오픈 필드 활동 수준이 기관차 및 행동 활동 수준을 평가하기 위해 사용된다. 이 프로토콜은 신경 근육 질환에 대한 임상 시험에서 사용하는 잘 설계된 표준화 된 프로토콜을 제공합니다.
열린 필드 액티비티 모니터링 시스템은 종합적 전위와 마우스의 행동 활동 수준을 평가한다. 그것은 신경 근육 질환과 운동 및 / 또는 근육 기능을 향상시킬 수 있습니다 치료 약물의 효능을 동물 모델에서 기관차 손상을 측정하기위한 유용한 도구입니다. 열린 필드 활성 측정은 일반적으로 그립 세기 측정에 의해 평가되는 근력,보다 다른 측정 값을 제공한다. 또한 추가 결과 측정과 함께 사용했을 때 약물뿐만 아니라 다른 신체 시스템에 영향을 미칠 수있는 방법을 표시 할 수 있습니다. 또한, 같은 여행 총 거리 등의 조치 도보 6 분 시험, 임상 시험 결과 측정을 반영. 그러나, 오픈 필드 활동 모니터링도 중요한 과제와 관련된 : 오픈 필드 활동 측정은 동물의 피로, 나이, 성별, 생체 리듬에 따라 다릅니다. 또, 실내 온도, 습도, 조명, 잡음, 심지어 냄새 평가 결과에 영향을 미칠 수있다. 전반적으로,이 manuscript는 신경 근육 질환의 동물 모델에서 전임상 시험을위한 잘 테스트 및 표준화 된 오픈 필드 활동 SOP를 제공합니다. 우리는 중요한 고려 사항, 일반적인 결과, 데이터 분석, 상세 설계의 장점과 오픈 필드 테스트의 약점에 대한 설명을 제공한다. 전임상 시험에서 열려 필드 활동을 사용하는 경우 또한, 우리는 최적의 연구 설계를위한 추천 정보를 제공한다.
동물 모델은 질병 메커니즘에 대한 학습에 유용 있었지만, 임상 시험에서 치료 효과를 예측하는 자신의 유틸리티는 자주 1-3에 도전하고있다. 수많은 "유망"임상 시험은 매년 출판; 임상 시험에 왔을 때 그러나, 제안 된 개입의 거의는 긍정적 인 결과를 보여줍니다. 이러한 불일치는 종종 출판 바이어스, 낙관적으로 결론에 기인하고, 잘못 설계 및 재현성없는 결과 1-3로 이어질 전임상 연구를 실행됩니다.
신경 근육 질환 용 약물 개발에서의 현재의 진보와 함께, 잘 설계된 전임상 실험에 대한 필요성이 증가하고있다. 특히, 검증, 재현성 및 병진 결과 측정하여, 표준화 맹검 방식으로 수행 될 수있다 엄격한 방법론에 대한 필요성이 존재한다. 선천성 근육 질환 컨소시엄 부재와 마찬가지로보다 엄격한 임상 연구를 수행하는 욕망, 우리는 여기에 주 우리의 표준 운영 절차 열기 필드 활동에 대한 (SOP). 이 SOP는 이전에 4를 검증하고 뒤 시엔 느 근이영양증 (DMD) 동물 모델 5 TREAT-NMD의 표준 운영 절차의 일환으로 출판되었다. 우리는 6,7 표현형 Lama2의 DY-2J / J (Dy2J) 마우스, 선천성 근이영양증 (CMD)에 대한 동물 모델을 포함하여, 신경 근육 질환의 동물 모델의 수많은 약물의 치료 효능을 테스트하기 위해이 방법을 사용한 . 차례로,이 문서는 우리의 이전에 발행 된 TREAT-NMD SOP 5에서 구성된다.
열린 필드 액티비티 모니터링 시스템은 종합적 및 전위 기관차 기능과 상관 될 수 생쥐 행동 활동 수준을 평가한다. 시험은 널리 불안과 같은 탐색 동작 8-10을 평가하는 데 사용된다. 특히, 오픈 필드는 엉덩이를위한 유용한 도구입니다기관차 신경 근육 질환 (11, 12)의 동물 모델에서의 장애 및 운동 및 / 또는 모터의 기능을 향상시킬 수 6,7,13,14 치료제의 효능을 에싱. 열린 필드 활성 평가는 일반적으로 악력으로 측정 근력,보다 다른 측정 값을 제공하며, 약물뿐만 아니라 5 (중추 신경계 즉) 다른 신체 시스템에 영향을 미칠 수있는 방법을 보여준다. 또한, 오픈 필드 활성 측정은 총 이동 거리, 최대 하 운동 성능과 수명 (15, 16)의 질에 초점을 맞추고 도보 6 분 시험, 임상 시험 결과 측정을 미러링합니다. 전반적으로이 열기 필드 활동이 전임상 시험에서 사용할 수있는 유익한 2 차 또는 보조 결과 변수를 테스트 할 수 있습니다. 그러나, 오픈 필드 액티비티 모니터링 시스템은 그것과 관련된 상당한 어려움이있다. 이 테스트는 행동이며 외부의 다수에 의해 영향으로 상당히 변수가 될 수 있습니다요인. 예를 들어,이 동작은 모터 출력 (10)에 더하여, 탐색 드라이브 (즉,인지), 불안, 질병, 일주기 리듬, 환경 적 요인, 유전 적 배경에 의해 영향을받을 수있다. 그 결과는 통제 된 환경으로 표준화 된 방식으로이 측정을 실시하는 것이 필수적이다. 여기에 제시된 프로토콜은 구체적으로 오픈 필드 활동 SOP에 대해 설명합니다. 그것은 단계별 절차 및 환경 조건을 제어하고 자세한 세부 사항에서 변화, 일반적인 결과, 데이터 분석 및 평가의 강점과 약점을 줄이는 데 도움이 중요한 고려 사항에 대한 자세한 설명을 제공한다.
오픈 필드 활성 측정은 신경 근육 질환 6,7,11-14의 동물 모델에서 질병의 진행 및 약물의 효능을 평가하기위한 도움이 될 수있는 생체 내 분석이다. 도 2에 도시 된 바와 같이, 일반적 기관차 기능을 반영하는 활동 수준의 평가를 제공한다. 이것은 임상 약물 연구에서 수행 할 수있는 이상적인 2 차 또는 보조 결과를 측정하고 근육의 강도와 다른 측정입니다. 또한,이 연구 기간 전반에 걸쳐 여러 번 수행 될 수있다 (15) 임상 적, 비 침습적 측정 값이다. 그러나, 행동 및 기관차 활성은 또한 오픈 필드 활동 데이터의 변동을 만드는 (즉, 실험자 처리, 환경 조건, 및인지)뿐만 아니라 부가적인 요인에 의해 영향을 받는다. 본 논문의 목적은 변화를 줄이고 결과 다 할 수있는 잘 테스트 및 표준화 된 프로토콜을 제공하는 것입니다우리의 분야에서 번역을 강화 희망, 여러 실험실에서 ompared.
이 법안의 가장 큰 단점은 매우 다양하고 많은 외부 요인에 의해 영향을 것입니다. 프로토콜을 개발할 때 그러나, 우리는 고려 사항으로이했다. 우리는 데이터 수집의 1~5일 기간에 이르기까지 테스트 다양한 프로토콜을 평가 하였다. 결국, 우리는 이전 데이터 수집에 악기 순응을 수행하는 시험 챔버 환경에 동물을 숙지하고 데이터 수집을 수행 사일 크게 결과 데이터 (5)에 변형의 양을 감소하는 것으로 판단. 이 프로토콜은 원래 MDX 마우스 모델에서의 행동 및 기관차 활동 수준을 평가하기 위해 디자인되었다; 그러나이 프로토콜은도 6과 같은 최근 Dy2J 동물 모델에서 검증되었다. 이 프로토콜은 임상 시험에서 사용하기에 앞서 각각의 동물 모델에 대한 실험실 내에서 표준화 될 것을 제안한다.
열기 필드의 활동은 유전 적 배경 (17), 성별 18 ~ 20, 18 세, 그리고 생체 리듬 (21)에 따라 다릅니다. 이것은 동시에 평가되는 같은 연령, 성별, 유전 적 배경의 동물을 필요로한다. 계획 단계 동안,주의 생각이 부과됩니다 오픈 몇 살이나 나이 필드 활동 수준 결정에 투입해야한다. 각각의 동물 모델은 심각도에 나이 6,15 (그림 2와 그림 3)에 따라 다릅니다 만의 독특한 질병의 진행 및 기관차 및 행동 표현형을 가지고 있습니다. 따라서, 오픈 필드 활성 측정을 평가하기 위해 임상 적 및 조직 학적으로 중요한 시점을 결정하는 것이 중요하다. 통계적으로 유의 한 차이를 검출하기 위해 각각의 처리 군에 필요한 동물의 총 개수뿐만 아니라 동물 모델, 연령, 성별에 의해 변화한다. 결과적으로, 관련 샘플 크기 계산하여 결정하는 데 또한 계획 단계 동안 수행되어야각 처리 군에 필요한 동물의 총 개수 중첩에 통계적으로 유의 한 차이를 검출한다. 이러한 계산은 또한 연구에 사용 고려 추가적인 결과 측정 (예를 들면, 악력 측정 또는 조직 학적 분석)을 고려한다. 우리의 힘의 계산에 기초하여, 우리는 일반적으로 치료 그룹 당 10 ~ 12 동물을 사용합니다. 또한, 특별한주의 연구에 사용되는 것을 제어 변형에 지불해야한다. 전임상 연구에서 사용될 부적절한 제어 균주 경향이있다. 예를 들어, BL6 마우스는 종종 MDX 쥐 대조 균주로 사용된다; 그러나, MDX 마우스 BL10 배경에 있습니다. 도 3에 도시 된 바와 같이, BL10 마우스는 훨씬 활성이 불가능 MDX 및 BL6 데이터를 비교할 수 있도록 BL6 마우스,보다하다. MDX 쥐 임상 시험을 수행 할 때, BL10 마우스는 대조 균주로 사용되어야한다. 연구 Dy2J 마우스 실시되는 경우 또한, BL6 마우스는 CONTR으로 사용되어야한다올 변형.
작은 환경의 변화도 크게 활동 수준에 영향을 미칠 수있다. 이들은 조명, 온도, 습도, 냄새, 소음, 인간 활동 4,15을 포함한다. 따라서, 테스트를 동시에 매일 5에 비 직접 조명 및 온도 – 습도가 제어 된 실내에서 수행하는 것이 매우 중요하다. 시험 챔버는 균일하게 방 전체에 간격 및 직접 조명 아래 또는 그림자 또는 어두운 구석 오에 배치되지해야합니다. 동물 무작위 공간에 걸쳐 환경 조건 변화의 영향을 줄이기 위해 매일 그들의 시험 챔버에 할당되어야하고, 이들은 종래의 데이터 수집을 10-30 분 동안 시험장에 적응하도록 허용한다. 상자 / 환경에의 영향을 동일하게 다른 치료 그룹 사이에 분산 될 수 있도록 연구의 기간에 걸쳐 각 동물의 상자 할당을 추적해야합니다. 애니 마로드 개인테스트 챔버 및 연구 기간에 걸쳐 동물에 운반 LS는 치료군 멀게하고, 동물 균주시 가능해야한다. 많은 경우에 영향을 유전자형 관련 컨트롤에서 현저하게 상이하고, 눈을 멀게하는 것은 불가능합니다. 그러나, 개인은 항상 치료 및 치료 그룹 사이의 눈을 멀게한다. 또한, 모든 개인은 객실 내에서 잡음 및 혼란을 줄이기 위해 데이터를 수집하는 동안 공간을 확보해야하며, 모든 챔버들은 철저 데이터 수집 각 세션 다음 세척한다. 이러한 작업은 크게 데이터의 변화를 줄일 수 있습니다. 그것은 동물도 적응 (15)에 매우 민감주의하는 것이 중요합니다. 따라서 동물이 한 달에 한 번 이상은 평가하지 데이터를 직접 수집의 60 분 매일 그 열기 필드의 활동 수준 다음 시험 챔버에서 제거하는 것이 좋습니다.
총 이동 거리와 총 이동, 표준 시간 측정은 가장 민감한 열기 필드 활성 측정 5 경향이있다. Dy2J 모델에서 수직 활성 측정은 가장 민감한 열기 필드 활성 측정 (도 3) 경향이있다; 그러나, 작은 동물에서 정확한 수직 활성 측정을 포착하기가 어려울 수있다. 예를 들어, 작은 동물 사육 동작을 나타낼 것이며, 센서에 의한 센서의 수직 높이에 포착되지 않을 수있다. 결과적으로, 우리는 이전 시대의 오주 이상의 시험 동물을 권장하지 않습니다. 그것은 동물 데이터 수집 세션 기간에 걸쳐 잘 것 또한 가능하다. 이 경우, 그것은 데이터 수집의 추가 일을 추가하는 것이 적절하다. 마지막으로, 상자 내에서 상한 분할 또는 센서의 막힘 가난한 정렬뿐만 아니라 부정확 한 데이터가 발생할 수 있습니다. 따라서, 다음 단의 모든 데이터를 테스트에 앞서, 센서 PreCheck를 수행 및 검토하는 것이 중요각 데이터 수집 세션.
열기 필드 활동 데이터를 분석 할 때주의 사항은주의해야한다. 오픈 필드 활동 데이터는 비 – 정규 분포하고 4 특이점을하는 경향이있다. 어떤 통계 분석을 수행하기 전에, 우리의 biostatisticians 매우 정상과 이상 값에 대한 데이터를 확인하는 것이 좋습니다. 데이터가 아닌 정규 분포를하는 경우, 하나의 수단을 비교할 때 비모수 테스트를 활용하는 것이 좋습니다. 또, 모든 데이터가 처리 군이 무엇 멀게 개별적으로 분석한다.
전반적으로, 오픈 필드 활동 측정의 주요 장점이 있습니다) 강하게, 그러나 항상 기관차 기능과 상관 관계가 모두 전위 행동 활동의 포괄적 인 평가입니다; B)이 수행 할 수있는 쉬운 측정이다 C)는 테스트 중에 동물 처리를 필요로하지 않는다; D)는 STU의 기간에 걸쳐 한 번 이상 수행 할 수있는 비 침습적 측정은DY; E) 특별한 훈련이 시험을 수행하기 위해 필요하지 않다; f)의 여러 동물 한번에 테스트 될 수있다; 및 g)는 임상 적 결과를 측정 5,16이다. 치료제를 테스트 할 때 그러나, 다른 요소는 동물의 행동에 영향을 차례로 오픈 필드 활동을 측정 할 수 있다는 점에 유의하십시오. 마약 및 CNS 또는 신체의 다른 넓은 영향을 미칠 수 있고, 동작은 환경 스트레스에 의해 영향을받을 수있다. 그 결과, 기관차 또는 행동 활동 수준의 변화가 근육 기능의 변화, 근력과 관련된, 또는 약물 부작용의 결과 인 경우를 구별하기 어려울 수있다. 따라서, 추가, 기능 조직 학적 및 또는 분자 분석은 물론 수행되어야한다. 이 표준화 된 프로토콜은 성공적으로 다른 근육 질환 4,17을 이용하고있다; 도 3에서 볼 수 있듯이 그러나, 파일럿 연구는 동물에서 측정의 감도를 평가하기 위해 초기에 수행되어야모델입니다.
The authors have nothing to disclose.
이 책은 치료 CMD, 프랑스어 근육 Distrophy 협회 (AFM), 근육 영양 장애 협회, 건강 (1K26RR032082, 1P50AR060836-01, 1U54HD071601, 2R24HD050846-06)의 국립 연구소, 국방부에서 병진 연구 보조금 (자금을 통해 W81XWH-11-1-0330, W81XWH-11-1-0782, W81XWH-10-1-0659, W81XWH-11-1-0809, W81XWH-09-1-0599) 및 부모 프로젝트 근육 Distrophy에서 파일럿 부여 ( PPMD).
이 논문은 선천성 근육 질환 분야에서 일상적으로 사용하는 방법에 대한 표준 운영 절차의 일련의 몇 가지 중 하나입니다. 그것은 노력이 워싱턴 DC 4 월 2013 년에 개최 된 최근 선천성 근육 질환 컨소시엄 워크숍에서 선천성 근육 질환 분야에서 20 개 이상의 전문가들에 의해 논의 설립 반영
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Equipment | |||
VersaMax Open Field Activity Monitoring system with acrylic test chambers, and X, Y, Z axis sensors | AccuScan Instruments, Inc. Columbus Ohio, USA | Retired | |
Fusion Open Field Activity Monitoring system with acrylic test chambers, and X, Y, Z axis sensors | Omnitech Electronics, Inc. Columbus Ohio, USA | Suggested system currently on the market | |
Computer | Dell, Inc. | ||
Materials | |||
Virkon-S Broad spectrum disinfectant (Potassium Peroxymonosulfate/ Sodium Chloride) | Pharmacal Research Laboratories, Inc. | ||
Mice | |||
B6.WK-Lama2dy-2J/J (Dy2J) | Jackson Lab | 000524 | |
C57BL/6J (BL6) | Jackson Lab | 000664 | |
SJL/J (SJL) | Jackson Lab | 000686 | |
C57BL/10ScSn-Dmdmdx/J (mdx) | Jackson Lab | 001801 | |
C57BL/10ScSnJ (BL10) | Jackson Lab | 000476 |