Summary

Valutazioni del comportamento di locomozione spontanea in un modello murino indotto MPTP del morbo di Parkinson

Published: January 07, 2019
doi:

Summary

Descriviamo la istituzione di un modello murino per la malattia di Parkinson utilizzando MPTP e valutazioni comportamentali mediante cilindro e campo aperto test per misurare la funzione motoria. Usiamo quindi l-dopa come un esempio per mostrare come applicare questo modello nello studio delle droghe di PD.

Abstract

Malattia di Parkinson (MDP) è una malattia comune di disordine neurodegenerative, causando il fenomeno dell’agitazione, rigidità, lentezza dei movimenti e demenza. 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) può portare ad alcuni sintomi del Parkinson-come distruggendo i neuroni dopaminergici nel nigra di substantia del cervello. Esso è stato così utilizzato per stabilire modelli PD in vari studi su animali. Qui, topi ricevano iniezioni di MPTP (20 mg/kg/giorno) per sette giorni e i test comportamentali vengono eseguite l’ottavo giorno. Questo modello è adattato in modo efficiente nello studio del PD. I test comportamentali qui includono il cilindro test e il test di campo aperto. L’esperimento di cilindro è utilizzato per rilevare la capacità degli animali di alzare i loro paws anteriori quando sia messo in un ambiente diverso. Come il PD modello topi mostrano inarcando — il mouse inarca la schiena — il numero di diminuzione di sollevamenti di zampa. Questo test è facile da eseguire. Il test di campo aperto è utilizzato per rilevare la quantità di tempo che trascorrono i topi su esecuzione, a piedi e rimanendo immobile. Analizziamo i movimenti degli animali in campo aperto utilizzando il software e ottenere dati. Infine, usiamo l-dopa, uno dei più comunemente usati farmaci PD, come un esempio che Mostra come applicare questo modello per lo studio delle droghe di PD. I nostri risultati indicano che la neurotossicità di MPTP induce deficit del motore che può essere mitigato da l-dopa.

Introduction

Malattia di Parkinson (PD), una delle malattie più comuni tra gli individui più anziani, è un lungo termine disordine neurodegenerative1. I pazienti mostrano sempre il fenomeno dell’agitazione, rigidità, lentezza dei movimenti e demenza che peggiorano nel tempo2. Altri sintomi compreso sensoriale, sonno e problemi emotivi sono anche comunemente osservato2. La causa del PD è ancora poco chiara, ma si crede generalmente per coinvolgere fattori sia genetici che ambientali, che inducono la perdita di neuroni dopaminergici nel nigra di substantia3e sviluppo di corpi di Lewy e i neurites di Lewy in varie regioni della cervello4.

Tra gli studi di PD, 1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)5 è adattato ampiamente nel ricreare alcuni sintomi di PD in modelli sperimentali. Nel 1984, Langston et al trovato prima che le iniezioni di MPTP in scimmie scoiattolo è provocato da parkinsonismo6. Anche se il modello del roditore di MPTP non Mostra la presenza di corpi di Lewy, che è il biomarcatore di PD, MPTP causa Parkinson-come i sintomi distruggendo i neuroni dopaminergici nel nigra di substantia del cervello7. Rispetto ad altro modello di droga per PD, come quelli indotti dalla 6-idrossidopamina (6-OHDA)8 e 1-metil-4-phenylpyridinium (MPP +)9, iniezione di MPTP è facile da eseguire e il modello MPTP richiede meno tempo. Topi ricevano iniezioni di MPTP (20-30 mg/kg/giorno) per sette giorni e i test comportamentali vengono eseguite sull’ottavo giorno10.

Il campo aperto test11 è stato sviluppato da Calvin S. Hall, un americano12. In vari studi, diversi tipi di comportamenti sono testati. Nella ricerca che si concentra sulle malattie di Parkinson, comportamenti come attività di locomozione e la velocità di locomozione sono testati per verificare se la capacità dell’animale di muoversi è interessata. Rispetto ad altri metodi utilizzati per testare l’istituzione degli animali PD, campo aperto test è facile da realizzare perché l’attrezzatura necessaria è semplice, e software di analisi dati e prototipazione (ad es., MATLAB, Excel) può essere utilizzato facilmente raccogliere e rappresentare graficamente la dati. Inoltre, il coefficiente di variazione è relativamente piccolo13, che significa che il risultato del test in campo aperto è affidabile. Un altro vantaggio rispetto ad altri metodi è che i comportamenti inclusi in questo esperimento sono facili da distinguere; i topi possono essere correre, camminare o ancora in piedi. Solitamente la prova sul campo aperto può essere utilizzata su roditori, quando il ricercatore ha bisogno per valutare la mobilità del soggetto.

Al test del cilindro viene anche chiamato la prova di uso asimmetrica delle zampe anteriori. Quando questo test è stato progettato, fu utilizzato per testare l’uso asimmetrico del ratto arti anteriori14. Qui, usiamo questo test per analizzare la capacità dell’animale di allungare e utilizzare entrambi gli arti anteriori per esplorare nuovi ambienti. Quando la substantia nigra e corpo striato sono danneggiati da MPTP nel cervello, l’animale tende a inarcare la schiena e diventa meno probabile per distendervi ed esplorare l’ambiente sconosciuto. Questo test è facile da eseguire e può dare un risultato preliminare. Tuttavia, questo test presenta elevata variabilità interna, quindi è generalmente usata con insieme ad altri esperimenti di comportamento.

Assunzione di l-dopa, che è anche conosciuto come levodopa o L-3,4-diidrossifenilalanina, è un modo comune per trattare il morbo di Parkinson dal momento che una delle cause del PD è la diminuzione di dopamina nella. L-dopa è il precursore a dopamina. Ma a differenza di dopamina, può attraversare la barriera sangue – encefalica, che significa che sarà più efficiente in aumento della concentrazione di dopamina nella zona del cervello. Dopo esso attraversa la barriera emato – encefalica, l-dopa è convertito in dopamina da di decarbossilasi acida L-amminica15.

Qui descriviamo la misurazione e l’analisi della funzione motoria nei topi modello MPTP-indotto-PD utilizzando un cilindro test14 e una prova di campo aperto modificato. Amministriamo il l-dopa come un esempio che Mostra come applicare questo modello nello studio delle droghe di PD. I nostri risultati indicano che il MPTP induce deficit del motore che può essere mitigato da l-dopa.

Protocol

Questo studio è stato svolto secondo le regole internazionali, nazionali e istituzionali, considerando gli esperimenti sugli animali. Il protocollo di studio è stato approvato dal comitato di etica animale dell’Università di Nankai. 1. MPTP e l-dopa amministrazione Nota: Topi BALB/c femminili Ten-settimana-vecchio sono stati forniti dall’Istituto di zoologia, Accademia cinese delle scienze. Topi sono stati alloggiati sei a gabbia sotto un ciclo luce/buio di 12 h (l…

Representative Results

In al test del cilindro, la diminuzione delle parti posteriori contro il muro è stata osservata nei topi (gruppo 2) trattati con MPTP dal giorno 1 al giorno 7 e salino il giorno 8 rispetto ai topi trattati con soluzione fisiologica (gruppo 1), mentre un aumento di parti posteriori è stato osservato nei topi (gruppo 3) trattati con MP TP dal giorno 1 al giorno 7 e l-dopa il giorno 8 rispetto ai topi (gruppo 2) curati con MPTP dal giorno 1 al giorno 7 e Salina il giorno 8 (<strong class="…

Discussion

A causa della distruzione dei neuroni dopaminergici nella substantia nigra del cervello, MPTP causa Parkinson-come i sintomi in topi7. L-dopa è il farmaco più preferito per PD fin dal suo uso clinico, perché aiuta a mantenere normali attività quotidiane in pazienti con PD, con efficace soppressione delle anomalie del motore quali acinesia e rigidità15. I topi trattati con MPTP ha mostrato i danni nei test comportamentali come cilindro test e test di campo aperto, che p…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Il nostro lavoro è finanziato da Tianjin Undergraduate programmi di formazione per l’innovazione e l’imprenditorialità (Grant No. 63183004). Questo progetto è stato avviato in stato chiave laboratorio di medicinali chimica biologia all’Università di Nankai. Gli autori dichiarano che non esistano conflitti di interessi.

Materials

70% Ethanol Ruiboxing Company RBX-64175
Camera BASLER acA645-100gm
Cylinder test Made in-house at Nankai University N/A
Excel Microsoft N/A
Levodopa Sigma-Aldrich 72816
Matalb 2017a Mathworks N/A
Mice Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences Balb/c Adult female mice(10 weeks)
MPTP Yuanye Biological Technology Company Ltd., Shanghai S31504-500mg
Open field test Made in-house at Nankai University N/A
Syringe Solelybio S-xsgwz-w Irrigation
Syringe Jiangxi Fenglin Medical Application Co. hc3824 Intraperitoneal injection

References

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Cite This Article
Jiang, P., Lang, Q., Yu, Q., Tang, X., Liu, Q., Li, X., Feng, X. Behavioral Assessments of Spontaneous Locomotion in a Murine MPTP-induced Parkinson’s Disease Model. J. Vis. Exp. (143), e58653, doi:10.3791/58653 (2019).

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