この研究は、脳科学のためのエドモンドとリリー·サフラセンター（SBフェローシップ）、イスラエル科学財団（HSにグラント第11分の378、）と科学のためのドイツのイスラエル財団の遺産遺産バイオメディカル·サイエンス·パートナーシップ·プログラムによってサポートされています研究開発（GIF）（HSにグラント号1093-32.2/2010、）。

1。レンチウイルスの準備<ol><li> 90％コンフルエンスにHEK-293FT細胞を成長させる。 </li><li>無血清DMEMにトランスフェクション変化細胞培地の日に1 mMのグルタミンおよび50 mg / mlのペニシリン - ストレプトマイシンを補充した。 </li><li> pLKO.1-Puroのベクターで、キャリア9として1 mg / mlのポリエチレンイミン10μlのを使用して、デルタR8.2およびVSV-G部分及び利息のmiRNAをコードするプラスミドを細胞に共トランスフェクション。 </li><li> 0.45μmのフィルターを通過フィルタ、24時間と48時間のトランスフェクション後にパッケージ化されたレンチウイルスを収集します。 </li><li> 2時間と15°-70℃、アリコートと店舗℃で、70,000×gでの遠心分離を使用したレンチウイルスを集中</li><li>希釈したウイルス製剤（ウェルあたりベクトル1〜10 -6ミリリットル）とHEK-293T細胞に感染させることにより、ウイルス力価を測定します。結果として力価（1ml当たり約1×10 9感染性粒子が推奨され、最低）がGEの発現のために評価される興味のあるね、ピューロマイシン選択を使用して、カウントを蛍光細胞を通してウイルスをGFPを発現を定量することによって。 </li></ol>レンチウイルスの準備の詳細なプロトコルのために10を参照してください。 2。手術のための動物の準備<ol><li>外科医の服装は、手術ガウン、滅菌手袋、キャップとマスクを含める必要があります。 </li><li>動物を秤量し、各薬物に指定されたように、動物の体重に比例した量で、ケタミンの混合物のIP-注射でそれを麻酔。ケタミン/キシラジン混合物については、80〜200 mg / kgでケタミンおよび7-20 mg / kgをキシラジンの用量範囲は、通常のマウスのために使用される。 </li><li>動物は完全に麻酔になるまで待ってから、手足を延長して、指で押すことによって、動物の後肢に撤退反射の欠如のために確認してください。 </li><li>ボックスに指定されている痛みの軽減のために、、Rimadylを皮下動物を注入。 Rymadilの典型的な用量範囲は5-10 mgのです。 </li><li>安定した体温を維持し、軟膏と目を潤すために加熱パッドに動物を配置します。 </li><li>トリミングマシンと両耳の間の領域を剃る。 </li><li>ベタジンで皮膚を消毒する。 </li></ol> 3。スカルと掘削の露出<ol><li>動物の耳のすぐ前方の隙間にロッドを調整することによって、stereotact内側に動物を配置します。 </li><li>耳の間の約1.5センチ前後切開を行い、手術クランプ（serfines）とそれを開いたままにメスを使用してください。 </li><li>冠状縫合と矢状縫合の交点まで綿棒で頭蓋骨の表面をきれいにする、すなわちブレグマとコロナとラムダ縫合の交点、すなわちラムダ、表示されます。 </li><li>すべての3つの軸で、ブレグマポイントへstereotactが保有するシリンジの先端を、指す。座標を書き留める。この点はゼロ経口としてみなされるすべての3つの軸のint。 </li><li>平面的な動きが頭蓋骨に傷をして正しい場所に注射器ヘッドを移動させないように、縦軸に注射器を持ち上げます。内側/横軸で、前方/後方の軸で±1.8 -2腹/背軸に-1.5：海馬CA1注射以下は、mm単位でブレグマを基準とした座標を必要とする。 </li><li>それは頭蓋骨に触れるまで、シリンジの先端を下げて、マーカーでスポットをマークします。刺す避けるために戻ってシリンジを取り外し。 </li><li>だけ細かい穴あけを使用頭蓋骨に浅い穴を開けます。ので、軟部組織の下にドリルしていきませんドリラーをしっかりホールド。あなたは他のと安定さ片手でかつ短パルスで掘削することでこれを防ぐことができます。 </li></ol> 4。レンチウイルスの注射<ol><li>濃縮されたレンチウイルス溶液0.5mlを撤回。 </li><li>穴のすぐ上の注射器を置き、REAまでゆっくりと垂直に下げるCHES頭蓋骨の表面。非常にゆっくりと脳に注射器を下げ続ける。このステップでは、いくつかの出血は必ずしも失敗浸透を示すものではありませんその発生する可能性があります。出血が発生した場合は綿棒でそれを掃討。 </li><li> 0.02ミリリットル/分（0.5μLを25分に注入されるであろう）にデジタルポンプを設定し、注入を開始します。スロー注入は効果的な組織の中にウイルスの拡散や逆流を防止することができます。いくつかのシリンジタイプで元の座標と注入するに後退前0.5mmの余分な深さのために注射器を挿入することを検討してください。 </li><li>注入が完了した後に材料が注射器によって形成された道に戻って後退するのではなく脳内に広がることができるように追加の5分間待ちます。 </li><li>非常にゆっくりとシリンジを取り外し、バックフローを監視する。逆流は、この段階で観察された場合、注入された材料の一部が失われたであろう。 </li></ol> 5。傷のシーリングおよびリカバリ<ol><li>シール番目eはhistoacrylが巻か。目にhistoacrylの漏洩を避けるようにしてください。 </li><li>脱水を避けるために、1mlの予熱された生理食塩水で動物の腹腔内（IP）注射する。 </li><li>加熱されたパッドの上に配置されている回復ケージに動物を配置します。それがさらに1時間回復しながら動物を見てください。 </li></ol>体重減少、食欲不振、脱力/不能飼料または水を得るために、瀕死状態又は感染の場合には、動物の安楽死を行うべきである。齧歯動物の安楽死の許容方法はバルビツール酸塩、吸入麻酔薬、CO 2、CO、または全身麻酔と一緒に塩化カリウムです。 4〜6週間後、動物のナビゲーションメモリはモリス水迷路で評価されて評価します。レンチウイルスは、通常の射出球内でほとんどの細胞に感染します。 6。モリス水迷路における行動アセスメント<ol><li> Mで動物を訓練オリス水迷路。正確なトレーニングとテストのプロトコルのために11を参照してください。各試行の後、乾いたタオルで動物を乾燥、そのケージにそれを交換し、タンク内の水をリフレッシュ。 </li><li>毎日3日間連続、4試験のためモリス水迷路の動物をテストします。 、東西·南北の二日目：西南毎日例の初日のため、変更するために迷路の4方向（北、南、東と西）のそれぞれで迷路に動物を挿入 - 北東。各試行の後に動物を拭きます。 </li><li>試験中に試験はそのようなNoldus追跡システムなどの追跡システムで動物を追跡​​します。 </li><li> 12 回目のテストの試験の後、1分間のプラットフォームずに水タンクに動物を挿入します。これは、動物が取っている検索戦略を分析するために使用される。 </li><li> 12で提案されているようにデータを分析します。 </li></ol>

<ol>
	<li>Siegel, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+functional+screen+implicates+microRNA-138-dependent+regulation+of+the+depalmitoylation+enzyme+APT1+in+dendritic+spine+morphogenesis.">A functional screen implicates microRNA-138-dependent regulation of the depalmitoylation enzyme APT1 in dendritic spine morphogenesis.</a> Nature Cell Biology. 11, 705-716 (2009).</li><li>Jin, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemical+and+genetic+interaction+between+the+fragile+X+mental+retardation+protein+and+the+microRNA+pathway.">Biochemical and genetic interaction between the fragile X mental retardation protein and the microRNA pathway.</a> Nature Neuroscience. 7, 113-117 (2004).</li><li>Simon, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+microRNA+miR-1+regulates+a+MEF-2-dependent+retrograde+signal+at+neuromuscular+junctions.">The microRNA miR-1 regulates a MEF-2-dependent retrograde signal at neuromuscular junctions.</a> Cell. 133, 903-915 (2008).</li><li>Consiglio, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+gene+therapy+of+metachromatic+leukodystrophy+by+lentiviral+vectors:+correction+of+neuropathology+and+protection+against+learning+impairments+in+affected+mice.">In vivo gene therapy of metachromatic leukodystrophy by lentiviral vectors: correction of neuropathology and protection against learning impairments in affected mice.</a> Nature Medicine. 7, 310-316 (2001).</li><li>Jakobsson, J., Lundberg, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lentiviral+vectors+for+use+in+the+central+nervous+system.">Lentiviral vectors for use in the central nervous system.</a> Molecular Therapy: The Journal of the American Society of Gene Therapy. 13, 484-493 (2006).</li><li>Berson, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cholinergic-associated+loss+of+hnRNP-A/B+in+Alzheimer's+disease+impairs+cortical+splicing+and+cognitive+function+in+mice.">Cholinergic-associated loss of hnRNP-A/B in Alzheimer's disease impairs cortical splicing and cognitive function in mice.</a> EMBO Molecular Medicine. , (2012).</li><li>Haramati, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroRNA+as+repressors+of+stress-induced+anxiety:+the+case+of+amygdalar+miR-34.">MicroRNA as repressors of stress-induced anxiety: the case of amygdalar miR-34.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 31, 14191-14203 (2011).</li><li>Shaltiel, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+microRNA-132+mediates+stress-inducible+cognitive+deficits+through+its+acetylcholinesterase+target.">Hippocampal microRNA-132 mediates stress-inducible cognitive deficits through its acetylcholinesterase target.</a> Brain Structure &amp; Function. , 10-1007 (2012).</li><li>Boussif, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+versatile+vector+for+gene+and+oligonucleotide+transfer+into+cells+in+culture+and+in+vivo:+polyethylenimine.">A versatile vector for gene and oligonucleotide transfer into cells in culture and in vivo: polyethylenimine.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 92, 7297-7301 (1995).</li><li>Mendenhall, A., Lesnik, J., Mukherjee, C., Antes, T., Sengupta, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Packaging+HIV-+or+FIV-based+lentivector+expression+constructs+&amp;+transduction+of+VSV-G+pseudotyped+viral+particles.">Packaging HIV- or FIV-based lentivector expression constructs &amp; transduction of VSV-G pseudotyped viral particles.</a> J. Vis. Exp. (62), e3171 (2012).</li><li>Nunez, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morris+Water+Maze+Experiment.">Morris Water Maze Experiment.</a> J. Vis. Exp. (19), e897 (2008).</li><li>Bromley-Brits, K., Deng, Y., Song, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morris+water+maze+test+for+learning+and+memory+deficits+in+Alzheimer's+disease+model+mice.">Morris water maze test for learning and memory deficits in Alzheimer's disease model mice.</a> J. Vis. Exp. (53), e2920 (2011).</li><li>Regev, L., Ezrielev, E., Gershon, E., Gil, S., Chen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+approach+for+intracerebroventricular+delivery.">Genetic approach for intracerebroventricular delivery.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107, 4424-4429 (2010).</li></ol>

著者は、彼らが競合する経済的利益を持っていないことを宣言します。

レンチウイルスの定位注入は、アップまたは異なる遺伝子やmiRNAのダウンレギュレーションの両方の生体内評価のための比較的迅速な方法である。主な選択肢ははるかに面倒で時間のかかる技法その後直接レンチウイルス注射である遺伝子組み換えマウスである。また、アップレギュレーションは、レンチウイルスの注射で、成体マウスで特定の時間に発生し、時間的制御を含?...

神経系の機能の特定のmiRNAの役割は、最近いくつかの研究でレンチウイルス注射によって挑戦されています。 miRNAは、シナプス構造1、シナプス2およびシナプスの改造やメンテナンス3を維持し、再整形するために重要であることが見出されている。これらの研究は強くmiRNAはシェイプアップや神経系、認知機能の主な出力を維持するために両方で多値調節作用を介して、従事していることを示唆している。齧歯類の脳の特定の領域へのレンチウイルス粒子の定位注入はシナプスの形態と神経活動の変化を探し、そして過剰発現転写産物4,5の機能的意義を確立するために使用されたことができます。 miRNAの発現レンチウイルスと明確に定義された脳領域における神経細胞の直接感染は老化、脳障害や神経変性の研究に関与することができ、のmiRNA研究sが行動規制6-8の領域ではるかに高度な状 ​​態にある、との定位注入のmiRNA発現行動テストに続いてレンチウイルス粒子は、そのような目的のために有用かもしれません。過剰または発現下誘導するためのかなり骨の折れる方法は、遺伝子組み換えノックインまたはノックアウトマウスが含まれます。遺伝システムは、さらに表現を条件と時間的制御を可能にすることができる（ 例えば、CRE-ロックス、テトシステム）が、これらはほとんど注射手順の空間的な特異性を提供していないし、漏出の一定量は、ほとんどの場合があります。また、エンジニアリングの手順は、手術を必要とせず、比較的良好な再現性を持つ研究室全体で使用できますが、彼らは遅くなりますとはるかに人材と財源を必要とする。また、過剰または注射したマウスで発現下の時間的制御は、遺伝子改変マウスに比べてはるかに正確です。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="748">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Equipment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21">Rodent weigh scale</td>
			<td>Burtons (UK)</td>
			<td>115-455</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24">heating pad</td>
			<td>FIRstTechnology</td>
			<td>DCT-25</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21">trimming machine</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>51465</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21">stereotact</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>51730</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21">Scalpel and blades</td>
			<td>Kent scientific</td>
			<td>INS500348</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21">Harland syringe</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>7632-01</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21">driller</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>51449</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21">digital pump</td>
			<td>Harvard apparatus</td>
			<td>704507</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21">Water tank and platform</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>60135</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="682">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Reagents</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21">ketamine </td>
			<td>Vetoquinol(Lure France)</td>
			<td>3055503</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21">domitor</td>
			<td>Orion pharma</td>
			<td>107140-10</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21">Rimadyl</td>
			<td>Pfizer animal health</td>
			<td>24751</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr height="118">
			<td height="138" rowspan="2">moisture ointment - Synthomycine 5%</td>
			<td rowspan="2">Rekah Pharmaceutical</td>
			<td rowspan="2">195</td>
			<td rowspan="2"> </td>
		</tr>
		<tr height="20">
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21">histoacryl</td>
			<td>Braun</td>
			<td>112101</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21">saline</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D8662</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

stereotactic injection of microrna-expressing lentiviruses to the mouse hippocampus ca1 region and assessment of the behavioral outcome

マイクロRNAは（miRNA）は長さ22ヌクレオチドの周りの小さな規制一本鎖RNA分子であるかもしれないことを各ターゲット多数のmRNA転写を誘導破壊および/またはこれらのターゲットの翻訳を阻害することによって薄暗い全体の遺伝子発現経路。いくつかのmiRNAは、神経構造と機能を維持するために、より高いレベルの脳機能において重要な役割を果たし、及び方法は、これらの機能を探索するためのそれらのレベルを操作するために求められている。ここでは、miRNAをコードするウイルス粒子の定位注射によってマウスにおける過剰な強制miRNAの認知影響を調べるためのインビボ方法で直接を提案する。具体的には、現在のプロトコルでは、海馬CA1哺乳類メモリの統合に貢献する地域、学習、ストレス応答への注入を含み、便利な注射部位を提供しています。座標は、デジタル制御と非常に遅い保持されるマウスブレグマとウイルス血流に従って測定される。注射後、手術創傷を密閉し、動物が回復される。対応するmRNAターゲットのサイレンサーをコードレンチウイルスはナイーブマウスに、生理食塩水及び対照として &quot;空&quot;のレンチウイルスベクターを注射したマウスに注射したマウスで、観察された効果に責任を特定のmiRNA /ターゲットの相互作用を巻き込むのに役立つ。一ヶ月後噴射は、動物はそれらのナビゲーション学習および記憶能力を評価するためのモリス水迷路（MWM）で検討されている。 MWMは1センチメートル水面下に沈んで小さなプラットフォームで着色水で満たされた丸いタンクである。タンクの周りに着実視覚的な手がかりは、空間ナビゲーション（音と地球の磁場にもナビゲートで動物を助けるかもしれない）を可能にします。ビデオカメラの監視は、水泳とプラットフォームを見つけ、量に時間の経路を測定することができます。マウスが最初に隠れたプラットフォームをマウントすると、強制水泳からの脱出を提供することを教えられて、それは、その後、このエスケープとfを使用するためにテストされinally、プラットフォームは削除され、マウスがその前の位置を記憶した場合のプローブテストは検討されています。複数の連続した​​日間のテストプラットフォームを見つけてマウントするために短い待ち時間で試験されたマウスのパフォーマンスの向上を強調し、より直接的なルートがプラットフォームまたはその場所に到達するまで繰り返される。このような改善を示すに失敗すると、その後（高架迷路内など ）は、特に試験することができる障害、学習と記憶、および/ ​​または不安を表します。このアプローチは、研究、認知および/またはストレス関連のプロセス内の特定のmiRNAと標的転写物の検証を可能にします。

プロトコルの項に示されている流量でマウスの海馬のCA1領域に0.5μlのレンチウイルスの注射は、吻側尾軸で約1mm、と内側 - 外側と前方に約0.5mmの感染球を生み出す-後軸（ 図3）。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/50170/50170fig1.jpg" /> 図1。ブレグマ点と噴射装置 。 （）が示されブレグマ（冠状および矢状縫合の交点）と...

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Stereotactic Injection of MicroRNA-expressing Lentiviruses to the Mouse Hippocampus CA1 Region and Assessment of the Behavioral Outcome

マイクロRNAは、脳の構造と機能に重要な役割を持っている。ここでは、設計されたmiRNAの発現レンチウイルスの定位注射を使用して過剰発現海馬のmiRNAを強制する方法について説明します。このアプローチは、評価するための比較的急速な方法として役立つことができる<em生体内で&gt;</em&gt;特定の脳領域における過剰発現miRNAの効果。

の定位注入マイクロRNA発現マウス海馬CA1領域にレンチウイルスと行動アウトカムの評価

MicroRNAs (miRNAs) are small regulatory single-stranded RNA molecules around 22 nucleotides long that may each target numerous mRNA transcripts and dim an ...

stereotactic-injection-microrna-expressing-lentiviruses-to-mouse

Research

JoVE Journal

Behavior

22.6K ビュー.  The Hebrew University of Jerusalem. マイクロRNAは、脳の構造と機能に重要な役割を持っている。ここでは、設計されたmiRNAの発現レンチウイルスの定位注射を使用して過剰発現海馬のmiRNAを強制する方法について説明します。このアプローチは、評価するための比較的急速な方法として役立つことができる特定の脳領域における過剰発現miRNAの効果。

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Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station (INBEST)

Due to rapid advances in genetic engineering, small rodents have become the preferred subjects in many disciplines of biomedical research. In studies of chronic CNS disorders, there is an increasing demand for murine models with high validity at the behavioral level. However, multiple pathogenic mechanisms and complex functional deficits often impose challenges to reliably measure and interpret behavior of chronically sick mice. Therefore, the assessment of peripheral pathology and a behavioral profile at several time points using a battery of tests are required. Video-tracking, behavioral spectroscopy, and remote acquisition of physiological measures are emerging technologies that allow for comprehensive, accurate, and unbiased behavioral analysis in a home-base-like setting. This report describes a refined phenotyping protocol, which includes a custom-made monitoring apparatus (Integrated Behavioral Station, INBEST) that focuses on prolonged measurements of basic functional outputs, such as spontaneous activity, food/water intake and motivated behavior in a relatively stress-free environment. Technical and conceptual improvements in INBEST design may further promote reproducibility and standardization of behavioral studies.

Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station INBEST

Prolonged and comprehensive monitoring of mice in a home-cage environment provides a deeper understanding of aberrant behavior in murine models of brain diseases. This paper describes the Integrated Behavioral Station (INBEST) as the key component of contemporary behavioral analysis.

統合された行動ステーション（INBEST）を有するマウス疾患モデルの行動表現型

Due to rapid advances in genetic engineering, small rodents have become the preferred subjects in many disciplines of biomedical research. In studies of ...

行動学

Behavioral Assessment of the Aging Mouse Vestibular System

Age related decline in balance performance is associated with deteriorating muscle strength, motor coordination and vestibular function. While a number of studies show changes in balance phenotype with age in rodents, very few isolate the vestibular contribution to balance under either normal conditions or during senescence. We use two standard behavioral tests to characterize the balance performance of mice at defined age points over the lifespan: the rotarod test and the inclined balance beam test. Importantly though, a custom built rotator is also used to stimulate the vestibular system of mice (without inducing overt signs of motion sickness). These two tests have been used to show that changes in vestibular mediated-balance performance are present over the murine lifespan. Preliminary results show that both the rotarod test and the modified balance beam test can be used to identify changes in balance performance during aging as an alternative to more difficult and invasive techniques such as vestibulo-ocular (VOR) measurements.

Motor control and balance performance are known to deteriorate with age. This paper presents a number of standard noninvasive behavioral tests with the addition of a simple rotary stimulus to challenge the vestibular system and show changes in balance performance in a murine model of aging.

高齢マウス前庭系の行動評価

Age related decline in balance performance is associated with deteriorating muscle strength, motor coordination and vestibular function. While a number of ...

Comprehensive Analysis of Transcription Dynamics from Brain Samples Following Behavioral Experience

The encoding of experiences in the brain and the consolidation of long-term memories depend on gene transcription. Identifying the function of specific genes in encoding experience is one of the main objectives of molecular neuroscience. Furthermore, the functional association of defined genes with specific behaviors has implications for understanding the basis of neuropsychiatric disorders. Induction of robust transcription programs has been observed in the brains of mice following various behavioral manipulations. While some genetic elements are utilized recurrently following different behavioral manipulations and in different brain nuclei, transcriptional programs are overall unique to the inducing stimuli and the structure in which they are studied1,2.
In this publication, a protocol is described for robust and comprehensive transcriptional profiling from brain nuclei of mice in response to behavioral manipulation. The protocol is demonstrated in the context of analysis of gene expression dynamics in the nucleus accumbens following acute cocaine experience. Subsequent to a defined in vivo experience, the target neural tissue is dissected; followed by RNA purification, reverse transcription and utilization of microfluidic arrays for comprehensive qPCR analysis of multiple target genes. This protocol is geared towards comprehensive analysis (addressing 50-500 genes) of limiting quantities of starting material, such as small brain samples or even single cells.
The protocol is most advantageous for parallel analysis of multiple samples (e.g. single cells, dynamic analysis following pharmaceutical, viral or behavioral perturbations). However, the protocol could also serve for the characterization and quality assurance of samples prior to whole-genome studies by microarrays or RNAseq, as well as validation of data obtained from whole-genome studies.

This manuscript describes a protocol that applies comprehensive profiling for analysis of transcriptional programs induced in specific brain nuclei of rodents following behavioral paradigms. Herein, this approach is illustrated in the context of profiling genes induced in the nucleus accumbens (NAc) of mice following acute cocaine exposure, utilizing microfluidic qPCR arrays.

行動経験に続いて脳試料からの転写動態の網羅的解析

The encoding of experiences in the brain and the consolidation of long-term memories depend on gene transcription. Identifying the function of specific ...

Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the test mouse is placed in a standardized apparatus and relevant behaviors are assessed in three different sessions (called session I, II, and III).
The apparatus has three compartments (see Figure 1), the left and right compartments contain an inverted cup which can house a mouse (called &#34;stimulus mouse&#34;).
In session I, the test mouse is placed in the cage and its mobility is characterized by the number of transitions made between compartments. In session II, a stimulus mouse is placed under one of the inverted cups and the sociability of the test mouse is quantified by the amounts of time it spends near the cup containing the enclosed stimulus mouse vs. the empty inverted cup. In session III, the inverted cups are removed and both mice interact freely. The sociability of the test mouse in session III is quantified by the number of social approaches it makes toward the stimulus mouse and by the number of times it avoids a social approach by the stimulus mouse.
The automated evaluation of the movie detects the nose of the test mouse, which allows the determination of all described sociability measures in session I and II (in session III, approaches are identified automatically but classified manually). To find the nose, the image of an empty cage is digitally subtracted from each frame of the movie and the resulting image is binarized to identify the mouse pixels. The mouse tail is automatically removed and the two most distant points of the remaining mouse are determined; these are close to nose and base of tail. By analyzing the motion of the mouse and using continuity arguments, the nose is identified.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/52508/52508fig1.jpg" /> 
Figure 1. Assessment of Sociability During 3 sessions. Session I (top): Acclimation of test mouse to the cage. Session II (middle): Test mouse moving freely in the cage while the stimulus mouse is enclosed in an inverted cup. Session III (bottom): Both test mouse and stimulus mouse are allowed to move freely and interact with each other.

This protocol describes a method to quantify mouse sociability. Mice are videotaped as they move and interact in a special cage. Movie processing allows for the automated quantification of sociability with excellent accuracy and reliability.

自動画像処理手法を用いてマウス社交性の実験的評価

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the ...

Applying Stereotactic Injection Technique to Study Genetic Effects on Animal Behaviors

Stereotactic injection is a useful technique to deliver high titer lentiviruses to targeted brain areas in mice. Lentiviruses can either overexpress or knockdown gene expression in a relatively focused region without significant damage to the brain tissue. After recovery, the injected mouse can be tested on various behavioral tasks such as the Open Field Test (OFT) and the Forced Swim Test (FST). The OFT is designed to assess locomotion and the anxious phenotype in mice by measuring the amount of time that a mouse spends in the center of a novel open field. A more anxious mouse will spend significantly less time in the center of the novel field compared to controls. The FST assesses the anti-depressive phenotype by quantifying the amount of time that mice spend immobile when placed into a bucket of water. A mouse with an anti-depressive phenotype will spend significantly less time immobile compared to control animals. The goal of this protocol is to use the stereotactic injection of a lentivirus in conjunction with behavioral tests to assess how genetic factors modulate animal behaviors.

Stereotactic injection of lentiviruses expressing cDNAs or shRNAs can modulate gene expression in specific brain areas of mice. Here, we present a protocol to combine stereotactic injections with behavioral tasks, such as the Open Field Test (OFT) and the Forced Swim Test (FST).

定位注入法を適用すると、動物の行動の遺伝的影響を研究するために、

Stereotactic injection is a useful technique to deliver high titer lentiviruses to targeted brain areas in mice. Lentiviruses can either overexpress or ...

Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been maintaining the behavior. There is close correspondence between fear and human anxiety, and therefore studies of extinction learning might provide insight into the biological nature of anxiety-related disorders such as post-traumatic stress disorder, and they might help to develop strategies to treat them. Preclinical research aims to aid extinction learning and to induce targeted plasticity in extinction circuits to consolidate the newly formed memory. Vagus nerve stimulation (VNS) is a powerful approach that provides tight temporal and circuit-specific release of neurotransmitters, resulting in modulation of neuronal networks engaged in an ongoing task. VNS enhances memory consolidation in both rats and humans, and pairing VNS with exposure to conditioned cues enhances the consolidation of extinction learning in rats. Here, we provide a detailed protocol for the preparation of custom-made parts and the surgical procedures required for VNS in rats. Using this protocol we show how VNS can facilitate the extinction of conditioned fear responses in an auditory fear conditioning task. In addition, we provide evidence that VNS modulates synaptic plasticity in the pathway between the infralimbic (IL) medial prefrontal cortex and the basolateral complex of the amygdala (BLA), which is involved in the expression and modulation of extinction memory.

Vagus nerve stimulation (VNS) has emerged as a tool to induce targeted synaptic plasticity in the forebrain to modify a range of behaviors. This protocol describes how to implement VNS to facilitate the consolidation of fear extinction memory.

ツールとしての迷走神経刺激は、絶滅の学習のための関連経路の可塑性を誘導するために

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been ...

Behavioral Assessment of Hearing in 2 to 4 Year-old Children: A Two-interval, Observer-based Procedure Using Conditioned Play-based Responses

Collecting reliable behavioral data from toddlers and preschoolers is challenging. As a result, there are significant gaps in our understanding of human auditory development for these age groups. This paper describes an observer-based procedure for measuring hearing sensitivity with a two-interval, two-alternative forced-choice paradigm. Young children are trained to perform a play-based, motor response (e.g., putting a block in a bucket) whenever they hear a target signal. An experimenter observes the child&#39;s behavior and makes a judgment about whether the signal was presented during the first or second observation interval; the experimenter is blinded to the true signal interval, so this judgment is based solely on the child&#39;s behavior. These procedures were used to test 2 to 4 year-olds (n = 33) with no known hearing problems. The signal was a 1,000 Hz warble tone presented in quiet, and the signal level was adjusted to estimate a threshold corresponding to 71%-correct detection. A valid threshold was obtained for 82% of children. These results indicate that the two-interval procedure is both feasible and reliable for use with toddlers and preschoolers. The two-interval, observer-based procedure described in this paper is a powerful tool for evaluating hearing in young children because it guards against response bias on the part of the experimenter.

This paper describes a procedure for measuring hearing sensitivity in 2 to 4 year-old children. Children are trained to perform play-based responses when they hear a target signal. Thresholds are then estimated in a two-interval, two-alternative forced-choice paradigm, based on observations of the child&#39;s behaviors.

馴化プレイベースの応答を使用して、2つの間隔、オブザーバベースの手順：2〜4歳の子供に聴覚の行動評価

Collecting reliable behavioral data from toddlers and preschoolers is challenging. As a result, there are significant gaps in our understanding of human ...

A Behavioral Test Battery for the Repeated Assessment of Motor Skills, Mood, and Cognition in Mice

Pharmacological and toxicological studies in neurodegeneration require comprehensive behavioral analysis in mice because motor dysfunctions and dysfunctions in mood and cognition are common and often shared symptoms in neurodegenerative diseases. Shown here is a behavioral test battery for motor, mood, and cognition, which can be repeatedly tested in a longitudinal study. This battery assesses the overall behavioral phenotype in mice by examining each domain of behavior with at least two independent well-accepted tests (i.e., open-field test and rotarod test for motor function, social interaction test, elevated plus maze test, and forced swim test for emotional function, and Morris water maze test and novel object recognition test for cognitive function). Therefore, this sensitive and comprehensive test battery is a powerful tool for the study of behavioral alternation in neurodegeneration.

A comprehensive behavioral test battery of motor skills, mood&#8212;including social interaction, depression, and anxiety&#8212;and cognition is designed for the repeated assessment of neurodegeneration-related behavioral changes in mice.

運動能力、気分およびマウスにおける認知の繰り返しの評価のための行動テスト バッテリー

Pharmacological and toxicological studies in neurodegeneration require comprehensive behavioral analysis in mice because motor dysfunctions and ...

Utilizing a Reconfigurable Maze System to Enhance the Reproducibility of Spatial Navigation Tests in Rodents

Several maze shapes are used to test spatial navigation performance and behavioral phenotypes. Traditionally, each experiment requires a unique maze shape, thus requiring several separate mazes in different configurations. The maze geometry cannot be reconfigured in a single environment to accommodate scalability and reproducibility. The reconfigurable maze is a unique approach to address the limitations, allowing quick and flexible configurations of maze pathways in a repeatable manner. It consists of interlocking pathways and includes feeders, treadmills, movable walls, and shut-off sensors. The current protocol describes how the reconfigurable maze can replicate existing mazes, including the T-shaped, plus-shaped, W-shaped, and figure-eight mazes. Initially, the T-shaped maze was constructed inside a single experimental room, followed by modifications. The rapid and scalable protocol outlined herein demonstrates the flexibility of the reconfigurable maze, achieved through the addition of components and behavioral training phases in a stepwise manner. The reconfigurable maze systematically and precisely assesses the performance of multiple aspects of spatial navigation behavior.

The present protocol describes a reconfigurable maze, a unique system for testing spatial navigation and behavioral phenotypes in rodents. The adaptability of this maze system enables the execution of various experiments in a single physical environment. The ease of structural rearrangement generates reliable and reproducible experimental results.

再構成可能な迷路システムを利用して、げっ歯類の空間ナビゲーションテストの再現性を高める

Several maze shapes are used to test spatial navigation performance and behavioral phenotypes. Traditionally, each experiment requires a unique maze ...

行動試験を用いたアンジェルマン症候群のマウスモデルの検証

Behavioral Characterization of an Angelman Syndrome Mouse Model

This manuscript describes a battery of behavioral tests available to characterize Angelman syndrome (AS)-like phenotypes in an established murine model of AS. We use the rotarod learning paradigm, detailed gait analysis, and nest building test to detect and characterize animal motor impairments. We test animal emotionality in the open field and elevated plus maze tests, as well as the affect in the tail suspension test. When AS mice are tested in the open field test, the results should be interpreted with care, since motor dysfunctions influence mouse behavior in the maze and alter activity scores.
The reproducibility and effectiveness of the presented behavioral tests has already been validated in several independent Uba3a mouse lines with different knockout variants, establishing this set of tests as an excellent validation tool in AS research. Models with the relevant construct and face validity will warrant further investigations to elucidate the pathophysiology of the disease and grant the development of causal treatments.

著者スポットライト:アンジェルマン症候群マウスモデルを検証するための再現性の高い一連の行動試験 

This manuscript presents a set of highly reproducible behavioral tests to validate an Angelman syndrome mouse model.

アンジェルマン症候群モデルマウスの行動特性

This manuscript describes a battery of behavioral tests available to characterize Angelman syndrome (AS)-like phenotypes in an established murine model of ...