Verhaltens Bewertungen der spontanen Fortbewegung in einem murinen MPTP-induzierten Parkinson-Erkrankung-Modell
Summary
Einrichtung von einem Mausmodell für Parkinson-Erkrankung mit MPTP und Verhaltensstörungen Bewertungen mit Zylinder und Freiland-Tests zur Messung der motorischen Funktion beschrieben. Wir verwenden dann l-Dopa als ein Beispiel zeigen, wie man dieses Modell in der Studie von PD Arzneimittel anwenden.
Abstract
Parkinson-Krankheit (PD) ist eine häufige Neurodegenerative Erkrankung Erkrankung, verursacht das Phänomen von Zittern, Steifheit, Langsamkeit der Bewegung und Demenz. 1-Methyl-4-Phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) kann zu einige Parkinson-ähnlichen Symptomen führen, durch die Zerstörung von dopaminergen Neuronen in der Substantia Nigra des Gehirns. So wurde es zur PD-Modelle in verschiedenen tierexperimentellen Studien zu etablieren. Hier werden Mäuse MPTP Injektionen (20 mg/kg/Tag) für sieben Tage und die verhaltensbezogene Tests werden am achten Tag durchgeführt. Dieses Modell wird in der Studie von PD effizient angepasst. Die Verhaltensstörungen Tests hier gehören die Zylinder-Test und der Freiland-Test. Das Zylinder-Experiment wird verwendet, um die Tiere Fähigkeit, heben Sie ihre Vorderpfoten, wenn Sie in einer anderen Umgebung setzen zu erkennen. Als der PD-Mäusen zeigen wölbte — die Maus wölbt den Rücken – die Anzahl der Pfote Liftings Abnahme. Dieser Test ist einfach auszuführen. Die Freiland-Test wird verwendet, um den Betrag der Zeit verbringen die Mäuse über das laufen, gehen und bleiben unbeweglich zu erkennen. Wir analysieren Bewegungen der Tiere im Freiland mit Software und Daten erhalten. Schließlich verwenden wir l-Dopa, einer der am meisten gebräuchlich PD Drogen, als ein Beispiel zeigen, wie man dieses Modell für die Untersuchung von PD Medikamente anwenden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass MPTP Neurotoxizität motorischen Defizit induziert, die durch l-Dopa abgemildert werden können.
Introduction
Parkinson-Krankheit (PD), eine der häufigsten Erkrankungen bei älteren Menschen, ist eine langfristige Neurodegenerative Erkrankung1. Patienten zeigen immer das Phänomen der Zittern, Steifheit, Langsamkeit der Bewegung und Demenz, die im Laufe der Zeit2verschlechtern. Andere Symptome, einschließlich der sensorischen, sind Schlaf und emotionale Probleme auch allgemein2beobachtet. Die Ursache von Morbus Parkinson ist noch unklar, aber es wird allgemein angenommen, genetische und umweltbedingten Faktoren einzubeziehen, Verlust der dopaminergen Neuronen in der Substantia Nigra3und Entwicklung von Lewy-Körper und Lewy Neuriten in verschiedenen Regionen veranlassen die Gehirn4.
Unter den Studien der PD ist 1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)5 weit in einige PD Symptome in experimentellen Modellen neu angepasst. Im Jahr 1984 Langston Et Al. zuerst gefunden, dass Injektionen von MPTP in Totenkopfäffchen Parkinsonismus6geführt. Obwohl das MPTP Nagetiere Modell nicht das Vorhandensein von Lewy-Körper, das Biomarker des PD ist zeigt, verursacht MPTP Parkinson-ähnliche Symptome durch die Zerstörung von dopaminergen Neuronen in der Substantia Nigra des Gehirns7. Im Vergleich zu anderen Drogen-Modell für PD wie induziert durch 6-Hydroxydopamine (6-OHDA)8 und 1-Methyl-4-Phenylpyridinium (MPP +)9, Injektion von MPTP ist einfach auszuführen und das MPTP-Modell nimmt weniger Zeit. Mäuse erhalten MPTP Injektionen (20-30 mg/kg/Tag) für sieben Tage und die verhaltensbezogene Tests auf dem achten Tag10durchgeführt werden.
Die Freiland-Test11 wurde zuerst von Calvin S. Hall, einer amerikanischen12entwickelt. In verschiedenen Studien untersuchen wir verschiedene Arten von Verhaltensweisen. In der Forschung die auf Parkinson Erkrankungen konzentriert, Verhaltensweisen wie Fortbewegung Aktivitäten und die Geschwindigkeit der Fortbewegung werden getestet, um festzustellen, ob das Tier bewegen beeinträchtigt ist. Im Vergleich mit anderen Methoden verwendet, um die Einrichtung von PD Tieren testen, Freiland Test ist einfach durchzuführen, weil die benötigte Ausrüstung einfach ist, und Prototyping und Daten-Analyse-Software (z.B. MATLAB, Excel) lässt sich leicht sammeln und grafische Darstellung der Daten. Der Variationskoeffizient ist auch relativ kleine13, was bedeutet, dass das Ergebnis der Freiland-Test zuverlässig ist. Ein weiterer Vorteil gegenüber anderen Methoden ist, dass die Verhaltensweisen, die in diesem Experiment enthalten leicht zu unterscheiden sind; die Mäuse kann entweder laufen, Walken oder still zu stehen. In der Regel kann der Freiland-Test auf Nagetiere verwendet werden, wenn der Forscher braucht, um das Thema Mobilität zu bewerten.
Die Zylinder-Test nennt man auch den Test der asymmetrischen Nutzung der Vorderbeine. Wenn dieser Test zuerst entwickelt wurde, diente es den asymmetrischen Einsatz der Ratte Vorderbeine14zu testen. Hier verwenden wir diesen Test zur Analyse des Tieres Fähigkeit zum ausstrecken und benutze beide seine Vorderbeine um neue Umgebung zu erkunden. Wenn der Substantia Nigra und Corpus Striatum von MPTP im Gehirn beschädigt sind, wird das Tier neigt dazu, den Rücken zu wölben und wird seltener ausstrecken und die unbekannte Umgebung zu erkunden. Dieser Test ist einfach durchzuführen und ein vorläufiges Ergebnis geben kann. Dieser Test hat jedoch hohe interne Variabilität, so ist es in der Regel mit zusammen mit anderen Verhalten Experimente verwendet.
Einnahme von l-Dopa, die auch bekannt als Levodopa oder L-3,4-Dihydroxyphenylalanine ist, ist eine gängige Methode, Parkinson-Erkrankung zu behandeln, da eine Ursache von Morbus Parkinson der Rückgang von Dopamin in ist der. L-Dopa ist die Vorstufe zum Dopamin. Aber im Gegensatz zu Dopamin, kann es die Blut – Hirn-Schranke, was bedeutet, dass es bei Erhöhung der Konzentration von Dopamin im Gehirnbereich effizienter zu überqueren. Nachdem es die Blut – Hirn-Schranke kreuzt, wird durch L-amino Acid Decarboxylase15l-Dopa in Dopamin umgewandelt.
Hier beschreiben wir die Messung und Analyse der motorischen Funktion im MPTP-induzierte-PD-Mäusen mit einem Zylinder Test14 und eine modifizierte Freiland-Test. Wir verwalten l-Dopa als ein Beispiel zeigen, wie man dieses Modell in der Studie von PD Arzneimittel anwenden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass MPTP motorischen Defizit induziert, die durch l-Dopa entschärft werden können.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aufgrund der Zerstörung von dopaminergen Neuronen in der Substantia Nigra des Gehirns verursacht MPTP Parkinson-ähnliche Symptome in Mäusen7. L-Dopa ist das am meisten bevorzugte Medikament für PD seit seiner klinischen Verwendung, weil es hilft bei der Aufrechterhaltung der normaler täglicher Aktivitäten bei Patienten mit Parkinson, mit wirksamen Unterdrückung der motorischen Auffälligkeiten einschließlich Bewegungsarmut und Steifheit15. Die Mäuse behandelt mit M…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Unsere Arbeit wird von Tianjin Undergraduate Trainingsprogramme für Innovation und Entrepreneurship (Grant Nr. 63183004) finanziert. Dieses Projekt wurde in der State Key Labor Arzneimittel chemische Biologie an der Nankai Universität initiiert. Die Autoren erklären, dass es keine Interessenkonflikte gibt.
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 |
References
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