小鼠 mptp 诱导的帕金森病模型中自发性运动的行为评估
Summary
我们描述了使用 mptp 建立帕金森病小鼠模型, 以及使用圆筒和开放场测试测量运动功能的行为评估。然后, 我们使用 l-dopa 作为一个例子, 说明如何将这个模型应用于 pd 药物的研究。
Abstract
帕金森病 (pd) 是一种常见的神经退行性疾病, 引起晃动、僵硬、运动缓慢和痴呆的现象。1-甲基-4-苯基-1, 2, 3, 6-四氢吡啶 (mptp) 可以通过破坏大脑黑质中的多巴胺能神经元导致一些帕金森病样症状。因此, 它被用于在各种动物研究中建立 pd 模型。在这里, 小鼠接受7天的 mptp 注射 (20 mgsg”), 并在第八天进行行为测试。该模型在 pd 研究中得到了有效的适应。这里的行为测试包括气缸测试和开放场测试。气缸实验是用来检测动物的能力, 以提高他们的前爪, 当投入到不同的环境。当 pd 模型小鼠显示拱形–小鼠拱起它的背部–时, 爪子的增加次数就会减少。此测试易于执行。开放场测试用于检测老鼠在跑步、行走和保持不动上的时间。我们使用软件分析动物在野外的运动, 并获得数据。最后, 我们使用 l-dopa, 最常用的 pd 药物之一, 作为一个例子, 说明如何应用该模型的 pd 药物的研究。我们的研究结果表明, mptp 神经毒性会诱发运动缺陷, 而 l-dopa 可以缓解这种情况。
Introduction
帕金森病 (pd) 是老年人中最常见的疾病之一, 是一种长期的神经退行性疾病1.患者总是表现出随着时间的推移而恶化的晃动、僵硬、运动缓慢和痴呆的现象.其他症状, 包括感官、睡眠和情绪问题也被观察到2。pd 的原因尚不清楚, 但一般认为它既涉及遗传因素, 也涉及环境因素, 这些因素导致黑质3中多巴胺能神经元的丢失, 以及黑质中莱维体和莱维神经元的发育。大脑4.
在 pd 的研究中, 1-甲基-4-苯基-1、2、3、6-四氢吡啶 (mptp)5在实验模型中被广泛用于再现一些 pd 症状。1984年, langston等人首次发现, 在松鼠猴身上注射 mptp 导致帕金森病.尽管 mptp 啮齿类动物模型没有显示 lewy 体的存在, 这是 pd 的生物标志物, 但 mptp 通过破坏大脑黑质7中的多巴胺能神经元而引起帕金森病样症状.与其他 pd 药物模型 (如 6-羟基多巴胺 (6-ohda)8和 1-甲基-4-苯基吡啶 (mpp +)9诱导的药物模型相比, mptp 注射操作容易, mptp 模型所需时间更短。小鼠接受7天的 mptp 注射 (20-30 mgggg”天), 并在第八天第10日进行行为测试。
公开场试验1 1 首次由美国1 2号的卡尔文 s. 霍尔开发。在各种研究中, 对不同类型的行为进行了测试。在以帕金森病为重点的研究中, 对运动活动和运动速度等行为进行了测试, 以确定动物的移动能力是否受到影响。与其他用于测试 pd 动物建立的方法相比, 开放现场测试很容易进行, 因为所需的设备简单, 原型和数据分析软件 (如matlab、excel) 可以很容易地收集和绘制数据。另外, 变异系数相对较小, 为 13,这意味着露天试验的结果是可靠的。与其他方法相比, 另一个优点是本实验中包含的行为易于区分;老鼠可以是跑的, 也可以是站着的。通常, 当研究人员需要评估研究对象的流动性时, 开放场测试可以用于老鼠。
气缸试验也被称为不对称使用前肢的试验。在首次设计该测试时, 它被用来测试老鼠前肢14的不对称使用。在这里, 我们用这个测试来分析动物的能力, 伸展和使用它的两个前肢探索新的环境。当黑质和纹状体在大脑中被 mptp 破坏时, 动物往往会弓起背部, 更不可能伸展和探索未知的环境。此测试易于执行, 并能给出初步结果。然而, 这种测试具有很高的内部变异性, 所以它通常与其他行为实验一起使用。
以 l-dopa (也称为左旋多巴或 l-3, 000-二羟基苯基丙氨酸) 为治疗帕金森病的常用方法, 因为 pd 的一个原因是多巴胺的减少。l-dopa 是多巴胺的前体。但与多巴胺不同的是, 它可以跨越血脑屏障, 这意味着它将更有效地增加大脑区域的多巴胺浓度。通过血脑屏障后, l-dopa 被 l-氨基酸脱羧酶15转化为多巴胺。
本文介绍了利用圆筒试验14和改进的开放场试验对 mptp 诱导 pd 模型小鼠运动功能的测量和分析。我们以 l-dopa 为例, 说明了如何将该模型应用于 pd 药物的研究。我们的研究结果表明, mptp 会导致电机赤字, 可以通过 l-dopa 来缓解。
Protocol
Representative Results
Discussion
由于大脑黑质中多巴胺能神经元的破坏, mptp 在小鼠7中引起类似帕金森症的症状。l-dopa 是自临床使用以来最受欢迎的 pd 药物, 因为它有助于维持 pd 患者的正常日常活动, 有效抑制运动异常, 包括亚术和僵硬15。用 mptp 治疗的小鼠在圆筒试验和开放场试验等行为测试中表现出损伤, 可用于 mptp 模型的研究。气缸试验和露天试验通常用于测量自发作用。在这里, 我们?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我们的工作由天津创新和创业本科培训项目 (批准号 63183004) 资助。该项目是在南开大学药用化学生物学国家重点实验室启动的。提交人声明不存在利益冲突。
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 |
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