Protocolo de baixo custo de análise da pegada e caixa de teste de suspensão para ratos aplicada o retenção crônica de estresse
Summary
O protocolo de baixo custo, composto por análise de pegada e teste de caixa de suspensão após estresse de contenção é útil para avaliar os distúrbios do movimento do modelo do rato.
Abstract
Perturbação da marcha é frequentemente observada em pacientes com distúrbios do movimento. Em modelos do rato usados para distúrbios de movimento, análise da marcha é importante teste comportamental para determinar se os ratos imitam os sintomas dos pacientes. Déficit motor muitas vezes é induzida por estresse quando não fenótipo motor espontâneo é observado em modelos do rato. Portanto, a análise da marcha, seguido de estresse de carregamento seria um método sensível para avaliar o fenótipo motor em modelos do rato. No entanto, os pesquisadores enfrentam a exigência de um aparelho caro para obter resultados quantitativos automaticamente a partir da análise da marcha. Para estresse, estresse por métodos simples de carregamento sem aparelhos caros necessários para choque elétrico e forçado a correr é desejável. Portanto, apresentamos um protocolo simples e de baixo custo, consistindo em análise de pegada com papel e tinta, teste de caixa para avaliar a função motora de suspensão, e carga de estresse definido pela moderação com um tubo cónico. O déficit motor de ratos com êxito foram detectado pelo presente protocolo.
Introduction
Distúrbios do movimento são definidos como distúrbios do sistema nervoso, mostrando um excesso ou escassez de movimentos voluntários ou automática1. Em particular, distúrbio da marcha é frequentemente documentado entre os pacientes com distúrbios de movimento2,3,4. Portanto, a análise da marcha é um teste comportamental adequado para a validação de modelos animais de distúrbios do movimento. Em camundongos, análises automatizadas da marcha foram realizadas para andar em velocidade natural5 e em velocidades ajustáveis por esteira6,7. Essas análises fornecem resultados quantitativos de marcha automaticamente. Um método alternativo para detectar o distúrbio da marcha é chamado análise da pegada. Depois rotulando as solas dos pés com tinta, ratos andar no papel, e as pegadas são analisadas. Inicialmente, vaselina e carvão em pó foram utilizados para visualizar a pegada8e então foram substituídos por tinta sobre papel de polígrafo9 e colaborador fotográfico em papel fotográfico10. Um método mais barato e menos tóxico, usando a tinta e o papel do que os outros métodos permanece até à data de11. Análise de pegada é menos caro em comparação com a análise automatizada de5,6,7 e seria útil para avaliar os distúrbios do movimento em modelos do rato para os pesquisadores sem fundos de pesquisa abundante .
O enforcamento teste de caixa é uma espécie de quatro testes de suspensão de membro usando fio gaiola tampa12 e malha de arame de tela13. A caixa é um aparelho com malha rotatable tampa no topo da caixa ao longo de um bar do centro. Além de análise de marcha, o teste pode ser barata e facilmente executado. Portanto, foi realizado o enforcamento teste de caixa para avaliar a força de preensão e equilíbrio, além para a análise de pegada no presente protocolo.
Estresse induz os sintomas de distúrbios de movimento14,15. Déficit motor muitas vezes é induzida por vários estresses crônicas mesmo quando nenhum fenótipo motor espontâneo é observado nos modelos do rato de um movimento transtorno16,17,18. Moderação é um dos métodos comumente usados para o stress, porque o animal não é fisicamente prejudicado19 e custo é menos em comparação com outros métodos, como choque elétrico com aparelhos dedicados a carregar em camundongos e forçado a correr com o uso de uma escada rolante. Contenção por um tubo, que é interpretada por confinar um rato em um tubo cônico de 50ml furada, é mais fácil do que outros métodos, como fio de malha coador, membro gravado e envoltura de animal com gaze (revista20). Neste artigo, resumimos os protocolos do espaço de análise e a caixa de suspensão teste após a contenção por um tubo. Este protocolo nos ajudaria a usar modelos de rato de distúrbios do movimento sem fenótipo motor espontâneo.
Protocol
Representative Results
Discussion
A análise de pegada e a caixa de suspensão de teste são simples e pouco dispendiosos testes comportamentais para a função motora dos ratos. Os fenótipos neurocomportamentais em vários modelos de mouse foram detectados com êxito por esses testes. Por exemplo, encurtou o comprimento do passo em esclerose lateral amiotrófica24, aumento do comprimento do passo assimétrico em ataxia-telangiectasia25, aumento do comprimento de sobreposição na doença de Huntington dis…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi financiado pelo KAKENHI JSPS (sociedade de Japão para a promoção da ciência) (subsídio para C de investigação científica), conceder número 18K 07373 (HS) e subsídios para as universidades privadas.
Materials
| Hanging box | O’hara & Co. | http://ohara-time.co.jp/products/wire-hanging-test/ | |
| Marking pen | ZEBRA | MO-120-MC-BK | |
| Goal box | O’hara & Co. | http://ohara-time.co.jp/products/balanced-beam-test/ | Accessory for apparatus of balanced beam test |
| Boxes | O’hara & Co. | – | Side wall of runway |
| Black ink | Shin-asahi | – | |
| Red ink | Maruyamakogyo | BC-6 | |
| Disposable Petri Dish | Corning | 351008 | Petri dishe (35 mm in diameter) |
| Askul Multipaper Super White J Monochrome A3 | Askul | 701-712 | White paper (29.7 cm x 42 cm x 0.09mm) |
| 50 mL Conical tube | Corning | 430829 | |
| Square drill | KAKURI Corporation | DIY FACTORY (K32-0313) |
References
- Warner, T. T. Movement disorders. Practical Guide to Neurogenetics. , (2008).
- Brashear, A., DeLeon, D., Bressman, S. B., Thyagarajan, D., Farlow, M. R., Dobyns, W. B. Rapid-onset dystonia-parkinsonism in a second family. Neurology. 48 (4), 1066-1069 (1997).
- Linazasoro, G., Indakoetxea, B., Ruiz, J., Van Blercom, N., Lasa, A. Possible sporadic rapid-onset dystonia-parkinsonism. Movement Disorders. 17 (3), 608-609 (2002).
- Svetel, M., Ozelius, L. J., et al. Rapid-onset dystonia-parkinsonism: case report. Journal of Neurology. 257 (3), 472-474 (2010).
- Vrinten, D. H., Hamers, F. F. T. “CatWalk” automated quantitative gait analysis as a novel method to assess mechanical allodynia in the rat; a comparison with von Frey testing. PAIN. 102 (1), 203-209 (2003).
- Berryman, E. R. DigigaitTM quantitation of gait dynamics in rat rheumatoid arthritis model. Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions. 9 (2), 89-98 (2009).
- Beare, J. E., Morehouse, J. R., et al. Gait analysis in normal and spinal contused mice using the TreadScan system. Journal of Neurotrauma. 26 (11), 2045-2056 (2009).
- Rushton, R., Steinberg, H., Tinson, C. Effects of a single experience on subsequent reactions to drugs. British Journal of Pharmacology and Chemotherapy. 20, 99-105 (1963).
- Lee, C. C., Peters, P. J. Neurotoxicity and behavioral effects of thiram in rats. Environmental health perspectives. 17, 35-43 (1976).
- van der Zee, C. E., Schuurman, T., Traber, J., Gispen, W. H. Oral administration of nimodipine accelerates functional recovery following peripheral nerve damage in the rat. Neuroscience Letters. 83 (1-2), 143-148 (1987).
- Leroy, T., Stroobants, S., Aerts, J. -. M., D’Hooge, R., Berckmans, D. Automatic analysis of altered gait in arylsulphatase A-deficient mice in the open field. Behavior Research Methods. 41 (3), 787-794 (2009).
- Sango, K., McDonald, M. P., et al. Mice lacking both subunits of lysosomal beta-hexosaminidase display gangliosidosis and mucopolysaccharidosis. Nature Genetics. 14 (3), 348-352 (1996).
- Deacon, R. M. J. Measuring the Strength of Mice. Journal of Visualized Experiments. (76), e2610 (2013).
- Djamshidian, A., Lees, A. J. Can stress trigger Parkinson’s disease?. Journal of Neurology, Neurosurgey, and Psychiatry. 85 (8), 879-882 (2014).
- Brashear, A., Dobyns, W. B., et al. The phenotypic spectrum of rapid-onset dystonia-parkinsonism (RDP) and mutations in the ATP1A3. Brain. 130 (Pt 3), 828-835 (2007).
- Kirshenbaum, G. S., Saltzman, K., Rose, B., Petersen, J., Vilsen, B., Roder, J. C. Decreased neuronal Na+,K+-ATPase activity in Atp1a3 heterozygous mice increases susceptibility to depression-like endophenotypes by chronic variable stress. Genes, Brain and Behavior. 10 (5), 542-550 (2011).
- DeAndrade, M. P., Yokoi, F., van Groen, T., Lingrel, J. B., Li, Y. Characterization of Atp1a3 mutant mice as a model of rapid-onset dystonia with parkinsonism. Behavioral Brain Research. 216 (2), 659-665 (2011).
- Sugimoto, H., Ikeda, K., Kawakami, K. Heterozygous mice deficient in Atp1a3 exhibit motor deficits by chronic restraint stress. Behavioral Brain Research. 272, 100-110 (2014).
- Zimprich, A., Garrett, L., et al. A robust and reliable non-invasive test for stress responsivity in mice. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, 125 (2014).
- Buynitsky, T., Mostofsky, D. I. Restraint stress in biobehavioral research: recent developments. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 33 (7), 1089-1098 (2009).
- Ikeda, K., Satake, S., et al. Enhanced inhibitory neurotransmission in the cerebellar cortex of Atp1a3-deficient heterozygous mice. The Journal of Physiology. 591 (13), 3433-3449 (2013).
- Crawley, J. N. Motor functions. What’s Wrong with My Mouse?. , (2007).
- . R: A language and environment for statistical computing Available from: https://www.R-project.org/ (2014)
- Wils, H., Kleinberger, G., et al. TDP-43 transgenic mice develop spastic paralysis and neuronal inclusions characteristic of ALS and frontotemporal lobar degeneration. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (8), 3858-3863 (2010).
- Eilam, R., Peter, Y., et al. Selective loss of dopaminergic nigro-striatal neurons in brains of Atm-deficient mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (21), 12653-12656 (1998).
- Lin, C. -. H., Tallaksen-Greene, S., et al. Neurological abnormalities in a knock-in mouse model of Huntington’s disease. Human Molecular Genetics. 10 (2), 137-144 (2001).
- Dang, M. T., Yokoi, F., et al. Generation and characterization of Dyt1 ΔGAG knock-in mouse as a model for early-onset dystonia. Experimental Neurology. 196 (2), 452-463 (2005).
- Glynn, D., Drew, C. J., Reim, K., Brose, N., Morton, A. J. Profound ataxia in complexin I knockout mice masks a complex phenotype that includes exploratory and habituation deficits. Human Molecular Genetics. 14 (16), 2369-2385 (2005).
- Becker, E. B. E., Oliver, P. L., et al. A point mutation in TRPC3 causes abnormal Purkinje cell development and cerebellar ataxia in moonwalker mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (16), 6706-6711 (2009).
- Heck, D. H., Zhao, Y., Roy, S., LeDoux, M. S., Reiter, L. T. Analysis of cerebellar function in Ube3a-deficient mice reveals novel genotype-specific behaviors. Human Molecular Genetics. 17 (14), 2181-2189 (2008).
- Kirshenbaum, G. S., Dawson, N., et al. Alternating hemiplegia of childhood-related neural and behavioural phenotypes in Na+,K+-ATPase α3 missense mutant mice. PLoS ONE. 8 (3), e60141 (2013).
- Klein, A., Wessolleck, J., Papazoglou, A., Metz, G. A., Nikkhah, G. Walking pattern analysis after unilateral 6-OHDA lesion and transplantation of foetal dopaminergic progenitor cells in rats. Behavioral Brain Research. 199 (2), 317-325 (2009).
- Geldenhuys, W. J., Guseman, T. L., Pienaar, I. S., Dluzen, D. E., Young, J. W. A novel biomechanical analysis of gait changes in the MPTP mouse model of Parkinson’s disease. PeerJ. 3 (Pt 7), e1175 (2015).
- Cecchi, M., Khoshbouei, H., Morilak, D. A. Modulatory effects of norepinephrine, acting on alpha1 receptors in the central nucleus of the amygdala, on behavioral and neuroendocrine responses to acute immobilization stress. Neuropharmacology. 43 (7), 1139-1147 (2002).
- Chu, X., Zhou, Y., et al. 24-hour-restraint stress induces long-term depressive-likephenotypes in mice. Scientific Reports. 6, 32935 (2016).
- Freeman, M. L., Sheridan, B. S., Bonneau, R. H., Hendricks, R. L. Psychological Stress Compromises CD8+ T cell control of latent herpes simplex virus type 1 infections. The Journal of Immunology. 179 (1), 322-328 (2007).
- Lauretti, E., Di Meco, A., Merali, S., Praticò, D. Chronic behavioral stress exaggerates motor deficit and neuroinflammation in the MPTP mouse model of Parkinson’s disease. Translational Psychiatry. 6, e733 (2016).
- Quartermain, D., Stone, E. A., Charbonneau, G. Acute stress disrupts risk assessment behavior in mice. Physiology and Behavior. 59 (4-5), 937-940 (1996).
- Bannon, D. . The Behavioural effects of stress and aluminum toxicity on a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis Parkinsonism-dementia complex. , 1-186 (2015).
