Summary

פרוטוקול נמוכים של ניתוח טביעת רגל ותלייה תיבת הבדיקה עבור עכברים חלה הלחץ איפוק כרונית

Published: January 23, 2019
doi:

Summary

פרוטוקול נמוכים המורכב ניתוח טביעת רגל ותלייה תיבת הבדיקה לאחר ריסון מתח הוא שימושי עבור הערכת הפרעות תנועה של העכבר מודל.

Abstract

הפרעה בהליכה לעתים קרובות נצפית בחולים עם הפרעות תנועה דגמים העכבר משמש לטיפול בהפרעות תנועה, והרצתי ניתוח הוא מבחן התנהגותי חשוב כדי לקבוע אם העכברים לחקות את הסימפטומים של המטופלים. חסרונות המנוע הם לעיתים קרובות המושרה על ידי מתח כאשר אין פנוטיפ המוטורית הספונטנית נצפית במודלים העכבר. לכן, והרצתי ניתוח ואחריו מתח הטעינה יהיה שיטה רגישה להערכת של פנוטיפ מנוע במודלים של העכבר. עם זאת, החוקרים מול הדרישה של מכשירים יקרים כדי לקבל תוצאות כמותיות באופן אוטומטי והרצתי ניתוח הליכה. עבור מתח, מתח טעינה על ידי שיטות פשוטות ללא מנגנוני יקר הדרושים עבור הלם חשמלי והכריחו פועל הוא רצוי. לכן, אנו מציגים את פרוטוקול נמוכים ופשוט המורכב ניתוח טביעת רגל עם נייר ודיו, תלוי תיבת הבדיקה להעריך המוטורית, מתח טעינה המוגדר על-ידי ריסון עם צינור חרוטי. הגירעונות מנוע של עכברים אותרו בהצלחה על ידי פרוטוקול זה.

Introduction

הפרעות תנועה מוגדרים הפרעות של מערכת העצבים מראה של עודף או במחסור של תנועות רצוניות או אוטומטית1. בפרט, הפרעה בהליכה מתועדת בתדירות גבוהה בקרב חולים עם התנועה הפרעות2,3,4. לכן, והרצתי ניתוח הוא מבחן ההתנהגות מתאימים עבור האימות של מודלים חייתיים של הפרעות תנועה. בעכברים, הילוך אוטומטי ניתוחים בוצעו להליכה-מהירות טבעית5 ו במהירויות מתכוונן על-ידי הליכון6,7. ניתוחים אלה מספקים תוצאות כמותיות של דהירה באופן אוטומטי. שיטה חלופית לזהות הפרעה בהליכה זה נקרא ניתוח טביעת רגל. לאחר תיוג שהסוליות של כפות הרגליים עם דיו, עכברים ללכת על נייר, העקבות מנותחים. בתחילה, וזלין, אבקת פחם שימשו כדי להמחיש את טביעת רגל8ולאחר מכן הוחלפו דיו על נייר פוליגרף9 ומפתח הצילומי על נייר הצילום10. שיטה זולה יותר פחות רעיל באמצעות דיו ונייר מכל השיטות האחרות נשאר עד היום11. ניתוח טביעת רגל הוא פחות יקר לעומת ניתוח אוטומטיות5,6,7 , יהיה שימושי כדי להעריך את הפרעות תנועה במודלים של העכבר של החוקרים ללא קרנות מחקר שופע .

התליה תיבת הבדיקה הוא סוג של ארבע בדיקות תלוי של האיבר, באמצעות תיל מהכלוב המכסה12 , חוט רשת שינוי מסך13. התיבה תהיה מכשירים עם מכסה רשת rotatable בראש תיבת לאורך סרגל מרכז. בנוסף ניתוח הילוך, הבדיקה ניתן בזול ובקלות לבצע. לכן, ערכנו התליה תיבת הבדיקה להעריך כוח אחיזה ושיווי משקל, בנוסף לניתוח טביעת רגל של פרוטוקול זה.

מתח גורם הסימפטומים של התנועה הפרעות14,15. חסרונות המנוע לעתים קרובות שנגזרות לחצים כרוניים מספר גם כאשר אין פנוטיפ המוטורית הספונטנית נצפית במודלים העכבר התנועה הפרעת16,17,18. איפוק הוא אחת השיטות הנפוצות עבור מתח טעינה בעכברים, כי החיה אינה פיזית הנפגעת19 , עלות פחות לעומת שיטות אחרות כגון הלם חשמלי עם מכשיר ייעודי והכריח פועל עם שימוש של הליכון. הריסון על ידי צינור, אשר מבוצע על ידי כליאת עכבר צינור חרוטי מחזיק 50 מ ל, היא קלה יותר מאשר שיטות אחרות כגון חוט רשת שינוי מסננת האיבר בדוחק, עטיפה של חיה עם גזה (שנסקרה20). בנייר זה, אנו מסכמים את הפרוטוקולים של טביעת הרגל ניתוח ואת תיבת תלוי מבחן לאחר ריסון על ידי צינור. פרוטוקול זה יעזור לנו להשתמש בעכבר מודלים של הפרעות תנועה ללא פנוטיפ מנוע ספונטנית.

Protocol

כל הניסויים נערכו בצורה הומאנית. מוסדיים חיות ניסוי הוועדה של jichi ב רפואי האוניברסיטה אישרה את המחקר. המחקר נערך לפי תקנה המוסדי חיות ניסוי, מנחה בסיסי עבור נכונה התנהגות של חיות ניסוי ופעילויות הקשורות מוסדות מחקר אקדמיים תחת הסמכות השיפוטית של MEXT של יפן. עכברים בשימוש פרוטוקול זה היה כפי…

Representative Results

העכברים זכר משפחתית ולא משפחתית הטרוזיגוטיים של Atp1a3 (Atp1a3+ −) כי הם המודל העכבר עבור התחלה מהירה פוקאלית parkinsonism פראי-סוג הארנבונים מאותה שימשו ב פרוטוקול זה. Atp1a3+ − הראה נמוך באופן משמעותי פסיעה אורכים של forelimb ו- hindlimb יותר מאלה של סוג בר-גיל (<strong c…

Discussion

ניתוח טביעת רגל ואת תיבת תלוי לבדוק מבחנים התנהגותיים פשוט וזול בתפקוד המוטורי של עכברים. הפנוטיפים neurobehavioral במספר דגמים העכבר זוהו בהצלחה על ידי בדיקות אלה. לדוגמה, קוצר אורך צעד נוירודגנרטיביות24, אורך מוגברת של פסיעה סימטרית תסמונת אטקסיה טלנגיאקטזיה25, אורך מו…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

עבודה זו נתמכה על ידי KAKENHI JSPS (יפן האגודה לקידום המדע ע) (מענק הסיוע עבור C מחקר מדעי), להעניק מספר 18K 07373 (בחיי) וה סובסידיות עבור אוניברסיטאות פרטיות.

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

  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

Diesen Artikel zitieren
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