概要

Bir fare MPTP kaynaklı Parkinson hastalığı modelinde kendiliğinden hareket davranış değerlendirme

Published: January 07, 2019
doi:

概要

Biz bir fare modeli için Parkinson hastaligi MPTP ve davranışsal değerlendirme motor işlevleri ölçmek için silindir ve açık alan testleri kullanarak kullanarak kurulması tanımlamak. O zaman bir örnek olarak PD ilaçların çalışmada bu modeli uygulamak nasıl göstermek için L-DOPA kullanın.

Abstract

Parkinson hastalığı (PD) sallayarak, sertlik, hareket ve demans yavaşlık olgusu neden sık görülen nörodejeneratif bozukluğu hastalığı var. 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) bazı Parkinson benzeri semptomlar beynin gözlemliyorum nigra dopaminerjik nöronlarda yok ederek yol açabilir. Böylece çeşitli hayvan çalışmalarda PD modelleri oluşturmak için kullanılmıştır. Burada, fareler MPTP enjeksiyonları almak (20 mg/kg/gün) yedi gün ve davranış testleri için sekizinci gününde yapılmaktadır. Bu model PD çalışmada verimli bir şekilde uyarlanmıştır. Davranış testleri silindir test ve açık alan testi içerir. Silindir deney ne zaman farklı bir ortam koymak açık onların paws kaldırmak için hayvanların yeteneği tespit etmek için kullanılır. PD model fare göstermek arching — fare sırtını arches — pençe liftings azalma sayısı. Bu test çalıştırmak kolaydır. Açık alan testinin koşma, yürüme ve hareketsiz kalan fareler harcama miktarını tespit etmek için kullanılır. Biz yazılım kullanarak açık alanı hayvanların hareketleri analiz ve verileri elde etmek. Son olarak, biz L-DOPA kullanımı, en yaygın olarak kullanılan PD ilaç, PD uyuşturucu çalışma için bu modeli uygulamak nasıl göstermek için bir örnek olarak. Bizim sonuçları MPTP nörotoksisite L-DOPA tarafından azaltılabilir motor açığı indükler gösterir.

Introduction

Parkinson hastalığı (PD), büyük bireyler arasında en yaygın hastalıklardan biri uzun vadeli nörodejeneratif bozukluğu1. olur Hastalar her zaman sallayarak, sertlik, hareket ve zaman2daha da kötüye demans yavaşlık olgusu göster. Duyusal gibi diğer belirtiler uyku ve duygusal sorunlar da yaygın2gözlenir. PD hala belirsiz nedeni, ama genel olarak gözlemliyorum nigra3dopaminerjik nöronlarda kaybı ve geliştirme Lewy organları ve Lewy neurites’ın çeşitli bölgelerinde neden genetik ve çevresel faktörler içeren inanılıyor beyin4.

PD çalışmaları arasında 1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)5 yaygın deneysel modellerinde bazı PD belirtiler eğlence içinde uyarlanmıştır. 1984 yılında MPTP enjeksiyonu Sincap maymunlar içinde parkinsonizm6‘ sonuçlandı Langston vd. önce buldum. MPTP kemirgen modeli PD biyomarker olduğunu, Lewy organları, varlığını göstermez rağmen MPTP beyin7gözlemliyorum nigra dopaminerjik nöronlarda yok ederek Parkinson benzeri belirtilere neden olmaktadır. Diğer uyuşturucu model olanlar 6-hydroxydopamine (6-OHDA)8 ve 1-metil-4-phenylpyridinium (MPP +)9tarafından indüklenen gibi PD için karşılaştırıldığında, MPTP enjeksiyon yürütmek kolay ve MPTP modeli daha kısa sürer. Fareler alma MPTP enjeksiyon (20-30 mg/kg/gün) için yedi gün ve davranış testleri sekizinci gün10üzerinde gerçekleştirilir.

Açık alan test11 ilk Calvin S. Hall, bir Amerikan12tarafından geliştirilmiştir. Çeşitli çalışmalarda davranışları farklı türde test edilir. Araştırmada, Parkinson hastalıkları üzerinde odaklanan davranışları gezisidir faaliyetleri gibi ve hareket hızını hayvanın hareket etme yeteneği etkilenir görmek için test edilmiştir. PD hayvanlar kurulması sınamak için kullanılan diğer yöntemlere göre açık alan testinin gerekli ekipman basit ve prototip oluşturma ve veri analiz yazılımı (Örneğin, MATLAB, Excel) kolayca toplar ve grafiğini çizer için kullanılabilir çünkü yapmak kolaydır veri. Varyasyon katsayısı olan açık alan test sonucu güvenilir anlamına gelir nispeten küçük13, da. Diğer yöntemler üzerinde başka bir avantajı bu deneyde dahil davranışları ayırt etmek kolay olmasıdır; fare-ebilmek var olmak koşma, yürüme ya da hala ayakta. Araştırmacı ilgilinin hareketlilik değerlendirmek gerektiğinde genellikle açık alan testinin kemirgenler üzerinde kullanılabilir.

Silindir test forelimbs asimetrik kullanım testi olarak da adlandırılır. Bu testi önce tasarlarken, sıçan ön ayakları14asimetrik kullanımı test etmek için kullanılmıştır. Burada, hayvanın yat ve yeni çevreyi keşfetmek için kullanma her ikisi onun forelimbs yeteneği analiz etmek için bu test kullanırız. Zaman gözlemliyorum nigra ve corpus striatum MPTP beyin tarafından zarar hayvan sırtını kemer eğilimindedir ve daha az yat ve bilinmeyen çevre keşfetmek olasılığı olur. Bu test için kolaydır yürütmek ve ön bir sonuç verebilir. Bu genellikle ile birlikte diğer davranış deneyler bu nedenle kullanılan ancak, bu test yüksek iç değişkenliği, vardır.

L-DOPA, olarak da bilinen levodopa veya L-3,4-dihydroxyphenylalanine olan, sürüyor bir PD dopamin içinde azalma nedeni bu yana Parkinson hastalığı tedavi etmek için ortak bir yol. L-DOPA dopamin habercisi. Ama dopamin farklı olarak, beyin bölgede dopamin konsantrasyonu artan daha verimli olacağı anlamına gelir kan – beyin bariyerini geçemez. Bu kan – beyin bariyerini geçer sonra L-DOPA dopamin L-amino asit dekarboksilaz15tarafından dönüştürülür.

Burada ölçüm ve analiz bir silindir testi14 ve değiştirilmiş açık alan testi kullanarak MPTP indüklenen PD modeli farelerde motor işlevleri açıklanmaktadır. L-DOPA PD ilaçların çalışmada bu modeli uygulamak nasıl göstermek için bir örnek olarak yönetmek. Bizim sonuçları MPTP L-DOPA tarafından azaltılabilir motor açığı indükler gösterir.

Protocol

Bu çalışmada hayvan deneyleri dikkate alınarak Uluslararası, ulusal ve kurumsal kurallarına göre gerçekleştirildi. Çalışma protokolü Nankai Üniversitesi hayvan Etik Komitesi tarafından kabul edildi. 1. MPTP ve L-DOPA yönetim Not: On-hafta-yaşlı kadın BALB/c fare Enstitüsü zooloji tarafından Çin Bilimler Akademisi temin edilmiştir. Fareler vardı barındırılıyor altı başına 12 h açık/koyu döngüsü (ışıkları saat 08:00-20:00), altı…

Representative Results

Silindir testinde farelerde (Grup 2) farelerde (Grup 3) MP ile tedavi rears bir artış gözlenmiştir iken MPTP ile günden itibaren 1 gün 7 ve günde 8 ile karşılaştırıldığında salin tedavi fareler (Grup 1), serum fizyolojik tedavi rears duvara azalma gözlenmiştir TP günden 1’e 7 gün ve günde 8 fareler (Grup 2) ile karşılaştırıldığında L-DOPA MPTP ile günden itibaren 1 gün 8 (Şekil 1) gün 7 ve serum fizyolojik tedavi. <p class=…

Discussion

Beyin gözlemliyorum nigra dopaminerjik nöronlarda imha nedeniyle MPTP fareler7‘ Parkinson benzeri belirtilere neden olmaktadır. PD, hastalarda motor anormallikler akinezi ve sertlik15de dahil olmak üzere etkili bastırılması ile normal günlük aktiviteler korumada yardımcı olur çünkü L-DOPA PD için en çok tercih edilen ilaç hiç klinik kullanımı beri bu olan. Fareler silindir test ve MPTP modeli eğitim için kullanılan olabilir açık alan test gibi davra…

開示

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

İnovasyon ve Girişimcilik (Grant No. 63183004) için çalışmalarımız Tianjin lisans eğitim programları tarafından finanse edilmektedir. Bu projenin devlet anahtar Tıbbi Kimya Biyoloji laboratuarında Nankai Üniversitesi’nde başlatıldı. Yazarlar hiçbir çakışma çıkarlarının bildirin.

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

参考文献

  1. Dehay, B., Bourdenx, M., Gorry, P., Przedborski, S., Vila, M., Hunot, S., Singleton, A., Olanow, C. W., Merchant, K. M., Bezard, E. Targeting -synuclein for treatment of Parkinson’s disease: mechanistic and therapeutic considerations. Lancet Neurology. 14, 855-866 (2015).
  2. Weintraub, D., Comella, C., Horn, L., S, Parkinson’s disease – Part 1: Pathophysiology, symptoms, burden, diagnosis, and assessment. American Journal of Managed Care. 14, 40-48 (2008).
  3. Ismaiel, A. A., et al. Metformin, besides exhibiting strong in vivo anti-inflammatory properties, increases mptp-induced damage to the nigrostriatal dopaminergic system. Toxicology and Applied Pharmacology. , 19-30 (2016).
  4. Bayliss, J. A., et al. Ghrelin-AMPK signaling mediates the neuroprotective effects of calorie restriction in Parkinson’s disease. Journal of Neuroscience. 36, 3049-3063 (2016).
  5. Olanow, C. W., Stern, M. B., Sethi, K. The scientific and clinical basis for the treatment of Parkinson disease. Neurology. 72 (21 Supplement 4), (2009).
  6. Chiba, K., Trevor, A., Castagnoli, N. Metabolism of the neurotoxic tertiary amine, MPTP, by brain monoamine oxidase. Biochemical & Biophysical Research Communications. 120 (2), 574-578 (1984).
  7. Bakay, R. A., et al. Biochemical and behavioral correction of MPTP parkinson-like syndrome by fetal cell transplantation. Annals of the New York Academy of Sciences. 495 (1), 623-638 (2010).
  8. Kelly, P. H., Seviour, P. W., Iversen, S. D. Amphetamine and apomorphine responses in the rat following 6-OHDA lesions of the nucleus accumbenssepti and corpus striatum. Brain Research. 94 (3), 507-522 (1975).
  9. Langston, J. W., Irwin, I., Langston, E. B., Forno, L. S. 1-methyl-4-phenylpyridinium ion (MPP+): identification of a metabolite of MPTP, a toxin selective to the substantia nigra. Neuroscience Letters. 48 (1), 87-92 (1984).
  10. Katila, N., et al. Metformin lowers α-synuclein phosphorylation and upregulates neurotrophic factor in the MPTP mouse model of Parkinson’s disease. Neuropharmacology. 125, (2017).
  11. Goldberg, N. R. S., Haack, A. K., Lim, N. S., Janson, O. K., Meshul, C. K. Dopaminergic and behavioral correlates of progressive lesioning of the nigrostriatal pathway with MPTP. 神経科学. 180, 256-271 (2011).
  12. Schwarting, R. K., Sedelis, M., Hofele, K., Auburger, G. W., Huston, J. P. Strain-dependent recovery of open-field behavior and striatal dopamine deficiency in the mouse MPTP model of Parkinson’s disease. Neurotoxicity Research. 1 (1), 41 (1999).
  13. Shiguang, S., et al. The open field test as a method for ethology in Kunming mice: test-retest reliability. Chinese Journal of Behavioral Medicine and Brain Science. 19 (12), 1093-1095 (2010).
  14. Roome, R. B., Vanderluit, J. L. Paw-Dragging: a Novel, Sensitive Analysis of the Mouse Cylinder Test. Journal of Visualized Experiments. (98), e52701 (2015).
  15. Cotzias, G. C., Van Woert, M. H., Schiffer, L. M. Aromatic amino acids and modification of Parkinsonism. New England Journal of Medicine. 282, 31-33 (1967).
  16. Cassady, J. C., Johnson, R. E. Cognitive test anxiety and academic performance. Contemporary Educational Psychology. 27 (2), 270-295 (2002).
  17. Rogalewski, A., et al. Semaphorin 6A improves functional recovery in conjunction with motor training after cerebral ischemia. Plos One. 5 (5), 0010737 (2010).
  18. Chen, W., Qiao, D., Liu, X., Shi, K. Treadmill exercise improves motor dysfunction and hyperactivity of the corticostriatal glutamatergic pathway in rats with 6-ohda-induced parkinson’s disease. Neural Plasticity. 2017, 2583910 (2018).
  19. Colas-Zelin, D., et al. The imposition of, but not the propensity for, social subordination impairs exploratory behaviors and general cognitive abilities. Behavioural Brain Research. 232 (1), 294-305 (2012).
  20. Spurney, C., et al. Preclinical drug trials in the mdx mouse: Assessment of reliable and sensitive outcome measures. Muscle Nerve. 39, 591-602 (2009).
  21. Valle, F. P. Effects of strain, sex, and illumination on open-field behavior of rats. American Journal of Psychology. 83, 103-111 (1970).
  22. Tatem, K. S., et al. Behavioral and Locomotor Measurements Using an Open Field Activity Monitoring System for Skeletal Muscle Diseases. Journal of Visualized Experiments. (91), e51785 (2014).

Play Video

記事を引用
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).

View Video