安格曼综合征小鼠模型的行为表征

摘要

本手稿介绍了一组高度可重复的行为测试，以验证Angelman综合征小鼠模型。

摘要

本手稿描述了一系列行为测试，可用于表征已建立的AS小鼠模型中的Angelman综合征（AS）样表型。我们使用旋转学习范式、详细的步态分析和筑巢测试来检测和表征动物运动障碍。我们在空旷的场地和升高加上迷宫测试中测试动物的情绪，以及在尾部悬架测试中的影响。当AS小鼠在露天测试中进行测试时，应仔细解释结果，因为运动功能障碍会影响迷宫中的小鼠行为并改变活动评分。

所提出的行为测试的可重复性和有效性已经在具有不同敲除变体的几个独立的Uba3a小鼠系中得到了验证，使这组测试成为AS研究中出色的验证工具。具有相关结构和面部有效性的模型将值得进一步研究，以阐明疾病的病理生理学，并批准因果治疗的发展。

引言

安格曼综合征（AS）是一种罕见的神经发育疾病。AS最常见的遗传起源是母源性染色体的15q11-q13区域大量缺失，这在近74^{%的患者中}发现1。该区域的缺失导致UBE3A的丢失，UBE3A是编码E3泛素连接酶的AS的主要致病基因。神经元中UBE3A基因的父系等位基因在称为印记的过程中被沉默。因此，该基因的父系印记仅允许母体在中枢神经系统（CNS）中表达²。因此，母源性染色体中的UBE3A基因缺失导致AS症状的发展。在人类中，AS在6个月左右出现，发育迟缓持续到所有发育阶段，并在受影响的个体中导致严重的衰弱症状^3,4。该疾病的核心症状包括精细和粗大运动技能的缺乏，包括生涩的共济失调步态、严重的言语障碍和智力障碍。大约80%的AS患者还患有睡眠障碍和癫痫。迄今为止，唯一可用的治疗方法是对症药物，可减少癫痫发作并改善睡眠质量¹。因此，开发具有可重复行为表型的稳健动物模型以及精细的表型分析对于阐明该疾病的病理生理机制和发现有效的药物和治疗方法至关重要。

影响中枢神经系统的人类疾病的复杂性要求模式生物具有可比的基因组、生理和行为。小鼠作为模式生物很受欢迎，因为它们的繁殖周期短，....

研究方案

本研究中使用的所有动物和实验都经过伦理审查，并按照欧洲指令2010/63 / EU进行。该研究得到了捷克中央动物福利委员会的批准。将小鼠饲养在单独通风的笼子中，并保持在22±2°C的恒定温度下，光照/黑暗循环12小时。随意向小鼠提供食物 和水。将小鼠饲养在每个笼子中，每只动物三到六只。在测试之前，除称重外未进行任何其他处理。有关本协议中使用的所有材料和设备的详细信息，请参阅 材料表 。

1. 测试前和测试期间的一般注意事项

注意：为了清楚易懂，在描述各个测试之前会提供一般性评论。这适用于每个测试，但巢穴粉碎测试明显例外，该测试在房屋房间中进行，不需要使用任何实验设备。

1. 在测试前，将动物安置在研究设施中至少 14 天，以尽量减少运输和环境变化造成的任何压力。
2. 在测试前记录动物体重，因为体重是行为研究中常见的混淆因素。
3. 从其住房室运输后，让动物在实验室中适应至少1小时，以尽量减少运输压力，每当发生这种运输时（即，下面描述的每个测试，除了巢穴切碎，这是在住房室进行的）。
4. 用无毒的水基标记在尾巴上标记每只动物，以便在实验过程中快速识别。
5. 在每次试验后进行测试期间，清除动物在实验装置中沉积的所有尿液和粪便。
6. 在每个测试动物之前和....

讨论

在不同鼠菌株中创建的AS模型通常通过动物情绪状态，运动功能和认知能力的测试进行验证，以促进与人类症状的比较^31,32。AS模型中的运动缺陷是实验室中最一致的发现，其次是突变体的情绪状态不变和筑巢困难31,32,33。相比之下，认知障碍要么轻微，要么不存在7,31,33。

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Cages, individually ventilated	Techniplast
DigiGait	Mouse Specifics, Inc., 2 Central Street Level Unit 110 Framingham, MA 01701, USA	Equipment was tendered, no catalogue  number was provided, nor could be find on company's web site	Detailed analysis of mouse gait, hardware and software provided.
FDA Nestlet squares	Datesand Ltd., 7 Horsfield Way, Bredbury, Stockport SK6, UK	Material was bought from Velaz vendor via direct email request. Velaz do not provide any catalogue no.	Cotton nestlets for nest building test. Nestlet discription: 2-3 g each, with diameter around 5 x 5 x 0.5cm.
Mouse chow	Altramion
Rotarod	TSE Systems GmbH, Barbara-McClintock-Str.4 12489 Berlin, Germany	Equipment was tendered, no catalogue  number was provided, nor could be find on company's web site	Rotarod for 5 mice, hardware and software provided. Drum dimensions: Diameter: 30 mm, width per lane: 50 mm, falling distance 147 mm.
Tail Suspension Test	Bioseb, In Vivo Research Instruments, 13845 Vitrolles FRANCE	Reference: BIO-TST5	Fully automated equipment for immobility time evaluation of 3 mice hanged by tail, hardware and software provided
Transpore medical tape	Medical M, Ltd.	P-AIRO1291	The tape used to attach an animal to the hook by its tail.
Viewer - Video Tracking System	Biobserve GmbH, Wilhelmstr. 23 A 53111 Bonn, Germany	Equipment with software were tendered, no catalogue  number was provided, nor could be find on company's web site	Software with custom made hardware: maze, IR base, IR sensitive cameras. Custom-made OF dimensions: 42 x 42 cm area, 49 cm high wall, central zone area: 39 cm2. A custom-made EPM was elevated 50 cm above the floor, with an open arm 79 cm long,  9 cm wide, and closed arm 77 cm long, 7.6 cm wide.