모리스 물 미로 테스트 : 마우스 스트레인 및 테스트 환경을위한 최적화
Summary
This manuscript describes a Morris water maze (MWM) protocol tailored for use with a commonly used mouse model of Alzheimer’s disease. The MWM is widely used in transgenic mouse models. Implementation of a procedure sensitive to the background strain of the mouse model is essential for detecting group differences.
Abstract
The Morris water maze (MWM) is a commonly used task to assess hippocampal-dependent spatial learning and memory in transgenic mouse models of disease, including neurocognitive disorders such as Alzheimer’s disease. However, the background strain of the mouse model used can have a substantial effect on the observed behavioral phenotype, with some strains exhibiting superior learning ability relative to others. To ensure differences between transgene negative and transgene positive mice can be detected, identification of a training procedure sensitive to the background strain is essential. Failure to tailor the MWM protocol to the background strain of the mouse model may lead to under- or over- training, thereby masking group differences in probe trials. Here, a MWM protocol tailored for use with the F1 FVB/N x 129S6 background is described. This is a frequently used background strain to study the age-dependent effects of mutant P301L tau (rTg(TauP301L)4510 mice) on the memory deficits associated with Alzheimer’s disease. Also described is a strategy to re-optimize, as dictated by the particular testing environment utilized.
Introduction
형질 전환 마우스 모델은 알츠하이머 병 (AD)의 병태 생리학뿐만 아니라, 치료 적 개입의 가능성을 평가하는 수단이되어왔다. 이러한 모리스 물 미로 (MWM)인지 적 작업은 일반적으로 기억력 결핍의 분자 상관 관계를 파악하고 전임상 약물의 효능을 평가하기 위해 이러한 모델과 함께 사용된다. 이는인지 작업의 동적 범위는 치료 효과 미묘한 검출 충분히 넓은 것이 그러나 중요하다. 광고의 마우스 모델,인지 적자는 일반적으로 나이에 따라 달라집니다, 그리고 마우스는 성능이 점진적 감소를 표시 (예를 들면, 1). 민감한 태스크인지를 사용하여 동물 노화와 관련된 비용을 줄일 이전 동물의 생명에 미묘한 차이를 검출 할 수있다. 예를 들면, 해마 의존적 반스 훈련 실험의 수를 줄이는 것이 15-5 미로 D 결과, 작업의 어려움을 증가보다 이른 나이에 3xTg 모델에서 적자의 금 속 탐은 이전에 2를보고했다. 적자 이전 검출뿐만 아니라 이것은 또한인지 결핍의 기초 분자의 변화를 식별 할 수있는 가능성이 높아, 상당한 시간과 비용 절감을 제공한다.
인지 작업의 감도에 영향을 미치는 하나의 요인은 마우스 모델의 유전 배경 균주이다. 예를 들어, BALB / c 마우스는 C57BL / 6 (3)과 같은 다른 균주에 비해 과제 학습 및 기억에 우수한 성능을 나타낸다. F1 FVB / N X 129S6 배경은 AD의 가장 널리 사용되는 모델 Tg2576 및 RTG (TauP301L) 4510 모델이 사용된다. 이 균주는 B6 / SJL 마우스 (4)를 포함하여 다른 균주에 MWM 상대적으로 우수한 학습 능력을 나타낸다. 이 때문에 우수한 학습 능력, 광범위한 훈련 후 단일 프로브의 사용은 오버 – 트레이닝으로 인한 그룹 차이를 마스크 할 수있다. 또한, sensitivit프로브 시험의 Y는 연령에 따라 달라질 수 있습니다. 우리는 이전에 이전 프로브 시험은 제한 숨겨진 플랫폼 훈련 후,보다 젊은 형질 전환 유전자 음성 한배의 새끼 컨트롤에 비해 젊은 Tg2576의 차이에 더 민감 더 광범위한 훈련 (5) 다음에 삽입 프로브 시험 있음을 보여 주었다. 이전 프로브 시험 5보다 대조적으로, 광범위한 교육을 다음과 같은 검사 시험은 이전 한배 새끼에 비해 Tg2576 마우스 이전 (20 ~ 25 월)에 더 민감하다. 길이 시험이 수행되고, 특정 프로브 시험의 감도 연령 의존적 인 경우 특히 훈련 내내 프로브 시험을 산재하여 민감한 재판이 식별 될 가능성이 증가된다. 1 F1 FVB / N (X)의 우수한 성능을 보여준다 더 광범위한 훈련 프로토콜에서 훈련 B6 / SJL 배경의 마우스에 비해이 변형에 최적화 된 프로토콜에 따라 129S6 마우스.
MWM은일반적으로 시간과 실험실 (6) 모두에서 재현 할 수있는 신뢰할 수있는 수단을 제공하기 위해 생각했다. 예를 들어, 원래 우리의 미네소타 실험실 1,7에서 사용되는 기본 프로토콜이 성공적으로 웨스트 버지니아 대학 8에 약간의 수정으로 구현되었습니다. 마찬가지로, 손상 동등한 수준 무균 또는 통상 조건 하에서 구 수납 경우 한배 새끼를 제어하기 위해 4510 생쥐 상대 RTG (TauP301L)에서 관찰되었다. 그러나, 테스트 환경 MWM 태스크의 민감도에 영향을 미칠 수있다. 같은 실내 조명, 환기구, 온도 구배 및 소음 등의 모든 요소가 궁극적으로 성능에 영향을 미칠 수있는 환경 단서 4에 기여한다. 우리 미네소타 실험실 동물 사육장은 신축 이동 하였을 때, 최대 야생형 성능의 38 % 감소는 실질적으로 작업 및 트랜스 – 관련 결핍을 탐지 할 수있는 능력의 동적 범위를 감소가 관찰되었다. PE의 변화rformance 동등한 크기 및 구성으로 검사실을 설계하고, 동일한인가 시각적 큐를 사용에도 불구하고 발생 하였다. 본래의 프로토콜 A "재 최적화가"새로운 테스트 환경에서 MWM 태스크의 동적 범위를 증가시키기 위해 요구되었다.
여기에 F1 FVB / N와 함께 사용하기위한 맞춤형 원래 프로토콜은 129S6 배경 5 설명 X. 일부 연구는 응력을 제시하기 때문에 성능 (11)이 스트레스 유도 결손 완화 불량한 MWM 성능 (10) 및 사전 처리와 연결되어, 사전 처리 프로토콜은 풀의 도입 및 제거 전에 MWM 테스트 행에 쥐를 순응하도록 설계되었다 . 사전 처리 후, 마우스 제기 플랫폼 플래그가 표시되는 볼 플랫폼 교육을 받다. 눈에 보이는 플랫폼 훈련은 감각 이상과 관련된 성능 문제로 쥐를 식별하는 데 사용됩니다. 제자에 설명 된 배제 기준을 사용하여ocol 섹션, 성능 무능한 마우스 숨겨진 플랫폼 교육 및 프로브 시험 이후의 시험에서 제거됩니다. 감각 성능 데이터에서 고려되기 때문에 숨겨진 플랫폼 교육 및 프로브 시험에서 장애인지 적자로 해석됩니다. 가시 플랫폼 훈련 종료 후, 마우스는 플랫폼을 물에 잠긴 외부 큐에 대해 동일한 위치에 유지된다 숨겨진 플랫폼 트레이닝을 시작. 플랫폼 (프로브 시험)을 제거하는 시험이 추가 교육의 영향을 평가하기 위해 숨겨진 플랫폼 교육 전반에 걸쳐 산재되어있다. 프로브 실험은 하루의 시작 부분에서 발생하기 때문에 추가적인 숨겨진 플랫폼 트레이닝 전에, 프로브 실험은 20 시간 지연에 따라 플랫폼의 위치를 기억하는 동물의 능력을 측정하고, 기준 메모리 (12)의 측정 값을 고려 하였다. 마지막으로, 방법은이 프로토콜은 원래 다시 최적화 될 때 테스트 환경 변화중단 제어 성능이 설명되어 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
MWM 태스크 널리 공간 학습 및 기억을 평가하는 데 사용된다. 그러나,이 작업의 안정성은 많은 요인들에 의해 영향을 배경 균주 및 테스트 환경 모두의 최적화를 필요로 할 수있다. 도 4는 동일한 트레이닝 프로토콜에 나타낸 두 개의 다른 테스트 실 (동등한 크기 및 레이아웃)에 사용되는 시각적 적용된 상당히 상이한 프로브의 성능을 수득 하였다. 테스트 룸의 많은 기능이 공간 큐 <su…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
신경 질환 및 뇌졸중의 국립 연구소, -이 작품은 일반 의료 과학 국립 연구소 (U54GM104942 리드 / 잉글 러 – Chiurazzi)에 의해 지원되었다 (애쉬 – R01NS33249, R01NS63249 및 R01NS79374), 코 브레 (잉글 러 – Chiurazzi – P20GM109098) 알츠하이머 협회 (리드 – NIRG-12-242187), WVU 교수 연구 상원 그랜트 (리드), 의학 딘의 사무실의 WVU 대학 (잉글 러 – Chiurazzi)에서 WVU PSCOR 보조금 (리드) 및 내부 자금. 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 NIH 또는 알츠하이머 협회의 공식 견해를 대변하지 않습니다.
Materials
| Viewer Tracking software | Biobserve | This particular software is not a requirement – there are other tracking systems available | |
| Pre-handling pool | Dimensions approximately 1 foot wide x 2 feet long x 1.5 feet deep | ||
| Plastic beaker | 1 liter | ||
| Scoop | |||
| Small net | |||
| Stopwatch | |||
| White circular tub | |||
| Non-toxic white tempera paint | Any color can paint can be used; must completely cover the hidden platform | ||
| Platform | Color should contrast that of maze | ||
| Curtain rod | |||
| Curtains | |||
| Mouse performance tracking software | |||
| Circular tub | Uusally white in color; approximately 4 feet in diamater | ||
| Platform | Painted same color as the water |
References
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