Method Article
Der Forced Swim Test wird als ein experimenteller Ansatz, um mögliche antidepressive Wirksamkeit in Nagetieren zu beurteilen validiert. Versuchstiere werden in einen Behälter mit Wasser und die Flucht-bezogene Mobilitätsverhalten gelegt wird quantifiziert. Das gemeinsame Verfahren für die Maus-Version dieses Tests sind beschrieben.
Der Forced Swim Test ist ein Nagetier Verhaltenstest für die Auswertung von Antidepressiva, antidepressive Wirksamkeit von neuen Verbindungen und experimentelle Manipulationen, die beim Rendern oder verhindert depressive wie Staaten gerichtet werden. Mäuse sind in eine unausweichliche transparenten Behälter, die mit Wasser gefüllt ist und ihre Flucht im Zusammenhang Mobilitätsverhalten wird gemessen platziert. Der Forced Swim Test ist unkompliziert, zuverlässig durchzuführen, und es erfordert nur minimale Ausrüstung zur Verfügung. Erfolgreiche Umsetzung des Forced Swim Test erfordert die Einhaltung bestimmter Einzelheiten des Verfahrens und die Minimierung der ungerechtfertigten Belastung der Mäuse. In dem Protokoll Beschreibung und den beigefügten Video erläutern wir, wie Sie die Maus-Version dieses Tests mit dem Schwerpunkt auf potenzielle Fallstricke, die sich nachteilig auf die Interpretation der Ergebnisse und wie sie vermieden werden können befragen. Darüber hinaus erklären wir, wie das Verhalten in den Test manifestiert bewertet werden.
1. Materialien und Methode
1.1. Die Wassertanks
Der zylindrische Tanks (30 cm Höhe x 20 cm Durchmesser) für die Maus Forced Swim Test (FST) in unserem Labor erforderlich sind, aus transparentem Plexiglas gebaut, da dieses Material in der Lage, die häufige Bewegung des Tanks und Unfälle besser als Glas widerstehen. Der Wasserstand ist 15 cm aus dem Boden und sollte auf dem Tank, um sicherzustellen, dass das Volumen des Wassers konsistent Mäusen markiert werden. Die Zahl der Tanks sollte idealerweise mindestens doppelt so viele wie die Anzahl der Mäuse zu einem Zeitpunkt getestet, so dass der zweite Wassertank befüllt werden kann, während der erste Satz ist im Einsatz sein. Die Abmessungen der Tanks sollte in einer Weise, dass die Mäuse nicht in der Lage auf den Boden des Behälters berühren, entweder mit den Füßen oder mit dem Schwanz, während der Baden-Test ausgewählt werden. Die Höhe des Tanks sollte hoch genug sein, um die Mäuse an der Flucht aus dem Tank zu verhindern. Bitte beachten Sie,dass der Durchmesser der Tank und die Tiefe des Wassers sind wichtige Parameter, die angepasst an das Verhalten von Mäusen (für eine detaillierte Analyse dieser Fragen siehe 1-3) ändern können.
1.2. Thermometer
A wasserdicht Infrarot-Thermometer ist vorzuziehen, da eine schnelle Messung der Temperatur reduziert die benötigte Zeit, um den Test durchzuführen. Allerdings wird ein Glas Quecksilber-Thermometer auch ausreichend sein, für diese Aufgabe.
1.3. Timer
1.4. Video Aufnahmegerät
Wir verwenden eine Videokamera um ein Stativ. Da dieser Test in der Regel umfasst mehrere Tiere zur gleichen Zeit getestet werden Livescoring sehr schwierig und nicht ratsam. Die Videokamera sollte in ausreichend hoher Auflösung aufzeichnen zu einer Bildqualität, die später für Verhaltens-Scoring verwendet werden rendern. Achten Sie darauf, genügend Speicherkarten mit in die Kamera, bevor starting des Tests. Wir verwenden eine Video-Kamera, die digital Datensätze ohne den Einsatz mechanischer Medien (zB Video-Kassette), so dass für die digitale Übertragung von Videos. Wenn es übermäßige Reflexionen auf die Panzer, die in Labor-Umgebungen mit Overhead Fluoreszenzbeleuchtung auftreten können, sind, möchten Sie vielleicht eine polarisierende Linse Filter mit Ihrer Kamera verwenden.
1.5. Dividers
In unserem Labor haben wir zwei Sätze von Teilern (35 cm Höhe x 22 cm Breite x 22 cm Tiefe). Diese sind rechteckig mit drei Wänden und sind sowohl als Hintergrund und als Raumteiler zwischen den Tanks, um Mäuse einander sehen, während der Prüfung und möglicherweise zu verändern ihr Verhalten zu verhindern. Ein Satz kann für Albino und helle Tiere schwarz, die andere einstellen können helle für dunkle Tiere werden, um einen hohen Kontrast zu rendern. Der Versuchsleiter sollte sicherstellen, dass die Oberflächen der Trennwände sind nicht übermäßig reflektierende, so dass sie Kamerabilder ändern oder machen große differences zwischen Beleuchtungsstärke.
1.6. Weißes Rauschen-Generator
Dies ist im Labor Umgebungen, in denen plötzliche laute Geräusche hörte, dass würde möglicherweise erschrecken die Tiere werden musste. Der Rauschgenerator wird Maske wie intermittierende störende Geräusche. Die Lautstärke des weißen Rauschens Generator zu wählen, über andere Umgebungs-und unerwartete Geräusche werden. In unseren experimentellen Raum Geräuschpegel der Umgebung (ohne das weiße Rauschen-Generator aktiviert) beträgt 60 dB. Die gesamte Lärmpegel mit dem weißen Rauschen-Generator an der Stelle, wo die Tanks platziert aktiviert ist 70-72 dB. Allerdings ist darauf hinzuweisen, dass diese Zahlen nur als Beispiel zur Verfügung gestellt werden, und jedes Labor sollte das Recht Geräuschpegel entsprechend ihrer einzigartigen Umgebung und Umstände zu wählen.
1.7. Trocknung von Papier und Wärmelampe
Vor Rücksendung der Tiere auf ihre Käfige, ist es wichtig, trockensie vorsichtig mit Küchenpapier und es ist hilfreich, eine Wärmelampe verwenden (sicher sein, die Belichtung Temperatur nicht über 32 ° C), um eine Unterkühlung zu verhindern.
2. Behavioral Procedures
3. Behavior Analysis
4. Repräsentative Ergebnisse
Es gibt deutliche Unterschiede zwischen genetisch verschiedenen Inzucht-und outbred Mausstämme in Bezug auf ihre Grundlinie Unbeweglichkeit und die Reaktion auf ein bestimmtes Medikament 5-11. Zum Beispiel haben wir festgestellt, Differential Antidepressiva-ähnliche Reaktionen auf Lithium in einem Panel von Mausstämmen (Abbildung 1) 5. Experimentelle Einzelheiten dieses Experiments sind in Can et al., 2011 5 veröffentlicht.
Abbildung 1. Immobilität Zeit (in Sekunden) in die Forced Swim Test, fünf Stunden nach einer einzigen ip Injektion von Kochsalzlösung, 200, 300 oder 400 mg / kg in verschiedenen Inzucht-und outbred Mausstämme. *: P <0,05, **: p <0,01, ***: p <0,001 bezeichnen einen signifikanten Unterschied im Vergleich zu Kochsalzlösung Gruppe, Dunnett-post-hoc Test. Die Daten sind als Mittelwert ± SEM ausgedrückt. Anzahl der Tiere pro Gruppe für jeden Stamm ist 6-8 (Abbildung aus 5 wiedergegeben).
Nicht alle Mausstämme eignen sich für die FST. Einige Stämme, wie Black Swiss, NIH Swiss und FVB / NJ zeigen wenig oder fast keine Unbeweglichkeit unter Kontrollbedingungen, bietet einen Boden-Effekt (Abbildung 1) 5. Das Fehlen von Baseline Unbeweglichkeit verhindert wirkungsvoll Nachweis einer antidepressiven Wirkung der experimentellen Manipulationen. Es ist auch möglich, während sehr selten, dass einige Maus-Stämme können abweichend verhalten und tauchen Sie ein in den Tank während des Tests, obwohl sie schwimmen können. Ein solcher Stamm ist DBA/1OlaHsd (unveröffentlichte Beobachtung in unserem Labor). Solche Stämme sind nicht geeignet für die FST. Aus diesem Grund tauchen Risiko jedoch small, beim Testen einer neuen Sorte, die nicht zuvor in den FST oder eine Maus beherbergt eine neuartige genetische Manipulation getestet, ist es unerlässlich, genau zu beobachten die ersten Versuche an Mäusen zu retten, wenn sie in potenziell schädliche Verhaltensweisen zu engagieren.
In der experimentellen Design hier beschriebenen, mehrere Tiere (bis zu fünf) sind zur gleichen Zeit getestet. Während die Teiler verwenden wir verhindern Mäuse einander sehen, während des Tests und die weiße Rauschen wird unterdrückt hörbare Laute, hat unser Set-up nicht verhindern, dass alle Ultraschall-oder Geruchssinn aus übertragen werden. Obwohl unwahrscheinlich, dass die Art der Prüfung gegeben, könnten diese beeinflussen das Verhalten von Mäusen. Eine Lösung für dieses Problem wäre es, die Tiere einzeln zu testen. Allerdings hat dieser Ansatz seine eigenen Probleme. Zum Beispiel, allgemein, die Tiere in jeder Session geprüft von der gleichen homecage kommen. Dies ermöglicht Randomisierung und ein Gegengewicht zu der experimentellen Variablen. Testing Mäusen einzelnenly würde bedeuten, eine Maus zu einer Zeit, aus der homecage. Dies führt dazu, wiederholt Stress und Störungen der sozialen Hierarchie in den Käfig unter den anderen hinter sich gelassen. Ein weiteres Problem mit der Prüfung einzeln sind die zeitlichen Beschränkungen. Testen einer Maus zu einer Zeit, wird das Experiment in vielen Stunden was zu einer Situation, in der Mäuse zu verschiedenen Zeiten des zirkadianen Zyklus getestet werden zu erweitern. Dies kann zu verwechseln Tageszeit Effekte. Die Forscher sollten diesen Fragen im Hinterkopf behalten, während der Gestaltung ihrer Experimente.
Der FST (manchmal auch als Porsolt Swim Test) wurde erstmals für Ratten entwickelt und dann für Mäuse durch Porsolt und Kollegen 12,13 modifiziert. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Protokoll erfolgreich in unserem Labor haben eine Reihe von weitgehend subtilen Test Modifikationen veröffentlicht worden (siehe HASCOET und Bourin für eine vollständige Überprüfung 1). Es ist ein verbreiteter Test zur Beurteilung der Wirksamkeit von Antidepressiva und die Auswirkungen verschiedener Verhaltens-und Neurobiologie Manipulationen in der Grundlagenforschung und der präklinischen Forschung 3,14-16 verwendet. Es wurde als Rendering einer Situation, in der "behavioral Verzweiflung" induziert wird beschrieben, das heißt, verliert das Tier hoffen, den stressigen Umwelt 13 entweichen. Die Maus-Version des Forced Swim Test ist eine relativ kurze und niedrige Kosten Verhaltenstest, dass keine Schulung der Mäuse erfordert und mit minimaler Ausrüstung durchgeführt werden. Dies steht im Gegensatz zu der Ratte Version des Tests, die im Allgemeinen betreffens Belastung durch den Wassertank 1 Tag vor dem Test 17 Tage.
Wegen ihrer Popularität gibt es eine Fülle von Daten über die Auswirkungen verschiedener Antidepressiva in der FST. Dies ermöglicht es den Forschern zu vergleichen und ihre eigenen Ergebnisse mit anderen (siehe HASCOET und Bourin für 2009 review 1). Diese Eigenschaften des FST machen ihn zu einem wichtigen Werkzeug in der akademischen Forschung und Wirkstoffentwicklung in industriellen Umgebungen, in denen Zuverlässigkeit und Hochdurchsatz-Screening von neuen Verbindungen sind von wesentlicher Bedeutung. Eine weitere Besonderheit des FST ist die Verfügbarkeit von kommerziellen automatisierte Verhaltensanalyse Systeme, beschleunigen den Prozess der Datensammlung kann 18-20. Doch in unserer Erfahrung erfordern diese automatisierten Systemen umfangreiche Validierung durch menschliche Wertung. Zusätzlich können automatische Parameter neu eingestellt werden, wenn Sie verschiedene Stämme, vor allem wenn die Pegel der Hintergrundgeräusche hingegen ändert oder mit Mäusen verschiedener sIZES oder Verhaltensreaktionen.
Ein weiterer Bereich, in dem die FST verwendet wird, ist neurogenetische Forschung, in dem die genetische Grundlage der Depression Verhaltensweisen untersucht. Diese Art von Studien beinhalten Vergleich verschiedener Mausstämme mit oder ohne den Einsatz von Anti-Depressiva und Vergleiche von gentechnisch veränderten oder selektiv züchtete Mäuse und ihre Wildtyp-Gegenstücke 6,21-23. In dieser Hinsicht hat die FST erwiesen in der Grundlagenforschung im Zusammenhang mit der Neurobiologie und Genetik von affektiven Störungen nützlich sein. Allerdings ist die FST nicht das volle Spektrum analog der menschlichen Depression. Auch wenn es Ausnahmen gibt, hat die FST ein beträchtliches Maß an zuverlässiger Aussagekraft, da es recht empfindlich auf Verbindungen, die beim Menschen wirksam als Anti-Depressiva und unempfindlich gegen diejenigen, die nicht effektiv sind 24,25 sind. Da die Verhaltenstherapie Ergebnis der FST ist eindimensional kann es nur geben die antidepressive Wirksamkeit der Verbindung oder Ex-experimentelle Manipulationen, aber es kann nicht unterscheiden, mechanistische Unterschiede zwischen ihnen. Dies steht im Gegensatz mit der Ratte Version des FST, wo Ratten manifestieren beide Schwimmen, Klettern und Verhaltensweisen, die zwischen Serotonin und Noradrenalin wirkende Verbindungen 26 unterscheiden können. Auch Manipulationen, die die gesamte Aktivität beeinträchtigen können potenziell verändern Unbeweglichkeit in der FST führt zu falschen Schlussfolgerungen. Deshalb ist es wichtig, die Ergebnisse der FST mit separatem Verhaltenstests, die gesamte Tätigkeit wie die Open-Feldtest 1,27 messen zu überprüfen. Es ist vorteilhaft, im Auge zu behalten, dass die FST vertritt nicht die conditio humana, und soweit die zugrunde liegenden neurobiologischen Mechanismen des Verhaltens nach Modell, Tiere in der FST und die menschliche Depression überlappen manifestiert ist nicht ganz klar 28. Allerdings sollte diese Art von Einschränkungen nicht abwerten den Nutzen der FST als Wirkstoffforschung und-Validierungs-Tool.
Autoren erklären, keine Interessenkonflikte.
Diese Studie wurde von der Gewährung Nihm R01 und R21 MH091816 MH084043 TDG unterstützt.
Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden
Genehmigung beantragenThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten