بطارية اختبار سلوكية لتكرار تقييم المهارات الحركية، والمزاج، والإدراك في الفئران
Summary
بطارية اختبار سلوكية شاملة للمهارات الحركية، مزاج — بما في ذلك التفاعل الاجتماعي، والاكتئاب، والقلق – ويهدف الإدراك لتكرار تقييم التغييرات السلوكية المتصلة نيوروديجينيريشن في الفئران.
Abstract
تتطلب تحليلاً شاملا السلوكية في الفئران لأن الاختلالات الحركية واختلال في المزاج والإدراك المشترك الدراسات الدوائية والسمية في نيوروديجينيريشن وغالباً ما يشارك الأعراض في أمراض الأعصاب. يظهر هنا هو بطارية اختبار سلوكية للسيارات، والمزاج، والإدراك، الذي يمكن اختبار مرارا وتكرارا في دراسة طولية. هذه البطارية ويقيم النمط الظاهري عموما السلوكية في الفئران بفحص كل مجال من السلوك مع اثنين على الأقل من اختبارات مقبولة تماما مستقلة (أي، فتح حقل تجارب واختبار روتارود للوظيفة الحركية واختبار التفاعل الاجتماعي ومرتفعة بالإضافة إلى اختبار المتاهة، و اختبار السباحة القسري للدالة العاطفية، واختبار المتاهة المائية موريس والكائن رواية الاعتراف باختبار للوظائف المعرفية). ولذلك، هذه البطارية اختبار حساسية وشامل أداة قوية لدراسة السلوكية وتناوب في نيوروديجينيريشن.
Introduction
أمراض الأعصاب ظهرت الأعراض السلوكية المدمرة، بما في ذلك ضعف الإدراك، واختلالات المزاج مثل القلق والاكتئاب، أو الخلل في السيارات1. الآلية المرضية لأنواع مختلفة من أمراض الأعصاب هو غير واضح2. وتشير الدراسات المتراكمة إلى أن قد تسهم كل العوامل الوراثية والبيئية للآلية المرضية لأمراض الأعصاب. تحديد عوامل الخطر من نيوروديجينيريشن يتطلب التحليل السلوكي. وبالرغم من أن كل نوع من أمراض الأعصاب في الأعراض السلوكية التوقيع (مثل مرض الزهايمر [م] ظهرت مع ضعف الإدراك ومرض باركنسون [PD] مع الخلل في السيارات). مع تطور المرض، تظهر المرضى comorbidity شذوذ سلوكية مختلفة3. على سبيل المثال، تظهر الإعلانية المرضى أعراض الخلل في مزاج في مرحلة متقدمة4،5. قد المرضى PD التقدم إلى الخرف المتعلقة بالمشتريات وتطوير ادراكية إضعاف6. استناداً إلى هذه الميزات، التحليل السلوكي في نماذج نيوروديجينيريشن عادة ما تكون شاملة ومتكررة.
ولتحقيق هذا الهدف، صمم بطارية التي تحتوي على الاختبارات السلوكية الكلاسيكية والمستخدمة على نطاق واسع بصحة ممتازة للتحليلات السلوكية في السيارات، والمزاج، والإدراك. يمكن اختبار الدالة السيارات7،فتح مجال الاختبار8 والاختبار روتارود المتسارع. خلل المزاج، بما في ذلك الخلل الاجتماعي، والاكتئاب، والقلق، تعتبر الأكثر شيوعاً في أمراض الأعصاب5. ومن ثم، يتضمن هذه البطارية تفاعل الاجتماعي الاجتماعية9، مرتفعة بالإضافة إلى اختبار المتاهة للقلق10، واختبار السباحة القسري للاكتئاب11. ضعف الإدراك أحد الأعراض الأكثر تميزا في أمراض الأعصاب مثل الإعلان و الخرف فصي فرونتوتيمبورال12. المجالات المعرفية، بما في ذلك الذاكرة على المدى القصير والذاكرة العرضية، وعرضه نيوروديجينيريشن13،،من1415. ولذلك، مدرجة المياه موريس المتاهة المكاني التعلم والذاكرة16 والاختبار كائن رواية الاعتراف ل الذاكرة قصيرة الأجل17 في البطارية. هذه الاختبارات متوافقة مع بعضها البعض. ترتيب الاختبارات وصمم لتحقيق أقصى قدر من التعود وإلى أدنى حد من التدخل، وزيادة التوافق داخل البطارية. حيث يتم اختبار كل دالة من اثنين على الأقل من اختبارات مستقلة مختلفة في المبدأ والأسلوب، نتائج كل اختبار يمكن كذلك التحقق من صحتها. وعلاوة على ذلك، يتم تمييز بروتوكولات لبعض الاختبارات للتجارب المتكررة، تيسير دراسة طولية لتطوير أمراض الأعصاب. ولذلك، بطارية اختبار السلوك هذه الدراسات نطاقات مختلفة من التغيرات السلوكية التي ينظر إليها في مراحل مختلفة من نيوروديجينيريشن بينما تكلف أقل عدد ممكن من الحيوانات. وقد استخدمت هذه البطارية في دراسة طولية وتقييم التغييرات السلوكية في الشباب البالغين (3 أشهر) C57BL/6N الفئران الذكور بعد تعرض الجهاز التنفسي لجسيمات نانوية والسليكا، خطر مهني هو عامل خطر محتمل نيوروديجينيريشن18. ومع ذلك، الأخرى سلالات أو النماذج، مثل الذين تتراوح أعمارهم بين الفئران والتلاعب وراثيا الفئران، قد تتصرف بشكل مختلف من الشباب C57BL/6N الفئران. ولذلك، يلزم توخي الحذر عند استخدام هذه البطارية في هذه الفئران.
Protocol
Representative Results
Discussion
التحليل السلوكي للفئران أمر بالغ الأهمية للبحوث نيوروديجينيريشن. بينما الوظائف المعرفية هو غالباً المجال الأكثر عرضه للسلوك تؤثر في أمراض الأعصاب، خلل المزاج، مثل الاكتئاب، والقلق، وهو غالباً ما المرضية. وعلاوة على ذلك، كثيرا ما الدالة السيارات يؤثر على تفسير النتائج في بعض الاختبارات?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
يشكر المؤلفون الدكتور كورا سويسري لأي من مدرسة “العلوم الطبية”، جامعة هونغ كونغ للإقراض مرتفعة بالإضافة إلى اختبار المتاهة، وقسم التخدير من جامعة هونغ كونغ لإقراض جهاز اختبار روتارود.
Materials
| chambers in social interaction test | home made | (8 cm (L) x 6 cm (W) x 12 cm (H)), transparant with holes, plastic | |
| cylindrical tanks used in forced swimming test | home made | 30 cm height, 20 cm diameters, glass | |
| elevated plus maze | home made | open arms (30 x 5 x 0.5 cm) ,closed arms (30 x 5 x 16 cm), center platform (5 x 5 x 0.5 cm), 40 cm tall. Plastic, nontransparant | |
| IITC Roto-Rod Apparatus | IITC life science Inc. | 755, series 8 | |
| open field arena | home made | 60 cm (L) x 60 cm (W) x 40 cm (H), plastic, nontransparant | |
| water maze | home made | 120 cm in diameter, 60 cm deep, steel |
References
- Baquero, M., Martin, N. Depressive symptoms in neurodegenerative diseases. World Journal of Clinical Cases. 3 (8), 682-693 (2015).
- Brown, R. C., Lockwood, A. H., Sonawane, B. R. Neurodegenerative Diseases: An Overview of Environmental Risk Factors. Environmental Health Perspectives. 113 (9), 1250-1256 (2005).
- Bossy-Wetzel, E., Schwarzenbacher, R., Lipton, S. A. Molecular pathways to neurodegeneration. Nature Medicine. 10, S2-S9 (2004).
- Cummings, J. L., Diaz, C., Levy, M., Binetti, G., Litvan, I. I. Neuropsychiatric Syndromes in Neurodegenerative Disease: Frequency and Signficance. Seminars in Clinical Neuropsychiatry. 1 (4), 241-247 (1996).
- Levenson, R. W., Sturm, V. E., Haase, C. M. Emotional and behavioral symptoms in neurodegenerative disease: a model for studying the neural bases of psychopathology. Annual Review of Clinical Psychology. 10, 581-606 (2014).
- Kehagia, A. A., Barker, R. A., Robbins, T. W. Neuropsychological and clinical heterogeneity of cognitive impairment and dementia in patients with Parkinson’s disease. Lancet Neurology. 9 (12), 1200-1213 (2010).
- Gould, T. D., Dao, D. T., Kovacsics, C. E., Gould, T. D. The Open Field Test. Mood and Anxiety Related Phenotypes in Mice. , 1-20 (2009).
- Seibenhener, M. L., Wooten, M. C. Use of the Open Field Maze to measure locomotor and anxiety-like behavior in mice. Journal of Visualized Experiments. (96), e52434 (2015).
- Kaidanovich-Beilin, O., Lipina, T., Vukobradovic, I., Roder, J., Woodgett, J. R. Assessment of social interaction behaviors. Journal of Visualized Experiments. (48), e2473 (2011).
- Walf, A. A., Frye, C. A. The use of the elevated plus maze as an assay of anxiety-related behavior in rodents. Nature Protocols. 2 (2), 322-328 (2007).
- Can, A., et al. The mouse forced swim test. Journal of Visualized Experiments. (59), e3638 (2012).
- Veerappan, C. S., Sleiman, S., Coppola, G. Epigenetics of Alzheimer’s disease and frontotemporal dementia. Neurotherapeutics. 10 (4), 709-721 (2013).
- Kirova, A. M., Bays, R. B., Lagalwar, S. Working memory and executive function decline across normal aging, mild cognitive impairment, and Alzheimer’s disease. Biomed Research International. 2015, 748212 (2015).
- Draganski, B., Lutti, A., Kherif, F. Impact of brain aging and neurodegeneration on cognition: evidence from MRI. Current Opinion in Neurology. 26 (6), 640-645 (2013).
- Schliebs, R., Arendt, T. The cholinergic system in aging and neuronal degeneration. Behavioural Brain Research. 221 (2), 555-563 (2011).
- Vorhees, C. V., Williams, M. T. Morris water maze: procedures for assessing spatial and related forms of learning and memory. Nature Protocols. 1 (2), 848-858 (2006).
- Leger, M., et al. Object recognition test in mice. Nature Protocols. 8 (12), 2531-2537 (2013).
- You, R., et al. Silica nanoparticles induce neurodegeneration-like changes in behavior, neuropathology, and affect synapse through MAPK activation. Particle and Fibre Toxicology. 15 (1), 28 (2018).
- Housing Deacon, R. M. husbandry and handling of rodents for behavioral experiments. Nature Protocols. 1 (2), 936-946 (2006).
- Poon, D. C., et al. PKR deficiency alters E. coli-induced sickness behaviors but does not exacerbate neuroimmune responses or bacterial load. Journal of Neuroinflammation. 12, 212 (2015).
- O’Leary, T. P., Gunn, R. K., Brown, R. E. What are we measuring when we test strain differences in anxiety in mice?. Behavior Genetics. 43 (1), 34-50 (2013).
- Can, A., et al. The tail suspension test. Journal of Visualized Experiments. (59), e3769 (2012).
- Angoa-Perez, M., et al. Mice genetically depleted of brain serotonin do not display a depression-like behavioral phenotype. ACS Chemical Neuroscience. 5 (10), 908-919 (2014).
- Blazquez, G., Canete, T., Tobena, A., Gimenez-Llort, L., Fernandez-Teruel, A. Cognitive and emotional profiles of aged Alzheimer’s disease (3xTgAD) mice: effects of environmental enrichment and sexual dimorphism. Behavioural Brain Research. 268, 185-201 (2014).
- Gimenez-Llort, L., et al. Modeling behavioral and neuronal symptoms of Alzheimer’s disease in mice: a role for intraneuronal amyloid. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 31 (1), 125-147 (2007).
- Lad, H. V., et al. Behavioural battery testing: evaluation and behavioural outcomes in 8 inbred mouse strains. Physiology & Behavior. 99 (3), 301-316 (2010).
- Powell, T. R., Fernandes, C., Schalkwyk, L. C. Depression-Related Behavioral Tests. Current Protocols in Mouse Biology. 2 (2), 119-127 (2012).
- Paylor, R., Spencer, C. M., Yuva-Paylor, L. A., Pieke-Dahl, S. The use of behavioral test batteries, II: effect of test interval. Physiology & Behavior. 87 (1), 95-102 (2006).
- Lee, K. M., Coehlo, M., McGregor, H. A., Waltermire, R. S., Szumlinski, K. K. Binge alcohol drinking elicits persistent negative affect in mice. Behavioural Brain Research. 291, 385-398 (2015).
- Shiotsuki, H., et al. A rotarod test for evaluation of motor skill learning. Journal of Neuroscience Methods. 189 (2), 180-185 (2010).
