تحليل مشيه للإعاقات الحركية تعتمد على سن في الفئران مع نيوروديجينيريشن

أمراض الأعصاب تشكل عبئا كبيرا على المرضى والأسر والمجتمع، وسوف تصبح من قلق أكبر كلما زاد متوسط العمر المتوقع، وما زال سكان العالم العمر. أحد الأعراض الأكثر شيوعاً من أمراض الأعصاب مشاكل التوازن والتنقل. وهكذا، وصف السلوك الحركي في الشيخوخة الثدييات (مثلاً، مكافحة القوارض) نماذج، و/أو نماذج عرض تعمل الأعصاب، أداة قيمة إثبات الأهمية في فيفو من نماذج حيوانية معينة، أو العلاجية العلاجات التي تهدف إلى تحسين أعراض المرض. تقريبا كل نهج لعلاج أمراض الأعصاب في نهاية المطاف يتطلب اختبار نموذج حيوان قبل الشروع في تجربة سريرية في البشر. ولذلك، من الأهمية بمكان أن يكون السلوك موثوقة واستنساخه بالاختبارات التي يمكن استخدامها لقياس استمرار الأمراض ذات الصلة تعمل على طول العمر التقدم، بغية ضمان أن دواء مرشح، الذي أظهر المحتملة في نموذج في المختبر ، ويمكن تحسين النمط الظاهري في الحيوانات حية فعالية.

واحد جوانب تقييم السلوك الحركي في القوارض هو تحليل مشيه الحركية، التي يمكن أن يؤديها VPI (أيضا يسمى البطني الطائرة بالفيديو)^1،2. هذه الطريقة المتبعة تستفيد من التسجيل المستمر للجانب السفلي القوارض المشي فوق مطحنة شفافة ويجهز حزام^1،2،،من³⁴. تحليل الفيديو تغذية البيانات ينشئ “يطبع مخلب الرقمية” من جميع أطرافه الأربعة أن الخص بشكل حيوي وموثوق بها نمط المشي للقوارض، كما وصفت أصلاً اللفت et al. ² وأميندي et al. ³.

مبدأ التحليل القائم على تصوير مشيه قياس منطقة مخلب على اتصال بحزام المطحنة على مر الزمن، لكل مخلب الفردية. ويمثل موقف كل زيادة في منطقة باو (في مرحلة الكبح) وانخفاضا في منطقة باو (في مرحلة الدفع). ويعقب هذا المرحلة البديل الذي يتم الكشف عن لا إشارة. وتشكل خطوة سوينغ وموقف معا. بالإضافة إلى مشيه ديناميات المعلمات، ويمكن أيضا استخراج المعلمات الموقف من أشرطة الفيديو المسجلة. معلمات المثالية وتعريفها وترد في الجدول 1 وتشمل عرض موقف (SW؛ المسافة مجتمعة من الكفوف الصدارة أو هند إلى المحور الآنف والذيل)، خطوة طول (SL؛ ومتوسط المسافة بين خطوات اثنين من مخلب نفسه)، أو مخلب التنسيب الزاوية (زاوية مخلب للمحور الآنف والذيل). تسمح البيانات ديناميات الموقف ومشية استخلاص النتائج على توازن الحيوان (بواسطة معلمات الموقف وتغيراتها عبر عدة خطوات) والتنسيق (بواسطة مشيه ديناميات المعلمات). معلمات أخرى، مثل معامل ترنح (SL تباين حسبتها [(كحد أقصى. SL−min. SL)/يعني م])، أطرافهم هند يشاطر موقف (وقت كل أطرافه هند هي على اتصال بالحزام)، أو اسحب مخلب (المساحة الإجمالية مخلب على الحزام من موقف كامل مخلب زنتها) يمكن أيضا استخراج، وقد أبلغت إلى تغيير في مختلف الأعصاب دي نماذج سيسي^5،6،،من⁷⁸ (انظر الجدول 1).

الجدول 1. تعريف معلمات مشيه الرئيسية التي يمكن اختبارها بتصوير الطائرة البطني.

يمكن أن يكون تحديا تقييم سلوك القوارض نماذج لأمراض الأعصاب الحركية اعتماداً على شدة النمط الظاهري لنموذج محدد في سن معينة. عدة الأمراض، أبرزها PD، إظهار سلوك القوى الحركية (الحركة) العجز، سواء في المرضى أو في نماذج حيوانية. هو أحد الأعراض الرئيسية الأربعة في PD bradykinesia، التي تقدم مع الشيخوخة، وتتجلى في ضعف مشيه شديدة الفعل في المراحل المبكرة من PD⁹. الدراسات نموذج PD الحادة، والقوارض تعامل مع 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin (MPTP)، قد استخدمت بالفعل VPI مشيه تحليل^10،،من¹¹¹². ومع ذلك، نظراً للطابع الحاد لهذا النموذج، هذه الدراسات لا تتناول تطور العجز الحركية المرتبطة بالسن. وقد أجرى عدة دراسات أجريت مؤخرا تحليل مشيه في الفئران الذين تتراوح أعمارهم بين التغييرات الأعصاب، على سبيل المثال^13،،من¹⁴¹⁵، وإذ تشدد على أهمية فهم تطور المرض مع التقدم في السن .

بالإضافة إلى حالات العجز الحركي، نماذج حيوانية من أمراض الأعصاب غالباً صعوبات مع التركيز على مهام الفحص وإظهار العاهات المعرفية البارزين، لا سيما مع التقدم في السن. يمكن أن يؤثر هذا النمط الظاهري نتيجة لاختبارات السلوك الحركي. هي واحدة من الاختبارات الأكثر استخداماً لفحص السيارات العجز، اختبار روتارود¹⁶، تعتمد على الإدراك والاهتمام، والإجهاد^17،18. أثناء الاستعداد للسير في حلقة مفرغة يجهز يعتمد أيضا على هذه العوامل، قيد القراءة مسجل، الذي هو سمة من سمات أكثر توحيدا والآن أقل تتأثر بتغير الإدراك. آثار الإجهاد والاهتمام قد تكون مرئية في معلمات محددة، مثل الوقت البديل/موقف للإجهاد، و SL للاهتمام^19،20، ولكن ليس في القدرة على تشغيل الشاملة.

ويوفر نهج تحليل مشيه الحركية كذلك ميزة وجود خيارات لضبط التحدي لنماذج القوارض. يسمح المطحنة مع زاوية قابلة للتعديل وسرعة المشي بسرعة من 0.1-99.9 سم/s، حيث أن القوارض المصابين بضعف شديد في المشي قد تكون لا تزال قادرة على تشغيل بسرعة بطيئة (~ 10 سم/ثانية). عدم إعاقة الحيوانات يمكن أن يقاس في تشغيل أسرع بسرعة (30-40 سم/ثانية). توفر مراقبة أم لا قادرة على تشغيل بسرعة بعض الحيوانات المختبرة نتيجة بحد ذاتها. علاوة على ذلك، يمكن الطعن في القوارض بالإضافة إلى ذلك للتشغيل المنحدر، أو لأسفل انخفاضا، عن إمالة المطحنة إلى زاوية المطلوب مع المساعدة من جونيوميتير، أو عن طريق إرفاق زلاجات مرجحة لأطرافه هند الفأر أو الجرذ.

بالإضافة إلى العديد من الدراسات واحدة من البروتينات التي هي تحور في المرضى، هناك وعي متزايد مؤخرا الصلات بين الالتقام عيب العملية ونيوروديجينيريشن^13،،من^{2122، 23،24،،}من^2526،،من²⁷²⁸. الفأر نماذج مع انخفاض مستويات اندوفيلين-أ (اندوفيلين من الآن فصاعدا)، دوراً رئيسيا في كلا كلاثرين بوساطة الالتقام^{21،13،29،،}من^{3031 , 32 , 33 ,} تم العثور على ⁴⁵ و³⁴من الالتقام كلاثرين مستقلة، لإظهار نيوروديجينيريشن والعاهات تعتمد على العمر في النشاط الحركي^13،21. ترميز الجينات ثلاثة أسرة البروتينات اندوفيلين: اندوفيلين 1، اندوفيلين 2، واندوفيلين 3. جدير بالذكر أن النمط الظاهري الناجمة عن نضوب البروتينات اندوفيلين تختلف إلى حد كبير تبعاً للعدد المفقودين اندوفيلين الجينات^13،21. بينما ثلاثية المغلوب (كو) لجميع اندوفيلين الجينات القاتلة ساعات قليلة بعد الولادة، والفئران دون كلا اندوفيلين 1 و 2 لا تزدهر ولا يموت في غضون 3 أسابيع بعد الولادة، كو واحد لأي من اندوفيلينس الثلاثة يظهر لا النمط الظاهري الواضح لاختبار ²¹من شروط. إظهار انخفاض عمر الوراثية المسخ الأخرى اندوفيلين وتطوير الإعاقات الحركية مع زيادة العمر¹³. على سبيل المثال، اندوفيلين 1KO-2HT-3KO الفئران عرض التعديلات المشي ومشاكل التنسيق الحركية (كاختبار تحليل مشيه الحركية وروتارود) بالفعل في 3 أشهر عمر، بينما على ليتيرماتيس، اندوفيلين 1KO-2WT-3KO الحيوانات، عرض كبير تخفيض التنسيق الحركي فقط في 15 شهرا من العمر¹³. نظراً للتنوع الواسع لتعمل في هذه النماذج، من الضروري تحديد وتطبيق اختبار التي يمكن أن تدمج مجموعة متنوعة من التحديات المرافقة للسيارات للحيوان وقدرات الإدراك، فضلا عن السن. هنا، نحن بالتفصيل الإجراءات التجريبية التي تستفيد من تحليل مشيه الحركية لتقييم ظهور وتطور من العاهات الحركية في نموذج ماوس تظهر التغييرات الأعصاب (أي طفرات اندوفيلين). وهذا يشمل قياس البارامترات مشيه في مختلف الإعمار ومختلف الحدة من ضعف في الحركة.