Summary

공간 분석 및 쥐 상자 테스트 매달려의 저가 프로토콜 적용 구속 만성 스트레스

Published: January 23, 2019
doi:

Summary

저가 프로토콜 발자국 분석의 구성 및 구속 스트레스 마우스 모델의 운동 장애를 평가 하는 데 유용 후 상자 테스트를 거

Abstract

걸음 걸이 장애 운동 장애를 가진 환자에서 자주 관찰 됩니다. 운동 장애에 대 한 사용 되는 마우스 모델, 걸음 걸이 분석에서는 쥐 환자의 증상을 모방 여부를 결정 하는 중요 한 행동 테스트입니다. 아무 자발적인 모터 형 마우스 모델에서 관찰 하는 때 모터 적자는 자주 스트레스에 의해 유발 됩니다. 따라서, 걸음 걸이 분석 스트레스 로드 다음 마우스 모델에서 모터 형을 평가 하기 위한 중요 한 방법 것입니다. 그러나, 연구원은 걸음 걸이 분석에서 정량 결과 자동으로 받도록 비싼 기구 필요가 얼굴. 스트레스, 스트레스 비싼 기구 전기 충격에 대 한 필요 및 실행 없이 간단한 방법으로 로드 바람직합니다. 따라서, 우리는 상자 테스트 모터 기능을 평가 하 거 종이와 잉크, 공간 분석의 구성 된 간단 하 고 저가 프로토콜 소개 하 고 스트레스 로드 원뿔 튜브와 구속에 의해 정의 된. 쥐의 모터 적자가이 프로토콜에 의해 성공적으로 감지 했다.

Introduction

운동 장애는 초과 또는 자발적 또는 자동 운동1의 소수를 보여주는 신 경계의 소요로 정의 됩니다. 특히, 걸음 걸이 장애 운동 장애2,,34환자 중 자주 설명 되어 있습니다. 따라서, 걸음 걸이 분석 운동 질환의 동물 모델의 유효성 검사에 대 한 적합 한 행동 테스트입니다. 쥐, 자동화 된 걸음 걸이 분석 디딜 방 아6,7에 의해 자연 속도5 및 조정 가능한 속도에서 걷기를 위해 수행 되었습니다. 이러한 분석은 자동으로 걸음 걸이의 정량 결과 제공합니다. 걸음 걸이 장애를 감지 하는 다른 방법은 발자국 분석을 이라고 합니다. 잉크와 피트의 바닥 라벨, 후 쥐 종이에 고 발자국 분석. 처음에, 바 셀 린 그리고 가루 숯8발자국 시각화 하는 데 사용 했다 다음 거짓말 탐지기 종이9 에 잉크 및 인화지10사진 개발자에 의해 대체 되었다. 잉크를 사용 하 여 종이 다른 방법 보다 저렴 하 고 덜 독성 방법11현재까지 남아 있다. 발자국 분석과 자동된 분석5,,67 에 비해 덜 비싼은 풍부한 연구 자금 없이 연구원에 대 한 마우스 모델에 운동 장애를 평가 하기 위해 유용할 것 이다 .

교수형 상자 테스트 와이어 케이지 뚜껑12 를 사용 하 여 4 개의 다리 걸려 테스트의 일종 이며 와이어 메쉬 스크린13. 상자는 상자 센터 바에 따라 정상 회전 메쉬 뚜껑 기구 이다. 걸음 걸이 분석 뿐만 아니라 테스트 수 있습니다 저렴 하 고 쉽게 수행. 따라서, 우리는 교수형을 실시 평가 그립 강도와 균형, 또한이 프로토콜에 발자국 분석 하기 상자 테스트.

스트레스는 운동 장애14,15의 증상을 유도합니다. 아무 자발적인 모터 형 운동 장애16,,1718의 마우스 모델에서 관찰 하는 경우에 모터 적자는 종종 여러 가지 만성 스트레스에 의해 유발 됩니다. 구속은 스트레스 때문에 동물 육체적으로 무사 히19 이며 비용 덜 전용된 기구와 전기 충격 같은 다른 방법에 비해 쥐, 로드에 대 한 일반적으로 사용 되는 방법의 하나 이며 디딜 방 아의 사용과 실행 강제. 구속 수감 숨어 50 mL 원뿔 튜브에 마우스에 의해 수행 되는 관으로 와이어 같은 다른 방법을 메쉬 스 트레이너, 녹화 사지, 거 즈 (검토20)와 동물의 포장 보다 쉽습니다. 이 문서에 요약 하는 면적의 프로토콜 분석 및 교수형 상자 튜브에 의해 구속 후 테스트. 이 프로토콜 자발적인 모터 형 없이 운동 장애의 마우스 모델을 사용 하 여 우리를 도울 것입니다.

Protocol

모든 동물 실험은 인간적 인 방식으로 실시 했다. 기관 동물 실험 위원회의: Jichi 의료 대학 연구 승인. 연구 기관 규정에 따라 동물 실험 및 기본 지침에 대 한 동물 실험의 적절 한 수행과 학술 연구 기관에서 관련 활동에 대 한 일본의 문 부 과학성의. 이 프로토콜에서 사용 하는 마우스 되었습니다21위에서 설명한. 1. 교수형 상자 테스트 각 마우스의 …

Representative Results

Atp1a3 의 heterozygous 남성 쥐 (Atp1a3+ / −)는 마우스 모델 빠른 발병 dystonia 위한 parkinsonism 및 야생-타입 littermates이이 프로토콜에 사용 되었다. Atp1a3+ / − 나이 (그림 5A 와 그림 5B, 원을 열고 광장)의 4 주 보다 야생 타입의 forelimb와 hindlimb 상당히 짧은 보 폭 길이 보였다. ‘스트레스’ Atp1a3+ /…

Discussion

공간 분석 및 테스트 교수형 상자는 마우스의 모터 기능에 대 한 간단 하 고 저렴 한 행동 테스트. 여러 마우스 모델에서 neurobehavioral 고기가이 테스트에 의해 성공적으로 발견 되었습니다. 예를 들어 루 경화 증24, 증 telangiectasia25, Huntington의 질병26 및 dystonia27, 중복의 증가 길이에 비대칭 보 폭의 증가 길이 보 폭 길이 단축 하 …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 작품은 JSP (과학의 승진을 위한 일본 사회) KAKENHI (선진적인 과학 연구 c)에 의해 지원 되었다 번호 18 K 07373 (호 성)와 사립 대학에 대 한 보조금.

Materials

Hanging box O’hara & Co. http://ohara-time.co.jp/products/wire-hanging-test/
Marking pen ZEBRA MO-120-MC-BK
Goal box O’hara & Co. http://ohara-time.co.jp/products/balanced-beam-test/ Accessory for apparatus of balanced beam test
Boxes O’hara & Co. Side wall of runway
Black ink Shin-asahi
Red ink Maruyamakogyo BC-6
Disposable Petri Dish Corning 351008 Petri dishe (35 mm in diameter)
Askul Multipaper Super White J Monochrome A3 Askul 701-712 White paper (29.7 cm x 42 cm x 0.09mm)
50 mL Conical tube Corning 430829
Square drill KAKURI Corporation DIY FACTORY (K32-0313)

References

  1. Warner, T. T. Movement disorders. Practical Guide to Neurogenetics. , (2008).
  2. Brashear, A., DeLeon, D., Bressman, S. B., Thyagarajan, D., Farlow, M. R., Dobyns, W. B. Rapid-onset dystonia-parkinsonism in a second family. Neurology. 48 (4), 1066-1069 (1997).
  3. Linazasoro, G., Indakoetxea, B., Ruiz, J., Van Blercom, N., Lasa, A. Possible sporadic rapid-onset dystonia-parkinsonism. Movement Disorders. 17 (3), 608-609 (2002).
  4. Svetel, M., Ozelius, L. J., et al. Rapid-onset dystonia-parkinsonism: case report. Journal of Neurology. 257 (3), 472-474 (2010).
  5. Vrinten, D. H., Hamers, F. F. T. “CatWalk” automated quantitative gait analysis as a novel method to assess mechanical allodynia in the rat; a comparison with von Frey testing. PAIN. 102 (1), 203-209 (2003).
  6. Berryman, E. R. DigigaitTM quantitation of gait dynamics in rat rheumatoid arthritis model. Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions. 9 (2), 89-98 (2009).
  7. Beare, J. E., Morehouse, J. R., et al. Gait analysis in normal and spinal contused mice using the TreadScan system. Journal of Neurotrauma. 26 (11), 2045-2056 (2009).
  8. Rushton, R., Steinberg, H., Tinson, C. Effects of a single experience on subsequent reactions to drugs. British Journal of Pharmacology and Chemotherapy. 20, 99-105 (1963).
  9. Lee, C. C., Peters, P. J. Neurotoxicity and behavioral effects of thiram in rats. Environmental health perspectives. 17, 35-43 (1976).
  10. van der Zee, C. E., Schuurman, T., Traber, J., Gispen, W. H. Oral administration of nimodipine accelerates functional recovery following peripheral nerve damage in the rat. Neuroscience Letters. 83 (1-2), 143-148 (1987).
  11. Leroy, T., Stroobants, S., Aerts, J. -. M., D’Hooge, R., Berckmans, D. Automatic analysis of altered gait in arylsulphatase A-deficient mice in the open field. Behavior Research Methods. 41 (3), 787-794 (2009).
  12. Sango, K., McDonald, M. P., et al. Mice lacking both subunits of lysosomal beta-hexosaminidase display gangliosidosis and mucopolysaccharidosis. Nature Genetics. 14 (3), 348-352 (1996).
  13. Deacon, R. M. J. Measuring the Strength of Mice. Journal of Visualized Experiments. (76), e2610 (2013).
  14. Djamshidian, A., Lees, A. J. Can stress trigger Parkinson’s disease?. Journal of Neurology, Neurosurgey, and Psychiatry. 85 (8), 879-882 (2014).
  15. Brashear, A., Dobyns, W. B., et al. The phenotypic spectrum of rapid-onset dystonia-parkinsonism (RDP) and mutations in the ATP1A3. Brain. 130 (Pt 3), 828-835 (2007).
  16. Kirshenbaum, G. S., Saltzman, K., Rose, B., Petersen, J., Vilsen, B., Roder, J. C. Decreased neuronal Na+,K+-ATPase activity in Atp1a3 heterozygous mice increases susceptibility to depression-like endophenotypes by chronic variable stress. Genes, Brain and Behavior. 10 (5), 542-550 (2011).
  17. DeAndrade, M. P., Yokoi, F., van Groen, T., Lingrel, J. B., Li, Y. Characterization of Atp1a3 mutant mice as a model of rapid-onset dystonia with parkinsonism. Behavioral Brain Research. 216 (2), 659-665 (2011).
  18. Sugimoto, H., Ikeda, K., Kawakami, K. Heterozygous mice deficient in Atp1a3 exhibit motor deficits by chronic restraint stress. Behavioral Brain Research. 272, 100-110 (2014).
  19. Zimprich, A., Garrett, L., et al. A robust and reliable non-invasive test for stress responsivity in mice. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, 125 (2014).
  20. Buynitsky, T., Mostofsky, D. I. Restraint stress in biobehavioral research: recent developments. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 33 (7), 1089-1098 (2009).
  21. Ikeda, K., Satake, S., et al. Enhanced inhibitory neurotransmission in the cerebellar cortex of Atp1a3-deficient heterozygous mice. The Journal of Physiology. 591 (13), 3433-3449 (2013).
  22. Crawley, J. N. Motor functions. What’s Wrong with My Mouse?. , (2007).
  23. . R: A language and environment for statistical computing Available from: https://www.R-project.org/ (2014)
  24. Wils, H., Kleinberger, G., et al. TDP-43 transgenic mice develop spastic paralysis and neuronal inclusions characteristic of ALS and frontotemporal lobar degeneration. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (8), 3858-3863 (2010).
  25. Eilam, R., Peter, Y., et al. Selective loss of dopaminergic nigro-striatal neurons in brains of Atm-deficient mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (21), 12653-12656 (1998).
  26. Lin, C. -. H., Tallaksen-Greene, S., et al. Neurological abnormalities in a knock-in mouse model of Huntington’s disease. Human Molecular Genetics. 10 (2), 137-144 (2001).
  27. Dang, M. T., Yokoi, F., et al. Generation and characterization of Dyt1 ΔGAG knock-in mouse as a model for early-onset dystonia. Experimental Neurology. 196 (2), 452-463 (2005).
  28. Glynn, D., Drew, C. J., Reim, K., Brose, N., Morton, A. J. Profound ataxia in complexin I knockout mice masks a complex phenotype that includes exploratory and habituation deficits. Human Molecular Genetics. 14 (16), 2369-2385 (2005).
  29. Becker, E. B. E., Oliver, P. L., et al. A point mutation in TRPC3 causes abnormal Purkinje cell development and cerebellar ataxia in moonwalker mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (16), 6706-6711 (2009).
  30. Heck, D. H., Zhao, Y., Roy, S., LeDoux, M. S., Reiter, L. T. Analysis of cerebellar function in Ube3a-deficient mice reveals novel genotype-specific behaviors. Human Molecular Genetics. 17 (14), 2181-2189 (2008).
  31. Kirshenbaum, G. S., Dawson, N., et al. Alternating hemiplegia of childhood-related neural and behavioural phenotypes in Na+,K+-ATPase α3 missense mutant mice. PLoS ONE. 8 (3), e60141 (2013).
  32. Klein, A., Wessolleck, J., Papazoglou, A., Metz, G. A., Nikkhah, G. Walking pattern analysis after unilateral 6-OHDA lesion and transplantation of foetal dopaminergic progenitor cells in rats. Behavioral Brain Research. 199 (2), 317-325 (2009).
  33. Geldenhuys, W. J., Guseman, T. L., Pienaar, I. S., Dluzen, D. E., Young, J. W. A novel biomechanical analysis of gait changes in the MPTP mouse model of Parkinson’s disease. PeerJ. 3 (Pt 7), e1175 (2015).
  34. Cecchi, M., Khoshbouei, H., Morilak, D. A. Modulatory effects of norepinephrine, acting on alpha1 receptors in the central nucleus of the amygdala, on behavioral and neuroendocrine responses to acute immobilization stress. Neuropharmacology. 43 (7), 1139-1147 (2002).
  35. Chu, X., Zhou, Y., et al. 24-hour-restraint stress induces long-term depressive-likephenotypes in mice. Scientific Reports. 6, 32935 (2016).
  36. Freeman, M. L., Sheridan, B. S., Bonneau, R. H., Hendricks, R. L. Psychological Stress Compromises CD8+ T cell control of latent herpes simplex virus type 1 infections. The Journal of Immunology. 179 (1), 322-328 (2007).
  37. Lauretti, E., Di Meco, A., Merali, S., Praticò, D. Chronic behavioral stress exaggerates motor deficit and neuroinflammation in the MPTP mouse model of Parkinson’s disease. Translational Psychiatry. 6, e733 (2016).
  38. Quartermain, D., Stone, E. A., Charbonneau, G. Acute stress disrupts risk assessment behavior in mice. Physiology and Behavior. 59 (4-5), 937-940 (1996).
  39. Bannon, D. . The Behavioural effects of stress and aluminum toxicity on a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis Parkinsonism-dementia complex. , 1-186 (2015).

Play Video

Cite This Article
Sugimoto, H., Kawakami, K. Low-cost Protocol of Footprint Analysis and Hanging Box Test for Mice Applied the Chronic Restraint Stress. J. Vis. Exp. (143), e59027, doi:10.3791/59027 (2019).

View Video