2013年5月29日
プロトコルが確立された2つの運動協調作業、加速ロータロッドと水平バー、また最近ではオックスフォードで開発された二つの試験、静的ロッド、平行棒のために提示されています。これらのテストでは、動作の他の分野の試験で可能な変数であることと同様に、自分の右側に関心の潜在的に運動障害を検出することができます。
この手順の総合的な目的は、マウスの運動協調性を測定することです。まず加速ローターロッドを用いて試験を行い、次にトナルバーを用いて運動協調性を試験することでこれを達成します。
動物を用いて静止棒(スタティックロッド)でのテストを行うことも可能です。最後に、平行棒でのパフォーマンスを測定します。最終的に、マウスに運動協調性の障害があるかどうかを示す結果を得ることができます。
一般的に、この手法に不慣れな者は、以降のすべての試験において、マウスを装置上に正しく配置することの難しさから苦労します。マウスが完全に覚醒していることを確認するため、試験の5〜20分前に実験室に連れてきてください。ここで使用しているローターロッドはオックスフォード大学で製作されたものです。
ロッドの直径は3 cmで、表面にはマウスがより効果的に掴めるように一連の平行な溝が設けられています。両端のフランジにより、マウスがロッドから離れるのを防ぎます。フランジの直径は30 cmで、間隔は6 cmです。
ロッドを装置の基部から30 centimetersの位置に固定します。試行を開始する前に、落下時の衝撃を緩和するため、基部に柔らかいパッド付きの表面を設置します。ローターロッドの開始速度を4 rotations per minuteに、加速率を20 rotations per minuteに設定して準備します。
まず、マウスの尾を持って、水平面より45度下の角度で棒に向かって持ち上げます。動物が棒に触れる直前で素早く離してください。あるいは、マウスをダボの上に下ろし、そのダボを用いて動物を棒に移動させることも可能です。
マウスをロッド上に配置してから10秒後に加速を開始し、マウスが落下した時の速度を記録します。5秒以内にマウスが落下し、それが実験者の配置不備によるものである可能性が高い場合は、結果を記録せず、10秒以内に落下した場合は試行をやり直してください。時間を記録し、その動物にあと2回まで再試行を認めます。
10秒を超えて留まった動物については、動物が落下した際の速度を記録します。マウスが歩行を停止し、その結果、最終的に落下するまでに棒の周囲でたじろぐことが時折あります。このような現象が発生した際の速度を記録しておくことが有用です。
パフォーマンスは、試行間の平均速度として算出されます。例えば、あるマウスが1回目は10秒前に落下し、2回目は毎分12回転まで保持し続けた場合、スコアは(4 + 12)/ 2 = 毎分8回転となります。
水平バー試験では、後肢の筋力と協調性を測定し、通常は直径2 mmのバーが最も一般的に使用されます。より直径の大きいバーを使用することで、より精緻なパフォーマンススコアが得られる場合があります。長さ38 cmの真鍮製バーを、木製の支持柱を用いてベンチ表面から49 cm上の高さに固定します。
バーは、わずかに引き寄せられた支持台の切り込みに装着し、張力をかけた状態で保持します。まず、2 mmのバーを用いてテストを開始してください。マウスの尾を掴み、装置の前のベンチ上に置きます。
素早くスライドさせます。後方に約20 centimeters移動させ、体の向きがバーに対して急速に垂直になるように調整します。動物を持ち上げ、4つの足のみで水平バーの中央を掴ませます。
ストップウォッチを開始すると同時に、尾を離します。マウスがバーを掴めなかった場合、実験者の配置が原因である可能性があります。その場合は落下を記録せず、短時間の休息後に動物を再テストしてください。
マウスが5秒以内に落下し、それが実験者の配置ミスによるものではないと思われる場合は、5秒以上のスコアを得るために最大3回まで繰り返します。マウスが落下した時間、または1回目で柱に不適切な接触があった時間を記録します(最大測定時間は30秒とし、最良のスコアをデータとして採用します)。水平バーのスコアを付ける際、マウスが1秒から5秒の間に落下した場合は1点とし、6秒から10秒の間であれば2点とします。
11秒から20秒の間で2点をつけます。21秒から30秒の間で3点をつけます。30秒後に落下したか、または30秒までバーに留まった場合は4点とします。
スコアは5点とし、マウスが端に触れた場合も5点とします。試験中はいつでも4つのポートで支持させます。2 mmのバーで5点を獲得した場合、短時間の休息後、より太いバーを用いて動物に試験を行うことができます。
4mmおよび6mmのバーのスコアリングシステムは2mmのバーと同じであり、最終スコアはそれらの累計となります。したがって、2mmのバーで5点を獲得し、4mmのバーから13秒後に落下したマウスのスコアは、5点+3点=8点となります。
この運動協調性テストでは、直径がそれぞれ35 mm、28 mm、22 mm、15 mm、および9 mmで、長さが60 cmのさまざまな太さの木製棒(ダウエル棒)を用い、床から60 cmの高さにある実験台の棚にGクランプで固定します。ベンチに近い端から10 cmの地点に、ゴールラインを示す印を付けます。開始時に、マウスを最も太い棒の棚から遠い端に、棚とは反対方向を向いた状態で配置します。動物が棚の方を向き始めてから、完全に通過するまでの合計時間を記録します。
マウスが方向付けの際に逆さまになり、棒の下にしがみついた場合は、任意に最大スコアである120秒を割り当てます。その動物は他の棒ではテストせず、遷移値についても最大値を与えます。マウスが方向付けの後に落下した場合、または最大テスト時間の120秒に達した場合は、より細い棒でのテストは行わないでください。
マウスが方向を確認した後、棒を横断中にひっくり返った場合も最高点を与えます。マウスをホームケージに戻し、テスト前に休息させてください。次に、より短い棒を使用します。前述のように、動物をより短い棒の上に置いてください。
マウスが5秒以内に落下した場合は、マウスを交代させ、最大2回まで再試行してください。棒を反転させるまでの時間、またはマウスが落下するまでの時間を記録します。平行棒を設置するには、長さ1m、直径4mmの棒2本を、30mmの間隔で木製支持台に固定します。
床から60センチメートルの高さに支柱を設置します。マウスを2本のバーの中央に、縦軸がバーに対して垂直になるように配置します。前肢の両足が一方のバーに、後肢の両足がもう一方のバーに乗るようにしてください。
スコアリングは静止ロッドの場合と同様に行います。マウスが開始位置から90度方向転換するまでの時間と、端の支持部のいずれかに到達するまでの時間の2つの指標を測定します。同様に、方向転換および移動は、動物が仰向けにならずに達成されなければならず、そうでない場合は最大時間が割り当てられます。
動物が5秒以内に落下した場合は、配置が不適切であった可能性が高いため、再試験を行う必要があります。静止ロッドは、もともとホームケージ内での環境エンリッチメントの有無による、変異マウスの疾患進行をモニタリングするために使用されていました。エンリッチメントプログラムによって、ロッド上での運動機能障害の発症が劇的に遅延し、それに並行して後肢の不適切なクラスピング(clasping)の発症も遅延しました。
神経学的欠損の一般的な兆候として、感染マウスでは、注射後16週目から水平バー試験のパフォーマンスが低下し、18週目からローターロッド試験、そして少なくとも19週目からスタティックロッド試験において低下が見られました。海馬病変は運動能力のいかなる指標にも影響しませんでしたが、1 2 9 s two SVマウスは、その発症後、C 57 black six系統と比較してローターロッドおよびスタティックロッドでの能力が低下していました。この手法は、ハンチントン病の研究者がハンチントン病変異マウスにおける環境濃縮の効果を研究するための道を切り開きました。
本記事では、加速回転ロタロード試験および水平バー試験を含む、さまざまなタスクを用いてマウスの運動協調性を評価するためのプロトコルを紹介します。さらに、運動機能障害を特定できる、最近開発された2つの試験であるスタティックロッド試験とパラレルバー試験についても解説します。
マウスにおける運動協調性の評価は、神経科学的な創薬におけるターゲットバリデーションのリスクを低減させるために不可欠であり、観察された行動表現型が、混在する運動機能欠損ではなく、真の認知機能または感情の変化を反映していることを保証します。標準化された運動機能試験により、運動機能を独立変数として分離することで、初期探索段階における予測の信頼性が向上し、ターゲットバリデーションパイプラインにおける進退(go/no-go)の決定を支援します。これらのアッセイは、ターゲットエンゲージメントから表現型スクリーニングまで翻訳的な連続性を提供し、予期せぬ運動系の副作用による後期の脱落率を低減させます。
この手法は、ターゲットの検証からリード化合物の同定、さらには前臨床スクリーニングに至る創薬の連続的なプロセスに組み込まれており、認知機能や情緒的なエンドポイントを評価する前に、運動協調性を重要な混絡因子のフィルターとして機能させることができます。