이 작품은 건강의 국가 학회 [R01 AR048179 및 R.C.W T32 AR059033, F32 AR069469to E.M.G R01 HL126204]와 [274143 및 R.C.W.에 416364] 근 위축 증 협회 미국에서 교부 금에 의해 지원 되었다.

여기에 설명 된 방법은 기관 동물 관리 및 사용 위원회, 로스 앤젤레스가 주 대학에 의해 승인 되었다. 야생-타입 (C57BL/6J) 및 mdx 마우스 (C57Bl/10ScSn 배경) 상업적인 소스에서 구매 되었다. mdx: utrophin-Tg 마우스 허가 케이 데이비스, 제임스 Ervasti에서 선물 했다 및 mdx 백그라운드에 유지 되었다. Ambulation 분석 실험은 6 개월 나이의 남성 쥐에 수행 했다. 마우스 기관 동물 관리에 의해 설립 지침 Terasaki 생명과학 물고기에 유지 및 사용 위원회는 캘리포니아 대학, 로스 앤젤레스 (승인 #2000-029-43)와 이러한 연구에 대 한 승인을 부여 했다는 Ucla의 동물 복지 보증 (승인 #A3196-01).
1입니다. 챔버의 준비
<ol>
	<li>조용 하 고, 온도 제어 룸 하루9의 일관 된 시간에 데이터 수집을 수행 합니다. 유전자 형을 테스트 중인 마우스의 치료는 눈을 멀게 하는 테스트를 수행 합니다.</li>
	<li>이 분석에 대 한 모든 열 필드 챔버 시스템 적응. 참고:이 연구에서 우리 큰 쓰레기통에서 건설 저렴 하 고 쉽게 수송 할 수 있는 녹음 챔버를 사용 합니다. 오픈 필드 경기장 케이지 또는 유사한 상승 된 플랫폼에 대해 설정 하는 트레이입니다.</li>
	<li>전체 분야에 걸쳐 기록 하 상공 위에 철 망에 카메라를 배치 합니다.</li>
	<li>녹음 실 각 재판 전에 살 균 제를 청소.</li>
</ol>
2. 사전 운동 프로토콜 및 데이터 수집
<ol>
	<li>필요한 경우, 활동 기록, 직전 근육 활성화 프로토콜 각 마우스를 도전 한다. 참고: 이것은 옵션 이지만 관련 된 mdx 쥐 실험에서 권장입니다.<ol>
		<li>디지털 포스 게이지의 풀 바 그립 하 고 부드럽게 당겨 다시 풀 바 해제 될 때까지 마우스를 허용 합니다. 5 번 재판 마다이 절차를 반복 합니다.</li>
		<li>레코드 최대 각 재판에 대 한 긴장 (N). 참고: ambulation 분석 결과 대 한 운동 도전으로 봉사 이외에이 그립 강도 분석 결과 중 동물에 의해 발휘 된 힘 추가 기능 결과 측정2,10으로 사용할 수 있습니다.</li>
		<li>각 시도 사이 나머지의 1 분 각 마우스에 대 한 총 5 개의 시험을 수행 합니다.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>그립 강도 분석 결과 또는 다른 운동 프로토콜 직후 활동 실에서 마우스를 놓습니다.</li>
	<li>상공 분야에서 마우스의 움직임의 비디오 녹화를 시작 합니다. 마우스 자유롭게 6 분에 대 한 탐구를 허용 한다.</li>
	<li>6 분 녹음을 중지 하 고 그것의 가정 케이지를 마우스를 반환 합니다.</li>
</ol>
3. 비디오 분석
<ol>
	<li>필요에 따라 프레임 속도 줄여 분석에 대 한 비디오를 준비 합니다. 분석 추적 프레임 속도 줄이기 위해 비디오 편집 소프트웨어 (예를 들어, iMovie 또는 유사 프로그램)에서 다음과 같은 프로토콜을 사용 하 여 2의 요인에 의해 비디오 프레임 속도 시키면서. 참고: 비디오의 길이 프레임 속도 따라 그것은 유용할 수 있습니다 분석 이전 비디오 프레임 속도 줄이기 위해. 이 연구에서 비디오는 30 프레임/s (6 분 녹음, 약 10800 프레임 총)에서 기록 했다.<ol>
		<li>소프트웨어에는 비디오를 로드 합니다.</li>
		<li>'속도' 메뉴 선택 ' 속도: 빠른 ' 속도를 2 배 설정 및.</li>
		<li>.Mp4 파일 형식 분석을 추적 하기 위한 작 살된 비디오를 내보낼.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>소프트웨어 프로그램에서 분석에 대 한 비디오를 엽니다. 선 도구를 사용 하 여 녹화 하는 비디오에 대 한 보정을 설정 합니다. 챔버의 한쪽을 따라 선을 그립니다. 라인을 마우스 오른쪽 단추로 클릭 하 고 "보정 계수..." 선택 센티미터에 챔버 쪽의 실제 크기를 입력 합니다.</li>
	<li>마우스 위치의 반자동된 추적을 시작 하려면 '이동' 커서를 클릭 합니다. 추적할 수; 포인트 비디오에 초기 프레임에서 starting, 마우스 오른쪽 단추로 클릭 추적 지점이 파란색 원으로 표시 됩니다. 참고: 현재 연구에 각 동물의 위치는 꼬리의 기지를 추적 하 여 추적 했다.</li>
	<li>키보드에서 오른쪽 화살표를 클릭 하 여 프레임을 사전 추적 포인트는 꼬리 기지의 위치에 따라 자동으로 이동 한다.<ol>
		<li>추적 위치 특정된 프레임에 대 한 관심의 포인트와 정렬 되지, 하는 경우 수동으로 꼬리의 기지에 파란색 원을 맞춥니다. 참고: 비디오의 품질 및 마우스의 속도 따라 추적 관심의 포인트와 정렬을 유지 하기 위해 사용자 입력 변수 수준을 요구할 수 있습니다. 마우스의 경로 비디오의 과정을 통해 전진 해야 한다.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>전체 비디오의 추적 완료 되 면 비디오 및 추적 오버레이 저장 합니다. "스프레드시트 내보내기"를 선택 하 여 추적의 위치 데이터를 내보냅니다.</li>
</ol>
4. 데이터 분석
<ol>
	<li>스프레드시트 소프트웨어 프로그램에서 위치 데이터를 엽니다. 움직임 분석 소프트웨어 X, Y 좌표 각 프레임에서 마우스의 위치를 보고 합니다.</li>
	<li>프레임으로 주행 거리를 계산 하려면 다음 수식을 사용 하 여 (한 프레임에 위치는 x1, y1 과 프레임 2는 x2, y2): 
	<img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/56772/56772eq1.jpg"> 참고: 시간이 지남에 따라 누적 거리는 각 프레임 사이 주행 거리를 추가 하 여 계산할 수 있습니다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Nagaraju, K., Carlson, G., De Luca, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+and+locomotor+measurements+using+open+field+animal+activity+monitoring+system.">Behavioral and locomotor measurements using open field animal activity monitoring system.</a> TREAT-NMD SOP Number M2.1.002. 2. 2, (2010).</li><li>Tatem, K. S., 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=Behavioral+and+locomotor+measurements+using+an+open+field+activity+monitoring+system+for+skeletal+muscle+diseases.">Behavioral and locomotor measurements using an open field activity monitoring system for skeletal muscle diseases.</a> J Vis Exp. (91), e51785 (2014).</li><li>Kobayashi, Y. M., 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=Sarcolemma-localized+nNOS+is+required+to+maintain+activity+after+mild+exercise.">Sarcolemma-localized nNOS is required to maintain activity after mild exercise.</a> Nature. 456 (7221), 511-515 (2008).</li><li>Belanto, J. J., 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=Microtubule+binding+distinguishes+dystrophin+from+utrophin.">Microtubule binding distinguishes dystrophin from utrophin.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (15), 5723-5728 (2014).</li><li>McDonald, C. M., 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=The+6-minute+walk+test+in+Duchenne/Becker+muscular+dystrophy:+longitudinal+observations.">The 6-minute walk test in Duchenne/Becker muscular dystrophy: longitudinal observations.</a> Muscle Nerve. 42 (6), 966-974 (2010).</li><li>Mazzone, E., 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=Star+Ambulatory+Assessment,+6-minute+walk+test+and+timed+items+in+ambulant+boys+with+Duchenne+muscular+dystrophy.">Star Ambulatory Assessment, 6-minute walk test and timed items in ambulant boys with Duchenne muscular dystrophy.</a> Neuromuscul Disord. 20 (11), 712-716 (2010).</li><li>Kobayashi, Y. M., Rader, E. P., Crawford, R. W., Campbell, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endpoint+measures+in+the+mdx+mouse+relevant+for+muscular+dystrophy+pre-clinical+studies.">Endpoint measures in the mdx mouse relevant for muscular dystrophy pre-clinical studies.</a> Neuromuscul Disord. 22 (1), 34-42 (2012).</li><li>Acosta, A. R., 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=Use+of+the+six-minute+walk+test+to+characterize+golden+retriever+muscular+dystrophy.">Use of the six-minute walk test to characterize golden retriever muscular dystrophy.</a> Neuromuscul Disord. 26 (12), 865-872 (2016).</li><li>Sousa, N., Almeida, O. F., Wotjak, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+hitchhiker's+guide+to+behavioral+analysis+in+laboratory+rodents.">A hitchhiker's guide to behavioral analysis in laboratory rodents.</a> Genes Brain Behav. 5, 5-24 (2006).</li><li>Gibbs, E. M., 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=High+levels+of+sarcospan+are+well+tolerated+and+act+as+a+sarcolemmal+stabilizer+to+address+skeletal+muscle+and+pulmonary+dysfunction+in+DMD.">High levels of sarcospan are well tolerated and act as a sarcolemmal stabilizer to address skeletal muscle and pulmonary dysfunction in DMD.</a> Hum Mol Genet. 25 (24), 5395-5406 (2016).</li><li>Gillis, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multivariate+evaluation+of+the+functional+recovery+obtained+by+the+overexpression+of+utrophin+in+skeletal+muscles+of+the+mdx+mouse.">Multivariate evaluation of the functional recovery obtained by the overexpression of utrophin in skeletal muscles of the mdx mouse.</a> Neuromuscul Disord. 12, S90-S94 (2002).</li><li>Tinsley, J., 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=Expression+of+full-length+utrophin+prevents+muscular+dystrophy+in+mdx+mice.">Expression of full-length utrophin prevents muscular dystrophy in mdx mice.</a> Nat Med. 4 (12), 1441-1444 (1998).</li><li>Song, Y., 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=Suite+of+clinically+relevant+functional+assays+to+address+therapeutic+efficacy+and+disease+mechanism+in+the+dystrophic+mdx+mouse.">Suite of clinically relevant functional assays to address therapeutic efficacy and disease mechanism in the dystrophic mdx mouse.</a> J Appl Physiol. 122 (3), 593-602 (2017).</li><li>Bolivar, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrasession+and+intersession+habituation+in+mice:+from+inbred+strain+variability+to+linkage+analysis.">Intrasession and intersession habituation in mice: from inbred strain variability to linkage analysis.</a> Neurobiol Learn Mem. 92 (2), 206-214 (2009).</li></ol>

저자는 공개 없다.

오픈 필드 분석 결과 근육 질병 마우스 모델에서 모터 기능을 테스트 하는 효과적이 고 비-침략 적 방법 제공 하 고이 분석 결과 전 임상 연구에 대 한 귀중 한 끝점 측정값으로 사용할 수 있습니다. 이 이와 같은 분석 결과의 한 가지 주요 한계 활동 모니터링 시스템의 높은 비용 및 한정 된 접근 이다. 본이 연구에서는 기존 상용 소프트웨어 및 장비에 대 한 비슷한 결과 생성할 수 있는 오픈 필드 ?...

근육 기능에 대 한 안정적이 고 재현 가능한 측정은 DMD에 대 한 잠재적인 치료의 효능을 평가 하기 위한 중요 합니다. DMD는 dystrophin 유전자에 돌연변이로 인 한 유전 장애 진보적인 근육의 약점, ambulation, 그리고 결국 심폐 실패의 손실에 지도. DMD의 가장 널리 사용 되는 동물 모델 dystrophin null mdx 마우스입니다. 기능 테스트의 배터리는 다른 dystrophies myopathies의 유사한 동물 모델 뿐만 아니라 mdx 마우스에서 질병의 진행을 평가 하기 위한 일상적인 분석으로 등장 했습니다. 일반적으로 사용 되 vivo에서 분석 forelimb 그립 강도, 시간, rotarod 최대, 시간 디딜 방 아 실행, 그리고 모터 활동 추적 도중 피로 매달려 철사의 측정을 포함 합니다. 쥐1,2에서 테스트 하는 치료제의 변환 가능성을 증가 하 고 전 임상 연구 사이 가변성을 감소의 목표와 함께 이러한 테스트 표준화 분야에서 상당한 노력이 계속 있다.
전 임상 시험의 1 개의 중요 한 종류의 자발적인 운동, 근이 영양 증의 murine 모델에서 자주 변경 하는 매개 변수 측량 이다. 이 일반적으로 오픈 필드 활동 모니터링에 따라 분석 하 여 테스트 하 고 분 또는 시간2,,34의 과정을 통해 가로 (걷고) 또는 수직 (양육) 움직임을 평가할 수 있습니다. 다양 한 연구 특히 운동 후 mdx 마우스에서 변경할 자발적인 운동 나타났습니다 그리고 약물 치료와 질병 진행에 민감한이 측정 표시 되었습니다. 이러한 분석을 수행에 한 가지 주요 한계 전문, 높은-비용 장비에 대 한 필요는. 여기, 마우스 ambulation 쉽게 사용할 수 있는 리소스를 사용 하 여 추적 하는 낮은-비용 메서드 제공 됩니다.
도보 6 분 거리 일반적으로 듀 켄 씨 근이 영양 증5,6개인 임상 평가 도구를 사용 하는 통계입니다. 이 조치의 수정, mdx 마우스7 , 골든 리트리버 근 위축 증 (GRMD) 개8을 포함 하 여 듀 켄 씨의 동물 모델에서 결과 평가 하기 위해 사용 되었습니다. 본이 연구에서는 우리 6 분 가벼운 운동 도전 직후에 자발적인 오픈 필드 운동을 기록 합니다. Ambulation 거리 다음 시간이 지남에 수평 움직임을 측정 하기 위해 무료 오픈 소스 소프트웨어를 사용 하 여 계산 됩니다.
이 방법의 주요 장점은 동물 분석을 위한 특수 장비 또는 높은 비용 상용 소프트웨어를 필요로 하기 없이 다양 한 설정 테스트할 수 있습니다. 이 분석의 한 중요 한 점은 그 그것은 수행할 수 있습니다 기본적인 실험실 설정에서 이동 하거나 마우스는 물고기의 전문된 핵심 시설 필요 없이. 여기서 설명 하는 비디오 추적 프로토콜은 상대적으로 짧은 시간 기간 동안 ambulation의 평가에 적합 및 야생-타입 및 mdx 쥐 사이 활동의 차이 감지할 뿐만 아니라 수 공개는 구조에서 기능 개선 DMD의 모델입니다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Video camera</td>
			<td>Apple Inc.</td>
			<td>ME553LL/A</td>
			<td>For recording ambulation video, iPhone 5S Plus (or equivalent)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kinovea software (version 0.8.15)</td>
			<td>Kinovea Association</td>
			<td></td>
			<td>Open source video analysis software. Free download, PC compatible (Version 0.8.15, www.kinovea.org)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iMovie (version 10.0.6)</td>
			<td>Apple Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Any similar software can be used to reduce video frame rate (optional)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Roughneck 32 Gallon Black Round Trash Bin (Open field chamber)</td>
			<td>Rubbermaid</td>
			<td># 1778013</td>
			<td>Any open field chamber system can be adapted for recording. This study uses a recording chamber constructed out of a tray on a platform, at the bottom of a large trash bin.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Avant White Plastic Tray 15&#34;W x 10&#34;D x 1.45&#34;H (Open field chamber)</td>
			<td>US Acrylic, LLC</td>
			<td></td>
			<td>Any open field chamber system can be adapted for recording. This study uses a recording chamber constructed out of a tray on a platform, at the bottom of a large trash bin.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL/6J</td>
			<td>Jackson Laboratory</td>
			<td>#000664</td>
			<td>Male 6 month mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL/10ScSn-Dmd/J (mdx)</td>
			<td>Jackson Laboratory</td>
			<td>#001801</td>
			<td>Male 6 month mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mdx: utrophin-Tg (fiona)</td>
			<td>Gift from from James Ervasti, with permission from Kay Davies</td>
			<td></td>
			<td>Male 6 month mice</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a simple and low-cost assay for measuring ambulation in mouse models of muscular dystrophy

근이 영양 증의 치료에 기능 성과 측정 전 임상 시험의 필수적인 측면 이다. 마우스 모델에서 자발적으로 ambulation의 평가 직접 환자 ambulation 6 분 도보 시험 등의 측정 및 이동성 점수 관련 비-침략 적이 고 재현성 활동 분석 결과 이다. 마우스 ambulation 속도 거리를 테스트 하기 위한 많은 일반적인 메서드는 경기장 내에서 동물의 자유 운동 시간이 지남에 측정은 오픈 필드 테스트를 기반으로 합니다. 이 방법은 하나의 주요 단점은 그 상용 소프트웨어 이며, 고해상도 동작 추적에 대 한 장비 비싼 이며, 테스트를 위한 전문된 시설에 쥐를 전송 해야 할 수도 있습니다. 여기, 우리는 무료 및 오픈 소스 소프트웨어를 사용 하 여 마우스 ambulation를 측정 하기 위한 저가, 비디오 기반 시스템을 설명 합니다. 이 프로토콜을 사용 하 여 보여 줍니다 dystrophin null mdx 마우스 모델에는 자발적인 ambulation 듀 켄 씨 근이 영양 증 (DMD) 야생-타입 마우스 활동 상대적인 감소에 대 한. Mdx 에서 마우스 utrophin transgene 표현,이 활동 적자는 관찰 하지 하 고 주행 한 총 거리는 야생-타입 마우스에서 구별할 수 있습니다. 이 방법은 dystrophic 병 리와 관련 된 자발적인 ambulation에 변화를 측정 하기 위한 효과적 이며 다양 한 연구 설정에 쉽게 적응 될 수 있는 다양 한 플랫폼을 제공 합니다.

오픈 필드 분석 결과 근 위축 증의 모델에서 질병의 진행을 테스트 하는 효과적인 방법에 표시 되었습니다. 여기, 우리가 추적 방법을 쉽게 사용할 수 있는 녹음 장비 및 오픈 소스 소프트웨어 (그림 1A-B)를 사용 하 여 2 차원 마우스 움직임의 분석에 대 한 다양 한 비디오를 보여 줍니다. 결과와 일치 우리 야생-타입 마우스 (<s...

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A Simple and Low-cost Assay for Measuring Ambulation in Mouse Models of Muscular Dystrophy

근이 영양 증의 마우스 모델에서 Ambulation를 측정 하기 위한 간단 하 고 저렴 한 비용 분석 결과

이 프로토콜 열 필드 활동 분석 결과에 마우스 ambulation를 측정 하기 위한 유연 하 고, 저렴 한 비용 시스템을 설명 합니다. 우리는이 시스템에 따라 6 분 ambulation 분석 결과 mdx 마우스에서 자발적인 운동 감소를 감지 하 고 정확 하 게 구별이 동물의 근육 특정 구조에 개선 보여.

Measuring functional outcomes in the treatment of muscular dystrophy is an essential aspect of preclinical testing. The assessment of voluntary ambulation ...

a-simple-low-cost-assay-for-measuring-ambulation-mouse-models

Research

JoVE Journal

Behavior

9.8K 조회수.  University of California. 이 프로토콜 열 필드 활동 분석 결과에 마우스 ambulation를 측정 하기 위한 유연 하 고, 저렴 한 비용 시스템을 설명 합니다. 우리는이 시스템에 따라 6 분 ambulation 분석 결과 mdx 마우스에서 자발적인 운동 감소를 감지 하 고 정확 하 게 구별이 동물의 근육 특정 구조에 개선 보여.

비디오: A Simple and Low-cost Assay for Measuring Ambulation in Mouse Models of Muscular Dystrophy

Nest Building as an Indicator of Health and Welfare in Laboratory Mice

The minimization and alleviation of suffering has moral and scientific implications. In order to mitigate this negative experience one must be able to identify when an animal is actually in distress. Pain, illness, or distress cannot be managed if unrecognized. Evaluation of pain or illness typically involves the measurement of physiologic and behavioral indicators which are either invasive or not suitable for large scale assessment. The observation of nesting behavior shows promise as the basis of a species appropriate cage-side assessment tool for recognizing distress in mice. Here we demonstrate the utility of nest building behavior in laboratory mice as an ethologically relevant indicator of welfare. The methods presented can be successfully used to identify thermal stressors, aggressive cages, sickness, and pain. Observation of nest building behavior in mouse colonies provides a refinement to health and well-being assessment on a day to day basis.

We demonstrate the utility of nest building behavior in laboratory mice as an indicator of welfare. Nest scoring is a sensitive technique that is altered by temperature, illness, and aggression. The time to integrate into nest test (TINT) is a simple cage-side assessment that can detect postoperative pain.

실험실 쥐의 건강과 복지의 지표로 둥지 건물

The minimization and alleviation of  suffering has moral and scientific implications. In order to mitigate this  negative experience one must be able to ...

연구

행동분석학

Barnes Maze Testing Strategies with Small and Large Rodent Models

Spatial learning and memory of laboratory rodents is often assessed via navigational ability in mazes, most popular of which are the water and dry-land (Barnes) mazes. Improved performance over sessions or trials is thought to reflect learning and memory of the escape cage/platform location. Considered less stressful than water mazes, the Barnes maze is a relatively simple design of a circular platform top with several holes equally spaced around the perimeter edge. All but one of the holes are false-bottomed or blind-ending, while one leads to an escape cage. Mildly aversive stimuli (e.g.&#160;bright overhead lights) provide motivation to locate the escape cage. Latency to locate the escape cage can be measured during the session; however, additional endpoints typically require video recording. From those video recordings, use of automated tracking software can generate a variety of endpoints that are similar to those produced in water mazes (e.g.&#160;distance traveled, velocity/speed, time spent in the correct quadrant, time spent moving/resting, and confirmation of latency). Type of search strategy (i.e.&#160;random, serial, or direct) can be categorized as well. Barnes maze construction and testing methodologies can differ for small rodents, such as mice, and large rodents, such as rats. For example, while extra-maze cues are effective for rats, smaller wild rodents may require intra-maze cues with a visual barrier around the maze. Appropriate stimuli must be identified which motivate the rodent to locate the escape cage. Both Barnes and water mazes can be time consuming as 4-7 test trials are typically required to detect improved learning and memory performance (e.g.&#160;shorter latencies or path lengths to locate the escape platform or cage) and/or differences between experimental groups. Even so, the Barnes maze is a widely employed behavioral assessment measuring spatial navigational abilities and their potential disruption by genetic, neurobehavioral manipulations, or drug/ toxicant exposure.

The dry-land Barnes maze is widely used to measure spatial navigation ability in response to mildly aversive stimuli. Over consecutive days, performance (e.g.&#160;latency to locate escape cage) of control subjects improves, indicative of normal learning and memory. Differences between rats and mice necessitate apparatus and methodology changes that are detailed here.

크고 작은 설치류 모델 바네스 미로 테스트 전략

Spatial learning and memory of laboratory rodents is often assessed via navigational ability in mazes, most popular of which are the water and dry-land ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure multiple dimensions of unconditioned behavior in small laboratory mammals (e.g., mice, rats, tree shrews and small primates). This paradigm is a valuable alternative for the use of a behavioral test battery, since a broad behavioral spectrum of an animal&#8217;s behavioral profile can be investigated in one single test.
The apparatus consists of a box, representing the &#8216;protected&#8217; area, separated from a group compartment. A board, on which small cylinders are staggered in three lines, is placed in the center of the box, representing the &#8216;unprotected&#8217; area of the set-up. The cognitive abilities of the animals can be measured by baiting some cylinders on the board and measuring the working and reference memory. Other unconditioned behavior, such as activity-related-, anxiety-related- and social behavior, can be observed using this paradigm. Behavioral flexibility and the ability to habituate to a novel environment can additionally be observed by subjecting the animals to multiple trials in the mHB, revealing insight into the animals&#8217; adaptive capacities.
Due to testing order effects in a behavioral test battery, na&#239;ve animals should be used for each individual experiment. By testing multiple behavioral dimensions in a single paradigm and thereby circumventing this issue, the number of experimental animals used is reduced. Furthermore, by avoiding social isolation during testing and without the need to food deprive the animals, the mHB represents a behavioral test system, inducing if any, very low amount of stress.

This protocol describes the modified hole board, which is a behavioral test set-up that comprises the characteristics of an open field and a traditional hole board. This set-up enables the differential analysis of unconditioned behavior of small laboratory mammals as well as the analysis of cognitive abilities.

수정 된 구멍 보드 - 마우스 및 쥐의 행동,인지 및 사회적 상호 작용을 측정

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of current interventions to adequately treat fatigue in all patients leaves a need for new treatment options. Despite the therapeutic need and importance of preclinical research in helping identify promising novel treatments, few preclinical assays of fatigue are available. Moreover, the most common preclinical assay used to assess fatigue-like behavior, voluntary wheel running, is not suitable for use with some strains of mice, may not be sensitive to drugs that reduce fatigue, and has relatively low throughput. The current protocol describes a novel, non-voluntary preclinical assay of fatigue-like behavior, the treadmill fatigue test, and provides evidence of its efficacy in detecting fatigue-like behavior in mice treated with a chemotherapy drug known to cause fatigue in humans and fatigue-like behavior in animals. This assay may be a beneficial alternative to wheel running, as fatigue-like behavior and potential interventions can be assessed in a greater number of mice over a shorter time frame, thus permitting faster discovery of new therapeutic options.

Fatigue is a common, undertreated and frequently poorly-understood symptom in many diseases and disorders. New preclinical assays of fatigue may help to improve current understanding and future treatment of fatigue. To that end, the current protocol provides a novel means of measuring fatigue-like behavior in the mouse.

디딜 방아 피로 시험 : 마우스에 대한 피로와 같은 행동 간단한, 높은 처리량 분석

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of ...

Battery of Behavioral Tests Assessing General Locomotion, Muscular Strength, and Coordination in Mice

Behavioral testing is used in pre-clinical trials to assess the phenotypic effects and outcomes that a particular disease or treatment has on the animal&#39;s wellbeing and health. There are numerous behavioral tests that may be applied. We selected a test for general locomotion, the open field test (OFT); a test for muscular strength, the mesh test (MT); and a test for coordination, the rotarod test (RR). Testing can be accomplished on a weekly or monthly basis. As a test for general locomotion, the OFT works by objectively monitoring movement parameters while the mouse is in an open field apparatus. The field is generally a 2&#39; x 2&#39; box, and the movements are recorded through laser sensing or through video capture. The mouse is placed in the center of the open field and allowed to move freely for the test. The MT uses the latency for a mouse to fall off an inverted screen as a measure of muscular strength. A mouse is placed on a screen, which is inverted over a clear box, and is timed for their latency to fall. Three trials are performed, with the best of the three trials scored for that day. A score of 60 s is the maximum time a mouse is left inverted. Mice are given a 5-min rest period between mesh test trials. Lastly, an accelerated protocol on the RR assesses motor coordination and endurance. During a trial, a mouse walks on a rotating rod as it increases in speed from 4 rpm to 40 rpm over 5 min. The trial ends when the mouse touches the magnetized pressure sensor upon falling. Each mouse undergoes three trials, and the best trial is scored for that day. This combined behavioral data allows for the global assessment of mobility, coordination, strength, and movement of the test animals. At least two out of the three behavioral testing measures must show improvement for an animal to qualify as having overall improved motor function.

Behavioral testing is used in pre-clinical trials to assess the phenotypic effects of a disease or treatment on an animal's wellbeing. In order to globally assess motor functioning, we selected tests for general locomotion, muscular strength, and coordination: the open field test, the mesh test, and the rotarod test, respectively.

행동의 배터리 테스트 사정 일반 운동, 근육 강도, 그리고 조정 마우스

Behavioral testing is used in pre-clinical trials to assess the phenotypic effects and outcomes that a particular disease or treatment has on the ...

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive decline, such as Alzheimer&#39;s disease (AD), have become a promising tool to elucidate the underlying mechanisms and promote the therapeutic advances. An important step is the validation and characterization of expected behavioral abnormality in the models, in the case of AD, cognitive decline. The long-term behavioral investigations of laboratory animals to study the effect of aging demand substantial efforts from researchers. The IntelliCage system is a high-throughput and cost-effective test battery for mice that eliminates the need for daily human handling. Here, we describe how the system is utilized in the long-term phenotyping of a genetic Alzheimer&#39;s disease model, specifically focusing on the cognitive functions. The experiment employs repeated battery of tests that assess spatial learning and executive functions. This cost-effective age-dependent phenotyping allows us to identify the transient and/or permanent effects of genes on various cognitive aspects.

This paper describes a protocol for cognitive assessments for genetic models of the Alzheimer&#39;s disease using the IntelliCage system, which is a high throughput automated behavioral monitoring system with operant conditioning.

자동화, Alzheimer의 질병, IntelliCage를 사용 하 여 여러 유전자 모델에서 인지 기능에 대 한 장기적인 행동 분석 결과

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive ...

Measuring Active and Passive Tameness Separately in Mice

Domesticated animals such as dogs and laboratory mice show a high level of tameness, which is important for humans to handle them easily. Tameness has two behavioral components: a reluctance to avoid humans (passive tameness) and a motivation to approach humans (active tameness). To quantify these components in mice, we previously developed behavioral tests for active tameness, passive tameness, and the willingness to stay on a human hand, each designed to be completed within 3 min. The data obtained were used for selective breeding, with a large number of mice analyzed per generation. The active tameness test measures the movement of the mouse toward a human hand and the contact it engages in. The passive tameness test measures the duration of time that a mouse tolerates human touch. In the stay-on-hand test, a mouse is placed on a human hand and touched slowly using the thumb of that hand; the duration of time that the animal remains on the hand is measured. Here, we describe the test set-up and apparatus, explain the procedures, and discuss the appropriate data analysis. Finally, we explain how to interpret the results.

Tameness in animals includes a reduction of avoidance responses to humans (passive tameness) and an increase in active approaches to humans (active tameness). Here, we describe detailed protocols for three behavioral tests (active tameness, passive tameness, and stay-on-hand tests) to separately measure the active and passive tameness of mice.

마우스에서 별도로 측정 능동 및 수동 Tameness

Domesticated animals such as dogs and laboratory mice show a high level of tameness, which is important for humans to handle them easily. Tameness has two ...

Continuous Noninvasive Measuring of Crayfish Cardiac and Behavioral Activities

A crayfish is a pivotal aquatic organism that serves both as a practical biological model for behavioral and physiological studies of invertebrates and as a useful biological indicator of water quality. Even though crayfish cannot directly specify the substances that cause water quality deterioration, they can immediately (within a few seconds) warn humans of water quality deterioration via acute changes in their cardiac and behavioral activities.
In this study, we present a noninvasive method that is simple enough to be implemented under various conditions due to a combination of simplicity and reliability in one model.
This approach, in which the biological organisms are implemented into environmental evaluation processes, provides a reliable and timely alarm for warning of and preventing acute water deterioration in an ambient environment. Therefore, this noninvasive system based on crayfish physiological and ethological parameter recordings was investigated for the detection of changes in an aquatic environment. This system is now applied at a local brewery for controlling&#160;quality of the water used for beverage production, but it can be used at any water treatment and supply facility for continuous, real-time water quality evaluation and for regular laboratory investigations of crayfish cardiac physiology and behavior.

This article presents a noninvasive biomonitoring system for the continuous recording and analyses of crayfish cardiac and locomotor activities. This system consists of a near-infrared optical sensor, a video-tracking module, and software for evaluating crayfish heartbeats that reflects its physiological condition and characterizes crayfish behavior during heartbeat fluctuations.

왕새우 심장 및 동작 활동의 지속적인 비 침범 성 측정

A crayfish is a pivotal aquatic organism that serves both as a practical biological model for behavioral and physiological studies of invertebrates and as ...

Low-cost Protocol of Footprint Analysis and Hanging Box Test for Mice Applied the Chronic Restraint Stress

Gait disturbance is frequently observed in patients with movement disorders. In mouse models used for movement disorders, gait analysis is important behavioral test to determine whether the mice mimic the symptoms of patients. Motor deficits are often induced by stress when no spontaneous motor phenotype is observed in the mouse models. Therefore, gait analysis followed by stress loading would be a sensitive method for evaluating the motor phenotype in mouse models. However, researchers face the requirement of an expensive apparatus to obtain quantitative results automatically from gait analysis. For stress, stress loading by simple methods without expensive apparatuses required for electric shock and forced running is desirable. Therefore, we introduce a simple and low-cost protocol consisting of footprint analysis with paper and ink, hanging box test to evaluate motor function, and stress loading defined by restraint with a conical tube. The motor deficits of mice were successfully detected by this protocol.

The low-cost protocol consisting of footprint analysis and hanging box test after restraint stress is useful for evaluating the movement disorders of mouse model.

공간 분석 및 쥐 상자 테스트 매달려의 저가 프로토콜 적용 구속 만성 스트레스

Gait disturbance is frequently observed in patients with movement disorders. In mouse models used for movement disorders, gait analysis is important ...

Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings (PrAnCER): A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits

Gait analysis is used to quantify changes in motor function in many rodent models of disease. Despite the importance of assessing gait and motor function in many areas of research, the available commercial options have several limitations such as high cost and lack of accessible, open code. To address these issues, we developed PrAnCER, Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings, for automated quantification of gait. The contrast-enhanced recordings are produced by using a translucent floor that obscures objects not in contact with the surface, effectively isolating the rat&#8217;s paw prints as it walks. Using these videos, our simple software program reliably measures a variety of spatiotemporal gait parameters. To demonstrate that PrAnCER can accurately detect changes in motor function, we employed a haloperidol model of Parkinson&#8217;s disease (PD). We tested rats at two doses of haloperidol: high dose (0.30 mg/kg) and low dose (0.15 mg/kg). Haloperidol significantly increased stance duration and hind paw contact area in the low dose condition, as might be expected in a PD model. In the high dose condition, we found a similar increase in contact area but also an unexpected increase in stride length. With further research, we found that this increased stride length is consistent with the bracing-escape phenomenon commonly observed at higher doses of haloperidol. Thus, PrAnCER was able to detect both expected and unexpected changes in rodent gait patterns. Additionally, we confirmed that PrAnCER is consistent and accurate when compared with manual scoring of gait parameters.

Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings PrAnCER: A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits

We describe a novel gait analysis system, Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings (PrAnCER), an open-access automated system for the quantification of gait characteristics in rats that utilizes a novel semitransparent floor to automatically quantify gait. This system was validated using the haloperidol model of Parkinson&#8217;s Disease.

대비 강화 된 기록 (PrAnCER)의 발 인쇄 분석 : 모터 적자를 평가하기위한 저비용 개방형 자동 걸음걸이 분석 시스템

Gait analysis is used to quantify changes in motor function in many rodent models of disease. Despite the importance of assessing gait and motor function ...