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Neuroscience

パーキンソン病のラットモデルにおけるレボドパ誘発性ジスキネジアの誘導と評価

Published: October 14, 2021
doi:
10.3791/62970
, ,
1Department of Translational Neuroscience, College of Human Medicine,Michigan State University, 2Hauenstein Neuroscience Center, Mercy Health Saint Mary’s

Summary

この記事では、パーキンソン病のラットモデルにおけるレボドパ誘発性ジスキネジアを誘導および評価する方法について説明します。このプロトコルは、ジストニックおよび過運動性の両方のさまざまな運動異常行動の強度と頻度に関する詳細な情報を提供し、この満たされていない医療ニーズを標的とする治療をテストするための信頼性の高いツールを提供します。

Abstract

レボドパ(L-DOPA)は、パーキンソン病(PD)の運動症状の治療に使用されるゴールドスタンダード療法のままです。しかしながら, L-DOPA誘発性ジスキネジアとして知られている不要な不随意運動 (LID) このドーパミン前駆体の長期使用で発症します。.LIDの発生率は、治療から10〜15年以内にPD患者の約90%にエスカレートすると推定されています。この疾患のメカニズムを理解し、新規かつ効果的な抗ジスキネジア治療薬を開発するには、治療介入の前臨床試験のための一貫した正確なモデリングが必要です。PDのラットモデルにおける6-OHDA誘導性黒質病変後のLIDの信頼性の高い誘導および包括的な評価のための詳細な方法をここに提示する。ラットにおける信頼性の高いLID評価は、PD患者に対するこの一般的な治療誘発性の負担を軽減または排除することに焦点を当てた新しい治療法をテストするために、実験室全体で容易に利用できる強力なツールを提供する。

Introduction

レボドパ(L-DOPA)がPD 1,2の患者の治療法として最初に導入されてから50年以上が経ちましたが、パーキンソン病の運動症状に対する最も効果的な治療法として非常に効果的です。PDに関連する臨床運動症状は、黒質(SN)パースコンパクタにおけるドーパミン(DA)ニューロンの喪失に由来し、線条体において利用可能なドーパミンの劇的な減少をもたらす。L-DOPAは線条体DAレベルを効果的に回復させ、疾患の早期に運動利益をもたらす3,4。不適切なことに、長期治療では、PDを有するほとんどの個人は、舞踏病、ジストニア、およびアテトーシスを含むL-DOPA誘発性ジスキネシア(LID)を発症し、これはしばしば日常生活の活動に重大な影響を及ぼす5,6,7。

げっ歯類におけるLIDの行動モデルはいくつか存在するが、LIDのモデリングと行動評価の違いは、実験室間の結果の再現性、および前臨床PD研究のためのこれらの実験ツールの信頼性に疑問を投げかけている。臨床運動障害専門医8と共同で開発された現在のプロトコルは、LID誘導および評価のための簡単な方法であり、6-ヒドロキシドーパミン(6-OHDA)誘発片側性ニグラル病変9,10を利用するPDのラットモデルでの使用に適している。ここで提供されるLID評価尺度には、さまざまな個々の身体部分における運動異常行動の強度と頻度の両方についてのスコアリングが含まれる。実験のワークフロー最適化、パーキンソン病およびジスキネティック動物の適切なケアおよび取り扱いに関する関連情報も提供される。

Protocol

ここに提示された動物は、制度上のガイドラインに従って維持され、取り扱われた。すべての動物処置は、ミシガン州立大学機関動物ケアおよび使用委員会(IACUC)によって、連邦および州の規制に準拠して承認されました。 1. 6-OHDA病変状態の無薬物確認 姿勢尾ぶれ試験11,12,13注:?…

Representative Results

パーキンソン病ラットのLIDは、ジストニック、過運動、およびステレオタイプの行動を含む、異常な不随意運動(AIM)の範囲として現れる可能性がある。このような動作のLID評価基準は、強度(表1)と周波数(表2)の両方を含むようにここに示されています。これにより、各ラットの全体的なLID重症度スコアが提供され、各評価時点でのこれらの行動に関与するのに費やさ?…

Discussion

ここでは、黒質線条体DA系の片側的6-OHDA病変後のパーキンソン病ラットモデルにおけるLIDの再現性のある誘導および評価の詳細を提示する。かつてはげっ歯類はLIDを発症しておらず、回転非対称性はラット31のLIDの類似体である可能性があると考えられていましたが、ラットとマウスのモデルは過去20年間に特徴付けられており、LID研究のためのよく受け入れられたツールで?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

私たちは、パーキンソン病を患っているすべての人々の闘いと、彼らが毎日示す強さと回復力、特にKSCの最愛の父、マーク・スティースに感謝したいと思います。ここに示されている研究は、国立神経障害・脳卒中研究所(NS090107、NS110398)とパーキンソン病財団国際研究助成プログラム(現在のパーキンソン財団)の支援を受けました。また、Molly VanderWerpの優れた編集支援にも感謝します。

Materials

 100 Minutes Digital Timer Staples 1111764
 Compass CX Compact Scale Ohaus 30428202
5-(2-aminoethyl)-1,2,4-benzenetriol, monohydrobromide Cayman Chemicals 25330 6-OHDA is a catecholaminergic neurotoxin that is used to induce dopaminergic lesions and parkinsonian symptoms in rodents.
Allentown cages Allentown, LLC Rat900 Allentown cages provide the ability to view the rats from all sides.
BD Allergist Trays with Permanently Attached Needle BD BD 305540 For subcutaneous L-DOPA injections
Benserazide hydrochloride Sigma-Aldrich B7283 Benserazide is a peripheral decarboxylase inhibitor used with L-DOPA to to induce dyskinesia in rodent models of PD.
Glass amber scintillation vials Thermo Scientific B7921 Used for storage of L-DOPA/benserazide at -20 °C until mixed with sterile saline.
L-3,4-Dihydroxyphenylalanine methyl ester hydrochloride Sigma-Aldrich D1507 L-3,4-Dihydroxyphenylalanine methyl ester is a precursor to L-DOPA that crosses the blood-brain barrierand use to treat parkinsonian symptoms in rodents.
Paper Mate Sharpwriter Mechanical Pencils Staples 107250
Rodent nutritionally complete enrichment treats Bio-Serv F05478
Round Ice Bucket with Lid, 2.5 L Corning 432129
Standard Plastic Clipboard Staples 1227770
Steel wired 6' long movable shelving units Uline H9488 Width/Height can be adjusted to need/number of rats per experiment
Sterile Saline 0.9% Covidien/Argyle 1020 For mixing with L-DOPA/benserazide prior to subcutaneous injections.
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Caulfield, M. E., Stancati, J. A., Steece-Collier, K. Induction and Assessment of Levodopa-induced Dyskinesias in a Rat Model of Parkinson’s Disease. J. Vis. Exp. (176), e62970, doi:10.3791/62970 (2021).
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