Summary

Evaluación conductual de locomoción espontánea en un modelo murino MPTP-inducido la enfermedad de Parkinson

Published: January 07, 2019
doi:

Summary

Se describe el establecimiento de un modelo murino de la enfermedad de Parkinson con MPTP y evaluaciones conductuales usando el cilindro y abre campo de pruebas para medir función motora. Entonces utilizamos l-dopa como un ejemplo para mostrar cómo aplicar este modelo en el estudio de medicamentos PD.

Abstract

Enfermedad de Parkinson (EP) es una enfermedad de desorden neurodegenerative común, causando el fenómeno de temblor, rigidez, lentitud de movimiento y la demencia. 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP) puede conducir a algunos síntomas de la enfermedad de Parkinson-como por la destrucción de neuronas dopaminérgicas en la sustancia negra del cerebro. Se ha utilizado así para establecer modelos de PD en varios estudios con animales. Aquí, ratones reciben inyecciones de MPTP (20 mg/kg/día) durante siete días y las pruebas de comportamiento se realizan en el octavo día. Este modelo se adapta eficientemente en el estudio de la EP. Aquí las pruebas conductuales son el cilindro y la prueba de campo abierto. El experimento de cilindro se utiliza para detectar la capacidad de los animales para levantar sus patas delanteras cuando está puestos en un ambiente diferente. Como el PD modelo de ratones muestra arco — el ratón arquea su espalda, el número de disminución de levantamientos de la pata. Esta prueba es fácil de ejecutar. La prueba de campo abierto se utiliza para detectar la cantidad de tiempo los ratones a correr, caminar y permanecer inmóvil. Analizar movimientos de animales en campo abierto, utilizando el software y obtener información. Por último, utilizamos l-dopa, uno de los más utilizados medicamentos PD, como un ejemplo para mostrar cómo aplicar este modelo al estudio de medicamentos PD. Nuestros resultados indican que la neurotoxicidad MPTP induce un déficit motor que puede ser mitigado por l-dopa.

Introduction

La enfermedad de Parkinson (EP), una de las enfermedades más comunes entre las personas mayores, es un largo plazo neurodegenerativas trastorno1. Los pacientes siempre presentan el fenómeno de temblor, rigidez, lentitud de movimiento y la demencia que empeoran con el tiempo2. Otros síntomas incluyendo sensoriales, problemas emocionales y sueño, también comúnmente se observan2. La causa de la EP es todavía confusa, pero se cree generalmente que involucran factores genéticos y ambientales, que inducen la pérdida de neuronas dopaminérgicas en la sustancia nigra3y el desarrollo de los cuerpos de Lewy y neuritas de Lewy en las distintas regiones de la cerebro4.

Entre los estudios de la EP, 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP)5 se adapta ampliamente en recrear algunos síntomas de la EP en modelos experimentales. En 1984, Langston et al encontraron primero que inyecciones de MPTP en monos ardilla dieron lugar en parkinsonismo6. Aunque el modelo de roedores de MPTP no muestra la presencia de cuerpos de Lewy, que es el biomarcador de la EP, MPTP causa síntomas parecidos a la enfermedad de Parkinson mediante la destrucción de neuronas dopaminérgicas en la sustancia negra del cerebro7. En comparación con otro modelo de droga para la EP como los inducidos por 6-hydroxydopamine (6-OHDA)8 y 1-metil-4-phenylpyridinium (MPP +)9, la inyección de MPTP es fácil de ejecutar y el modelo MPTP toma menos tiempo. Ratones reciben inyecciones de MPTP (20-30 mg/kg/día) para siete días y las pruebas de comportamiento se realizan en el octavo día10.

La prueba de campo abierto11 primero fue desarrollado por Calvin S. Hall, un americano12. En diversos estudios, se prueban diferentes tipos de comportamientos. En la investigación que se centra en las enfermedades de Parkinson, comportamientos como actividades de locomoción y la velocidad de locomoción son probados para ver si se ve afectada la capacidad del animal para moverse. En comparación con otros métodos utilizados para probar la creación de animales de PD, prueba de campo abierto es fácil de realizar porque el equipo necesario es simple y prototipos y datos software de análisis (por ejemplo, MATLAB, Excel) puede utilizarse para recopilar y ver fácilmente el datos. Además, el coeficiente de variación es relativamente pequeño13, que significa que el resultado de la prueba de campo abierto es confiable. Otra ventaja sobre otros métodos es que los comportamientos incluidos en este experimento son fáciles de distinguir; los ratones pueden ser correr, caminar o permanecer inmóvil. Generalmente la prueba de campo abierto se puede usar en roedores cuando el investigador necesita para evaluar la movilidad del sujeto.

La prueba del cilindro también se llama la prueba del uso asimétrico de los miembros anteriores. Cuando esta prueba se diseñó en primer lugar, fue utilizado para probar el uso asimétrico de patas delanteras14 la rata. Aquí, utilizamos esta prueba para analizar la capacidad del animal para estirar y usar dos de sus miembros anteriores para explorar nuevos entornos. Cuando la sustancia nigra y el cuerpo estriado se dañan por MPTP en el cerebro, el animal tiende a arquear su espalda y se convierte en menos probable que se extienden y explorar el entorno desconocido. Esta prueba es fácil de ejecutar y puede dar un resultado preliminar. Sin embargo, esta prueba tiene alta variabilidad interna, por lo que se utiliza generalmente con junto con otros experimentos de comportamiento.

Tomar l-dopa, que es también conocido como levodopa o L-3, 4-dopa, es una manera común para tratar la enfermedad de Parkinson ya que una de las causas de la EP es la disminución de la dopamina en el. L-dopa es el precursor a la dopamina. Pero a diferencia de la dopamina, puede cruzar la barrera blood – brain, que significa que será más eficiente en el aumento de la concentración de dopamina en el área del cerebro. Después cruza la barrera blood – brain, l-dopa es convertida en dopamina por decarboxylase ácido l-amino15.

Aquí describimos la medición y el análisis de la función motora en ratones modelo de MPTP-inducido-PD utilizando un cilindro de prueba de14 y una prueba de campo abierto modificado. Administrar l-dopa como un ejemplo para mostrar cómo aplicar este modelo en el estudio de medicamentos PD. Nuestros resultados indican que la MPTP induce un déficit motor que puede ser mitigado por l-dopa.

Protocol

Este estudio fue realizado según la normativa institucional, nacional e internacional considerando los experimentos con animales. El protocolo de estudio fue aprobado por el Comité de ética animal de la Universidad de Nankai. 1. MPTP y l-dopa la administración Nota: Ratones BALB/c hembras de 10 semanas de edad fueron proporcionados por el Instituto de Zoología de la Academia China de Ciencias. Ratones fueron alojados seis por jaula bajo un ciclo de luz/oscuridad …

Representative Results

En la prueba de cilindros, la disminución de traseros contra la pared se observó en ratones (Grupo 2) tratados con MPTP desde el día 1 al día 7 y salina el día 8 en comparación con los ratones tratados con solución salina (Grupo 1), mientras que se observó un aumento de traseros en los ratones (grupo 3) tratados con MP TP del día 1 al día 7 y l-dopa el día 8 en comparación con los ratones (Grupo 2) tratados con MPTP desde el día 1 al día 7 y salina el día 8 (<strong class="…

Discussion

Debido a la destrucción de las neuronas dopaminérgicas en la sustancia negra del cerebro, MPTP causa síntomas parecidos a la enfermedad de Parkinson en ratones7. L-dopa es la droga preferida para la EP desde su uso clínico, ya que ayuda en el mantenimiento de las actividades diarias normales en pacientes con enfermedad de Parkinson, con la supresión eficaz de motor anormalidades incluyendo aquinesia y rigidez15. Los ratones tratan con MPTP mostró deficiencias en las p…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Nuestro trabajo es financiado por programas de formación de pregrado de Tianjin para innovación y emprendimiento (Grant no. 63183004). Este proyecto se inició en el estado clave de laboratorio de medicinales Biología química en la Universidad de Nankai. Los autores declaran que no hay ningún conflicto de intereses.

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

Referências

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Citar este artigo
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).

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