アミロイド-βおよびタウのトランスジェニックマウスモデルにおける自発的交互作用の評価、新規対象の認識および肢の把握Neuropathology

本手順の全体的な目的は、アルツハイマー病のマウスモデルに共通して見られる異常行動を標準化された方法で測定し、有益な効果を持つ可能性のある化合物をスクリーニングすることです。この手法は、化合物の有効性やその作用機序など、アルツハイマー病の前臨床薬物探索分野における重要な疑問に対する答えを得るのに役立ちます。本手法の主な利点は、感度と特異度の両方を兼ね備えた段階的なアプローチを用いて、多くの異なる行動をモニタリングできる点にあります。

この手法はアルツハイマー病の効果的な治療法に関する知見を提供できるだけでなく、前頭側頭型認知症、外傷性脳損傷、自閉症など、認知症や認知機能障害の他のマウスモデルにも適用可能です。Y迷路を使用する前に、無香料の漂白剤含有殺菌ワイプで十分に清掃してください。その後、70% ethanolで拭き取り、水で洗い流します。

マウスが迷路を走行している間、適切に追跡できるようにデータ収集システムまたはビデオカメラを準備します。この過程で、距離を校正するために、迷路内の計測定規の画像を記録してください。次に、マウスのケージを迷路のすぐ近くのテーブルへ非常に慎重に移動させます。

マウスをケージから取り出し、Y迷路の一方のアームに中心方向を向かせて静かに配置します。次に、マウスからあなたが見えない距離まで離れ、すぐにビデオ録画を開始します。マウスを10分間記録します。

10分後、マウスをそっと取り出し、ホームケージに戻します。次のマウスに進む前に、3段階の洗浄手順を用いてY迷路を再度徹底的に洗浄してください。本試験の前に、Y迷路と同様の手順でオープンフィールドアリーナを洗浄しておきます。

物体呈示の前日に、マウスをアリーナに慣らしておきます。トラッキングシステムが正常に動作していることを確認し、前述と同様にメジャーを用いて距離のキャリブレーションを行います。

また、タグ付けソフトウェアでアリーナの四隅をマークします。次に、マウスのケージをアリーナに近いテーブルの上に静かに置きます。マウスを取り出し、アリーナの中心に静かに置きます。

その後、速やかに記録を開始し、マウスに30分間アリーナ内を探索させます。この際、動物の視界に入らないようにし、テスト中に妨害しないように注意してください。慣らしセッション終了後、マウスをホームケージに戻します。

次のマウスを順化させる前に、以前と同様にアリーナ内を徹底的に清掃します。2～3時間後、記憶テストのサンプルフェーズを実施します。2つの同一の物体を、どちらも壁に沿って均等に配置し、アリーナを調整します。

マウンティングパテを使用して、物体を固定します。ソフトウェア上で、2つの物体の位置およびアリーナの四隅を記録します。マウスを導入する前に、通常通り物体とアリーナを洗浄します。

マウスを物体に向かせた状態でアリーナに配置し、馴化セッションと同様にテストを行います。ここでは、マウスに15分間だけアリーナを探索させます。その2〜3時間後に、記憶テストの最終フェーズを実施します。

このセッションでは、既知の物体の一方を同じ位置に残し、もう一方の既知の物体を取り除いて、新しく導入した未知の物体に置き換えます。マウスがあらゆる角度から自由に物体を探索できるよう、壁と物体の間に十分な距離を設けてください。また、前回と同様に、物体をパテで固定します。

本研究のすべてのテストグループにおいて、新規物体と既知物体の配置のバランスを必ず確保してください。最終セッションは他の2つのセッションと同様に実施しますが、マウスの行動記録は10分間のみ行います。肢拘縮（Limb clasping）は、皮質脊髄機能の欠損を定量化する機能的運動テストです。

この試験では、ハンドヘルドデバイスを使用してセッション全体をビデオ録画してください。まず、ホームケージを清潔なテーブルの上に置き、動物のIDを記録します。次に、マウスをケージからゆっくりと取り出し、尾を持って5〜10秒間吊り下げた状態で保持し、動物の後肢と前肢の動きにビデオを合わせてください。マウスが逃げようとしないように扱うには習熟が必要です。

少なくとも5秒間のビデオ撮影を行った後、マウスをホームケージに戻します。そして、ケージをラックに戻します。次に、次のマウスで手順を繰り返す前に、テーブルを清掃してください。

その後、ビデオ内の行動を0から4のスケールでスコア付けします。Y迷路試験を用いた結果、アルツハイマー病様病理を示す高齢のトランスジェニックマウス系統では、予想通り自発的交互交代の欠損が認められました。対照的に、別のアルツハイマー病モデルマウス系統では、その系統における極端な過活動と常同行動に起因して、自発的交互交代の増加が示されました。

これらの行動は、自発的交互作用の測定に著しく干渉します。新奇物体認識試験では、馴化期間中に過活動やその他の常同行動を評価できます。サンプル相では、物体に対する偏りがない個体を特定するために、各物体の探索時間を個別に測定しました。

白抜き円は、バイアスを示し、テスト相から除外された動物を示しています。テスト相は3つの異なる方法で分析されました。全探索時間がグループ間で同等であった場合は、各物体の生の探索時間を分析しました。

比較グループが異なる時間探索した場合、テストのスコアリングには、新奇性嗜好または識別指数のいずれかが用いられました。認知能の指標ではない肢のクランプ（limb clasping）が、いくつかのトランスジェニックマウスモデルで観察されました。この行動は、アルツハイマー病の末期に観察される機能的な運動機能低下の一部を再現しています。

この手順を行う際は、マウスを優しく扱い、大きな音や未知の臭いなど、試験環境におけるあらゆる妨げを最小限に抑えることが重要です。本手順の後、化合物が特に海馬の機能に影響を与えるかどうかといった追加の疑問を解決するために、空間水迷路や文脈的恐怖条件付けなどの他の手法を実施することが可能です。このビデオを視聴することで、Y迷路試験、新奇物体認識試験、および肢クラスピング試験を用いて、アルツハイマー病マウスモデルにおける化合物の有効性をスクリーニングする方法について十分に理解できるはずです。