Testen tierische Angst bei Ratten: Auswirkungen der offenen Arm Gesimsen und geschlossenen Arm Wand Transparenz in erhöhter Plus Maze Test

Zusammenfassung

Ratten Angst-ähnliches Verhalten getestet durch die erhöhte plus Labyrinth hängt stark von der Testumgebung. Hier zeigen wir, wie Geräte-Einstellungen, besonders Arm Struktur, Verhalten auf das Labyrinth beeinflussen, und wir erklären ein zuverlässiges Protokoll, um Wirkungen angstlösende Medikamente zu erkennen. Dieser Bericht wird Angst Forschung beitragen.

Zusammenfassung

Die erhöhte plus Labyrinth-Test ist ein behavioral Test zur Beurteilung tierische Angst bei Nagetieren. Obwohl dieser Test auf dem Gebiet der Verhaltensforschung allgemein angewendet wird, werden oft widersprüchliche Ergebnisse aus verschiedenen Labors angeboten. Ermittlung der Gründe für die unterschiedlichen Ergebnisse, konzentrierten wir uns zuvor auf Arm-Features, die Laboratorien, die meisten vor allem die Anwesenheit/Abwesenheit leisten an den Seiten mit ausgebreiteten Armen und der Transparenz/Undurchsichtigkeit der geschlossenen Arm Wände unterscheiden. In einem früheren Bericht wir verwendet einen benutzerdefinierten gestaltete Container Ratte Verhalten auf verschiedene Kombinationen von offenen und geschlossenen Arm Designs unter sonst gleichen Versuchsbedingungen zu vergleichen, und zeigte, dass Unterschiede im Arm Funktionen experimentelle stören Ergebnisse. In Kürze öffnen Sie Arm leisten deutlich erhöhte Angst-ähnliches Verhalten bei Ratten, während transparente Arme können auch dieses Verhalten gesunken. Darüber hinaus haben wir eine höhere Empfindlichkeit des Effekts eine angstlösende Medikament in einer Kombination aus keine-zulasten offenen Arm + opak ummauerten geschlossenen Arm im Vergleich mit einer Kombination aus zulasten offenen Arm + transparente ummauerten geschlossenen Arm überprüft. In diesem Bericht stellen wir Ihnen unser Protokoll für die erhöhte plus Labyrinth Test, zusammen mit der Diskussion der wichtigsten Ergebnisse aus den vorherigen Bericht und unsere experimentelle Erfahrung. Wir glauben, dass dieser Bericht enthalten nützliche Informationen für Forscher, die beschäftigt haben oder planen, verwenden Sie die erhöhte plus Labyrinth in ihren Studien.

Einleitung

Die Zahl von Patienten mit affektiven Störungen, einschließlich-Angststörung und Depression, steigt. Obwohl die Entwicklung dieser Erkrankungen genetische und umweltbedingte Faktoren beinhaltet, sind detaillierte pathogenen Mechanismen noch nicht vollständig verstandenen¹. Forschung muss daher konzentrieren sich auf die Aufdeckung der zugrunde liegenden Mechanismen von affektiven Störungen sowie die Entwicklung von wirksamen Medikamenten, die weniger Nebenwirkungen haben.

Verhaltens-Tests für Versuchstiere eignen sich für die Untersuchung von höheren Gehirnfunktion, einschließlich Emotion. Wie das Verhalten der Tiere sehr variabel ist, unterscheiden sich experimentelle Ergebnisse oft zwischen Labors, auch wenn eine identische Inzucht Belastung verwendet²war. Forscher müssen also auch die grundlegenden Funktionen der experimentelle Geräte zu verstehen, die sie ergreifen, um zuverlässige und präzise Ergebnisse im Labor zur Verfügung zu stellen.

Die erhöhte plus Labyrinth Test wurde ursprünglich gegründet, um emotionale Reaktivität in Nagetieren^3,4zu prüfen. Den gesamten Apparat in der Regel befindet sich 500 mm über dem Boden und besteht aus zwei offenen und geschlossenen zweiarmig, die eine plus Form zu machen. Messungen der Arm Exploration (einschließlich der Dauer und Häufigkeit der Einträge an jedem Arm), Abstand reiste und bestimmte Verhaltensweisen wie gestreckt behandelnden Haltung des unterworfenen Tiere werden Beobachtungsdaten Zeiten aufgezeichnet. Durch diese Maßnahmen wird die tierische Angst als ein experimentelles Ergebnis geschätzt.

Die erhöhte plus Labyrinth-Test dient in der ganzen Welt, aber nicht alle Labore verwenden die gleichen Apparat Design^5,6, und diese Unterschiede können die experimentellen Ergebnisse beeinflussen. Unterschiede sind z. B. das Vorhandensein oder Fehlen von Felsvorsprüngen entlang der offenen Armen und/oder die Nutzung von transparent oder opak Wände für geschlossene Arme^5,6. Die Vorsprünge entlang offenen Armen und die Verwendung von transparenten Wänden für geschlossene Arme wurden entwickelt, um Tiere fallen aus dem Apparat⁷zu verhindern und Verhaltensbeobachtungen innerhalb der geschlossenen Arme, jeweils^8,9zu erleichtern. Zwar gab es einige Studien, die wie einzelne Arm Struktur Unterschiede untersucht die tierische Angst^{1,2,5,10,11 erkennen beeinträchtigen können} , die kombinierten Auswirkungen offen (mit/ohne kurze Kante) und geschlossenen (transparenten/undurchsichtigen Wänden) Arm Features auf das Verhalten der Tiere ist noch nicht untersucht.

In einem kürzlich veröffentlichten Bericht diskutierten wir die Wirkung dieser Kombinationen von Arm-Designs auf Angst-ähnliches Verhalten in Ratten¹². In Kürze öffnen Sie Arm leisten deutlich erhöhte Angst-ähnliches Verhalten bei Ratten, während transparente Arme können auch dieses Verhalten gesunken. Darüber hinaus überprüft wir höhere Empfindlichkeit des Effekts eine angstlösende Medikament in einer Kombination aus keine-zulasten offenen Arm + opak ummauerten geschlossenen Arm im Vergleich mit einer Kombination aus zulasten offenen Arm + transparente ummauerten geschlossenen Arm. In diesem Bericht werden wir vorstellen unser Protokoll für die erhöhte plus Labyrinth Test, zusammen mit Diskussion der wichtigsten Ergebnisse aus dem vorherigen Bericht. Wir glauben, dass dieser Bericht enthalten nützliche Informationen für diejenigen, die beschäftigt haben oder planen, verwenden Sie die erhöhte plus Labyrinth in ihren Studien.

Protokoll

Alle hier beschriebene experimentelle Verfahren wurden von den institutionellen Animal Care und Nutzung Ausschuss der Meiji-Universität (IACUC 14-0002(1)). genehmigt Tiere, die in die repräsentativen Ergebnisse waren wie folgt hergestellt: männliche Sprague-Dawley Ratten wurden von einer Labor-Tier-Firma gekauft und befindet sich in Gruppen von 4 Tieren pro standard Rattenkäfig (W200 D410 × × H250 mm) für mindestens eine Woche vor Beginn der der Behavioral Experiments. Die Unterbringung von Tieren-Zimmer war gepflegt, bei standard Umgebungsbedingungen für Licht (12:12 hell/dunkel-Zeitplan mit auf bei 10:00 h leuchtet), Raumtemperatur (25,0 ± 0,5 ° C), Luftfeuchtigkeit (55 ± 10 %) und Lüftung (10 x / h), und Tiere hatte ad libitum Zugang zu Lebensmitteln ( Oriental Yeast Co. Ltd, Tokyo, Japan) und Wasser. Die Tiere waren in einem standard Rattenkäfig (W410 x D250 x H200 mm, Toyoriko Co., Ltd., Aichi, Japan) mit Papier, Bettwäsche (Alpha-Dri, LSG Corporatin, Tokio, Japan) gehalten.

(1) erhöhte Plus Maze Test

1. Richten Sie die erhöhten Plus Labyrinth Apparat in einem maßgeschneiderten Container (W1, 500 × D1, 500 × H2, 000 mm) (Abbildung 1A) mit einem Plus-förmigen Metallgerüst 500 mm über dem Boden, den Lauf zu unterstützen so Arme (Abbildung 1 b), in der Container-Decke, Beleuchtung beleuchten Sie die Oberfläche des Labyrinths die erforderliche Lichtstärke (Abbildung 1) und eine digitale Videokamera in der Mitte Decke ermöglichen live video-Überwachung der behavioral Tests (Abbildung 1).
2. Die Arme (L500 x W100 mm) auf die Plus-förmigen Rahmen befestigen, und dann fix die quadratischen Mittelbahnsteig (W100 x D100 mm) in der Mitte der vier Arme (Abbildung 1 -F).
   Hinweis: In unserem Labor haben wir zwei Arten von offenen Armen (L500 x W100 mm) und zwei Arten von geschlossenen Arme (L500 x W100 x H450 mm) (Abbildung 1). Die geschlossene Arme haben entweder transparent oder opak Wände (Abbildung 1), und die offenen Arme sollen mit oder ohne einen kurzen Felsvorsprung (H5 mm, Abbildung 1E). Die quadratischen Mittelbahnsteig (W100 × D100 mm) befindet sich im Zentrum der vier Arme (Abbildung 1 -F). So, die folgenden vier Kombinationen von Waffen zubereitet werden, nach experimentellen Zweck: offene Arme mit leisten + geschlossene Arme mit transparenten Wänden (leisten/Transparent), offenen Armen mit leisten + geschlossene Arme mit undurchsichtigen Wänden (leisten/opak), offenen Armen ohne Vorsprünge + geschlossene Arme mit transparenten Wänden (No-leisten/Transparent) und offenen Armen ohne Vorsprünge + geschlossene Arme mit opaker Wände (No-leisten/opak). Die Oberfläche der Start-und Landebahn Arm ist schwarz, um bessere Tier Verfolgung durch die automatisierte Verhalten-Analyse-Software, wie in Abschnitt 2 beschrieben Verhaltensanalyse zu ermöglichen.
3. Stellen Sie auf der Oberfläche des distalen Teils jeder Arm und zentrale Plattform bis ca. 100 Lux Beleuchtungsstärke.
4. Vor jedem Test den gesamten Apparat mit 70 % Ethanol-Lösung reinigen und mit destilliertem Wasser abwischen.
5. Klicken Sie auf "Record-Taste" auf der Harddisk-Recorder, die digitale Videokamera zu starten, die die Ratte Verhalten für das imaging-Analyse beschrieben in Abschnitt 2, Verhaltensanalyse Video aufzeichnen wird.
6. Ein Tier auf der zentralen Plattform für einen offenen Arm und freie Erkundung auf dem Gerät für 5 Minuten.
7. Klicken Sie auf den Button"Stop" auf der Harddisk-Recorder für die Aufnahme zu beenden.
8. Die Anzahl der Kot und Urinieren nach der Rückkehr der getesteten Tieres in der Tierhaltung-Raum.
9. Wiederholen Sie ab Schritt 1.4 bis zum Ende des Experiments.
   Hinweis: Ein trocken Testlauf erfolgt stets vor Beginn jedes Experiment, um zu überprüfen, dass die experimentelle Einstellungen korrekt eingerichtet sind, bevor alle Versuchstiere den experimentellen Bedingungen ausgesetzt sind. Andernfalls kann einige Tiere, besonders das erste Tier unterschiedliche Umweltbedingungen (z.B. Geräusche möglicherweise induziert durch den Experimentator während der Manipulation und/oder Tier Hinweise, die möglicherweise durch das zuvor getestete Tier links) auftreten.
   Hinweis: Die Experimentatoren sind in der Nähe der Container, wenn ein Tier getestet wird. Obwohl die Experimentatoren nicht sichtbar sind kann die Ratte noch in der Lage, ihnen über Geruch und/oder Ton zu spüren also.

(2) Verhaltensanalyse

Hinweis: Verhaltensanalyse erfolgt durch manuelle Beobachtung und Analyse-Software automatisiert.

1. Manuelle Beobachtung
   1. Nachdem das Tier auf dem Sims platziert haben, beachten Sie Folgendes: Anzahl der Einträge (ein Eintrag auf den Arm ist definiert als jede Instanz, wenn alle 4 Pfoten auf dem Arm sind), verbrachte Zeit an jedem Arm und Anzahl der gestreckt behandelnden Haltungen gegenüber einen offenen Arm , und sichern Sie die zentrale Plattform in Richtung einer geschlossenen Arm.
   2. Dauer und Häufigkeit der Stoppuhr und Graf für 5 min, ab wann die Türen des Behälters geschlossen sind oben festgelegten Verhaltensweisen zu messen.
2. Automatisierte Analyse
   1. Mit dem verfügbaren Software-Programm, Folgendes aufzuzeichnen: Abstand reiste, Zeit verbrachte in verschiedene Positionen auf offenen Armen (mittleren proximalen und distalen Segmente von der zentralen Plattform), und eine Analyse von Minute zu Minute der Zeit aufgewendet offen und geschlossen Arme.
   2. Klicken Sie auf den startButton"" der automatisierten Analyse-Software zur gleichen Zeit, als die manuelle Beobachtung beginnt (die Aufzeichnung stoppt automatisch wenn Aufnahme Dauer festgelegt ist).
      Hinweis: In dieser Studie verwendete Verhaltensanalyse-Software verfolgt das Tier über den Kontrast mit dem Hintergrund-Feld; das Tier, das eine feste Größe zugeordnet ist, wird als das hellere Objekt identifiziert und die Fortbewegung der Mittelpunkt kann somit für Tier-Tracking verwendet werden.

Ergebnisse

In der vorangegangenen Studie verglichen wir die kombinierte Wirkung der offenen Arm Simsen und Transparenz der geschlossenen Arm Wände auf der explorativen Verhaltensweisen auf der Labyrinth-¹². Ratten deutlich viel weniger Zeitaufwand auf offenen Armen ohne Vorsprünge als auf offenen Armen mit leisten (F [1, 60] = 13,49, P = 0,0005) (Abbildung 2A). Ähnliche Ergebnisse wurden auch für die Anzahl der Einträge in offenen A...

Diskussion

Mit steigender Anzahl von Patienten mit psychiatrischen Erkrankungen, einschließlich der Angststörung, ist es wichtig, innovative Studien zur Verbesserung des Verständnisses der Grundmechanismus der Angst entwickeln. Um dies zu erreichen, ist es auch wichtig, die experimentellen Verfahren zu optimieren. Damit zur Verbesserung der Anwendung der erhöhten plus Labyrinth Test, wir haben bewiesen, dass die Wirkung von Arm-Funktionen auf die experimentellen Ergebnisse mit Ratten.

Die erhöhte pl...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Customized container (W1500 × D1500 × H2000 mm)	NA	NA	Handmade by Mr. Akihiro Hirano
Lighting	NA	NA	Handmade by Mr. Akihiro Hirano
Elevated plus maze apparatus	NA	NA	Handmade by Mr. Akihiro Hirano
Digital video camera	Watec	WAT-250D2	Any suitable video camera can be attached to a hard disk recorder for recording tracking profiles.
Hard disk recorder	TOSHIBA	RD-R200	Any suitable hard disk recorder can be attached to the digital video camera.
Sprague-Dawley rats	Charles River Laboratories Japan, Inc.	NA	Any suitable rats can be used for your study
Standard rat cage	Toyoriko	TP-105	Any suitable rat cage be used for your study
Instrument to measure light intensity	AS ONE	1-5818-02	Any suitable instrument to measure light intensity
EthoVision XT version 8.0	Noldus	NA	Any suitable software to measure animal behavior
Diazepam	Taiyo Pharmaceutical Industry	1124402A2061	Any suitable drug can be used for your study
Tween 80	Wako Pure Chemical Industries	9005-65-6	Any suitable drug can be used for your study