Summary
Het protocol van het goedkope bestaande uit voetafdruk analyse en opknoping vak test nadat terughoudendheid stress handig is voor het evalueren van de bewegingsstoornissen van muismodel.
Abstract
Gait verstoring wordt vaak waargenomen bij patiënten met bewegingsstoornissen. In muismodellen gebruikt voor bewegingsstoornissen, is ganganalyse belangrijke gedrags test om te bepalen of de muizen de symptomen van patiënten bootsen. Motor tekorten worden vaak veroorzaakt door stress, wanneer geen spontane motor fenotype wordt waargenomen in de Muismodellen. Daarom zou ganganalyse gevolgd door stress laden van een gevoelige methode voor het uitrekenen van de motor fenotype in muismodellen. Onderzoekers staan echter de eis van een duur apparaat op automatisch verkrijgen van kwantitatieve resultaten van ganganalyse. Voor stress is stress, zonder dure toestellen voor elektrische schok en gedwongen uitgevoerd door eenvoudige methoden laden wenselijk. Daarom introduceren wij een eenvoudige en goedkope protocol bestaande uit de analyse van de voetafdruk met papier en inkt, opknoping vak testen om te evalueren van de motor functie, en stress laden gedefinieerd door terughoudendheid met een conische buis. De motor tekorten van muizen werden met succes ontdekt door dit protocol.
Introduction
Bewegingsstoornissen zijn verstoringen van het zenuwstelsel tonen een overmaat of schaarste van vrijwillige of automatische bewegingen1verstaan. In het bijzonder wordt gait verstoring vaak gedocumenteerd bij patiënten met verkeer stoornissen,2,,3,4. Daarom, ganganalyse is een geschikt gedrags test voor de validatie van diermodellen van bewegingsstoornissen. Bij muizen, zijn geautomatiseerde gait analyses om te wandelen op natuurlijke snelheid5 en instelbare snelheden uitgevoerd door loopband6,7. Deze analyses bieden kwantitatieve resultaten van gait automatisch. Een alternatieve methode om te detecteren gait verstoring is voetafdruk analyse genoemd. Na het labelen van de onderkant van de voeten met inkt, muizen lopen op papier, en de voetafdrukken zijn geanalyseerd. Aanvankelijk, Vaseline en poedervorm houtskool werden gebruikt voor het visualiseren van de voetafdruk8, en vervolgens werden vervangen door inkt op polygraaf papier9 en fotografische ontwikkelaar op fotografisch papier10. Een goedkoper en minder giftig methode met behulp van inkt en papier dan de andere methoden blijft tot op heden11. Analyse van de voetafdruk is minder duur in vergelijking met geautomatiseerde analyse5,6,7 en zou nuttig zijn te evalueren van de bewegingsstoornissen in Muismodellen voor de onderzoekers zonder overvloedige onderzoeksgelden .
De opknoping vak test is een soort van vier ledematen opknoping tests met behulp van de draad kooi deksel12 en wire mesh scherm13. De box is een apparaat met draaibare mesh deksel aan de bovenkant van vak langs een centrum bar. Naast ganganalyse, de test kan worden goedkoop en eenvoudig uitgevoerd. Dus voerden we de opknoping vak test om te evalueren van de grijpkracht en evenwicht, bovendien de voetafdruk analyse in dit protocol.
Stress induceert de symptomen van verkeer stoornissen14,15. Motor tekorten worden vaak veroorzaakt door verschillende chronische benadrukt zelfs wanneer geen spontane motor fenotype wordt waargenomen in de Muismodellen van een beweging stoornis16,17,18. Terughoudendheid is een van de meest gebruikte methoden voor stress laden in muizen, want het dier niet fysiek schaadden19 is en kosten minder met andere methoden, zoals elektrische schok met speciale apparatuur vergeleken is en gedwongen uitgevoerd met gebruik van een loopband. Terughoudendheid door een buis, die wordt uitgevoerd door een muis in een conische gaten 50 mL-buis te beperken, is gemakkelijker dan andere methoden zoals wire mesh zeef en getapete ledemaat inwikkeling van dier met gaas (herziene20). In deze paper, vatten wij de protocollen van de voetafdruk analyse en het vak opknoping testen na terughoudendheid door een buis. Dit protocol zou ons helpen te gebruiken Muismodellen van bewegingsstoornissen zonder spontane motor fenotype.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle dierproeven werden uitgevoerd op een menselijke manier. De institutionele dier Experiment Comité van Jichi medische universiteit heeft de studie goedgekeurd. De studie werd uitgevoerd overeenkomstig de institutionele verordening voor dier Experiment en fundamentele richtsnoer voor juiste voeren van dier Experiment en aanverwanteactiviteiten in academische onderzoeksinstellingen onder de jurisdictie van de MEXT van Japan. Muizen in dit protocol gebruikt geweest eerder21beschreven.
1. opknoping vak Test
- Record van het gewicht van elke muis. Mark van de staart door markering pen voor individuele discriminatie (b.v.., een regel, dubbele lijnen en driedubbele lijnen).
Opmerking: Groeikrommes worden gebruikt voor een index van algemene gezondheid22. - Plaats de muizen in de laboratoriumruimte ten minste 30 minuten vóór de gedrags test. Stel het vak hangende, dat uit een duidelijke doos (25 x 25 x 40 cm3) met een draaibare mesh deksel aan de bovenkant (Figuur 1 bestaat). Het gaas deksel kan langs een centrale bar worden gedraaid zodat de bovenkant is 180 graden omgedraaid.
- Zet een muis in het midden van de mesh-deksel. Zorgvuldig afwijzen het gaas deksel kant.
- Het meten van de latentie van de val (opknoping tijd) van de muis van de mesh-deksel.
Opmerking: Als de muis niet binnen 5 min valt, noteert u de latentie 5 min. - De muis terugkomen in hun kooi. Reinig de hangende doos met 70% ethanol na elke test.
2. voetafdruk analyse
Opmerking: Na het vak opknoping test, de voetafdruk-analyses uit te voeren.
-
Instellen de Start-en landingsbaan (Figuur 2A).
- Knip een stukje wit papier (29,7 x 42 cm x 0,09 mm) overlangs in drie lengtes van gelijke breedte. Een stuk van het Witboek (9,9 x 42 cm) voor de tabel instellen.
- Het zetten van de donkere doel-doos DISTAAL eind van het papier. Zet andere vakken (ongeveer dezelfde lengte als die van het papier) met de muren aan beide zijden van de landingsbaan, voorkomen van het ontsnappen van muizen.
- Zwarte inkt en rode inkt gestoken door afzonderlijke petrischalen (35 mm diameter).
-
Trainingssessie.
Opmerking: Het uitvoeren van de training alleen in de leeftijd van 4 weken.- Zet een muis op het proximale einde van het papier (Face het hoofd naar het vak doel). Laat de muis lopen van de proximale einde naar het vak doel. Verwijder de muis uit het vak doel. Als de muis op het papier stopt, duw voorzichtig de muis tot het vak doel door vinger.
- Houd de muis door grijpen de scruff tussen duim en wijsvinger te beperken van de beweging van de voorpoten. Vervolgens, grijpen de rug en de staart tussen de bal van de duim en de andere vingers te beperken van het verkeer van hindlimbs.
Opmerking: Onvoldoende houden van de resultaten van een muis in vlekken van inkt op kleding. - Dompel de bodems van de voorpoten in rode inkt en de bodems van hindlimbs in zwarte inkt. Onmiddellijk zet de muis op het proximale einde van het papier (Face het hoofd naar het vak doel). Laat de muis lopen van de proximale einde naar het vak doel. Als de muis op het papier stopt, duw voorzichtig de muis tot het vak doel door vinger.
- Verwijder de muis uit het vak doel. Ga naar de testsessie.
-
Test sessie.
- De trainingssessie, stellen de baan voor voetafdrukken met een nieuwe geslepen stuk wit papier.
- Houd de muis door grijpen de scruff tussen duim en wijsvinger te beperken van de beweging van de voorpoten. Vervolgens, grijpen de rug en de staart tussen de bal van de duim en de andere vingers te beperken van het verkeer van hindlimbs.
- Dompel de bodems van de voorpoten in rode inkt en de bodems van hindlimbs in zwarte inkt. Onmiddellijk zet de muis op het proximale einde van het papier. Laat de muis lopen van de proximale einde naar het vak doel.
Opmerking: Omdat muizen liever het donker, wordt wandelen regelmatiger als de muis het donkere doel vak nadert. Als de muis op het papier stopt, duw voorzichtig de muis tot het vak doel door vinger. Dan, als betrouwbare voetafdrukken niet voor analyse worden verkregen (zie stap 2.4. Analyse van voetafdrukken voor details) omdat de muis gestopt, probeer opnieuw de testsessie. - Terug de muis naar de kooi van het vak doel. Reinig de doel-doos met 70% ethanol na elke testsessie. Het voet-gedrukte papier drogen.
-
Analyse van voetafdrukken
- Verkrijgen van drie metingen voor elke parameter (lengte van de voorpoten en de voorkant, hindlimbs en hind basis breedtes stride, overlappen tussen voorpoot en stuk, figuur 2B) met een liniaal van voet-gedrukte papier.
Opmerking: Omdat de voetafdrukken van proximale en distale uiteinden vaak grote verschillen weergegeven vanwege stoppen of uitgevoerd, kies het deel met een gestage gait patroon van voetafdrukken. Gewoonlijk zal het middengedeelte van het voet-gedrukte papier geschikt voor de analyse.- Voor de paslengte, door de afstanden tussen de dezelfde delen van de poot (b.v., paw pad of teen) te meten.
- Voor de breedte van de voorste basis door een lijn te tekenen tussen opeenvolgende rechts (of links) voorste voetafdrukken. Vervolgens meet de lengte van de verticale lijn van het pad van de linker (of rechter) voorzijde voetafdruk naar de lijn tussen de voetafdrukken (links of rechts).
- Voor de breedte van de achterste basis door een lijn te tekenen tussen opeenvolgende rechts (of links) hind voetafdrukken. Vervolgens meet de lengte van de verticale lijn van het pad van de linker (of rechter) hind voetafdruk naar de lijn tussen de voetafdrukken (links of rechts).
- Meet de afstand tussen de stootkussens van links (of rechts) voorste en achterste voetafdrukken voor overlapping.
- Het gemiddelde van de drie meetwaarden voor elk individu. Gebruik het individuele gemiddelde van elke parameter voor de statistische analyse.
- Voor de paslengte, gebruikt u het gemiddelde van de afzonderlijke gemiddelden van de linker- en vooruitgang.
- Voor asymmetrie van de paslengte, gebruikt u de absolute waarde van het verschil tussen individuele gemiddelden van ledematen van de linker en juiste ledemaat slaglengte.
- Voor de statistische analyse van de andere parameters (front basis breedte, hind basis breedte en overlapping), de individuele gemiddelde rechtstreeks te gebruiken.
- Verkrijgen van drie metingen voor elke parameter (lengte van de voorpoten en de voorkant, hindlimbs en hind basis breedtes stride, overlappen tussen voorpoot en stuk, figuur 2B) met een liniaal van voet-gedrukte papier.
3. terughoudendheid Stress laden
-
Voorbereiding van terughoudendheid buizen.
- 16 gaten (ongeveer 2 mm doorsnede) in een conische tube van 50 ml (30 mm diameter x 115 mm in lengte) maken langs de schaalaanduidingen (5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 mL) en de achterkant van elke schaal markeren door vierkante boor (Figuur 3). Maak een gat op het puntje van de conische tube van 50 mL (ongeveer 5 mm diameter) om te ademen door het afsnijden van de tip. Maak een gat (ca. 4 mm diameter) in de kap van de buis voor het doorgeven van de staart van muizen.
-
Stress laden
- Plaats de muizen in de laboratoriumruimte.
- Houd een muis door de scruff tussen de duim en de wijsvinger grijpen. Voer de muis in de buis van de terughoudendheid van het hoofd. De staart passeren door het gat in het GLB. Sluit het GLB.
Opmerking: Beperken van de beweging van de voorpoot, omdat muizen afwijzen invoeren van de buis door de voorpoten. - Houd de muis ingesloten gedurende 2 uur op een Bureau bij kamertemperatuur. Verwijder de muis uit de buis terughoudendheid en terugkeren naar de kooi.
Opmerking: De terughoudendheid buizen kunnen worden hergebruikt na een wassen en droog.
4. experimentele schema (figuur 4):
- Uitvoeren van de opknoping vak test en de analyse van de voetafdruk op dezelfde dag op 4 weken leeftijd (zie stap 1. Opknoping vak test en stap 2. De analyse van de voetafdruk voor details) als een nulmeting op alle muizen voorafgaand aan de groepering in 'stress groep' en een 'niet-stress-groep'.
Opmerking: Ongeveer 8-10 muizen in 2-3 nesten wellicht geschikt om te gebruiken in een experiment. Analyse van de voetafdruk op 4 weken leeftijd bestaat uit training en test sessies. - Willekeurig verdelen de muizen in een groep' stress' en een 'niet-stress-groep".
Opmerking: Wanneer de muizen worden gebruikt die bestaat uit verschillende nesten, verdeel nestgenoten gelijkmatig in beide groepen. Nummer in elke groep bestaat uit ongeveer 4-5 muizen. - Toepassing van de terughoudendheid stress aan de 'stress '-groep 6 keer in de loop van twee weken (zie stap 3. Terughoudendheid stress laden voor meer informatie).
Opmerking: 6 keer terughoudendheid worden toegepast om de twee weken, gevolgd door een hangende vak van test- en voetafdruk analyse van 6-12 weken oud. De terughoudendheid stress niet van toepassing op de dag van de test van de ophanging vak test en de analyse van de voetafdruk. - Uitvoeren van de opknoping vak test en de testsessie van voetafdruk analyse op dezelfde dag bij 6, 8, 10 en 12 weken oud.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De heterozygoot mannelijke muizen van Atp1a3 (Atp1a3+/ −) die de muismodel zijn voor snelle begin dystonie parkinsonisme en wild-type nestgenoten werden gebruikt in dit protocol. Atp1a3+/ − toonde aanzienlijk korter stride lengtes van voorpoot en stuk dan die van het wild-type op 4 weken oud (figuur 5A en 5B van de figuur, open circle en square). 'Benadrukt' Atp1a3+/ − toonde aanzienlijk korter stride lengtes van beide ledematen dan die van de 'niet-benadrukte' Atp1a3+/ − op 8 weken leeftijd (figuur 5A en 5B figuur, gesloten en open cirkel). Asymmetrie van stride lengtes van beide ledematen waren niet significant verschillend in alle groepen van muizen op alle leeftijden (figuur 5C en figuur 5D). De voorste base en overlappingen van beide ledematen werden ook gelijkaardig in alle groepen op alle leeftijden (figuur 5EG, H). De hind base was aanzienlijk breder in de 'benadrukt' Atp1a3+/ − dan in de 'gespannen' wild-type muizen op 10 weken oud (figuur 5F, gesloten cirkel en vierkant). Dus, terughoudendheid stress veroorzaakt motor tekorten (kort stride en brede basis) van Atp1a3+/ −.
De opknoping vak test werd uitgevoerd om te evalueren van de grijpkracht en het evenwicht op de dag van de test van de analyse van de voetafdruk. Geen significante verschillen in tijd opknoping werden waargenomen in 4 tot 10 weken oude muizen (Figuur 6). Op 12 weken oud was de opknoping moment van 'benadrukt' wild-type muizen aanzienlijk langer dan die van de andere groepen (Figuur 6, gesloten vierkant). Terughoudendheid stress verlengd opknoping tijd in wild-type muizen alleen, maar niet in Atp1a3+/ −. Dus, de motor tekort van Atp1a3+/ − was te onderscheiden van wild-type muizen door terughoudendheid stress.
Lichaamsgewicht is een index van algemene gezondheid22. We meten het lichaamsgewicht van muizen op de dag van de test van de ophanging vak test en voetafdruk analyse, en geen significante verschillen waargenomen in alle groepen van muizen op alle leeftijden (Figuur 7). Terughoudendheid stress heeft dus geen invloed op de algemene gezondheid van muizen.
Figuur 1: vak apparaat met een draaibare mesh deksel opknoping. Een muis werd geplaatst in het midden van de mesh-deksel, en vervolgens de deksel van de Maas werd afgewezen kant. De latentie van de val van de muis van de mesh-deksel is te meten. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 2: analyse van de voetafdruk. (A) start-en landingsbaan voor analyse van de voetafdruk. Een voet-geschilderd muis (voorpoten: rode inkt; hindlimbs: zwarte inkt) werd toegestaan om te lopen vanaf het proximale einde naar het vak doel. (B) representatief beeld van voetafdruk en meting van parameters. Drie metingen voor elke parameter (voorpoot en stuk stride lengtes, breedtes front-en hind base, overlappen tussen voorpoot en stuk) voet bedrukt papier werden verkregen. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 3: terughoudendheid stress door de conische tube gaten 50 mL. De terughoudendheid buis heeft een gat voor de ademhaling, een gat voor het doorgeven van de staart en 16 gaten voor luchtcirculatie. Muis werd gehouden in de buis gedurende 2 uur bij kamertemperatuur. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 4: experimentele schema van de ophanging vak test en de analyse van de voetafdruk met het laden van de stress chronisch terughoudendheid. Voetafdruk analyse en het vak van de hangende testen werden uitgevoerd op 4 weken leeftijd. De muizen waren vervolgens opgesplitst in 'benadrukt' en 'niet-benadrukte' groepen. Voor de 'gespannen' groep, werd de terughoudendheid stress toegepast 6 keer in 2 weken tot 12 weken oud. Voor zowel groepen, voetafdruk analyse en het vak opknoping test werden uitgevoerd eenmaal per 2 weken tot 12 weken oud. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 5: representatieve resultaten van analyses van de voetafdruk. Voetafdruk analyse werd uitgevoerd met 4-week-oude Atp1a3+/ − (a3) en wild-type (wt) muizen (N = 19 en 17, respectievelijk). Dan, Atp1a3+/ − en wild-type muizen speelden in 'gestresst' en 'niet-benadrukte' groepen. Voetafdruk analyse werd uitgevoerd voor de 'niet-benadrukte' Atp1a3+/ −, 'niet-benadrukte' wild-type, 'gestresst' Atp1a3+/ −, en 'benadrukt' wild-type muizen van 6-12 weken leeftijd (open cirkels, N = 9; open pleinen, N = 8; gevulde cirkels , N = 10; solide pleinen, N = 9, respectievelijk). (A) paslengte van de voorpoot. (B) paslengte van stuk. (C) asymmetrie van de voorpoot vooruitgang lengte. (D) asymmetrie van stuk vooruitgang lengte. (E) breedte tussen de voorpoten. (F) breedte tussen hindlimbs. (G) Overlap tussen linker voorpoot en stuk. (H) Overlap tussen rechter voorpoot en stuk. Gegevens zijn de gemiddelde ± SD. statistische analyses (t -test voor 4 weken oude muizen) en een paarsgewijze t -toets met de Holm aanpassing methode voor 6-12-weken oude muizen werden uitgevoerd door R23. # p <.05, 'niet-gewezen op' Atp1a3+/ − en 'niet-benadrukte' wild-type muizen. p <.05, 'gewezen op' Atp1a3+/ − en 'benadrukt' wild-type muizen. + p <.05, 'niet-gewezen op' en 'benadrukt' Atp1a3+/ − muizen. Figuur 5A -F is gewijzigd van referentie18 met toestemming van Elsevier. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 6: representatieve resultaten van opknoping vak testen. De opknoping vak test werd uitgevoerd met Atp1a3+/ − (a3) en wild-type (wt) muizen op 4 weken leeftijd. Dan, Atp1a3+/ − en wild-type muizen speelden in 'gestresst' en 'niet-benadrukte' groepen. Tijd van 4 weken oude opknoping Atp1a3+/ − (open cirkels, N = 19) en wild-type (open pleinen, N = 17) muizen en opknoping moment van 6-12-weken oude 'niet-benadrukte' Atp1a3+/ − (open cirkels, N = 9), 'niet-benadrukte' wild-type (open pleinen N = 8), 'benadrukt' Atp1a3+/ − (gevulde cirkels, N = 10), en 'benadrukt' wild-type (effen pleinen, N = 9) muizen werden uitgezet op een logaritmische schaal. Gegevens zijn de gemiddelde ± SD. statistische analyses (t -test voor 4 weken oude muizen) en een paarsgewijze t -toets met de Holm aanpassing methode voor 6-12-weken oude muizen werden uitgevoerd door R23. p <.05, voor 'gestresst' Atp1a3+/ − en 'benadrukt' wild-type muizen. $ p <.05, voor 'niet-benadrukte' en 'gespannen' wild-type muizen. + p <.05, 'niet-gewezen op' Atp1a3+/ − en 'benadrukt' wild-type muizen. Gegevens is van referentie18 met toestemming van Elsevier herdrukt. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 7: representatieve resultaten voor groei curves. Lichaam gewichten werden gemeten van Atp1a3+/ − (a3) en wild-type (wt) muizen op 4 weken leeftijd (open cirkels, N = 19; open pleinen, N = 17, respectievelijk). Dan, Atp1a3+/ − en wild-type muizen speelden in 'gestresst' en 'niet-benadrukte' groepen. Gewichten tussen 6 en 12 weken leeftijd van 'niet-benadrukte' body Atp1a3+/ − (open cirkels, N = 9), 'niet-benadrukte' wild-type (open pleinen, N = 8), 'gestresst' Atp1a3+/ − (gevulde cirkels, N = 10), en 'benadrukt' wild-type (effen pleinen, N = 9) muizen werden gemeten. Gegevens zijn de gemiddelde ± SD. statistische analyses (t -test voor 4 weken oude muizen) en een paarsgewijze t -toets met de Holm aanpassing methode voor 6-12-weken oude muizen werden uitgevoerd door R23. Figuur 7 is gewijzigd van referentie18 met toestemming van Elsevier. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
De analyse van de voetafdruk en het vak van de hangende testen zijn eenvoudige en goedkope gedrags tests voor de motor functie van muizen. De neuro-fenotypes in verschillende Muismodellen hebben met succes ontdekt door deze tests. Bijvoorbeeld, verkort paslengte in Amyotrofische laterale sclerose24, toegenomen lengte van asymmetrische stride in Ataxie Teleangiëctasie25, toegenomen lengte van overlap tussen de ziekte van Huntington26 en dystonie27, en uitlopende basisstuk in ataxie28,29, Angelman Syndroom30 en dystonie31 werden gedemonstreerd door de analyse van de voetafdruk. Bovendien werd opknoping korter dan die van de controle-muizen waargenomen in muismodel van Duchenne spierdystrofie32. Dus, beide in dit document beschreven proeven zou zinvol zijn voor de evaluatie van de motorische dysfunctie van muizen.
Er is een cruciale stap van dit protocol te verkrijgen van de scherpe voetafdrukken. Het is heel belangrijk om direct na het onderdompelen van de bodems van ledematen in inkt om te voorkomen dat het drogen een muis op papier te zetten. Het is noodzakelijk om te eindigen de onderdompeling stappen (stap 2.2.3 en 2.3.3) in een korte tijd. Een nadeel van dit protocol van voetafdruk analyse is dat de parameters die verkregen zijn beperkt tot eenvoudige degenen die geen tijdelijke gegevens bevatten (bijvoorbeeld duur van gait cyclus en stap opeenvolging van elke voet) en fysieke informatie (b.v., druk van voetafdruk op basis van zweem-teergevoelig LED paneel). Als temporele en fysische informatie vereist is, moet gebruik worden gemaakt van een geautomatiseerde gait analyse apparaten. Als alternatief, temporele informatie van gait patroon kan worden verkregen door high-speed camera33. Een ander nadeel is dat het meten van de parameters op voet bedrukt papier meer moeizaam dan geautomatiseerde ganganalyse is. Voor de toepassing van het toekomstige, zal de ontwikkeling van een programma voor semiautomated of automatische gegevensverzameling in voet-gedrukte papier moeten afnemen van de inspanning besteed meten parameters.
Voor het laden van de stress, kunnen totaal aantal en duur per sessie worden gevarieerd in dit protocol. Terughoudendheid stress is uitgevoerd met verschillende duur en aantal toepassingen (bijvoorbeeld., enkel voor 5 min34, één voor de 24 h35, 12 h x 5 sessies36en37van de sessies van 6 h x 31, herzien in ref. 20). Om onze kennis, gaat geen systematische studie over de effecten van het totale aantal en duur per sessie op de motor functie van muizen. De activiteit van muizen in het open veld wordt beïnvloed door interne stress laden van 1 h38 of 2 h maar niet door die van 15 min19. Verlengde duur van stress laden kan leiden tot ernstige motorische tekorten. Voor het aantal ladingen van de stress wordt de houding van muizen breder dan die van niet-benadrukte muizen na 36 tijden van stress laden (1 h tweemaal per week), maar niet na 30 keer39. Chronische terughoudendheid stress (6 uur per dag voor 31 opeenvolgende dagen) verergert rotarod prestaties in de muismodel van Parkinson's disease37. Onze resultaten toonden de tijd opknoping van 'benadrukt' Atp1a3+/ − muizen werd korter is dan die van de 'gespannen' wild-type muizen na 24 tijden van stress laadtijden (op 12 weken leeftijd), maar niet na 18 of minder (op 4, 6, 8 en 10 weken oud). Daarom, herhaalde stress laden is vereist voor inductie van bepaalde motorische tekorten bij muizen, hoewel de inductie van motorische tekorten na een lange periode vanaf het begin van een enkele of meerdere malen van stress laden kan niet worden uitgesloten. Wanneer muizen geen een neuro-fenotype in dit protocol vertonen, is de aanbeveling om het totale aantal en de duur van stress laden per sessie. Daarentegen, wanneer de muizen Toon gait abnormaliteit van één of meerdere malen van stress laden, kunnen duur en aantal worden verlaagd.
Tenslotte, prestaties van wandelen en opknoping kunnen worden beïnvloed door emotionele gedrags tekens (bijvoorbeeld angst en activiteiten) dan die van motorische dysfunctie. Muizen met hoge angst en hyperactiviteit rijden vaak (in plaats van lopen) naar het vak doel. Muizen laten zien van depressie-achtig gedrag kunnen lopen met frequente stops. Daarom kan een afwijkende voetafdruk patroon niet te wijten zijn aan motorische tekorten. Dus, om te bevestigen de gait abnormaliteit als gevolg van uitsluitend motorische tekorten, uitvoeren van aanvullende tests die evalueren van emotionele kenmerken (activiteit: open veldtest; angst: open veld en verhoogde plus doolhof test, depressie-achtig gedrag: gedwongen zwemmen test) nadat dit protocol zoals eerder beschreven18 aan te raden is.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
Dit werk werd gesteund door JSPS (Japan Society voor de promotie van de wetenschap) KAKENHI (Grant-in-Aid voor wetenschappelijk onderzoek-C), verlenen van nummer 18K 07373 (GS) en Subsidies voor particuliere universiteiten.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 dishes (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. , Elsevier Health Sciences. (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.
- Svetel, M., Ozelius, L. J., et al.
- 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.
- 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?. , John Wiley & Sons. (2007).
- R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. , R Foundation for Statistical Computing. Vienna, Austria. 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).
