Исследование мигреноподобного поведения с использованием легкого отвращения у мышей
11 августа 2021 г.
Грызуны не могут сообщать о симптомах мигрени. Здесь мы описываем управляемую тестовую парадигму (анализы светлого/темного и открытого поля) для измерения легкого отвращения, одного из наиболее распространенных и надоедливых симптомов у пациентов с мигренью.
Этот метод обеспечивает доклинический поведенческий суррогат светобоязни, которая является основной жалобой пациентов с мигренью. Основным преимуществом этой техники является то, что обнаружение происходит автоматически, поэтому очень удобно. Также легкое отвращение и беспокойство можно отличить, проведя эти тесты.
В первый день включите прибор для анализа света/темноты. Установите интенсивность света на 27 000 люкс. Поместите темную вставку в светлую/темную камеру.
Откройте программное обеспечение для отслеживания и настройте новый протокол. В новом параметре протокола установите продолжительность 30 минут. В новом параметре анализа установите для корзин данных по длительности значение 300 секунд.
В новом параметре зоны выберите предопределенные зоны. Выберите два, а затем горизонтально. Проверьте, разделена ли камера на две зоны одинакового размера горизонтально для записи.
Перед тестированием приучайте мышей к комнате для тестирования в течение одного часа, поддерживая в комнате свет, чтобы не нарушить циркадный ритм мыши. Убедитесь, что все оборудование для анализа света / темноты включено, что позволяет мышам полностью акклиматизироваться в условиях испытательной комнаты. Выберите получить данные, введите идентификаторы мыши и запустите протокол.
Вытащите ящик за пределы кабины, ослабляющей звук, чтобы получить доступ к светло-темной камере и темной вставке. Аккуратно поместите мышь в зону освещения камеры и протолкните ящик внутрь кабинки. Убедитесь, что программное обеспечение немедленно обнаруживает мышь и начинает записывать активность.
Подождите, пока запись автоматически прекратится через 30 минут. Верните мышь в ее домашнюю клетку. Очистите камеру и темную вставку, используя одноразовые салфетки с запахом спирта, чтобы искоренить любые обонятельные сигналы, оставленные предыдущей мышью.
На четвертый день повторите все шаги, которые были выполнены в первый день. На седьмой день повторите шаги, выполненные на первый день, но только до привыкания мышей. После привыкания вводят мышам CGRP внутрибрюшинно.
Затем верните мышей в их домашние клетки. Через 30 минут возобновите протокол и запустите мышь в светло-темной камере, как упоминалось ранее. Очистите камеру и темную вставку, как описано выше.
На 10-й день повторите все шаги, выполненные в первый день. Включите аппарат и установите интенсивность света на 27 000 люкс. Откройте программное обеспечение для отслеживания и настройте новый протокол, как показано ранее.
В новых настройках зоны выберите параметр, за которым следует параметр по центру. Установите периферию как 3,97 сантиметра, а центр как 19,05 на 19,05 сантиметра. Приучите мышей к испытательной комнате, как было продемонстрировано ранее.
Вводят мышам с CGRP внутрибрюшинной. Верните мышей в их домашние клетки. Через 30 минут запустите протокол.
Вытащите выдвижной ящик за пределы кабины, ослабляющей звук, и осторожно поместите мышь в середину камеры открытого поля. Протолкните ящик внутрь кабинки. Отслеживайте поведение мыши в течение 30 минут, затем верните мышей в их домашние клетки.
Очистите аппарат, как показано ранее. Результаты показали, что внутрибрюшинная инъекция CGRP значительно уменьшала продолжительность времени, проведенного в светлой зоне в светло-темном анализе у черных мышей CD1 и C57 6J, но не влияла на время, проведенное мышами в центре в анализе открытого поля у мышей CD1 и C57 черных 6J. Лечение CGRP также увеличило количество времени, в течение которого мыши отдыхали в темной зоне, но не в светлой зоне как у CD1, так и у C57 черных мышей 6J.
Оптическая стимуляция нейронов в задних таламических ядрах, приводила к соответствующему уменьшению продолжительности пребывания мышей в светлой зоне в светло-темном анализе у мышей, которым вводили каналродопсин-2, по сравнению с контрольными вирусными введенными мышами. Увеличение времени отдыха в темной зоне, но не в светлой зоне наблюдалось также в случае каналродопсина-2, введенных мышами, по сравнению с контрольным вирусом, введенным мышами. Важно помнить, что при помещении мыши в светлую / темную камеру с мышью следует обращаться осторожно, чтобы избежать как можно большего стресса.
Этот метод проложит путь к изучению механизмов, лежащих в основе мигрени и других расстройств, связанных с светобоязнью, и проверит доклиническую эффективность потенциальных терапевтических средств.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании представлена доступная парадигма тестирования для оценки световой аверсии у грызунов, которая является распространенным симптомом мигрени. Этот метод позволяет разграничить световую аверсию и тревожность, предоставляя доклинический поведенческий суррогатный показатель фотофобии.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Поведенческие тесты
- Доклинические модели
Теоретическая база
- Грызуны не могут напрямую сообщить о симптомах мигрени.
- Фотофобия является одной из основных жалоб пациентов с мигренью.
- Существующие методы оценки световой аверсии ограничены.
- Данное исследование направлено на совершенствование оценки световой аверсии на моделях животных.
Цель исследования
- Разработать надежный метод измерения световой аверсии у грызунов.
- Дифференцировать световую аверсию и тревожность в поведенческих тестах.
- Предложить удобный метод автоматического детектирования.
Используемые методы
- Аппарат для теста «свет/темнота» настроен на 27,000 lux.
- В камере «свет/темнота» используется темная вставка.
- Тесты в открытом поле проводятся параллельно с тестами «свет/темнота».
- Поведенческие наблюдения регистрируются автоматически.
Основные результаты
- Данный метод позволяет эффективно измерять светобоязнь у грызунов.
- Светобоязнь можно отличить от реакций, вызванных тревогой.
- Автоматическое детектирование упрощает процесс оценки.
- Результаты согласуются с типичными симптомами мигрени, описываемыми пациентами.
Выводы
- Данное исследование предлагает новый подход к изучению симптомов мигрени на доклинических моделях.
- Этот метод позволяет углубить понимание природы фотофобии при мигренях.
- Будущие исследования могут опираться на данный метод для изучения механизмов развития мигрени.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Данный метод предоставляет доклинический поведенческий суррогат фотофобии — ключевого симптома мигрени, что позволяет проводить валидацию мишеней при разработке терапевтических средств для лечения мигрени. Разграничивая светоотвращение и тревожность, этот подход улучшает механическое снижение рисков и повышает прогностическую точность на ранних этапах поиска. Данный метод обеспечивает трансляционную преемственность от взаимодействия с мишенью до фенотипического скрининга в системах, релевантных для изучения мигрени.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишеней
- Научная ценность: Позволяет исследовать пути, опосредованные CGRP, в качестве терапевтической гипотезы в моделях мигрени.
- Практическая ценность: Обеспечивает количественный автоматизированный считываемый результат для оценки взаимодействия соединений, имеющих значение при мигрени, с мишенью.
- Прогностическая ценность: Способствует сортировке портфеля препаратов за счет дифференциации истинных эффектов фотофобии от неспецифических факторов тревожности.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: обеспечивает стандартизированные, воспроизводимые поведенческие показатели для скрининга соединений при показаниях, связанных с фотофобией.
- Операционная ценность: обеспечивает совместимость с высокопроизводительным скринингом за счет автоматизированного отслеживания и определенных временных интервалов (300-секундные интервалы).
- Готовность анализа: поддерживает масштабируемость кампании по скринингу за счет привыкания перед воздействием и регулируемой интенсивности света (55–27,000 lux).
Трансляционные и доклинические исследования
- Трансляционная ценность: Соответствует клиническим конечным точкам фотофобии, что позволяет осуществлять обратную трансляцию от поведения грызунов к симптоматике мигрени у людей.
- Доклиническая преемственность: Поддерживает принятие решений о дальнейшем продвижении с учетом рисков, подтверждая таргетные эффекты независимо от модуляции тревожности.
- Механистическое снижение рисков: Подтверждает, что ядра заднего таламуса являются подходящим узлом для фармакологического воздействия в путях развития фотофобии с помощью оптогенетической стимуляции.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный метод вписывается в континуум поиска новых препаратов: от валидации мишени и идентификации ведущих соединений до доклинических испытаний эффективности на моделях мигрени.
- Открывающая биология: Проверка терапевтических гипотез, касающихся сигналинга CGRP и модуляции нейронных цепей в путях развития фотофобии.
- Скрининг: Обеспечение автоматизированных количественных данных о предпочтении света/темноты, что позволяет проводить надежную оценку соединений на различных линиях животных.
- Аналитика: Генерация показателей времени пребывания на свету в сравнении с временем пребывания в темноте, а также данных о покое для сравнительного анализа условий.
- Трансляционные исследования: Установление связи между реакциями грызунов на фотофобию и клиническими симптомами мигрени, что поддерживает принятие решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) на основе биомаркеров.
- Корпоративное повторное использование: Создание универсальной платформы для скрининга фотофобии, применимой в программах по изучению мигрени, посттравматических головных болей и сенсорных расстройств.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает достоверность валидации мишени за счет отделения специфических реакций на фотофобию от поведения, связанного с тревогой.
- Операционная ценность: обеспечивает воспроизводимость анализа за счет стандартизированной габитуации, контроля освещения и автоматизированного сбора данных.
- Стратегическая ценность: снижает частоту ложноположительных результатов при скрининге мигрени, что повышает эффективность использования капитала при идентификации перспективных соединений.
- Влияние на портфель: позволяет проводить приоритезацию соединений с учетом рисков на основе разграничения эффектов световой аверсии и тревожности.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области поведенческой нейробиологии грызунов и интерпретации результатов анализа фотофобии.
- Необходимость использования установки «свет/темнота» и открытого поля с регулируемой освещенностью и программного обеспечения для трекинга.
- Требуется межгрупповая стандартизация протоколов привыкания и настроек интенсивности света.
- Требуется учет адаптационных особенностей при переносе метода на разные линии мышей (например, CD1 против C57BL/6J) или модели заболеваний.
- Ограничен измерением световой аверсии как косвенного признака; не позволяет зафиксировать другие симптомы мигрени, такие как аллодиния или кортикальная распространяющаяся депрессия.
