好書推薦!《動物行為實(shí)驗(yàn)指南》電子版pdf,網(wǎng)盤發(fā)貨
《動物行為實(shí)驗(yàn)指南》共674頁,涵蓋了常見的實(shí)驗(yàn)動物,如小鼠、大鼠和斑馬魚,詳細(xì)描述了每一種行為測試的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、測試設(shè)備、實(shí)驗(yàn)流程、評估指標(biāo)、預(yù)期結(jié)果、常見問題及解決方法、數(shù)據(jù)分析、模型應(yīng)用與局限性等各個(gè)方面。它通過快速引導(dǎo),幫助研究人員高效地掌握實(shí)驗(yàn)的每個(gè)階段,減少了查閱文獻(xiàn)和尋找方法的時(shí)間,成為各類科研人員的重要參考資料。 《動物行為實(shí)驗(yàn)指南》共計(jì)收錄了16種動物行為類型,包括焦慮抑郁、學(xué)習(xí)記憶、痛覺、運(yùn)動、恐懼、社交、癲癇、操作、成癮、視覺、癢覺、味覺、嗅覺、睡眠、斑馬魚行為以及常見動物模型等內(nèi)容。每一類動物行為下,都詳細(xì)介紹了多個(gè)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)范式,涵蓋了超過100種實(shí)驗(yàn)方法。 www.behaviewer.com
將人工合成的Aβ肽段直接注射到大鼠腦內(nèi)特定區(qū)域(如海馬、側(cè)腦室等),引起局部Aβ聚集和毒性反應(yīng),模擬AD的病理過程。操作相對簡便,能夠在短期內(nèi)誘導(dǎo)出Aβ相關(guān)的病理變化,如神經(jīng)炎癥、突觸可塑性改變和認(rèn)知障礙。但注射的Aβ肽段可能與內(nèi)源性Aβ的生理狀態(tài)存在差異,且無法完全模擬AD的漸進(jìn)性病理發(fā)展過程。
大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)7d后,隨機(jī)分出空白組和假手術(shù)組各10只,其余大鼠腹腔麻醉。剃除大鼠頭部毛發(fā),將大鼠固定在腦立體定位儀上,常規(guī)消毒,沿大鼠腦頂部正中切開1.5cm左右切口,手術(shù)刀除去顱骨表面筋膜,暴露前囟門“十”字縫。在海馬CA1區(qū)位置緩慢注射Aβ1-42溶液1μL復(fù)制AD模型,留針5min后再緩慢出針,縫合消毒。假手術(shù)組雙側(cè)海馬注射1μL的生理鹽水。造模結(jié)束7d后,采用Morris水迷宮試驗(yàn)選取成功模型。
一般情況觀察并記錄大鼠的精神狀態(tài)、食水量、體質(zhì)量、自主活動、皮毛色澤狀態(tài)及大小便性狀等情況。
大鼠學(xué)習(xí)記憶能力測試
采用Morris水迷宮試驗(yàn),隨機(jī)將平臺放置在一個(gè)象限的中心,平臺應(yīng)低于液面1cm,用二氧化鈦適量置于水中,攪拌均勻,將大鼠面朝池壁隨機(jī)放入4個(gè)象限之一,監(jiān)測大鼠登上水下平臺所需時(shí)間,倘若時(shí)長大于60s,則由操作者用木棍將其帶領(lǐng)至平臺,并停留10s加強(qiáng)記憶。隨后擦干護(hù)理大鼠。各鼠每天不同象限訓(xùn)練1次,共計(jì)4次,2次訓(xùn)練需間隔時(shí)長20min,持續(xù)5d。水迷宮進(jìn)行的第6天,撤走水下平臺,將大鼠由距離原平臺象限最遠(yuǎn)的象限放進(jìn)池中,監(jiān)測大鼠1min內(nèi)進(jìn)入原平臺象限所停留的時(shí)間,并以此判定空間記憶。大鼠自放入水中,系統(tǒng)會實(shí)時(shí)追蹤并進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取。模型動物在這些行為學(xué)測試中應(yīng)表現(xiàn)出明顯的認(rèn)知功能損害,如在水迷宮中尋找平臺潛伏期延長、路徑長度增加,在新物體識別實(shí)驗(yàn)中對新物體的探索時(shí)間減少等,與AD患者的認(rèn)知障礙特征相符。
除此之外,還可用八臂迷宮(radial arm maze)評估工作記憶和空間參考記憶,新物體識別(novel object recognition)實(shí)驗(yàn)檢測物體識別記憶,穿梭箱實(shí)驗(yàn)(shuttle box test)衡量學(xué)習(xí)和記憶的靈活性等。
非認(rèn)知行為變化
觀察動物的焦慮樣行為(如高架十字迷宮、曠場實(shí)驗(yàn))、抑郁樣行為(如強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)、糖水偏好實(shí)驗(yàn))、社交行為(如三箱社交實(shí)驗(yàn))等。部分AD患者會伴隨焦慮、抑郁和社交障礙等非認(rèn)知癥狀,有效的動物模型應(yīng)能在一定程度上模擬這些非認(rèn)知行為的改變,表現(xiàn)出焦慮水平升高、抑郁樣行為增加或社交行為異常等。
配對聯(lián)想學(xué)習(xí)(PAL)任務(wù):
PAL任務(wù)是大鼠的一種情景式記憶測試,需要復(fù)雜的自發(fā)物體識別和視覺辨別能力。大鼠被限制食物以維持大約85%的原始體重,之后在觸摸屏操作條件室中接受訓(xùn)練。
PAL協(xié)議包括預(yù)訓(xùn)練、訓(xùn)練和測試階段。簡而言之,大鼠在訓(xùn)練階段之前通過五個(gè)階段進(jìn)行儀器操作條件反射的預(yù)訓(xùn)練。在第一階段,大鼠被帶到觸摸屏室30分鐘,顆粒接收器中有10個(gè)獎勵顆粒,以適應(yīng)環(huán)境2天;
在第二階段,大鼠被訓(xùn)練用鼻子觸碰隨機(jī)顯示在三個(gè)屏幕窗口之一的刺激,以獲得獎勵。如果大鼠在30秒內(nèi)正確觸碰刺激,將通過與1秒的音調(diào)配對和顆粒接收器的照明來交付三個(gè)獎勵顆粒。否則,如果未觸碰刺激,將交付一個(gè)顆粒。經(jīng)過20秒的試驗(yàn)間隔后,新的試驗(yàn)開始。第二階段持續(xù)到大鼠在1天內(nèi)完成100次試驗(yàn)60分鐘;
在第三階段,大鼠需要強(qiáng)制性地觸碰刺激以獲得一個(gè)獎勵顆粒,與第二階段相比,如果大鼠未觸碰刺激,不會自動開始新的試驗(yàn)。大鼠只有在1天內(nèi)成功完成100次試驗(yàn)60分鐘后才能進(jìn)入下一階段;
在第四階段,啟動試驗(yàn)需要大鼠學(xué)會用鼻子觸碰顆粒接收器,接收器中的光表示。當(dāng)大鼠將鼻子伸入接收器時(shí),接收器會播放0.2秒的音調(diào),與光關(guān)閉和觸摸屏上顯示的刺激配對。當(dāng)大鼠通過觸碰刺激獲得一個(gè)顆粒時(shí),接收器的光在20秒間隔后再次亮起。同樣,這一標(biāo)準(zhǔn)是1天內(nèi)完成100次試驗(yàn)60分鐘;
在第五階段,大鼠訓(xùn)練導(dǎo)如果觸碰錯(cuò)誤的屏幕將會受到懲罰。觸碰空白屏幕的大鼠將受到房屋燈光的照明和5秒的暫停懲罰。經(jīng)過20秒的間隔后,相同的刺激在下一次試驗(yàn)中重復(fù)呈現(xiàn),直到大鼠做出正確的反應(yīng)。這一階段的標(biāo)準(zhǔn)是2天內(nèi)連續(xù)2天完成100次試驗(yàn)60分鐘,并且準(zhǔn)確率超過80%。
準(zhǔn)確率百分比=(正確反應(yīng)/(正確+錯(cuò)誤反應(yīng)))×100。
所有預(yù)訓(xùn)練階段使用的刺激與隨后的訓(xùn)練和測試階段不同。
接下來,在訓(xùn)練階段,大鼠被訓(xùn)練理解刺激與其正確位置的關(guān)聯(lián)規(guī)則。三個(gè)刺激(空心圓形、實(shí)心圓形和交叉形狀)與三個(gè)觸摸屏(左、中、右)的相應(yīng)位置配對。在每次試驗(yàn)中,兩個(gè)相同的刺激同時(shí)在3個(gè)觸摸屏中的2個(gè)上顯示,一個(gè)刺激總是在正確的位置(S+),另一個(gè)在錯(cuò)誤的位置(S-)。因此,有六種可能的試驗(yàn)類型。觸碰正確的S+(即,左位置的空心圓形、中心位置的實(shí)心圓形和右位置的交叉形狀刺激)會得到獎勵,而錯(cuò)誤的反應(yīng)會導(dǎo)致5秒的暫停和20秒的間隔,隨后是校正試驗(yàn),直到大鼠做出正確的選擇。大鼠每天接受100次試驗(yàn),持續(xù)14天。每天計(jì)算每只大鼠的準(zhǔn)確率百分比。野生型和同源大鼠在此訓(xùn)練階段的準(zhǔn)確率相當(dāng)。
訓(xùn)練階段完成后,大鼠進(jìn)入PAL測試階段,以評估它們在視覺空間配對聯(lián)想方面的能力。與訓(xùn)練階段不同,此測試階段沒有校正試驗(yàn)。6種可能的試驗(yàn)類型每天隨機(jī)發(fā)生100次,同一試驗(yàn)類型不會連續(xù)出現(xiàn)超過兩次。如果觸碰正確的刺激在正確的位置,則試驗(yàn)被記為正確。在為期30天的PAL測試過程中,每天計(jì)算每只大鼠100次試驗(yàn)的準(zhǔn)確率百分比。
參考文獻(xiàn):
Pang, K., Jiang, R., Zhang, W. et al. An App knock-in rat model for Alzheimer’s disease exhibiting Aβ and tau pathologies, neuronal death and cognitive impairments. Cell Res 32, 157–175 (2022). https://doi.org/10.1038/s41422-021-00582-x
楊嬌,陳怡琴,裴文麗,等.黑逍遙散調(diào)控SIRT1/P53/SLC7A11信號通路抑制鐵死亡改善AD模型大鼠認(rèn)知功能障礙[J/OL].中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,1-9[2024-12-04].
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