim işlevleri değerlendirmek testlerin tekrarlanan pil kullanır. Bu düşük maliyetli yaş bağımlı fenotipleme genler geçici ve/veya kalıcı etkileri çeşitli bilişsel yanları hakkında tanımlamak için bize izin verir.
Introduction
Hayvan modellerinde nöron hastalığı geliştirme son on yılda bunların temelinde ve tedavi edici gelişmeler1,2,3teşvik için mekanik anlamak sağlamıştır. Genetik hayvan modellerinde yüksek üretilen iş davranış testi pil uygulamadır insan hastalıklarının temel mekanizmaları ve kimlik ilaç araştırmak için bir sezgisel araştırma aracı. Araştırma testi piller yaşlanma uzun vadeli gözlem için uyarlanmış ve/veya demans modelleri geleneksel olarak laboratuvarlar özel insan gücü ve zaman büyük miktarlarda tüketmek zorunda. İnsanlar tarafından davranış gözlem maliyetini azaltmak gibi bir ev-kafes izleme sistemi maliyet-etkin bir strateji olacaktır. Bazı araştırma ekipleri tek bir bireyin davranış fenotipleme bir küçük ev kafes4,5,6‘ yardımcı otomatik görme gücü-esaslı araçları geliştirdik. Ancak, bu tür yöntemleri sosyal etkileşim, test ortamları boyutunu ve çeşitli bilişsel fonksiyonları arasında davranış önlemleri sınırı. IntelliCage sosyal ev kafese çeşitli bilişsel görevlerini gerçekleştirmek için tasarlanmış bir ikinci nesil ev-kafes izleme sistemidir. Önemlisi, bu yöntem her gün o sağlar bize uzun vadeli davranış bilişsel işlevler değerlendirilmesi ile izleme gerçekleştirmek için işleme ortadan kaldırabilir ve özel pratik kullanım gereksinimini ortadan kaldırmak ve son derece tekrarlanabilir etkinleştirmek veri alma7. Burada, biz uzun vadeli tarif fenotipleme ve doğrulama Alzheimer hastalığının olmuştur (AD) genetik fare modellerinde oluşturulan son zamanlarda ev-kafes otomatik izleme kullanarak8,9,10 sistem. Değerlendirmeler kayma öğrenme ve yönetim işlevleri dahil, bir test pil art arda birden çok yaş noktalarda (9 – 12 ve 14 – 17 aylık) gerçekleştirildi. Bu yaş bağımlı fenotipleme genler geçici ve/veya kalıcı etkileri çeşitli bilişsel yanları hakkında tanımlamak izin verdi. Bulduğumuz bazı reklam modelleri geçici ve kalıcı fenotipleri otomatik ev-kafes izleme sistemi10kullanarak uzun vadeli analizde test çeşitli bilişsel yönlerini gösterdi. Böylece, ev-kafes izleme sistemi kullanarak otomatik çalışma yararlı ve uzun vadeli davranış fenotipleme ve doğrulama bilişsel işlev bozukluğu çeşitli modelleri için düşük maliyetlidir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu kağıt genetiği değiştirilmiş reklam modelleri uzun vadeli bilişsel ve davranışsal deneyleri için otomatik ev-kafes izleme sistemi kullanma yöntemini açıklar. Transponder uygun pozisyonda implantasyonu en önemli adımdır. İmplantasyon gerçekleştirmeden önce Bu transponder son kullanma tarihi geçti değil emin olun. İkinci önemli nokta özellikle küçük bir sorun daha sonra daha ciddi bir çalışma sırasında olabilir gibi günlük, sisteminin işleyişi kontrol etmektir (i.e., bir yı…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz onun fotoğrafını malzeme yardımında Reiko Ando teşekkür ederiz. Bu araştırma için araştırmacı araştırma Grant-in-Aid tarafından desteklenmiştir (JSP’ler KAKENHI Grant sayı 16K 15196).
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 |
Referências
- Bryan, K. J., Lee, H., Perry, G., Smith, M. A., Casadesus, G. . Transgenic Mouse Models of Alzheimer’s Disease: Behavioral Testing and Considerations. Methods of Behavior Analysis in Neuroscience. , (2009).
- Nestler, E. J., Hyman, S. E. Animal models of neuropsychiatric disorders. Nature Neuroscience. 13 (10), 1161-1169 (2010).
- Crawley, J. N. Behavioral Phenotyping Strategies for Mutant Mice. Neuron. 57 (6), 809-818 (2008).
- Zarringhalam, K., Ka, M., et al. An open system for automatic home-cage behavioral analysis and its application to male and female mouse models of Huntington’s disease. Behavioural Brain Research. 229 (1), 216-225 (2012).
- Prusiner, S. B., Jackson, W. S., King, O. D., Lindquist, S. The power of automated high-resolution behavior analysis revealed by its application to mouse models of Huntington’s and prion diseases. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (23), 13363-13383 (1998).
- Jhuang, H., Garrote, E., et al. Automated home-cage behavioural phenotyping of mice. Nature Communications. 1 (6), 1-9 (2010).
- Krackow, S., Vannoni, E., et al. Consistent behavioral phenotype differences between inbred mouse strains in the IntelliCage. Genes, brain, and behavior. 9 (7), 722-731 (2010).
- Nilsson, P., Saito, T., Saido, T. C. New mouse model of Alzheimer’s. ACS chemical. 5 (7), 499-502 (2014).
- Saito, T., Matsuba, Y., et al. Single App knock-in mouse models of Alzheimer’s disease. Nat Neurosci. 17 (5), 661-663 (2014).
- Masuda, A., Kobayashi, Y., Kogo, N., Saito, T., Saido, T. C., Itohara, S. Cognitive deficits in single App knock-in mouse models. Neurobiology of Learning and Memory. , (2016).
- Chan, R. C. K., Shum, D., Toulopoulou, T., Chen, E. Y. H. Assessment of executive functions: Review of instruments and identification of critical issues. Archives of Clinical Neuropsychology. 23 (2), 201-216 (2008).
- Jurado, M. B., Rosselli, M. The Elusive Nature of Executive Functions: A Review of our Current Understanding. Neuropsychology Review. 17 (3), 213-233 (2007).
- Diamond, A. Executive Functions. Annual Review of Psychology. 64 (1), 135-168 (2013).
- Kobayashi, Y., Sano, Y., et al. Genetic dissection of medial habenula-interpeduncular nucleus pathway function in mice. Frontiers in behavioral neuroscience. 7, 17 (2013).
- Robinson, O. J., Vytal, K., Cornwell, B. R., Grillon, C. The impact of anxiety upon cognition: perspectives from human threat of shock studies. Frontiers in human neuroscience. 7, 203 (2013).
- Robbins, T. The 5-choice serial reaction time task: behavioural pharmacology and functional neurochemistry. Psychopharmacology. (3-4), 362-380 (2002).
- Asinof, S. K., Paine, T. A. The 5-Choice Serial Reaction Time Task: A Task of Attention and Impulse Control for Rodents. Journal of Visualized Experiments. (90), e51574 (2014).
- Codita, A., Gumucio, A., et al. Impaired behavior of female tg-ArcSwe APP mice in the IntelliCage: A longitudinal study. Behavioural brain research. 215 (1), 83-94 (2010).
- Blumstein, D. T. Habituation and sensitization: new thoughts about old ideas. Animal Behaviour. 120, 255-262 (2016).
- Endo, T., Maekawa, F., et al. Automated test of behavioral flexibility in mice using a behavioral sequencing task in IntelliCage. Behavioural brain research. 221 (1), 172-181 (2011).
- Voikar, V., Colacicco, G., Gruber, O., Vannoni, E., Lipp, H. -. P., Wolfer, D. P. Conditioned response suppression in the IntelliCage: assessment of mouse strain differences and effects of hippocampal and striatal lesions on acquisition and retention of memory. Behavioural brain research. 213 (2), 304-312 (2010).
- Puścian, A., Łęski, S., Górkiewicz, T., Meyza, K., Lipp, H. -. P., Knapska, E. A novel automated behavioral test battery assessing cognitive rigidity in two genetic mouse models of autism. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, 140 (2014).
- Voikar, V., Colacicco, G., Gruber, O., Vannoni, E., Lipp, H. -. P., Wolfer, D. P. Conditioned response suppression in the IntelliCage: assessment of mouse strain differences and effects of hippocampal and striatal lesions on acquisition and retention of memory. Behavioural brain research. 213 (2), 304-312 (2010).
- Harda, Z., Dzik, J. M., et al. Autophosphorylation of αCaMKII affects social interactions in mice. Genes, Brain and Behavior. , e12457 (2018).
- Aarts, E., Maroteaux, G., et al. The light spot test: Measuring anxiety in mice in an automated home-cage environment. Behavioural Brain Research. 294, 123-130 (2015).
- Safi, K., Neuhäusser-Wespy, F., et al. Mouse anxiety models and an example of an experimental setup using unconditioned avoidance in an automated system -IntelliCage. Cognition Brain & Behavior. 10 (4), 475-488 (2006).
- Dzik, J. M., Puścian, A., Mijakowska, Z., Radwanska, K., Łęski, S. PyMICE: APython library for analysis of IntelliCage data. Behavior Research Methods. 50 (2), 804-815 (2018).
