2019年10月29日
本文介绍了一种用于开展Morris水迷宫实验的方案,旨在评估阿尔茨海默病模型小鼠的学习与记忆能力,并评价手法针刺治疗对该疾病模型的干预效果。
莫里斯水迷宫(Morris Water Maze,MWM)实验已成为评估动物空间学习与记忆能力应用最广泛且经典的行為学实验。尽管已有大量关于MWM的文献报道,但在实际操作中,研究人员仍常感困惑。因此,这一直观且严谨的操作流程视频显得尤为重要。
我们先前开展的基于MWM的研究表明,针灸可缓解阿尔茨海默病(AD)模型小鼠的症状。本文介绍我们在近期研究中所采用的MWM操作方案,旨在为研究人员提供一种简便且直观的方法,用于评估AD模型动物的空间学习与记忆能力。MWM是一种评估认知功能的强大技术,已被广泛应用于相关研究中。
然而,目前尚无明确定义或标准化的参数用于执行该任务,例如水池和平台的尺寸。因此,该方法的实际演示至关重要。首先根据手稿说明设置Morris Water Maze(MWM)实验装置。
莫里斯水迷宫(MWM)装置以及信号采集与处理系统应放置在专为保持隔音效果而设计的实验室内。MWM装置中央应放置一个由不透明布料环绕的白色圆形水箱。应将一台视频摄像机固定在装置的天花板上,并连接至带有自动追踪系统的录像设备。
用标有北、南、东和西的线条将水迷宫水箱划分为四个相等的区域,从而在概念上将水池区域分为四个象限。然后,在每个象限的墙壁上放置一个独特且小鼠可视的视觉线索。向圆形水箱中注水至深度为 30 厘米,并向水中加入 150 克奶粉使其呈不透明状。
进行可见平台试验时,将一个塑料圆形平台随机放置于任意象限的水面以上1厘米处,并在平台上放置一面黑色旗帜。从四个起始位置之一,将每只小鼠轻轻放入水中,使其面向水箱壁。小鼠一入水,立即启动计算机追踪程序,每只小鼠有60秒的时间找到平台。
每次试验结束后,将小鼠放置在平台上,使其停留 10 至 30 秒。在计算机上观察小鼠的游泳轨迹。记录小鼠找到平台所需的时间作为逃避潜伏期,并分析小鼠的游泳速度。
然后用毛巾擦干小鼠,并用电热器为其保温。移动平台,每只小鼠进行四次试验,每次从不同的象限开始。每次试验之间让小鼠恢复15至20分钟。
进行隐藏平台试验时,将无旗帜的相同平台放置在东南象限。然后将小鼠随机放入四个象限中的任意一个,给予其60秒时间寻找隐藏平台。如果小鼠在60秒内未能找到平台,则引导其至平台,并让其在平台上停留10至30秒。
记录每次试验的逃避潜伏期。用毛巾将小鼠擦干,并使用电热器保持其体温。每只小鼠进行四次试验,每次试验间隔15至20分钟,每次从不同的象限开始。
将平台和视觉线索保持在固定位置,连续五天重复进行试验。进行探针试验时,移除平台,将小鼠面朝水箱壁放入西北象限的水中。记录其游泳距离、速度以及穿越原平台位置的次数。
实验结束后,将小鼠擦干并保持其温暖。进行逆向试验时,将平台置于西北象限,并重复隐蔽平台试验。本方案用于研究手动针灸(MA)对阿尔茨海默病小鼠学习与记忆功能的影响。
对于MA组,治疗在MWM测试前15天开始,并持续贯穿11天的测试期。在MWM第一天的可见平台测试中,各组之间的逃避潜伏期或游泳速度均未观察到统计学差异。在隐藏平台和反转试验期间,阿尔茨海默病(AD)组的逃避潜伏期始终保持较高水平,而其他三组的潜伏期则逐渐下降。
重要的是,MA组的逃避潜伏期短于AD组。在探针试验中,MA组小鼠穿越原平台位置的次数低于对照组,但显著高于AD组。此外,MA组小鼠在原平台所在象限停留的时间百分比与药物组相似,低于对照组但高于AD组。需要注意的是,如果小鼠在60秒内未能找到平台,研究人员应引导其到达平台,并让其在平台上停留10至30秒。
对于水池和平台尺寸没有特定的标准,这些参数必须根据实验要求和实验动物的状况,通过预实验进行优化。大多数研究需要在MWM等基础实验上进行。
目前,莫里斯水迷宫(MWM)作为实验工具的灵活性仅体现在能够根据所提出的研究选择基本实验方案,因此该测试可用于更深入地评估认知功能。
本文介绍了一种详细的实验方案,用于开展莫里斯水迷宫(Morris Water Maze, MWM)测试,以评估阿尔茨海默病模型小鼠的学习与记忆能力。同时,本文还评估了手动针灸作为该类小鼠治疗手段的效果。
莫里斯水迷宫(MWM)为临床前阿尔茨海默病模型中的空间学习与记忆能力评估提供了标准化的行为学检测方法,有助于靶点验证和机制层面的风险排除。通过量化逃逸潜伏期、平台穿越次数和象限偏好,MWM能够对认知表型及治疗干预效果进行客观评估。该检测方法通过将行为学输出与疾病相关系统相联系,提高了早期发现阶段的预测可信度,并有助于推动转化研究流程中的“继续/终止”决策。
MWM 融入从靶点验证到先导化合物鉴定再到临床前药效测试的整个发现流程,为每个阶段提供行为表型分析。