Batarya-in davranış değerlendirilmesi genel hareket, kas gücü ve koordinasyon farelerde testleri

Davranışsal sınama önceden klinik çalışmalarda bir hastalık veya bir hayvanın refah tedavi fenotipik etkilerini değerlendirmek için kullanılır. Genel olarak motor işleyişini değerlendirmek için biz genel hareket, kas gücü ve koordinasyon için testler seçili: açık alan test, kafes test ve rotarod testi, anılan sıraya göre.

Davranışsal sınama önceden klinik deneylere hayvanın sağlığı ve sağlığı üzerinde belirli hastalık veya tedavi olan fenotipik etkiler ve sonuçları değerlendirmek için kullanılır. Uygulanabilir çok sayıda davranış testleri vardır. Biz bir test genel hareket için seçilmiş, açık alan test (çok); kas gücü için bir test, mesh test (MT); ve koordinasyon, rotarod testi (RR) için bir test. Test bir haftalık veya aylık olarak gerçekleştirilebilir. Genel hareket için bir test olarak, bir açık alan aparat objektif fare süre hareket parametreleri izleme tarafından çok işleri var. Alan genellikle 2' x 2' kutusunu ve hareketleri lazer algılama veya video yakalama aracılığıyla kaydedilir. Fare açık alanın ortasına yerleştirilir ve serbestçe hareket test için izin. MT gecikme süresi bir fare için bir ters ekran kapalı kas gücü bir ölçüsü olarak düşmeye kullanır. Bir fare bir perde, hangi bir açık kutusunun üzerine ters ve düşmeye onların gecikme süresi zaman aşımına yerleştirilir. O gün için attı üç denemeler en üç denemeler gerçekleştirilir. Bir skor ile 60 s uykuda ters bir fare bırakılır. Fareler bir kafes test denemeler arasındaki dakika 5 dinlenme süresi verilir. Son olarak, RR hızlandırılmış bir protokolü motor koordinasyon ve dayanıklılık değerlendiriyor. 40 RPM 5 dk dan 4 rpm hız arttıkça bir duruşma sırasında bir fare dönen bir çubuk üzerinde yürür. Fareyi üzerine düşen manyetik basınç sensörü dokunduğunda deneme sona erer. Her fare üç denemeler uğrar ve en iyi deneme o gün için attı. Bu birleştirilmiş davranışsal verileri hareketlilik, koordinasyon, kuvvet ve hareket test hayvanların genel değerlendirmesi için sağlar. En az iki üç davranış test ölçülerin dışında genel geliştirilmiş motor fonksiyon sahip olarak hak kazanmak bir hayvan için gelişme göstermek gerekir.

Davranışsal test fenotipik karakterizasyonu, ölçmek için çalışmalar merkezi sinir sistemini etkileyen hastalıklar yeni bir fare modeli için veya yeni bir tedavi bir deneme için olup olmadığını hedeftir. Seçim için davranış testleri bir çeşitlilik vardır. Davranış testleri bir arada kullanma mantığı kez tam olarak önceden klinik tedavi sonuçları değerlendirmek etmektir. Kafes testi (MT) ve rotarod (RR) test, davranışsal test pil burada açık alan testi (sık sık) içerir.

ÇOK genel Lokomotor aktivite^{1,2,3,4,5,6,7}bir önlem olarak kullanılır. Bu değerlendirme serbestçe açık bir alana taşımak fare sağlar ve alınan ölçümlere fare hareketleri davranış deneme boyunca vardır. Kantitatif analizleri yapılmış bir çok kullanarak dahil yetiştirme, hareket mesafesi, zaman (yürüyüş ve çalıştıran hareketlimesela ) ve değişiklikleri faaliyete yararlı bir neden olduğu zaman içinde (Örneğin, atlama ve daha yavaş/hiperaktif hareketler), harcanan ve kemirgen davranışının ayrıntılı analizi.

MT fareler^{1,2,8,9,10,11}gücünü değerlendirmek için kullanılır. Hasır ızgara kapalı asmak için tüm dört ekstremitelerin karşıt yerçekimi etkileri ise sürekli bacak gerilim yeteneği farelerin non-invaziv ölçümü için sağlar. Bu değerlendirme bir fare üzerinde ters bir kafes yerleştirerek ve düşmeye, gecikme süresi zamanlama yapılır. Bu test ne kadar kendisi ters ekrana düşme önce tutabilir ölçerek fare kas gücü değerlendiriyor.

RR hızlanan protokolü^{1,2,7,8,9,12,13}kullanırken bir fare koordinasyonu değerlendiriyor. Rotarod aparatı 4 rpm'de başlayan hava içinde dönüyor silindirik bir ışın oluşur. Fare bu motor koordinasyon beceri öğrenebilir ve daha sonra 40 devir/dakika kadar yavaş, artımlı artar tarafından meydan. Koordinasyon, dayanıklılık ve kas gücü^1,2,7, için RR hızlanan Protokolü değerlendiriyor, ancak klasik, sabit hız Protokolü kas gücü, ölçüsüdür ¹⁴.

Onlar yaygın kemirgen davranış test topluluk^2,7,8,9ve sadece toplamı olarak alındığında kabul edildiğini bu üç davranış testleri avantajları bireysel testleri, ama toplu olarak, onlar fenotipik davranış genel bir değerlendirmesi farklı sonuçlar deneysel tedavilerin soruşturma kullanılabilir. ÇOK tek testler genel olarak Lokomotor aktivite²için biridir. RR de koordinasyon², diğer--dan burada ele alınacak değil yürüyüş analiz yazılımı kullanmak için değerlendirmek için tek yollarından biridir. Bir fare kas gücü değerlendirilebilir birkaç yolu vardır; Ancak, MT veya bir tel askı test kullanarak ve yüksekokul literatürde kullanılan kas gücü^2,8,9,10, test etmek için güvenilir bir yöntem olarak kabul ¹¹. genel hareket ve koordinasyon ölçmek için birçok teknik son derece zaman alıcı ve güvenilir veri (fare hareketi el ile zamanlama veya el ile boyama paws yürüyüş analizi içinÖrneğin, ) üretmek olmayabilir. Otomatik sistemler çok ve RR için güvenilirlik ve geçerlilik üretilen veri ve zaman ve çaba tasarrufu artırmak.

Örneğin, ateş Sandhoff hastalığı fare modelinin bu pil testleri gerçekleştirirken göz önüne alındığında, çok ilk 3 ayda başlayan bu fare modeli genellikle görülen motor anormallikler değerlendirmek için kullanılan bu testlerin olacaktır. Açıkları motor koordinasyon içinde de belirgin 12 hafta-in yaş başında olmak gerekir. Kas gücü açıkları 14 hafta civarında başlaması gerektiğini, ama tarafından 16 hafta sonunda çok daha önemli hale.

Bu testler nörodejeneratif hastalıklar⁹ Sandhoff hastalığı^1,8,13, Parkinson hastalığı⁷gibi de dahil olmak üzere önemli motor bozuklukları neden hastalıklar okurken yararlıdır, Huntington hastalığı, multipl skleroz. Testler de yaşlanma çalışmaya ve karşılaştırmalı geriatrik Değerlendirmeler veya sağlık ölçümleri yapmak için kullanılabilir. Yürüyüş bozuklukları ve hareket ve denge değişiklikleri bu hastalık durumlarında çoğunda görülür. Ancak, bu testlerin kullanışlılığı hastalıklara yaygın nöromüsküler belirtiler ile sınırlı değildir.

Unutmayın ki karıştırıcı değişken motivasyon veya açıklanan davranış test önlemlerin herhangi bir yenilik ile ilgili yok olmuştur. Bu zorunlu bazı hastalık durumlarında ve fare fenotipik herhangi bir belirti gösterir önce araştırmacılar ilk davranış veri elde patolojiler. araştırmacı sonra düzenli olarak gereken tüm motor bozuklukları için muhasebesi (haftalık) sağlamak. Birçok hastalığın hızlı başlangıçlı fenotipik belirtiler var ve haftalık test etmeden bu belirtiler için muhasebesi değil.

Burada açıklanan tüm iletişim kuralları uygun olarak gerçekleştirilen ve Queen's Üniversitesi hayvan bakımı Komitesi tarafından kabul edildi. Davranışsal test frekans haftalık ya da aylık veya ikisinin bir birleşimi olabilir (Yani, bir büyük fark görmeyi bekliyor zaman haftalık ve aylık başka bir yerde).

Not: Fare davranış çalışmalar büyük ölçüde cinsiyet/yaş/soy-bağımlı, ve bu nedenle bu uygun zaman puan toplamak ve deneysel grupları arasında tutarlı kalması için gereklidir. Çevresel faktörler (Örneğin, koku, gürültü, sıcaklık, nem aydınlatma, vb) davranış ve anksiyete farelerde büyük ölçüde etkiler. Bu çevresel faktörlerin mümkün olduğu kadar azaltmak deneyin.

1. açık alan testi

Not: davranış test önce hayvanlar test için test 10-15 dk önce başına gerçekleşmesi nerede odasına habituated. O uygun kişisel koruyucu ekipman ve tüm yerel tesis davranış test protokolleri için yönergeleri takip emin olun.

Not: Test öncesi eğitimi yok.

1. Bilgisayar ve çok program, çalışan ve kamera veya açık alan kutusunda düzgün bağlı olduğundan emin olun. Smartware program, açık alan simgesi ve "Tamam." tıklayın "Dijital analog dönüştürücü" kaynak kamera seçenekler arasından seçti. "Algılama" özelliğini tıklatın ve tüm açık alan alanı görüntülenir ve boyutları 30 cm x 30 cm olduğundan emin olun.
   Not: Ekipman düzen alanıyla ilgili kısıtlamalarla bağlı olarak değişir ama bu bilgisayar ve açık alan cihazlar birbirlerine yakın uygun video yakalama için iyi aydınlatılmış bir odada olun.
2. "Kalibrasyon,"anlık görüntü görüntü görüntüsünü,"" ve sonra "Tamam" fare açık alan sınırları içinde tespit edilmeden emin olmak için'ı tıklatın. Önceden fareler; test etmek için zaman miktarını ayarlamak için "zaman" yi Bu durumda, 5 min ayarlayın.
3. Konular "konular" simgesini tıklatarak girin. "Zamanlayıcı" ve tüm test denekleri ve çift yeşil okları tıklatın vurgulayın ve "Birinci aşama, oturum;" Bu konular tümünde veri toplamaya başlamak için getirecektir.
4. Bir fare açık alanın ortasına yerleştirin ve program kaydetmeye başlamak için-e sevketmek için "Başlat" simgesini tıklatın. Tek bir fare bir zamanda test.
5. 5 dk tamamlandıktan sonra program otomatik olarak bir sonraki konuya gider. Bu durumda, test tamamlandıktan fare çıkarın ve sonraki konu açık alana yerleştirin. "Başlat"
6. Ekipman silin. 1.3-1.4 kalan denekler için yineleyin.
7. Tüm konuları testler vasıtasıyla gitti sonra verileri çözümlemek için üst "analiz" ikonuna tıklayın ekranın sağ. Tıkırtı "tekrar analiz" ve o zaman "Özet raporu." İsteğe bağlı olarak, verileri bir USB üzerine verin.

2. mesh Test

Not: Yüzey alanı ve MT mesh boyutunu performansı etkileyebilir. Bir fare ilk 10 içinde düşerse MT üzerinde nokta s ilk 2 toplama süre boyunca, onlar geri ikinci bir deneme için hemen kafes koymak olacaktır. Burada kullanılan mesh mesh delikli yaklaşık 1,5 mm çapında bir tel örgü yapıldı.

Not: fizyolojik ve biyokimyasal parametreler gün boyunca dalgalanma beri gün aynı zamanda bu testler, önerilir. Vücut ağırlığı bu teste performansı etkileyebilir ve bu nedenle dikkate alınması gerekir.

1. Bir fare bir kafes ortasına yerleştirin ve kafes en az 20 cm yukarıda açık bir konteyner tersine çevirin. Bir kez ters, sayacı başlatmak.
2. Zaman ve kayıt düşmek için gecikme süresi saat. Fare içinde 60 düşmek değil Eğer s, hayır çok sayıda 60 s ve kuralları ver daha denemeler. Fareyi en az 5 dk dinlenmeye izin. Deneme 1 sonudur.
3. 5-dak arası deneme aralýðý ve ekipman aşağı silin, gerekirse ikinci bir fare, test. Gerekirse 2.1-2.2 2 ve 3, deneyler için adımları tekrarlayın (fare 60 puan edinildi değil sürece s, üç denemeler geçmesi).

3. Rotarod Test

Not: Yüzey ve RT üzerinde çubuk çapı performansı etkileyebilir. RT, bir fare ilk 10 içinde düşerse üzerinde s ilk 2 koleksiyon zaman puan sırasında giy bunu hemen ikinci bir deneme için çubuk.

Not: fizyolojik ve biyokimyasal parametreler gün boyunca dalgalanma beri gün aynı zamanda bu testler, önerilir. Vücut ağırlığı bu teste performansı etkileyebilir ve bu nedenle dikkate alınması gerekir.

1. IITC rotarod ve bilgisayarı açın. Onlar düzgün veri kayıt için bağlı olduğunuzdan emin olun.
2. Program hızlandırılmış Protokolü çalıştığından emin olun. (Geçerli Aralık ile 999 000'tir) xxx rotarod testinin istenilen uzunluğa ayarlayın; Bu durumda, 300 basın *. Şerit (Geçerli Aralık 001-005'tir) xxx için kullanılacak küme; Bu durumda, 005 basın *. Xxx RPM'ler için başlangıç hızını (3005 için 5 RPM'ler girin; Geçerli Aralık 001-045 's); Bu durumda, 004 basın *.
3. En yüksek hız için xxx RPM'ler ayarla (4.030 için 30 RPM girin; Geçerli Aralık 001-045 's); Bu durumda, 040 basın *. Xxx s için rampa hız ayarla (5,030 için bir 30-s rampa için hız girin; geçerli aralık ile 999 000 's); Bu durumda 300 basın *. Birimi fare modunda (6001 ileri fare ve fare ters 6002 girin); Bu durumda, 6001 basın *.
4. Tüm manyetik şerit duruşma başlamadan önce dengeli emin olun. Rotarod her şeritte yer bir fare.
5. Programı başlatmak için basın Başlat. Fareler düşerken, onları derhal onlar "diğer yolları gezisi değil bu" sağlamak için onların yolları kaldırın.
6. Fareler için bir 10 dk arası deneme aralığı dinlenmek izin verir. Deneme 1 sonudur. Arası deneme aralýðý ekipman silin ve fareler sonraki ayarlamak için deneme başlar.
7. 4-6 adımları gerektiği şekilde yineleyin. Bir fare için tam 5 dk duruşma rotarod kalırsa, hiçbir İlave Denemeler bu fare için gereklidir.

Çalışma hayvan davranış test paradigma haftalık veya aylık analiz için gerekli gerekli zaman Puan karşılamak için meydana gelebilir. Davranışsal test zamanlama üzerinde örnekler için bkz: şekil 1 . Aşağıdaki temsilcisi verilerde, Osmon ve arkalınan. (2016), fareler pil davranış aylık, test uygulandı 12 hafta-in yaş, onların insana ilişkin son nokta kadar başlayan yaklaşık 40 hafta-in yaş. Davranışsal test zamanlama bazen bir deney için önemlidir özellikle ne zaman tedavi hayvanlar karşı tedavi edilmezse yaşama büyük ölçüde değişmektedir ve karşılaştırmalar gereklidir.

Bu testler yalnızca nörodejeneratif hastalıklar için kullanılmaz, ancak biz Sandhoff fareler (bkz. Şekil 2) kullanılır. Bu fare modeli giderek titrek ve koordinasyonsuzluk Eğer tedavi edilmezse ve normalde 16 haftalık yaş¹euthanization gerektiren yaş 12-16 hafta alır. Şekil 2B verilerde rotarod nasıl tedavi fareler normal heterozigoz farelere göre davranıyor görmek için bir araç olarak kullanımı gösterilmiştir. İki grup sapma 40 hafta normal denetimler ile karşılaştırıldığında tedavi grubun azalmış koordinasyon başında gösterir. Burada hafif bir fenotip muayene ediliyor diğer fare modellerinde daha fazla genişleme ve bu pil testleri uzmanlık önerilir.

Yayın için alakalı sonuçlar seçerken, zihin iki ana faktör içinde tutmak önemlidir. Kullanılan ölçü kullanılan hayvan modeli için özel olarak seçilmelidir ilkidir. ÇOK içinde en yaygın olarak kullanılan ölçümdür "zaman hareket" (görülen olarak Şekil 2); Ancak, "mesafe seyahat" da genel hareket için ortak bir ölçü olduğunu. RR, "sonunda d/d" ve "mesafe seyahat" sık kullanılan ölçümlerdir. Hangi metrik uygun bir sonuç seçilmelidir seçiminde ikinci faktör en önemli sapma veya yakınsama davranış istenmeyen sonuçlara bağlı olarak sonuçları beklenmektedir, hangi ölçü ortaya etrafında döner.

Toplanan veriler birden çok istatistiksel testler kullanılarak analiz, ama aynı fare kullanarak tutarlı haftalık veya aylık davranış testleri için bir 2 yönlü tekrarlanan ölçüler Varyans analizi (2 yönlü RM-ANOVA) önerilmektedir. Tekrarlanan ölçüler ANOVA sonuçları aynı hayvan boyuna değerlendirmesini sağlar ve gruplar arasında yanı sıra, zaman içinde hayvan davranış değişiklikleri karşılaştırma sağlar. Bonferroni düzeltmesi aynı zamanda önerilmektedir. Aynı timepoint içinde tedaviler karşılaştırırken Şekil 2' de görüldüğü gibi tek yönlü ANOVA önerilmektedir.

Şekil 1: örnek davranış testleri için olası deneysel çizelgesinin. Zaman çizelgeleri, deneysel ihtiyaç bağlı olarak çeşitli davranış test yapılabilir. Test bir aylık, haftalık veya Kombinatorik olarak yapılabilir. Sağlanan örnekte çalışma hafta 0 tedavi yönetim nerede 23 hafta boyunca sürer. Test aylık bazda oluştuğunda, testleri 4, 8, 12, 16 ve 20 hafta üzerinde gerçekleştirilir. Test haftalık olarak ortaya çıktığında, her hafta (hafta 1-22) 23 haftalık bitiş noktası önce testleri yapılır. Test bir birleşimsel olarak ortaya çıktığında, testler haftalık hafta 1-8, üzerinde gerçekleştirilen ve aylık hafta 12, 16 ve 20 23 haftalık bitiş noktası önce üzerinde testler sonra gerçekleşir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Resim 2: Aylık davranış test sonuçları nerede tedavi hayvanlar daha iyi performans tedavi edilmeyen hayvanlar. 12 haftalıkken tedavi hayvan tedavi edilmeyen hayvanlar "zaman içinde çok (A) hareket" ve "gecikme" düşmeye MT (E)daha iyi performans. "Rotarod son rpm'de" 12 hafta (C)tedavi ve tedavi edilmezse hayvanlarda arasında istatistiksel hiçbir farkı vardır. Aylık davranış sınama üzerinde tedavi fareler benzer şekilde normal heterozigoz denetimlerine çok (B), (D)RR ve MT (F)yapın. İstatistiksel yazılım (örneğin GraphPad) kullanarak tüm İstatistiksel analizler yapıldı, tek yönlü ANOVA testleri 12. hafta analizi (2A, Cve E) gerçekleştirilen ve aylık analizi ( 2-yollu RM-ANOVA testleri yapıldı 2B, D, ve F). Tüm hata çubukları SEM vardır Bu rakam Osmon vd. modifiye ¹ ve Mary Ann Liebert yayıncılar, Inc izni ile yayımlanmaktadır Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Tüm testler için temiz ve dezenfekte contagions ve şıkları fareler için en aza indirmek için yüzey. Ayrıca, fareler çok, RR ve MT. kullanırken yeterli dinlenme dönemleri denemeler arasında davranış arasında verilen test emin olun

Gerçekten, her fare ortasında açık alan yerleştirilir ve program merkezi haline fareyi serbest bırakılmasıyla başladı önemlidir. Sensörler program başlangıç üzerine kayıt yok el hareketleri olduğundan emin olun.

MT için nerede fare askıda kalacaktır kafes alan ve konteyner içine düşme kenarlarında arasında bir engel olması önemlidir. Bu fareler kapsayıcının tarafını ulaşabilirsiniz zaman, onlar yavaş yavaş açık onların paws sürümü ve sonra aşağı atlamak için onların arka paws kaydetti vardır. Duvarlar ve mesh merkezi arasında bir bariyer büyük ölçüde taping bu davranış azaltır ve kas gücü daha doğru bir ölçü için sağlar.

Tek başına, her bu testlerin genel hareket (açık alan testi), kas gücü (mesh test) ve koordinasyon (rotarod)^2,7,8için iyi bir ölçü olur. Ancak, birlikte ele alındığında, bu üç davranış testlerin tam toplama farelerde hareket geniş değerlendirilmesi için sağlar. Bu grup test bağımsız olarak karmaşık motor işleyişi üzerinde motor bozulma etkileri semptomlarıdır eksikliği onaylar. Ana bu yöntemler davranış işleyişi için son derece belirli açıkları problemlidir hareket onların genel değerlendirilmesi kısıtlamasıdır. Ayrıca, ses, sıcaklık değişiklikleri ve ışık döngüleri gibi dış stres nedeniyle davranış değişiklikleri gibi tüm davranış testleri, bu testler tabidir. Tüm denekler için tutarlı bir dış ortam sağlamak akıllıca olur. Davranışsal test bu pil ataksi ve bellek testleri içerecek şekilde genişletilebilir. Kas gücü sonuçları MT. ile ilişkilendirmek için sabit hız RR iletken kas gücü^2,8,9 eğitim için diğer yöntemleri içerir Kas gücü, koordinasyon veya ataksi daha ayrıntılı değerlendirmeler için var kavrama gücü² ve ağırlıkları testler¹⁵ ve denge aleti ya da yürüyüş analizi deneyleri², sırasıyla.

Yazarlar ifşa gerek yok.

New Hope Araştırmalar Vakfı sürekli destek ve bizim araştırma fon için teşekkür etmek istiyorum. Biz de IITC bu iş için kısmi finansal destek için teşekkür etmek istiyorum.