Erasmus Ladder를 사용한 생쥐의 미세 및 연상 운동 학습 모니터링

요약

이 기사에서는 Erasmus Ladder라는 장치를 사용하여 소근육 운동 성능에 대한 비침습적이고 자동화된 평가와 도전에 대한 적응 및 연상 운동 학습을 허용하는 프로토콜을 제시합니다. 작업 난이도를 적정하여 주요 정도에서 미묘한 정도에 이르는 운동 장애를 감지할 수 있습니다.

초록

행동은 행동에 의해 형성되며, 행동에는 힘, 조정력 및 학습과 같은 운동 기술이 필요합니다. 생명을 유지하는 데 필수적인 행동 중 어느 것도 한 자세에서 다른 자세로 전환할 수 있는 능력 없이는 불가능할 것입니다. 불행히도 운동 능력은 다양한 질병에서 손상될 수 있습니다. 따라서 세포, 분자 및 회로 수준에서 운동 기능의 메커니즘을 조사하고 운동 장애의 증상, 원인 및 진행을 이해하는 것은 효과적인 치료법을 개발하는 데 매우 중요합니다. 이를 위해 마우스 모델이 자주 사용됩니다.

이 기사에서는 Erasmus Ladder라는 자동화된 도구를 사용하여 생쥐의 운동 성능 및 학습의 다양한 측면을 모니터링할 수 있는 프로토콜에 대해 설명합니다. 이 분석은 두 단계로 나뉘는데, 하나는 생쥐가 불규칙한 가로대로 만들어진 수평 사다리를 탐색하도록 훈련되는 초기 단계("소근육 운동 학습")이고, 다른 하나는 움직이는 동물의 경로에 장애물이 있는 두 번째 단계입니다. 섭동은 예상치 못한 것("도전적인 운동 학습")이거나 청각적 신호음("연관 운동 학습")이 선행될 수 있습니다. 이 작업은 수행하기 쉽고 자동화된 소프트웨어에 의해 완벽하게 지원됩니다.

이 보고서는 민감한 통계적 방법으로 분석했을 때 테스트의 다양한 판독값을 소규모 마우스 코호트를 사용하여 마우스 운동 능력을 미세 모니터링할 수 있는 방법을 보여줍니다. 우리는 이 방법이 환경 변형에 의한 운동 적응뿐만 아니라 운동 기능이 손상된 돌연변이 마우스의 초기 단계의 미묘한 운동 결함을 평가하는 데 매우 민감할 것이라고 제안합니다.

서문

생쥐의 운동 표현형을 평가하기 위해 다양한 테스트가 개발되었습니다. 각 검사는 운동 동작의 특정 측면에 대한 정보를 제공한다¹. 예를 들어, 오픈 필드 테스트는 일반적인 운동 및 불안 상태에 대해 알려줍니다. 로타로드와 워킹 빔은 조정과 균형에 대한 테스트를 수행합니다. 발자국 분석은 보행에 관한 것입니다. 강제적 또는 자발적 신체 운동에 대한 러닝 머신 또는 러닝 휠; 그리고 복잡한 바퀴는 운동 기술 학습에 관한 것입니다. 마우스 운동 표현형을 분석하기 위해 조사관은 이러한 테스트를 순차적으로 수행해야 하며, 여기에는 많은 시간과 노력이 필요하며 종종 여러 동물 코호트가 필요합니다. 세포 또는 회로 수준의 정보가 있는 경우 조사자는 일반적으로 관련 측면을 모니터링하고 거기에서 후속 조치를 취하는 테스트를 선택합니다. 그러나 자동화된 방식으로 운동 행동의 다양한 측면을 구별하는 패러다임은 부족합니다.

이 기사에서는 생쥐의 다양한 운동 학습 기능을 종합적으로 평가할 수 있는 시스템인 Erasmus Ladder ^2,3을 사용하는 프로토콜에 대해 설명합니다. 주요 장점은 운동 난이도를 적정하고 운동 성....

프로토콜

본 연구에서는 남녀 모두의 성체(2-3개월령) C57BL/6J 마우스를 사용하였다. 동물들은 관찰 중인 동물 단위에서 먹이와 물에 대한 자유로운 접근을 통해 케이지당 2-5마리를 수용하고 12시간 어두움/밝음 주기로 온도 제어 환경에서 유지되었습니다. 모든 절차는 유럽 및 스페인 규정(2010/63/UE; RD 53/2013)에 의해 승인되었으며 발렌시아나 총사령부 윤리위원회와 미겔 에르난데스 대학교 동물 복지 위원회의 승인을 받았습니다.

1. 행동실 설정

1. 매일 같은 시간에 행동 검사실을 예약하고 사용할 마우스의 목록과 순서, 호스팅 준비를 설정합니다.
2. 실험용 마우스를 시험실 밖에 두어 시험을 치르지 않을 때 공기 압축기 소리와 Erasmus Ladder 신호음을 듣지 못하게 하십시오.
3. Erasmus Ladder 시스템의 모든 구성 요소(네트워크 라우터, 소프트웨어가 있는 컴퓨터( 재료 표 참조), 공기 압축기, 두 개의 골 박스 및 가로대가 올바른 위치에 있는 사다리와 같은 모든 구성 요소가 순서대로 있고 사용할 준비가 되었는지 확인하십시오.
4. 골 박스, 사다리 및 가로대를 각 동물이 끝난 후에는....

토론

에라스무스 사다리(Erasmus Ladder)는 현재의 접근법을 넘어 운동 표현형 평가에 큰 이점을 제공합니다. 검사는 수행하기 쉽고, 자동화되고, 재현 가능하며, 연구자들이 단일 마우스 코호트를 사용하여 운동 행동의 다양한 측면을 개별적으로 평가할 수 있도록 합니다. 현재 연구에서 재현성을 통해 소수의 WT 마우스로 장치, 실험 설계 및 분석 방법의 기능을 활용하여 강력한 데이터를 생성할 수 있었?.......

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
C57BL/6J mice (Mus musculus)	Charles Rivers
Erasmus Ladder device	Noldus, Wageningen, Netherlands
Erasmus Ladder 2.0 software	Noldus, Wageningen, Netherlands
Excel software	Microsoft
Sigmaplot software	Systat Software, Inc.