矢状面における歩行の運動学的分析には、運動の実行方法に関する非常に正確な情報が得られます。マウスの自己免疫を介した脱髄を受けるため歩行障害を識別するためにこれらの技術の応用について述べる。これらのメソッドは、障害者の歩行の特徴他のマウス モデルの歩行障害の特徴に使用可能性があります。
矢状面における歩行の運動学的解析は、多発性硬化症 (MS) で運動障害の特徴によく使用されています。実験的自己免疫性脳脊髄炎 (EAE) として知られている MS のマウス モデルの歩行障害を識別するためにこれらの技法の応用について述べる。EAE マウスで麻痺およびモーター欠損は、通常臨床スコア スケールを使用して評価します。ただし、このスケールは、運動障害の正確な性質について少し情報を提供する序数データのみを生成します。EAE 病気の重症度が評価されたは一般的な運動の協調性の測定を提供する rotarod でも。対照的に、矢状面における下肢の運動学的歩行分析は高精度についてどのように運動が障害を生成します。この手順を実行するには、反射マーカーはマウスはトレッドミルで歩いている間に関節運動を検出する後肢に配置されます。運動解析ソフトウェアは、歩行時、マーカーの動きを測定する使用されます。運動歩行パラメーターが、結果のデータから派生しました。EAE のヒップ、膝および足首の関節の障害者運動を定量化するためのこれらの歩行パラメーターの使用方法を紹介します。これらの技法はより疾患のメカニズムを理解し、MS の機動性を損なう他の神経変性疾患治療の可能性を識別することがあります。
歩行は、歩行を達成するために使用される四肢の反復的な動きのシリーズです。歩行はステップのサイクルは、2 つのフェーズに分かれていますから成る: 立脚、足が体の進む; を推進するために地面に後方移動する場合であります。足が地面および移動転送オフが遊脚相。歩行の障害、脊髄損傷 (SCI)、多発性硬化症 (MS)、筋萎縮性側索硬化症 (ALS)、パーキンソン病 (PD)、ストロークなど、多くの神経変性疾患の認刻極印の特徴これらの疾患の齧歯動物モデルで臨床はしばしばそのそれぞれ歩行障害1を要約します。マウスにおける歩行の基本的な制御機構は、集中的に調査2,3をされています。また、多くの人間の神経疾患4のマウス ・ モデルがあります。マウスにおける歩行分析は、したがって解剖学的相関が知られているが運動障害のさまざまな側面を測定する魅力的なアプローチが必要です。マウス モデルにおける歩行の研究が赤字運動神経変性疾患の神経病理学的拠点に洞察力を提供して治療の可能性を識別します。
齧歯動物の歩行能力を測定するために使用されているいくつかのテクニックには、目視検査 (例えば、通奏低音マウス スケール5とオープン フィールド試験6) と腹側平面7から歩行の分析が含まれます。後肢の動きの矢状面運動を測定する方法が人気を集めている運動の実行の詳細についてを提供し、その結果が歩行8,の微妙な変化に敏感ので最近では、9,10,11. トレッドミル9,12に歩きながら矢状面における後肢の動きを研究するために開発運動のテクニックは、SCI、ALS、脳外傷、脳卒中のコンテキストで広く研究されているとハンチントン病8,9,10、11,13,14,15,16。対照的に、これらのテクニックは、多発性硬化症17のマウス ・ モデルの歩行障害の研究に限定的な使用を見てきました。
実験的自己免疫性脳脊髄炎 (EAE)、MS18の最も一般的に使用されるマウス モデルです。EAE 誘導の 2 つの主な方法は、アクティブまたはパッシブの接種を介しています。アクティブな EAE でマウスはミエリン抗原の自己反応性 T 細胞を介した neuroinflammation、脊髄と小脳における脱髄の原因で免疫しました。一方、パッシブ EAE はアクティブ EAE マウスから自己反応性 T 細胞をナイーブなマウス19に転送することによって誘導されます。病気の経過と病理を中枢神経系 (CNS) 抗原による影響前述の他の場所、およびマウスひずみ20,21,22,23,24 ,25。EAE 実験でマウスはフロイント完全アジュバント (CFA) ミエリン抗原なしで注入されます。EAE は、運動失調、麻痺20昇順麻痺尻尾弱点で始まるし、前肢を含むことができる可能性があることが特徴です。ミエリン オリゴデンドロ サイト糖タンパク質 35-55 (モグ35-55) を受ける c57bl/6 マウスの歩行変化を特徴付けた最近-EAE を誘発します。これらの研究は、歩行分析通常足首運動からの逸脱は EAE マウス26の腰部脊髄白質の損失の程度と相関するので古典的な行動分析よりも優れていることを示しています。対照的に、白質の損失と 2 その他伝統的な行動の措置 (臨床得点と rotarod) の相関の強さは、多くの弱い26だった。
我々 はここでトレッドミルの上を歩いて EAE マウスの矢状面における運動障害を検出するための運動学的歩行分析の使用について説明します。5 つの反射マーカーはヒップ、膝および高速ビデオ録画で足関節の動きを識別するために後肢に置かれました。運動解析ソフトウェアを使用して共同ツアーに関する運動学的データを抽出します。EAE のモグ35 55モデルの運動障害を定量化するこれらの手法の有用性を説明します。これらの技術の神経変性疾患の他のマウス モデルの歩行障害の研究にも当てはまります。
EAE とマウスの運動障害を測定する 2 つの最も一般的な方法臨床得点、rotarod27,28から待ち時間を落ちる。これらのテクニックには、いくつか制限があります。便利な広く使用されているが、臨床スコアの違いの大きさが知られていないことを意味だけ順序のレベルのデータを生成することによって制限されます臨床得点します。運動障害の性質につ?…
The authors have nothing to disclose.
撮影技術的な援助の Sid Chedrawe を認識したいと思います。この作品は、カナダ (EGID 2983) MS 協会からの資金によって支えられました。
Camera | Nikon | Nikon D750 | Used to film the video |
Reflective tape | B&L Engineering | MKR-Tape-2 | |
Fine scissors | Fine Science Tools | 15023-10 | |
Forceps | Fine Science Tools | 11252-20 | |
Glue gun | Craftsmart | E231647 | |
scalpel handle #4 | Roboz | R5-9884 | |
Scalpel Blade No.10 | Feather | 2020-12 | |
C57BL/6 mice | Charles River Laboratories | ||
Anesthetic machine | EZ Anesthesia | EZ-AF9000 Auto Flow System | |
Recirculating water heating blanket | Androit | HTP-1500 | |
topical eye lubricant | Refresh | DIN00210889 | |
Shaver | Oster | 78997-010 | |
High speed camera | Fastec | Fastec IL3-100 | |
High power light | Smith Victor Corporation | Model 700 SG (600 Watt quartz light, 120 Volts) | |
Light Stand | Promaster | LS1 | |
Treadmill | Custom built at the Zoological Institute, University of Cologne | ||
Microsoft Excel 2016 | Microsoft | Version 2016 | |
KinemaJ | Nicolas Stifani | This is a script generated for use with ImageJ | |
KinemaR | Nicolas Stifani | This is a script generated for use with Rstudio | |
Vicon Motus | Vicon Motus | Version 9.00 | |
GraphPad Prism | GraphPad | Version 6.00 |