Inchworming: A Novel Motor estereotipias en el BTBR<em&gt; T<sup&gt; +</sup&gt; Itpr3<sup&gt; Tf</sup</em&gt; / J Modelo de ratón de autismo

Resumen

Inchworming es un movimiento sincrónico de excavación muy repetitivas mostrada por BTBR T ⁺ ITPR ^3TF / J (BTBR) ratones cuando se coloca en una jaula de prueba con suficiente ropa de cama de aserrín. El procedimiento es una modificación del protocolo de interacción social de menores y se utiliza aquí para evaluar estereotipias motoras repetitivas relacionadas con Trastorno del Espectro Autista.

Resumen

Trastorno del Espectro Autista (TEA) es un trastorno del desarrollo neurológico de comportamiento definido caracterizado por una disminución de la interacción recíproca social, la comunicación anormal, y conductas repetitivas con interés restringido. Como el diagnóstico se basa en criterios clínicos, las modelos de roedores potencialmente relevantes de este trastorno heterogéneo idealmente deben recapitular estos diversos rasgos de comportamiento. El ^tf BTBR T ⁺ Itpr3 / J (BTBR) del ratón es un modelo animal establecido de la ASD, mostrando comportamientos repetitivos como el aumento de la preparación, así como la falta de flexibilidad cognitiva. Con respecto a la interacción social y el interés, la prueba de juego de menores se ha empleado en múltiples modelos de roedores de TEA. Aquí, se muestra que cuando los ratones BTBR son examinados en un recinto de la interacción social juvenil que contiene la ropa de cama de aserrín, muestran un movimiento de excavación sincrónica repetitivo. Este comportamiento motor repetitivo, denominado "inchworming", fue nombradodebido a la naturaleza de los movimientos estereotipados exhibidos por los ratones mientras se mueve horizontalmente a través de la planta. Ratones Inchworming deben utilizar sus delanteras y traseras-extremidades en sincronía para desplazar a la ropa de cama, la realización de un mínimo de un interior y un movimiento hacia el exterior. Aunque ambos (B6) ratones C56BL/6J BTBR y presentan este comportamiento, los ratones BTBR demuestran una duración significativamente más alta y la frecuencia de inchworming y una disminución de la latencia para iniciar inchworming cuando se coloca en un recinto camas. Llegamos a la conclusión de que este comportamiento recién descrito proporciona una medida de una estereotipia de motor repetitivo que se puede medir fácilmente en modelos animales de TEA.

Introducción

Aunque la fisiopatología de los trastornos del espectro autista (TEA) aún no está claro, el diagnóstico depende de la presencia de tres grandes categorías de síntomas: la reciprocidad social anormal, deficiencias en la comunicación y comportamientos repetitivos estereotipados / ^1. La mayoría de los modelos de roedores son incapaces de reproducirse de forma simultánea los tres síntomas en un solo animal. Así, los modelos capaces de simular de forma fiable algunos o todos los aspectos de la enfermedad tienen un gran valor para el desarrollo de estrategias preventivas y terapéuticas eficaces. Un modelo que hace mostrar todos los tres aspectos de la CIA es el ^1,2 ratón BTBR.

En combinación con las vocalizaciones ultrasónicas y ensayos de aproximación social, prueba de la interacción social juvenil se utiliza comúnmente para caracterizar modelos de ratón de ASD pediátrica; estos exámenes miden disminuyó y los comportamientos sociales anormales que representan las características principales de los TEA. Además de la prueba de interacción social juvenil, muchas otraslas pruebas se han utilizado para medir los comportamientos estereotipados en modelos animales de TEA. Por ejemplo, la prueba de enterramiento de esferas, que examina la tendencia de un animal para desplazar material de cama usando el hocico y patas delanteras en el esfuerzo para cubrir un objeto, se pensó para medir comportamientos estereotipados compulsivos que se producen en respuesta a estímulos aversivos ^3,4. En consecuencia, las pruebas de excavación se han aplicado para cuantificar este comportamiento repetitivo en modelos animales de ASD y diferentes especies de roedores ^3,5-7. Comportamientos de excavación se definen como acciones dirigidas obvias de la hocico o las patas para desplazar materiales de ropa de cama y se han planteado la hipótesis de ser un parámetro sensible de la conducta motora repetitiva ^4.

Aquí, se presenta un nuevo tipo de excavación, que hemos denominado "inchworming", en la cepa BTBR de ratones. La caracterización de este nuevo comportamiento puede proporcionar una medida robusta de un comportamiento motor repetitivo que se puede usar para su posterior Vallidación de modelos de roedores tales como TEA, 'Enfermedad de Huntington o el comportamiento compulsivo obsesivo ^8,9. Definimos "inchworming" como al menos un movimiento síncrono de las partes delanteras y traseras-extremidades hacia el interior seguido por un movimiento síncrono hacia el exterior que conduce al desplazamiento de material de cama. Esto difiere de un comportamiento de excavación típica de muchas maneras. En primer lugar, el comportamiento inchworming se observa por lo general como una combinación de episodios en lugar de un solo evento aislado. En contraste, la excavación puede ocurrir como un solo movimiento coordinado de ya sea la posterior o patas delanteras ^3. Además, los movimientos inchworming tienden a ocurrir horizontalmente a través del suelo del recinto en oposición a las posiciones estacionarias que son característicos de la excavación de comportamientos. Por último, el comportamiento inchworming se describe a continuación se presenta con frecuencia en la cepa endogámica BTBR de ratones, pero rara vez se identifica en el control de la cepa B6, mientras que las conductas típicas de excavación son comunes en las cepas B6 y BTBR de ratones ^{10. Los procedimientos de ensayo inchworming descritos en este estudio representan modificaciones de un protocolo de interacción social juvenil estándar 1.}

Habida cuenta de que el enterramiento de mármol, la excavación, y el juego de menores han establecido el valor para medir el comportamiento anormal en modelos de ratón de la CIA, el comportamiento inchworming complementa estas medidas previamente definidas de comportamientos estereotipados. En particular, el comportamiento inchworming proporciona una medida útil de estereotipias de motor de orden inferior que se identifican comúnmente en TEA ^8,11. Además, este nuevo procedimiento inchworming puede proporcionar a los investigadores una herramienta adicional de gran valor para el análisis de conductas motoras repetitivas relacionadas con trastornos del desarrollo como TEA.

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Protocolo

Todos los procedimientos se llevaron a cabo de acuerdo con el Comité de Cuidado de Animales de Canadá y aprobados por la Universidad de Comité de Cuidado de Animales de Calgary.

1. Preparación de los animales

1. Aislar los ratones durante la noche (12 h) antes de la prueba. Para ello, coloque todo el BTBR y ratones B6 (P35-P40) es necesario para el análisis experimental en jaulas por sí mismos, el día antes de la prueba.
2. Coloque los ratones aislados en el comportamiento análisis habitación 30 min antes de la prueba para que los animales se habitúan a la novela medio ambiente.

2. Preparación del equipo

1. Coloque los 30 x 30 cm caja de plexiglás con una tapa extraíble en la sala de pruebas. Coloque la caja sobre una mesa y coloque la cámara de vídeo a un ángulo de 45 ° con respecto a la parte inferior; esta ubicación de la cámara permitir la visualización de todo el piso del recinto y el ratón. Utilice una luz de fondo de infrarrojos para ayudar a minimizar el resplandor de la pared della caja.
2. Utilice una cámara de video que posee una función de zoom de alta con capacidades de infrarrojos para optimizar el rodaje en un entorno de bajo lux. Enfoque la cámara en el recinto de la ampliación de la imagen para que los ratones se visualizan a lo largo de toda la caja.
3. Cubra todo el piso de la caja con ropa de cama de aserrín (debe ser de aproximadamente 1 pulgada de profundidad).

3 Procedimiento de prueba

1. Coloque un par intra-cepa de ratones (BTBR - BTBR o B6-B6) dentro del recinto de pruebas.
2. Apague las luces en la sala de pruebas.
3. Inicie la cámara de vídeo para grabar y salir de la habitación. Esto evitará influencia experimentador en el comportamiento de los ratones. Registre la actividad durante 11 minutos.
4. Una vez que la grabación haya terminado, vuelva a entrar en la sala de pruebas y volver a los ratones a sus jaulas originales.
5. Deseche la ropa de cama de aserrín, lavar el cuadro de la prueba entera con etanol al 70%, y colocar nueva ropa de cama de aserrín en el fondo de la pruebarecinto.
6. Repetir todo el procedimiento para el resto de los pares dentro de la mancha y devolver los ratones a sus jaulas originales.

Nota: Para verificar la fiabilidad de los datos inchworming, el procedimiento se puede repetir en los días siguientes con diferentes BTBR-BTBR y combinaciones de pares B6-B6. Esto asegurará que el comportamiento observado no depende de la pareja específica en el recinto, pero el individuo inchworming.

4. Análisis de Datos

1. Inchworming se define como el movimiento síncrono hacia adentro y hacia afuera de la de los animales hacia delante y patas traseras, con un mínimo de un co-ocurrencia hacia adentro y luego movimiento hacia el exterior posterior que desplaza efectivamente la ropa de cama. Ver manualmente y marcar cada video dos veces (una para cada ratón) para determinar la duración total, la frecuencia y la latencia para InchWorm en el vídeo 10 min. Manual de puntuación de inchworming duración, la frecuencia y la latencia se debe basar en el seguimientoing definiciones:
   
   Duración Inchworming: Se define como el tiempo total de cada ratón gasta dedica a la conducta inchworming. Para puntuar este aspecto de inchworming, utilizar un temporizador que se puede arrancar y parar. Comience a contar cuando el ratón comienza a InchWorm y detener el temporizador cuando el ratón deja de inchworming. Cuando y si el ratón comienza a InchWorm de nuevo, volver a empezar y volver a detener el temporizador. Repetir el arranque y la parada del temporizador para la duración del período de observación de 10 min cada vez los inchworms ratón. Esto generará una duración de la partitura inchworming que es entre las 0:00 y las 10:00 min.
   
   Inchworming Frecuencia: se define como el número de veces que el ratón se involucra en el comportamiento inchworming en el período de observación de 10 min. Un conteo solo se entrega cada vez que se inicia el ratón y paradas inchworming. La puntuación de frecuencia inchworming será un número entre 0 y ∞.
   
   Latencia para Inchworm: Se define como el tiempo then los pases antes de la primera aparición de inchworming. Inicie el temporizador cuando empieza el video, este será el momento 0:00, y detener el cronómetro cuando los inchworms ratón por primera vez. Si el ratón no muestra el comportamiento inchworming la latencia a InchWorm será 10:00. Al analizar la latencia para InchWorm, se obtendrá una puntuación entre 0:01 y 10:00 min. Los ratones que no logran InchWorm para la duración del período de prueba deben ser retirados de la población de la muestra para asegurar que los resultados son pertinentes para una población de ratones que muestran el comportamiento inchworming.


2. Cálculo de la frecuencia total y la duración de inchworming para cada ratón en el vídeo. Calcular el tiempo requerido para el primer ratón en el par de InchWorm para la latencia a InchWorm para ese par específico de los ratones. Estos parámetros se basan en el trabajo metodológico anterior relacionada con conductas repetitivas de excavación en ratones ^6.
3. Calcular el promedio de duración, frecuencia,y la latencia para cavar para cada grupo experimental en el análisis (es decir, BTBR vs B6). Utilice un ANOVA o la prueba t para comparar datos entre cepas / grupos experimentales.
   
   Nota: Cuando se ha completado el procedimiento en un segundo día, use un ANOVA de medidas repetidas para asegurarse de que no hubo efectos de los ensayos posteriores o efectos de emparejamiento.

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Resultados

La versión modificada de la prueba juego juvenil se describe aquí se puede utilizar para observar y analizar el comportamiento de la novela de excavación repetitivo denominado inchworming. Inchworming se exhibe en mucha mayor medida por los ratones BTBR que los controles B6. En una sesión típica de 10 min, los ratones se BTBR mostrar el comportamiento inchworming distinta (sincrónica hacia el interior y hacia el exterior el movimiento de las patas en un esfuerzo para desplazar la ropa de cama de serrín) durante a...

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Discusión

Inchworming es una novela medida de comportamiento repetitivo que se puede utilizar para estudiar muchos trastornos que presentan estereotipias tales como TEA. Hay 4 pasos que son de importancia crítica para la generación de datos confiables inchworming del protocolo de interacción social juvenil modificación: 1) el período de aislamiento prolongado es esencial para la prueba inchworming y no debe ser retirado del protocolo o acortar. Este requisito es específico para las pruebas de inchworming en parejas descrita...

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Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
30 cm X 30 cm Plexiglas box with lid			Can be constructed
IR Camera	Survshop (Calgary, Alberta)	Sony CCD Camera DP955V- 30’ Infrared Armor Dome	Find a camera with high-resolution and zoom capabilities
DVR	Supercircuits (Austin, Texas)	BLACK Enterprise-Class 4-Channel H.264 security DVR with DVD Burner	High data capacity
Sawdust			Same as bedding material