Low-cost Protocol van voetafdruk analyse en opknoping vak Test voor muizen toegepast de terughoudendheid van de chronische Stress
Summary
Het protocol van het goedkope bestaande uit voetafdruk analyse en opknoping vak test nadat terughoudendheid stress handig is voor het evalueren van de bewegingsstoornissen van muismodel.
Abstract
Gait verstoring wordt vaak waargenomen bij patiënten met bewegingsstoornissen. In muismodellen gebruikt voor bewegingsstoornissen, is ganganalyse belangrijke gedrags test om te bepalen of de muizen de symptomen van patiënten bootsen. Motor tekorten worden vaak veroorzaakt door stress, wanneer geen spontane motor fenotype wordt waargenomen in de Muismodellen. Daarom zou ganganalyse gevolgd door stress laden van een gevoelige methode voor het uitrekenen van de motor fenotype in muismodellen. Onderzoekers staan echter de eis van een duur apparaat op automatisch verkrijgen van kwantitatieve resultaten van ganganalyse. Voor stress is stress, zonder dure toestellen voor elektrische schok en gedwongen uitgevoerd door eenvoudige methoden laden wenselijk. Daarom introduceren wij een eenvoudige en goedkope protocol bestaande uit de analyse van de voetafdruk met papier en inkt, opknoping vak testen om te evalueren van de motor functie, en stress laden gedefinieerd door terughoudendheid met een conische buis. De motor tekorten van muizen werden met succes ontdekt door dit protocol.
Introduction
Bewegingsstoornissen zijn verstoringen van het zenuwstelsel tonen een overmaat of schaarste van vrijwillige of automatische bewegingen1verstaan. In het bijzonder wordt gait verstoring vaak gedocumenteerd bij patiënten met verkeer stoornissen,2,,3,4. Daarom, ganganalyse is een geschikt gedrags test voor de validatie van diermodellen van bewegingsstoornissen. Bij muizen, zijn geautomatiseerde gait analyses om te wandelen op natuurlijke snelheid5 en instelbare snelheden uitgevoerd door loopband6,7. Deze analyses bieden kwantitatieve resultaten van gait automatisch. Een alternatieve methode om te detecteren gait verstoring is voetafdruk analyse genoemd. Na het labelen van de onderkant van de voeten met inkt, muizen lopen op papier, en de voetafdrukken zijn geanalyseerd. Aanvankelijk, Vaseline en poedervorm houtskool werden gebruikt voor het visualiseren van de voetafdruk8, en vervolgens werden vervangen door inkt op polygraaf papier9 en fotografische ontwikkelaar op fotografisch papier10. Een goedkoper en minder giftig methode met behulp van inkt en papier dan de andere methoden blijft tot op heden11. Analyse van de voetafdruk is minder duur in vergelijking met geautomatiseerde analyse5,6,7 en zou nuttig zijn te evalueren van de bewegingsstoornissen in Muismodellen voor de onderzoekers zonder overvloedige onderzoeksgelden .
De opknoping vak test is een soort van vier ledematen opknoping tests met behulp van de draad kooi deksel12 en wire mesh scherm13. De box is een apparaat met draaibare mesh deksel aan de bovenkant van vak langs een centrum bar. Naast ganganalyse, de test kan worden goedkoop en eenvoudig uitgevoerd. Dus voerden we de opknoping vak test om te evalueren van de grijpkracht en evenwicht, bovendien de voetafdruk analyse in dit protocol.
Stress induceert de symptomen van verkeer stoornissen14,15. Motor tekorten worden vaak veroorzaakt door verschillende chronische benadrukt zelfs wanneer geen spontane motor fenotype wordt waargenomen in de Muismodellen van een beweging stoornis16,17,18. Terughoudendheid is een van de meest gebruikte methoden voor stress laden in muizen, want het dier niet fysiek schaadden19 is en kosten minder met andere methoden, zoals elektrische schok met speciale apparatuur vergeleken is en gedwongen uitgevoerd met gebruik van een loopband. Terughoudendheid door een buis, die wordt uitgevoerd door een muis in een conische gaten 50 mL-buis te beperken, is gemakkelijker dan andere methoden zoals wire mesh zeef en getapete ledemaat inwikkeling van dier met gaas (herziene20). In deze paper, vatten wij de protocollen van de voetafdruk analyse en het vak opknoping testen na terughoudendheid door een buis. Dit protocol zou ons helpen te gebruiken Muismodellen van bewegingsstoornissen zonder spontane motor fenotype.
Protocol
Representative Results
Discussion
De analyse van de voetafdruk en het vak van de hangende testen zijn eenvoudige en goedkope gedrags tests voor de motor functie van muizen. De neuro-fenotypes in verschillende Muismodellen hebben met succes ontdekt door deze tests. Bijvoorbeeld, verkort paslengte in Amyotrofische laterale sclerose24, toegenomen lengte van asymmetrische stride in Ataxie Teleangiëctasie25, toegenomen lengte van overlap tussen de ziekte van Huntington26 en dystonie<sup …
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd gesteund door JSPS (Japan Society voor de promotie van de wetenschap) KAKENHI (Grant-in-Aid voor wetenschappelijk onderzoek-C), verlenen van nummer 18K 07373 (GS) en Subsidies voor particuliere universiteiten.
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) |
Referenzen
- Warner, T. T. Movement disorders. Practical Guide to Neurogenetics. , (2008).
- 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).
- Linazasoro, G., Indakoetxea, B., Ruiz, J., Van Blercom, N., Lasa, A. Possible sporadic rapid-onset dystonia-parkinsonism. Movement Disorders. 17 (3), 608-609 (2002).
- Svetel, M., Ozelius, L. J., et al. Rapid-onset dystonia-parkinsonism: case report. Journal of Neurology. 257 (3), 472-474 (2010).
- 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).
- Berryman, E. R. DigigaitTM quantitation of gait dynamics in rat rheumatoid arthritis model. Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions. 9 (2), 89-98 (2009).
- 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).
- 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).
- Lee, C. C., Peters, P. J. Neurotoxicity and behavioral effects of thiram in rats. Environmental health perspectives. 17, 35-43 (1976).
- 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).
- 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).
- 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).
- Deacon, R. M. J. Measuring the Strength of Mice. Journal of Visualized Experiments. (76), e2610 (2013).
- Djamshidian, A., Lees, A. J. Can stress trigger Parkinson’s disease?. Journal of Neurology, Neurosurgey, and Psychiatry. 85 (8), 879-882 (2014).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Buynitsky, T., Mostofsky, D. I. Restraint stress in biobehavioral research: recent developments. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 33 (7), 1089-1098 (2009).
- 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).
- Crawley, J. N. Motor functions. What’s Wrong with My Mouse?. , (2007).
- . R: A language and environment for statistical computing Available from: https://www.R-project.org/ (2014)
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Chu, X., Zhou, Y., et al. 24-hour-restraint stress induces long-term depressive-likephenotypes in mice. Scientific Reports. 6, 32935 (2016).
- 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).
- 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).
- Quartermain, D., Stone, E. A., Charbonneau, G. Acute stress disrupts risk assessment behavior in mice. Physiology and Behavior. 59 (4-5), 937-940 (1996).
- Bannon, D. . The Behavioural effects of stress and aluminum toxicity on a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis Parkinsonism-dementia complex. , 1-186 (2015).
