مخلب السحب: رواية، والتحليل الحساسة للماوس اختبار اسطوانة
Summary
يستخدم الكلاسيكية تحليل forelimb التماثل للاسطوانة الاختبار بشكل روتيني لتقييم العجز السلوكية في الفئران بعد إصابات الدماغ أو السكتة الدماغية. ومع ذلك، فإنه فشل في الكشف عن العجز المستمر في الفئران. توضح هذه الدراسة أن قياس السلوك مخلب-السحب هو تحليل أكثر حساسية للإصابة المخ في الفئران.
Abstract
يتم استخدام اسطوانة الاختبار بشكل روتيني للتنبؤ الأضرار الدماغية البؤري إلى القشرة الحركية forelimb في القوارض. عندما وضعت في الاسطوانة والقوارض تستكشف من قبل تربية ولمس جدران الاسطوانة مع الكفوف forelimb من أجل دعم الوضعي. بعد الإصابة الدماغية إلى القشرة الحسية forelimb، الجرذان تعتمد بشكل أكبر على من لم يتأثر forelimb مخلب لدعم الوضعي مما أدى إلى اللمسات أقل مع مخلب المتضررين والذي يسمى forelimb التباين. في المقابل، فشل الأضرار الدماغية البؤري في مخ الفأر أن يؤدي إلى العجز مقارنة ثابتة في forelimb التباين. في حين عجز forelimb التباين لوحظ بشكل غير منتظم، والفئران لا يبرهن على وجود وظيفة السلوك رواية السكتة الدماغية تسمى "سحب-باو". مخلب-السحب هو الميل عن الماوس لسحب مخلب المتضررين على طول جدار الاسطوانة بدلا من دفع مباشرة من خارج الجدار عند الترجل من الخلف إلى موقف أربعة أرجل. لقد سبق أثبتت أنمخلب-سحب السلوك حساس جدا للإصابات الدماغية القشرية الصغيرة إلى القشرة الحركية forelimb. نحن هنا نقدم بروتوكول مفصل لتحليل سحب مخلب. نحدد ما هو مخلب السحب وشرح كيفية تحديد سلوك سحب مخلب. اختبار اسطوانة هو اختبار بسيط وغير مكلف لإدارة ولا يتطلب التدريب قبل أو استراتيجيات الحرمان من الطعام. في استخدام تحليل سحب مخلب مع اختبار اسطوانة، يملأ مكانا للتنبؤ الإصابات الدماغية القشرية مثل photothrombosis وEndothelin-1 (ET-1) نقص التروية يسببها – نموذجين التي تزيد على الإطلاق في شعبية وتنتج إصابات التنسيق أصغر من وسط انسداد الشريان الدماغي. أخيرا، وقياس السلوك سحب مخلب في اسطوانة الاختبار سيسمح دراسات الانتعاش وظيفية بعد الاصابة القشرية باستخدام فوج واسعة من سلالات الفئران المعدلة وراثيا حيث فشلت السابق تحليل forelimb التماثل للكشف عن عجز متسقة.
Introduction
هدف استراتيجيات تجديد العصبية هو تثبت كل إصلاح الأنسجة والانتعاش وظيفية. وعادة ما يتم تقييم الانتعاش وظيفية مع الاختبارات السلوكية التي تقيس عجز وظيفي، في هذه الحالة التي تنطوي على المهارات الحركية التي ترتبط مع الأضرار التي لحقت مناطق محددة في الدماغ. إصابات في الدماغ أو ضرر نقص تروية إلى منطقة forelimb الحسية من القشرة يمكن البرهنة من قبل عدد من الاختبارات السلوكية. واحدة من هذه التجارب، يتم استخدام اسطوانة الاختبار على نطاق واسع في الفئران لتقييم عجز وظيفي في نشاط forelimb 1. اختبار لديه منخفضة التكلفة انشاء تتطلب سوى اسطوانة، وكاميرا والجدول مع كبار شفافة. فمن السهل أن إدارة لأنه يقوم على السلوك الاستكشافي الطبيعية من القوارض، لذلك ليس هناك حاجة للتدريب قبل والحرمان من الطعام أو المكافآت. وعلى الرغم من هذه المزايا العديدة، ويستخدم تحت الاختبار اسطوانة لتقييم العجز forelimb في الفئران بعد اصابات التنسيق إلى الصورة forelimbensorimotor القشرة، التي نوليها لتحليل سلوك الماوس في اختبار اسطوانة. التباين Forelimb هو المقياس التقليدي للتحليل لاختبار اسطوانة. عندما وضعت في الاسطوانة والقوارض بشكل طبيعي استكشاف جدران الاسطوانة تربية على أطرافهم الخلفية ولمس جدران الاسطوانة مع الكفوف forelimb لتحقيق التوازن الوضعي. يمكن تقدير عدد من اللمسات مخلب مع الجدار مع كل forelimb بسهولة عن طريق تصوير القوارض خلال هذا الاستكشاف للاسطوانة. يحدث عدم تناسق Forelimb عندما يجعل مخلب forelimb المتضررة أقل اللمسات مع الجدار من forelimb مخلب تتأثر ويدل على الأضرار التي لحقت الحسية القشرة المقابل. في الفئران، والحقن داخل القشرية من وكيل مضيق للأوعية، Endothelin (ET-1)، إلى القشرة الحسية forelimb يسبب آفة الدماغية التنسيق مما يؤدي إلى العجز السلوكية في forelimb المقابل. تم الكشف عن العجز في استخدام forelimb المقابل بسهولة عن التغيرات في وorelimb عدم التماثل في اختبار اسطوانة في الفئران 1-3. وعلى النقيض من الفئران ومع ذلك، والتغيرات في forelimb التباين متغيرة وأقل ثباتا في الفئران التالية مقارنة ET-1 حقن 4-6. نحن هنا يبرهن على وجود تحليل رواية السلوك forelimb في اختبار اسطوانة – تحليل السلوك سحب مخلب. لقد أظهرنا سابقا أن تحليل سحب مخلب هو مقياس أكثر حساسية من الأضرار التي لحقت الحسية القشرة forelimb في الفئران من تحليل التباين forelimb الكلاسيكية، وبالتالي ينطبق على مجموعة متنوعة من نماذج التنسيق إصابة القشرية.
بحث كيفية الاتصال forepaw جدار الاسطوانة التالية الأضرار الناجمة عن فقر الدم إلى القشرة الحسية forelimb كشف سلوك الرواية في الفئران – مخلب-سحب 4. يحدث مخلب السحب عندما يقف الماوس على سيقانه الخلفية لاستكشاف جدار الاسطوانة ثم تستمر في المتضررين (مضاد التقرحي) مخلب على طول جدار الاسطوانة نحو خط الوسط، أو إلى أسفل بينما الحائطيوفر forepaw لها تتأثر دعم الوضعي ضد الجدار. مخلب-تستمر نادرا ما تحدث في الفئران لم يصب بالتالي ظهور مخلب السحب هو مؤشر إيجابي من إصابة في forelimb الحسية القشرة 4. لقد كميا سابقا السلوك سحب مخلب في الفئران التالية ET-1 الأضرار الدماغية إلى forelimb الحسية القشرة وأظهرت سلوك سحب مخلب المستمر في الفئران تصل إلى أسبوعين بعد السكتة الدماغية 4. نحن هنا تشير إلى أن يستمر السلوك سحب مخلب تصل إلى أربعة أسابيع بعد السكتة الدماغية. تحليل سلوك سحب مخلب يوفر أداة جديدة وحساسة لتقييم الأضرار الناجمة عن فقر الدم البؤري إلى القشرة الحسية forelimb في الفئران. به غير مكلفة الاعداد، وسهولة الإدارة ويحرز جعل هذا بسيط، وأداة ولكنها مفيدة لتقييم بسرعة العجز السلوكية forelimb في الفئران.
Protocol
Representative Results
Discussion
النقاط الرئيسية لإقامة عند قياس سلوك سحب مخلب في اسطوانة الاختبار ما يلي: أ) تحديد عدد مخلب-تستمر مقابل إجمالي اللمسات مخلب لكل مخلب قبل إصابات الدماغ لإنشاء خط الأساس. ب) تحديد عدد من مخلب-المؤثرات السلبية مقابل إجمالي اللمسات مخلب لكل مخلب بعد الإصابة الدماغية. والث…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر السيد جون كروويل والسيد تيري Upshall للحصول على الخبرة التقنية والمساعدة في التصوير الفوتوغرافي وبالفيديو. وأيد هذا العمل من خلال تشغيل المنح لJLV من المعاهد الكندية لأبحاث الصحة ومؤسسة البحوث والتنمية في نيوفاوندلاند والقلب والسكتة الدماغية مؤسسة كندا الشراكة الكندية للحصول على منحة السكتة الدماغية محفز الانتعاش. كان RBR حاصل على كيث جريفيث التذكارية القلب والسكتة الدماغية مؤسسة العليا للمنح الدراسية.
Materials
| Plexi-glass cylinder | N/A | N/A | 17.5cm high, 9.5cm outer diameter, 8.8cm inner diameter, wall thickness 0.35cm (or 3.5 mm) |
| viewing table | N/A | N/A | 54x56x66.5cm (width x length x height), top of table is a 51x51cm sheet of plexiglass. |
| mirror | N/A | N/A | 34x58cm mirror |
| video camera | Sony | DCR-SR42 | Video camera with onboard storage, SD functionality, 40x optical zoom |
| computer | Dell | Optiplex 760 | Processor: Intel, 3.0 GHz, Memory 4.00GB (RAM) |
| computer monitor | Samsung | S22C350H | |
| Excel (Microsoft Office Professional Plus) | Microsoft | v14.0.7106.5003 | |
| VLC Media Player | Video LAN | v2.1.2 | Media player with playback speed modulation and video support |
| External Hard Drive | Western Digital | WDBAAU0020HBK-01 | 2 TB |
References
- Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. T. CNS plasticity and assessment of forelimb sensorimotor outcome in unilateral rat models of stroke, cortical ablation, parkinsonism and spinal cord injury. Neuropharmacology. 39, 777-787 (2000).
- Kolb, B., et al. Growth factor-stimulated generation of new cortical tissue and functional recovery after stroke damage to the motor cortex of rats. J Cereb Blood Flow Metab. 27 (5), 983-997 (2007).
- Windle, V., et al. An analysis of four different methods of producing focal cerebral ischemia with endothelin-1 in the rat. Exp Neurol. 201 (2), 324-334 (2006).
- Roome, R. B., et al. A reproducible Endothelin-1 model of forelimb motor cortex stroke in the mouse. J Neurosci Methods. 233, 34-44 (2014).
- Tennant, K. A., Jones, T. A. Sensorimotor behavioral effects of endothelin-1 induced small cortical infarcts in C57BL/6 mice. J Neurosci Methods. 181 (1), 18-26 (2009).
- Wang, Y., Jin, K., Greenberg, D. A. Neurogenesis associated with endothelin-induced cortical infarction in the mouse. Brain Res. 1167, 118-122 (2007).
- Baskin, Y. K., Dietrich, W. D., Green, E. J. Two effective behavioral tasks for evaluating sensorimotor dysfunction following traumatic brain injury in mice. J Neurosci Methods. 129 (1), 87-93 (2003).
- Li, X., et al. Chronic behavioral testing after focal ischemia in the mouse: functional recovery and the effects of gender. Exp Neurol. 187 (1), 94-104 (2004).
- Clarke, J., Ploughman, M., Corbett, D. A qualitative and quantitative analysis of skilled forelimb reaching impairment following intracerebral hemorrhage in rats. Brain Res. , 204-212 (2007).
- Montoya, C. P., Campbell-Hope, L. J., Pemberton, K. D., Dunnett, S. B. The ‘staircase test’: a measure of independent forelimb reaching and grasping abilities in rats. J Neurosci Methods. 36 (2-3), 219-228 (1991).
- Farr, T. D., Whishaw, I. Q. Quantitative and qualitative impairments in skilled reaching in the mouse (Mus musculus) after a focal motor cortex stroke. Stroke. 33 (7), 1869-1875 (2002).
- Tennant, K. A., et al. The vermicelli and capellini handling tests: simple quantitative measures of dexterous forepaw function in rats and mice. J Vis Exp. (41), (2010).
- Clarkson, A. N., et al. AMPA receptor-induced local brain-derived neurotrophic factor signaling mediates motor recovery after stroke. J Neurosci. 31 (10), 3766-3775 (2011).
- Clarkson, A. N., Huang, B. S., Macisaac, S. E., Mody, I., Carmichael, S. T. Reducing excessive GABA-mediated tonic inhibition promotes functional recovery after stroke. Nature. 468 (7321), 305-309 (2010).
