Поведенческий фенотипический анализ животных с генетической моделью болезни Альцгеймера

Основным симптомом болезни Альцгеймера является быстро прогрессирующее слабоумие, коррелирующее с образованием амилоидных бляшек и нейрофибриллярных белков в ткани головного мозга, что приводит к гибели нейронов, синоптической и когнитивной дисфункции. Цель исследования - изучение развития социальных и когнитивных нарушений в процессе онтогенеза у животных с генетической моделью болезни Альцгеймера. Объект исследования - Генетическая модель болезни Альцгеймера - мыши линии B6SLJ -Tg(APPSwFlLon,PSEN1*M146L*L286V)6799Vas, самцы в возрасте 4 месяцев (n=10). Контрольная группа - мыши линии C57BL/6 x SJL, самцы в возрасте 4 месяцев (n=10). Нейроповеденческое тестирование включало в себя следующие протоколы тестов: тест «открытое поле», приподнятый крестообразный лабиринт, тест «черно-белая камера», «трехкамерный социальный тест», социальный пятипопыточный тест, тест «Fear conditioning». В результате проведения нейроповеденческого тестирования у животных линии Tg 6799 по мере развития болезни Альцгеймера выявлены следующие особенности поведения: повышение уровня тревожности и заторможенности, нарушение социальных контактов и взаимодействий, а также пространственного, социального и ассоциативного обучения и запоминания. В совокупности это указывает на расстройство эмоционального поведения, а также долговременной, социальной, пространственной и эмоциональной памяти.

генетическая модель на животных, болезнь Альцгеймера, память, поведение

1. Горина Я.В., Комлева Ю.К., Лопатина О.Л., Волкова В.В., Черных А.И., Шабалова А.А., Семенчуков А.А., Оловянникова Р.Я., Салмина А.Б. Батарея тестов для поведенческого фенотипирования стареющих животных в эксперименте // Успехи геронтологии. 2017. Т.1. С. 49-56.

2. Cubinková V., Valachová B., Brezovaková V., Szabó R., Zimová I., Kostecká Z., Jadhav S. Next generation tau models in Alzheimer's disease research - virus based gene delivery systems // Acta Virol. 2017. No. 61(1). doi: 10.4149/av. 2017. 01. 13. [Epub ahead of print].

3. Guillozet A.L., Weintraub S., Mash D.C., Mesulam M.M. Neurofibrillary tangles, amyloid, and memory in aging and mild cognitive impairment // Arch Neurol. 2003. No. 60(5). P. 729-736. doi:10.1001/archneur.60.5.729.

4. Jacobs S.A., Huang F., Tsien J.Z., Wei W. Social Recognition Memory Test in Rodents // Neuroscience. 2016. No. 6(9). doi: https://doi.org/10.21769/bioprotoc.1804.

5. Leal S.L., Landau S.M., Bell R.K., Jagust W.J. Hippocampal activation is associated with longitudinal amyloid accumulation and cognitive decline // Elife. 2017. 6. pii: e22978. doi: 10.7554/eLife.22978. [Epub ahead of print].

6. Leo L.M., Pamplona F. A. Elevated Plus Maze Test to Assess Anxiety-like Behavior in the Mouse // Neuroscience. 2014. No 4(16). doi: https://doi.org/10.21769/bioprotoc.1211.

7. Lugo J.N., Smith G.D., Holley A.J. Trace fear conditioning in mice // J. Vis. Exp. 2014. No. 85. doi: 10.3791/51180.

8. Mak E., Gabel S., Su L., Williams G.B., Arnold R., Passamonti L., Vazquez Rodríguez P., Surendranathan A., Bevan-Jones W.R., Rowe J.B., O'Brien J.T. Multi-modal MRI investigation of volumetric and microstructural changes in the hippocampus and its subfields in mild cognitive impairment, Alzheimer's disease, and dementia with Lewy bodies // Int. Psychogeriatr. 2017. P. 1-11. doi: 10.1017/s1041610216002143. [Epub ahead of print].

9. Martin L, Iceberg E. Quantifying Social Motivation in Mice Using Operant Conditioning // J. Vis. Exp. 2015. No. 102. e53009. doi: 10.3791/53009.

10. Morland R.H., Novejarque A., Spicer C., Pheby T., Rice A.S. Enhanced c-Fosexpression in the central amygdala correlates with increased thigmotaxis inrats with peripheral nerve injury // Eur. J. Pain (Lond. Engl.). 2016. No. 20(7). P.1140-1154. doi: 10.1002/ejp.839.

11. Nesteruk M., Nesteruk T., Styczyńska M., Mandecka M., Barczak A., Barcikowska M. Combined use of biochemical and volumetric biomarkers to assess the risk of conversion of mild cognitive impairment to Alzheimer's disease // Folia Neuropathol. 2016. No. 54(4). P. 369-374. doi: 10.5114/fn.2016.64815.

12. Prieto G.A., Trieu B.H., Dang C.T., Bilousova T., Gylys K.H., Berchtold N.C., Lynch G., Cotman C.W. Pharmacological Rescue of Long-Term Potentiation in Alzheimer Diseased Synapses // J. Neurosci. 2017. No. 37(5). P. 1197-1212. doi: 10.1523/jneurosci.2774-16.2016.

13. Robinson M., Lee B.Y., Hane F.T. Recent Progress in Alzheimer's Disease Research, Part 2: Genetics and Epidemiology // J. Alzheimers Dis. 2017. doi: 10.3233/jad-161149. [Epub ahead of print].

14. Seibenhener M.L., Wooten M.C. Use of the Open Field Maze to Measure Locomotor and Anxiety-like Behavior in Mice // J. Vis. Exp. 2015. No. 96. e52434. doi:10.3791/52434.

15. Takao K., Miyakawa T. Light/dark Transition Test for Mice // J. Vis. Exp. 2006. No. 1. e104. doi:10.3791/104.

16. Thangavel R., Van Hoesen G.W., Zaheer A. Posterior parahippocampal gyrus pathology in Alzheimer’s disease // Neuroscience. 2008. No. 154(2). P. 667-676. doi:10.1016/j.neuroscience.2008.03.077.

17. Gorina YA.V., Komleva YU.K., Lopatina O.L., Volkova V.V., CHernyh A.I., SHabalova A.A., Semenchukov A.A., Olovyannikova R.YA., Salmina A.B. Batareya testov dlya povedencheskogo fenotipirovaniya stareyushchih zhivotnyh v ehksperimente // Uspekhi gerontologii. 2017. T.1. S. 49-56.

18. Cubinková V., Valachová B., Brezovaková V., Szabó R., Zimová I., Kostecká Z., Jadhav S. Next generation tau models in Alzheimer's disease research - virus based gene delivery systems // Acta Virol. 2017. No. 61(1). doi: 10.4149/av. 2017. 01. 13. [Epub ahead of print].

19. Guillozet A.L., Weintraub S., Mash D.C., Mesulam M.M. Neurofibrillary tangles, amyloid, and memory in aging and mild cognitive impairment // Arch Neurol. 2003. No. 60(5). P. 729-736. doi:10.1001/archneur.60.5.729.

20. Jacobs S.A., Huang F., Tsien J.Z., Wei W. Social Recognition Memory Test in Rodents // Neuroscience. 2016. No. 6(9). doi: https://doi.org/10.21769/bioprotoc.1804.

21. Leal S.L., Landau S.M., Bell R.K., Jagust W.J. Hippocampal activation is associated with longitudinal amyloid accumulation and cognitive decline // Elife. 2017. 6. pii: e22978. doi: 10.7554/eLife.22978. [Epub ahead of print].

22. Leo L.M., Pamplona F. A. Elevated Plus Maze Test to Assess Anxiety-like Behavior in the Mouse // Neuroscience. 2014. No 4(16). doi: https://doi.org/10.21769/bioprotoc.1211.

23. Lugo J.N., Smith G.D., Holley A.J. Trace fear conditioning in mice // J. Vis. Exp. 2014. No. 85. doi: 10.3791/51180.

24. Mak E., Gabel S., Su L., Williams G.B., Arnold R., Passamonti L., Vazquez Rodríguez P., Surendranathan A., Bevan-Jones W.R., Rowe J.B., O'Brien J.T. Multi-modal MRI investigation of volumetric and microstructural changes in the hippocampus and its subfields in mild cognitive impairment, Alzheimer's disease, and dementia with Lewy bodies // Int. Psychogeriatr. 2017. P. 1-11. doi: 10.1017/s1041610216002143. [Epub ahead of print].

25. Martin L, Iceberg E. Quantifying Social Motivation in Mice Using Operant Conditioning // J. Vis. Exp. 2015. No. 102. e53009. doi: 10.3791/53009.

26. Morland R.H., Novejarque A., Spicer C., Pheby T., Rice A.S. Enhanced c-Fosexpression in the central amygdala correlates with increased thigmotaxis inrats with peripheral nerve injury // Eur. J. Pain (Lond. Engl.). 2016. No. 20(7). P.1140-1154. doi: 10.1002/ejp.839.

27. Nesteruk M., Nesteruk T., Styczyńska M., Mandecka M., Barczak A., Barcikowska M. Combined use of biochemical and volumetric biomarkers to assess the risk of conversion of mild cognitive impairment to Alzheimer's disease // Folia Neuropathol. 2016. No. 54(4). P. 369-374. doi: 10.5114/fn.2016.64815.

28. Prieto G.A., Trieu B.H., Dang C.T., Bilousova T., Gylys K.H., Berchtold N.C., Lynch G., Cotman C.W. Pharmacological Rescue of Long-Term Potentiation in Alzheimer Diseased Synapses // J. Neurosci. 2017. No. 37(5). P. 1197-1212. doi: 10.1523/jneurosci.2774-16.2016.

29. Robinson M., Lee B.Y., Hane F.T. Recent Progress in Alzheimer's Disease Research, Part 2: Genetics and Epidemiology // J. Alzheimers Dis. 2017. doi: 10.3233/jad-161149. [Epub ahead of print].

30. Seibenhener M.L., Wooten M.C. Use of the Open Field Maze to Measure Locomotor and Anxiety-like Behavior in Mice // J. Vis. Exp. 2015. No. 96. e52434. doi:10.3791/52434.

31. Takao K., Miyakawa T. Light/dark Transition Test for Mice // J. Vis. Exp. 2006. No. 1. e104. doi:10.3791/104.

32. Thangavel R., Van Hoesen G.W., Zaheer A. Posterior parahippocampal gyrus pathology in Alzheimer’s disease // Neuroscience. 2008. No. 154(2). P. 667-676. doi:10.1016/j.neuroscience.2008.03.077.