Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

Het 6-hydroxydopamine rattenmodel van de ziekte van Parkinson

Published: October 27, 2021 doi: 10.3791/62923
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1
1Department of Psychology, Faculty of Philosophy, Sciences and Letters of Ribeirão Preto, University of São Paulo

Summary

Het 6-hydroxydopamine (6-OHDA) model wordt al tientallen jaren gebruikt om het begrip van de ziekte van Parkinson te bevorderen. In dit protocol laten we zien hoe unilaterale nigrostriatale laesies bij de rat kunnen worden uitgevoerd door 6-OHDA in de mediale voorhersenenbundel te injecteren, motorische tekorten te beoordelen en laesies te voorspellen met behulp van de staptest.

Abstract

Motorische symptomen van de ziekte van Parkinson (PD) - bradykinesie, akinesie en tremor in rust - zijn gevolgen van de neurodegeneratie van dopaminerge neuronen in de substantia nigra pars compacta (SNc) en dopaminerge striatale tekort. Diermodellen zijn op grote schaal gebruikt om menselijke pathologie in het laboratorium te simuleren. Knaagdieren zijn de meest gebruikte diermodellen voor PD vanwege hun gebruiksgemak en onderhoud. Bovendien zijn de anatomie en moleculaire, cellulaire en farmacologische mechanismen van PD vergelijkbaar bij knaagdieren en mensen. De infusie van het neurotoxine, 6-hydroxydopamine (6-OHDA), in een mediale voorhersenenbundel (MFB) van ratten reproduceert de ernstige vernietiging van dopaminerge neuronen en simuleert PD-symptomen. Dit protocol demonstreert hoe de unilaterale micro-injectie van 6-OHDA in de MFB in een rattenmodel van PD moet worden uitgevoerd en toont de motorische tekorten geïnduceerd door 6-OHDA en voorspelde dopaminerge laesies door de staptest. De 6-OHDA veroorzaakt een aanzienlijke verslechtering van het aantal stappen dat wordt uitgevoerd met de contralaterale voorpoot.

Introduction

De belangrijkste neuropathologische kenmerken van PD zijn de chronische progressieve neurodegeneratie van dopaminerge neuronen in de substantia nigra pars compacta (SNc) en de aanwezigheid van Lewy-lichamen die α-synucleïne-eiwit bevatten1. Terwijl SNc dopaminerge neuronen hun axonen in het striatum projecteren via de nigrostriatale route, resulteert neurodegeneratie van neuronen in SNc in een dopaminerge tekort in het striatum2. De afwezigheid van dopamine in het striatum veroorzaakt een onbalans in de activiteiten van de directe en indirecte motorische controleroutes, die verantwoordelijk is voor de belangrijkste motorische symptomen van PD: akinesie (langzame beweging), bradykinesie (moeite met het starten van bewegingen), spierstijfheid en tremor in rust3,4,5.

Aangezien de moleculaire en fysiologische mechanismen die betrokken zijn bij het ontstaan van PD nog steeds niet volledig worden begrepen, proberen de momenteel beschikbare hoofdbehandelingen de motorische symptomen te verlichten door middel van farmacotherapieën, diepe hersenstimulatie6,7, genetische therapieën8 en celtransplantatie9. Daarom is preklinisch onderzoek van fundamenteel belang om de mechanismen die betrokken zijn bij het begin van PD op te helderen en nieuwe methodologieën te ontdekken voor de vroege diagnose en nieuwe therapieën om de degeneratie van neuronen die worden beïnvloed door PD10 te voorkomen of te stoppen.

Diermodellen zijn op grote schaal gebruikt om menselijke pathologie in het laboratorium te simuleren, wat bijdraagt aan de vooruitgang van de geneeskunde en de wetenschap11,12,13,14. Het is echter essentieel om te benadrukken dat de juiste keuze van het diermodel fundamenteel is voor het succes van de studie. Daarom moet het diermodel worden gevalideerd in drie hoofdaspecten: i) gezichtsvaliditeit, waarbij het diermodel de kenmerken van menselijke pathologie moet hebben; ii) constructieve validiteit, waarbij het diermodel een solide theoretische basis moet hebben; en iii) voorspellende validiteit, waarbij diermodellen op dezelfde manier op behandelingen moeten reageren als klinische behandeling.

Momenteel worden verschillende dieren gebruikt als diermodellen voor PD. De belangrijkste groepen zijn zoogdieren, zoals knaagdieren, primaten, minivarkens, honden en katten, en andere groepen zoals drosophila en zebravissen. Knaagdieren zijn het meest klassieke diermodel voor PD en het meest gebruikt vanwege hun gebruiksgemak en onderhoud. Bovendien zijn de anatomie en moleculaire, cellulaire en farmacologische mechanismen van PD vergelijkbaar bij knaagdieren en mensen15.

Een review gepubliceerd door Kin en collega's in 2019 analyseerde de belangrijkste diermodelmethodologieën die in de jaren 2000 voor PD werden gebruikt en ontdekte dat het meest gebruikte diermodel neurotoxinen zoals 6-hydroxydopamine (6-OHDA) en 1-methyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) betrof. Beide neurotoxinen veroorzaken mitochondriale ontregeling in dopaminerge neuronen in de nigrostriatale route, wat leidt tot celdood16. Een ander veel gebruikt model omvat genetische manipulatie door mutatie in specifieke genen die betrokken zijn bij het begin van PD, waardoor mitochondriale ontregeling wordt veroorzaakt17. Neurotoxinemodellen worden vaak gebruikt om therapeutica te evalueren en te vergelijken, terwijl genetische modellen worden gebruikt om de ontwikkeling van preventieve therapieën en idiopathische PD15 te bestuderen.

Het neurotoxine MPTP werd ontdekt om parkinsonisme te veroorzaken in het midden van de jaren 1980 nadat zeven patiënten de stof gebruikten en ernstige PD-symptomen vertoonden. Naast de symptomen reageerden de patiënten op de behandeling met levodopa, waardoor de onderzoekers het molecuul direct aan PD koppelden. Nadat de zaak in 1986 werd gepubliceerd, begonnen verschillende onderzoekers MPTP te gebruiken in preklinisch PD-onderzoek18. Onderzoekers hebben ontdekt dat MPTP, omdat het een lipofiel molecuul is, de bloed-hersenbarrière (BBB) kan passeren en kan worden omgezet in MPP + 19. Deze giftige stof hoopt zich op in neuronen en veroorzaakt schade aan complex 1 van de mitochondriale ademhalingsketen, wat leidt tot de dood van dopaminerge neuronen20.

Het 6-OHDA neurotoxinemodel werd voor het eerst gebruikt om de degeneratie van monoamineneuronen van de nigrostriatale route in 196821 te induceren. Het 6-OHDA-model wordt vaak gebruikt om neurodegeneratie in de nigrostriatale route te veroorzaken, omdat het een dopamine-analoog is en giftig voor catecholamine-bevattende cellen. Nadat 6-OHDA de hersenen binnenkomt, kan het worden opgenomen door de dopaminetransporter (DAT) in dopaminerge neuronen, wat leidt tot degeneratie van de nigrostriatale route22. Omdat 6-OHDA niet doordringt in de BBB, moet het direct worden toegediend via intracerebrale stereotaxische injectie23. Een noradrenalineheropnameremmer wordt vaak gecombineerd met 6-OHDA micro-injectie om noradrenerge vezels te behouden en een meer selectieve degeneratie van dopaminerge neuronen te bieden24.

Nadat DAT 6-OHDA inneemt, zal het zich ophopen in het cytosol van neuronen, waardoor reactieve zuurstofsoorten (ROS) worden geproduceerd en tot celdood wordt geleid15. Drie verschillende laesiemodellen van 6-OHDA worden vaak gebruikt: i) laesies aan de SNc25,26; ii) laesies aan het striatum27,28; iii) laesies aan de MFB29,30. Laesies veroorzaakt in het striatum resulteren in een langzame en retrograde degeneratie van dopaminerge neuronen in SNpc. Daarentegen resulteren laesies veroorzaakt in SNpc en MFB in snelle en totale degeneratie van neuronen, wat leidt tot meer geavanceerde parkinsonsymptomen31.

Unilaterale of bilaterale injectie van 6-OHDA kan neurodegeneratie in dopaminerge neuronen veroorzaken. 6-OHDA veroorzaakt niet altijd ernstige schade aan de neuronen; soms resulteert de injectie in gedeeltelijke schade, die ook wordt gebruikt om de vroege stadia van PD32 te simuleren. De unilaterale injectie wordt vaker gebruikt vanwege het vermogen van het model om de motorische tekorten van het dier te beoordelen en celverlies te voorspellen door middel van tests zoals amfetamine / apomorfine-geïnduceerde rotatie en de staptest29. Bilaterale injecties worden het meest gebruikt om ruimtelijk geheugen en herkenning te evalueren33.

De amfetamine / apomorfine-geïnduceerde rotatietest is een gedragstest die vaak wordt gebruikt om celverlies in de nigrostriatale route te voorspellen. Het wordt gedefinieerd als een proces waarbij herhaalde toediening van dopamine-agonisten leidt tot een intensivering van het rotatiegedrag bij 6-OHDA-laesiedieren34. Rotatiegedrag bestaat uit het kwantificeren van amfetamine-geïnduceerde ipsilaterale rotatie of apomorfine-geïnduceerde contralaterale wendingen bij eenzijdig laesie knaagdieren. Geneesmiddel-geïnduceerd rotatiegedrag is bekritiseerd omdat rotatie niet overeenkomt met PD-symptomen bij mensen en kan worden beïnvloed door variabelen zoals tolerantie, sensibilisatie en "priming"35.

Priming is een van de meest kritische factoren in deze gedragstests. Er zijn enkele gevallen gemeld waarbij een enkele dosis levodopa leidde tot een falen in rotatiegedrag36. Bovendien is een andere kritische factor met betrekking tot de gecombineerde toepassing van de amfetamine-geïnduceerde test en apomorfine-geïnduceerde test voor parallel gebruik dat ze verschillende eindpunten meten vanwege verschillende werkingsmechanismen, die de inactivatie van verschillende signaleringsmechanismen en -routes weerspiegelen. Bovendien is de amfetamine-geïnduceerde test nauwkeuriger om nigrostriatale laesies boven 50-60% te meten, terwijl de apomorfine-geïnduceerde test nauwkeuriger is voor laesies boven 80%37.

De staptest is naar voren gekomen als een gedragstest die tekorten aangeeft die verband houden met dopaminerge neurondegeneratie en therapeutische effecten. Het maakt de analyse van akinesie veroorzaakt door een 6-OHDA laesie in dopaminerge neuronen mogelijk zonder een door geneesmiddelen geïnduceerde procedure. Bovendien is de test goed ingeburgerd en wordt deze vaak gebruikt sinds 1995, toen het voor het eerst werd beschreven door Olsson et al.35. In 1999 analyseerden en vergeleken Chang et al.38 ook de prestaties van ratten in de staptest met het niveau van degeneratie veroorzaakt door 6-OHDA en ontdekten dat dieren die slechter presteerden in de staptest ook een meer significante degeneratie van dopaminerge neuronen hadden.

De staptest is een uitstekende methode om ernstige dopaminerge nigrostriatale schade te voorspellen bij ratten met 6 OHDA-laesies. Er zijn aanwijzingen dat motorische tekorten optreden in de contralaterale voorpoot van de 6-OHDA-infusie tijdens de staptest wanneer de mate van dopaminerge verlies in SNc >90% 39 is. Dit artikel beschrijft de protocollen, methodologieën en materialen die worden gebruikt om stereotaxische chirurgie uit te voeren voor de unilaterale infusie van 6-OHDA in de MFB van ratten en hoe de dopaminerge laesies veroorzaakt door het toxine kunnen worden voorspeld door middel van de staptest.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle procedures met betrekking tot dieren volgden de ethische principes van de National Council for the Control of Animal Experimentation (CONCEA) en de Arouca-wet (wet 11.794/2008) en werden goedgekeurd door de lokale ethische commissie (CEUA-FFCLRP / USP (18.5.35.59.5).

1. Bereiding van geneesmiddelen

  1. Anesthesie met Ketamine / Xylazine
    OPMERKING: De gebruikte dosis ketamine is 70 mg/kg en de dosis xylazine is 10 mg/kg.
    1. Om 1 ml anestheticum te bereiden met ketamine 100 mg / ml oplossing en xylazine 20 mg / ml oplossing, combineer 0,35 ml ketamineoplossing, 0,25 ml xylazine-oplossing en 0,4 ml 0,9% steriele zoutoplossing. Dien de verdovingsoplossing toe met een eindvolume van 2 ml/kg.
      OPMERKING: Ketamine samen met xylazine kan sedatie produceren gedurende 60-80 minuten. Als het dier nog steeds reflexen heeft (bijv. achterpoot pitching en/of knipperreflex), dien dan nog eens 10% van de individuele dosis toe.
  2. Imipramine
    OPMERKING: De individuele dosis imipramine die wordt gebruikt is 20 mg/kg.
    1. Om 1 ml imipramine 20 mg / ml oplossing te bereiden, combineert u 20 mg imipramine en 1 ml 0,9% steriele zoutoplossing. Dien de imipramineoplossing toe met een eindvolume van 1 ml/kg.
  3. Meloxicam
    OPMERKING: De individuele dosis meloxicam die wordt gebruikt is 1 mg/kg.
    1. Om 1 ml meloxicam 1 mg /ml oplossing te bereiden, combineert u 0,05 ml meloxicam 2% en 0,95 ml 0,9% steriele zoutoplossing. Dien de meloxicam-oplossing eenmaal daags gedurende twee dagen toe in een eindvolume van 1 ml/kg.
  4. Ascorbinezuur 0,1%
    1. Om 1 ml 0,1% ascorbinezuur te bereiden, combineert u 1 mg ascorbinezuur en 1 ml 0,9% steriele zoutoplossing.
  5. 6-hydroxydopamine (6-OHDA)
    OPMERKING: 6-OHDA is een neurotoxine dat wordt gebruikt om selectief dopaminerge en noradrenerge neuronen in de hersenen te vernietigen. Vermijd direct contact met de huid en slijmvliezen van de ogen, neus en mond. Draag bij het hanteren van 6-OHDA dubbele nitrilhandschoenen, laboratoriumjas, wegwerpjas, oogbescherming en chirurgisch masker of gezichtsscherm. Het totale infusievolume van het toxine is 4 μL/dier en de individuele hoeveelheid is 10 μg 6-OHDA/dier.
    1. Om 1 ml 6-OHDA te bereiden in een eindconcentratie van 2,5 mg /ml, mengt u 2,5 mg 6-OHDA en 1 ml 0,9% zoutoplossing met 0,1% ascorbinezuur (hierboven beschreven).
      OPMERKING: 6-OHDA is lichtgevoelig en degradeert sneller bij blootstelling aan fel licht. Het moet op de juiste manier worden behandeld en opgeslagen in een omgeving die beschermd is tegen licht. Als de kleur van de oplossing roodachtig is, gooit u deze weg.
  6. Lidocaïnehydrochloride (2%)
    1. Bereid 2% lidocaïne-oplossing voor lokale toepassing op het dier.
      OPMERKING: De maximale dosis die kan worden toegepast is 7 mg/kg.
  7. Poly-antibioticum suspensie
    OPMERKING: De poly-antibiotische suspensie met streptomycinen en penicillines (zie de tabel met materialen) moet op het moment van aanbrengen worden bereid met het volledige volume verdunningsmiddel, waarvan de ampul de injectieflacon met het poeder vergezelt.
    1. Verwijder de metalen schijf op de rubberen stop. Desinfecteer de rubberen stop met alcohol.
    2. Injecteer met een spuit met een naald van 23 G het verdunningsmiddel in de injectieflacon. Verwijder de naald en schud de injectieflacon krachtig totdat de suspensie volledig gehomogeniseerd is. Injecteer een beetje lucht in de injectieflacon en zuig het gewenste suspensievolume op.
    3. Dien een diepe intramusculaire injectie toe en trek aan de zuiger voordat u het medicijn injecteert om ervoor te zorgen dat er geen bloedvat wordt bereikt.
      OPMERKING: Het uiteindelijke volume van de toe te passen suspensie is 0,5 ml/kg.

2. Voorbereiding van materialen

OPMERKING: Volg altijd de instructies bij het veiligheidsinformatieblad bij het hanteren van chemische stoffen.

  1. Stereotaxisch apparaat
    1. Plaats het stereotaxische apparaat op een stabiele en schone bank met de juiste verlichting om de operatie uit te voeren. Desinfecteer het apparaat met 70% ethanol.
    2. Controleer of het oor en de snijtandbalken van het apparaat correct zijn uitgelijnd. Plaats een thermische deken waar het dier tijdens de operatie zal worden geplaatst om warm te blijven tijdens de procedure. Controleer de temperatuur van het dier met een nauwkeurige rectale sonde.
      OPMERKING: De thermische deken moet op 37,5 °C zijn, zodat het dier een lichaamstemperatuur van 37 °C behoudt.
  2. Micro-infusiesysteem
    1. Vul (70-80%) een Hamilton-spuit (50 μL of naar wens) bevestigd aan een polyethyleen microtubing van medische kwaliteit en een naald met dubbel gedestilleerd water (ddH2O) en controleer op lekken door het systeem.
    2. Trek lucht door het systeem zodat een enkele luchtbel de ddH2O in de spuit scheidt van de 6-OHDA-oplossing in de microbuis.
      OPMERKING: Deze procedure voorkomt besmetting van de Hamilton-spuit met 6-OHDA en maakt het gebruik van meerdere ratten op dezelfde experimentele dag mogelijk.
    3. Plaats de Hamilton-spuit op de infuuspomp zodat deze stevig is bevestigd en de zuiger van de spuit evenwijdig is aan het frame dat zal bewegen om hem te duwen. Stel de infusiepomp in op een snelheid van 0,5 μL/min, zodat de totale toepassing van 4 μL 6-OHDA 8 minuten duurt. Test het infusiesysteem door te bevestigen dat er geen lekken zijn en dat de infusie plaatsvindt volgens de eerder ingestelde tijd en volume.
    4. Bevestig de injectienaald die aan de microbuis is bevestigd aan het apparaat aan het uiteinde van de stereotaxische arm en controleer of de naald in een hoek van 180° ten opzichte van het oppervlak is geplaatst. Zorg ervoor dat de naald recht is en niet gebogen.
      OPMERKING: Controleer alle beschreven procedures zorgvuldig, want als een van de items in het infusiesysteem niet correct werkt, kan dit het succes van de operatie in gevaar brengen.
  3. Hechting
    1. Gebruik een steriele nylon niet-absorbeerbare hechting met een 3/8 cirkelnaald om de incisie na de operatie te hechten.
  4. Postsurgische herstelsite
    1. Plaats een schone en gesteriliseerde behuizingsbox waar dieren kunnen worden gecontroleerd totdat ze volledig zijn hersteld (reageert op aanraking en manipulatie). Leg een thermische deken in de doos voor thermoregulatie.
      OPMERKING: Aangezien thermoregulatie belangrijk is, moet u indien nodig een aanvullende warmtebron opnemen om de lichaamstemperatuur te handhaven.

3. Chirurgische ingreep

OPMERKING: In dit protocol werden volwassen mannelijke Sprague-Dawley-ratten (200-250 g) gehouden onder gecontroleerde omstandigheden van temperatuur (22 ± 2 ° C), luchtuitwisseling (15-20 uitwisselingen / uur) en licht-donkercycli (12 uur / 12 uur), gegroepeerd in dozen met 3 of 4 dieren, met vrije toegang tot voedsel en water.

  1. Weeg de dieren om de gewichtsveranderingen in de dagen na de operatie te controleren. Bereken de dosis geneesmiddelen die moeten worden toegediend.
  2. Dien imipramine intraperitoneaal toe 30 minuten voor de operatie (~ 10-15 min voor het toedienen van anesthesie), met behulp van een naald van 27 G en een spuit van 1 ml.
    OPMERKING: Het imipramine blokkeert de noradrenalinetransporter (NAT) en voorkomt 6-OHDA-opname door noradrenerge neuronen, waardoor de laesie selectiever wordt voor de dopaminerge neuronen40.
  3. Na 10-15 minuten van de toediening van imipramine, dien de intraperitoneale ketamine / xylazine-anesthesie toe met behulp van een naald van 27 G en een spuit van 1 ml. Wacht tot het dier volledig is verdoofd. Controleer of het dier onder diepe anesthesie is wanneer het dier niet reageert op knijpen in de achterpoten en geen knipperreflex vertoont.
  4. Scheer de vacht van de rat in het gebied van het hoofd waar de incisie zal plaatsvinden.
  5. Plaats de rat in het stereotaxische apparaat.
    1. Plaats de kop over de snijtandbalk en bevestig de staaf 3,3 mm onder de interaurale lijn.
    2. Plaats de oorstaven, één kant tegelijk. Plaats de snijtandbalk en de oorstaven zo dat de bovenkant van de schedel recht en evenwijdig aan het oppervlak is.
    3. Pas de neusklem aan en test of de kop stevig is en niet naar beide kanten beweegt.
  6. Breng steriele oogheelkundige zalf aan op de ogen van de rat om te voorkomen dat hoornvliezen uitdrogen.
  7. Breng povidon-jodium aan op het te insnijden gebied om de site te desinfecteren.
  8. Breng lokale lidocaïne aan voor analgesie van het incisiegebied; niet meer dan 7 mg/kg bedragen.
  9. Dien het meloxicam subcutaan toe met een naald van 27 G en een spuit van 1 ml.
    OPMERKING: Meloxicam is een niet-steroïde anti-inflammatoire pijnstiller die het dier zal helpen herstellen na de operatie.
  10. Dien de poly-antibiotische suspensie intramusculair toe met behulp van een naald van 23 G en een spuit van 1 ml.
    OPMERKING: De poly-antibiotische suspensie wordt toegediend als een profylactische behandeling om mogelijke bacteriële infecties in het postoperatieve herstel te voorkomen.
  11. Controleer of het dier zich in een staat van diepe anesthesie bevindt door te controleren op knipperreflexen of reflexen van de achterpoot door met een pincet in de achterpoot te knijpen.
  12. Maak met een scalpel een incisie van ~ 1,5 cm in het gebied waar de micro-injectie zal plaatsvinden.
    OPMERKING: Steriele technieken worden toegepast vanaf dit punt tot de wondsluiting.
  13. Reinig het schedelgebied met wattenstaafjes en wattenstaafjes totdat de Bregma en Lambda te zien zijn. Markeer de Bregma en de Lambda met een gesteriliseerde fijne pen.
  14. Controleer of de dorsaal-ventrale (DV) coördinaten van Bregma en Lambda vergelijkbaar zijn. Als ze anders zijn, pas de rat dan opnieuw aan in het stereotaxische apparaat omdat de kop van de rat niet correct is geplaatst.
  15. Noteer de anteroposterior (AP) en mediolaterale (ML) coördinaten van de Bregma.
  16. Ga naar de AP- en ML-coördinaten van de rechter MFB volgens 41: AP: -4,3 mm, ML: 1,6 mm van Bregma.
  17. Markeer het gebied van de trepanatie met een gesteriliseerde fijne pen.
  18. Doorboort met een gesteriliseerde boor langzaam de schedel van het dier en zorg ervoor dat de dura mater niet gewond raakt.
  19. Plaats de micro-injectienaald op de dura mater en noteer de DV-coördinaten. Neem een dunne naald en scheur voorzichtig de dura mater. Breng de naald in de DV-coördinaat (8,3 mm ventraal) van de MFB, waar de micro-injectie zal plaatsvinden.
  20. Bedien de micro-injectiepomp om de 6-OHDA-oplossing in de MFB vrij te geven. Wanneer de micro-injectie is voltooid, controleert u de Hamilton-spuit om te zien of 4 μL 6-OHDA is geïnjecteerd.
    OPMERKING: De micro-injectie moet 8 minuten duren.
  21. Wacht na toediening van de 6-OHDA 10 minuten voordat u de naald verwijdert om terugstroming van het medicijn te voorkomen. Verwijder de micro-injectienaald langzaam uit de hersenen van het dier.
  22. Desinfecteer het incisiegebied opnieuw met povidon-jodium.
  23. Hecht het incisiegebied met ~ 3-4 chirurgische knopen.
    OPMERKING: De knoop mag niet te sterk of te los zijn.
  24. Verwijder de rat uit het stereotaxische apparaat en plaats deze in een schone doos voor herstel op de thermische deken totdat het dier volledig is hersteld van de anesthesie. Observeer het dier elke 15 minuten totdat het volledig wakker is van anesthesie.

4. Postoperatieve procedures

  1. Controleer het gewicht van de dieren in de komende vier dagen na de operatie. Behandel ze met meloxicam subcutaan eenmaal daags gedurende twee dagen na de operatie, waarbij de dosis wordt aangepast aan het gewicht van elke dag.
    OPMERKING: Alle dieren moeten op de derde dag na de operatie worden beoordeeld op de noodzaak van pijnstillers.
  2. Controleer de incisies dagelijks gedurende ten minste vier dagen om er zeker van te zijn dat ze niet geïnfecteerd zijn. Zoek naar warmte, zwelling, pijn, afscheiding en roodheid totdat de incisies genezen.
  3. Controleer de eetlust en het waterverbruik door het lichaamsgewicht van het dier te controleren. Geef nat voer om de dieren aan te moedigen om te eten. Observeer de algemene lichaamsconditie, houding en mobiliteit dagelijks gedurende ten minste vier dagen na de operatie. Verwijder de hechtingen 7-10 dagen na de operatie.
    OPMERKING: Dieren moeten worden geëuthanaseerd als de eindpunten die in de ethische procedures zijn gedefinieerd, zijn bereikt.

5. Staptest

  1. Opleiding
    OPMERKING: De dieren moeten gedurende drie dagen vóór de test worden getraind. Volgens het hieronder beschreven protocol moet de training twee keer per dag plaatsvinden, eenmaal in de ochtend en eenmaal in de middag, of met een interval van ten minste 2 uur tussen de sessies. Houd de tijd bij met behulp van een timer.
    1. Dag 1
      1. Behandel de rat in de eerste sessie door hem ~ 1-2 minuten in handschoenen te houden, zodat de rat zich vertrouwd kan maken met de handler / experimentator.
      2. Wissel in de tweede sessie af tussen het vasthouden van de rat gedurende 20 s en het plaatsen van de rat op de protocoltafel gedurende 20 s. Herhaal deze trainingsstap gedurende 3 minuten om de rat vertrouwd te maken met de experimentele opstelling voor de staptest.
    2. Dag 2
      1. Plaats in de eerste sessie beide voorpoten van de rat op de protocoltafel door zijn achterpoten en rug met één hand vast te houden. Kantel de rat met de kop naar beneden onder een hoek van 45° ten opzichte van het vlakke oppervlak van de protocoltafel. Beweeg horizontaal op de tafel van begin tot eind, zodat de rat met beide poten op de tafel kan stappen (bedek 90 cm in 4 s). Houd de rat 10 s in handschoenen, zodat hij kan rusten; herhaal dit patroon gedurende 3 minuten.
      2. Plaats in de tweede sessie één voorpoot van de rat op de protocoltafel door met één hand de andere voorpoot naar achteren te houden en met de andere hand de rug en achterpoten van de rat vast te houden (zie stap 5.1.2.1). Beweeg horizontaal op de tafel van begin tot eind in 4 s, zodat de rat met zijn vrije poot kan stappen. Houd de rat 10 s in handschoenen, laat hem rusten en herhaal met een andere voorpoot, gevolgd door de rustperiode. Herhaal dit patroon, afwisselend tussen de twee voorpoten, en laat 3 minuten rusten.
      3. Herhaal de trainingsstap 3 keer gedurende 1 minuut elk.
    3. Dag 3
      1. Volg in de eerste sessie de procedure beschreven in stap 5.1.2.2 voor één voorpoot. Herhaal dit met een andere voorpoot, gevolgd door de rustperiode. Herhaal dit patroon, afwisselend tussen de twee voorpoten, en laat 3 minuten rusten.
      2. Volg in de tweede sessie de procedure beschreven in stap 5.1.2.2.
  2. Test
    OPMERKING: De staptest wordt uitgevoerd vóór de operatie, 2 en 4 weken na stereotaxische chirurgie, om de akinesie van de contralaterale voorpoot en het mogelijke letsel veroorzaakt door 6-OHDA te evalueren.
    1. Houd de rat onder een hoek van 45° ten opzichte van het oppervlak, immobiliseer zijn achterpoten en laat slechts één van de voorpoten op het platform rusten, zoals hierboven uitgelegd, voor dag 3 van de training.
    2. Sleep de rat naar voren over een afstand van 90 cm in 4 s, waarbij de rechter- of linkerpoot op het oppervlak rust.
    3. Maak aantekeningen en kwantificeer het aantal forehand-aanpassende stappen die met elke poot in elke richting worden genomen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Dopaminerge laesie beoordeling
De staptest maakt het mogelijk om de akinesie van de voorste ledemaat contralateraal aan de laesie te beoordelen en dieren te selecteren met een mogelijke laesie van de nigrostriatale route geïnduceerd door 6-OHDA-infusie (figuur 1). De vergelijking van de prestaties van de contralaterale voorpootstaptest prechirurgie en 2 weken en 4 weken na de operatie onthulde interactie (F2,74 = 93,63; p < 0,0001; tweerichtings herhaalde metingen ANOVA) tussen tijd (pre, 2 en 4 weken na de operatie) en behandeling (schijnoperatief en 6-OHDA-laesie). Bonferroni's post-hoc test toonde een significante afname van het aantal stappen contralateraal aan de laesie bij dieren die 6-OHDA kregen in de rechter MFB in vergelijking met de schijndieren in de tweede en vierde week na de operatie (p < 0,0001) (figuur 1). De resultaten kwamen overeen met die van eerdere studies35.

Het is belangrijk op te merken dat wanneer de dopaminerge laesie niet compleet is, de resultaten van de staptest niet de mate van succes van de in deze studie gepresenteerde resultaten zullen bereiken. Een eerder gepubliceerde studie voerde de staptest en immunohistochemie van tyrosinehydroxylase (TH) uit met dieren met een partiële dopaminerge laesie na het uitvoeren van een operatie voor micro-injectie van 6-OHDA volgens hetzelfde protocol dat in deze studie werd gebruikt. Hun bevinding van een gedeeltelijk tekort in de staptest (4-8 stappen) is het resultaat van een partiële dopaminerge laesie van ~ 60% van de neuronen39.

Figure 1
Figuur 1: Beoordeling van contralaterale staptest pre- en postchirurgie voor unilaterale infusie van 6-OHDA of medium in de juiste MFB. Gegevens tonen aan dat dieren die 6-OHDA kregen een significante afname hadden in het aantal stappen met de voorste voorpoot contralateraal aan de laesie in de tweede en vierde week na de operatie (****p < 0,0001 vs. schijnpostchirurgie; tweerichtings herhaalde maatregelen ANOVA, Bonferroni post-hoc). Gegevens uitgedrukt als gemiddelde ± standaardfout van het gemiddelde. Het vehikel bestaat uit 0,9% zoutoplossing die 0,1% ascorbinezuur bevat. De resultaten zijn gebaseerd op 14 dieren in de schijngroep en 25 dieren in de 6-OHDA-groep. Afkortingen: P = voorchirurgie. 2 = twee weken na de operatie. 4 = vier weken na de operatie; 6-OHDA = 6-hydroxydopamine; MFB = mediale voorhersenenbundel. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

De vergelijking van de prestaties van de ipsilaterale voorpootstaptest prechirurgie en 2 weken en 4 weken na de operatie bracht geen interactie aan het licht (F2,74 = 0,4492; p = 0,6399; tweerichtings herhaalde metingen ANOVA) tussen tijd (pre, 2 en 4 weken na de operatie) en behandeling (schijnoperatief en 6-OHDA-laesie). De post-hoctest van Bonferroni toonde geen significant verschil in het aantal stappen ipsilateraal naar de laesie bij dieren die 6-OHDA kregen in de juiste MFB in vergelijking met schijndieren (figuur 2).

Figure 2
Figuur 2: Beoordeling van ipsilaterale staptest pre- en postchirurgie voor unilaterale infusie van 6-OHDA of medium in de juiste MFB. Gegevens tonen aan dat dieren die 6-OHDA kregen het aantal stappen met de voorste voorpoot ipsilaterale aan de laesie niet significant verminderden in de tweede en vierde week na de operatie (p > 0,05 vs. schijnpostchirurgie; tweerichtings herhaalde maatregelen ANOVA, Bonferroni post-hoc). Gegevens uitgedrukt als gemiddelde ± standaardfout van het gemiddelde. Het vehikel bestaat uit 0,9% zoutoplossing die 0,1% ascorbinezuur bevat. De resultaten zijn gebaseerd op 14 dieren in de schijngroep en 25 dieren in de 6-OHDA-groep. Afkortingen: P = voorchirurgie. 2 = twee weken na de operatie. 4 = vier weken na de operatie; 6-OHDA = 6-hydroxydopamine; MFB = mediale voorhersenenbundel. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

In overeenstemming met eerdere studies op 6-OHDA-laesiedieren42, maakt histologische analyse (figuur 3) waarbij TH van het striatum van beide hemisferen wordt vergeleken, een betrouwbare beoordeling van het DA-tekort in het striatum mogelijk. Daarom kan dit gedragsprotocol worden gebruikt in combinatie met immunohistochemische methoden in studies met experimentele modellen van PD.

Figure 3
Figuur 3: Representatieve beelden van TH-labeling in het 6-OHDA experimentele model van PD, inclusief anterieur striatum en substantia nigra compacta. Het panoramische beeld toont de uitbreiding van de laesie en inzetzooms tonen innervatie van cellichamen die immuungekleurd zijn. (A) Afbeelding van de striatale coronale sectie met een gedeeltelijk letsel geïnduceerd door 6-OHDA in de rechterhersenhelft. (B) Afbeelding van substantia nigra en ventrale tegmentale gebied coronale sectie van hetzelfde dier toont ook de laesie-extensie. (C) Afbeelding van de striatale coronale sectie met een volledig geïnduceerd letsel door 6-OHDA in de rechterhersenhelft. (D) Afbeelding van substantia nigra en ventrale tegmentale gebied coronale sectie van hetzelfde dier toont ook de laesie-extensie. Schaalbalk = 1,3 mm in panoramisch zicht en 65 μm in inzetzooms. Afkortingen: 6-OHDA = 6-hydroxydopamine; TH = tyrosinehydroxylase; PD = ziekte van Parkinson; NL = niet-laesie; L = laesie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Dit artikel beschrijft een protocol voor het uitvoeren van chirurgie voor unilaterale micro-infusie van 6-OHDA in de MFB, in staat om robuuste laesies in de neuronen van de nigrostriatale route te veroorzaken en akinesie in het dier te genereren. Ook beschreven is het protocol voor het uitvoeren van de staptest, een gemakkelijk toepasbare en niet-invasieve test die kan worden gebruikt om het succes van de laesies te bewijzen en voorpootakinesie te beoordelen. Zoals gepresenteerd in de representatieve resultaten, vertoonden dieren die 6-OHDA kregen een vermindering van het aantal aanpassingsstappen contralateraal aan letsel, wat betekent dat 6-OHDA-gewonde dieren sterke akinesie vertonen vanaf 2 weken na infusiechirurgie. Akinesie - de focus van verschillende behandelingen voor de ziekte - is een van de belangrijkste motorische symptomen van PD. De ontwikkeling van akinesie in een diermodel is significant voor preklinische studies van PD. Bovendien lijken deze resultaten op die gerapporteerd door Chang et al.37, die bevestigden dat dieren met een lager aantal stappen een hoger percentage dopaminerge neurondood hadden door immunohistochemie. Daarom hebben dieren die een lager aantal contralaterale aanpassingsstappen presenteerden meer kans op een dopaminerge verwonding.

Beoordeling van het succes van de operatie en de laesies kan ook worden bevestigd door andere gedragstests zoals amfetamine / apomorfine-geïnduceerde rotatie43, verhoogde body swing test (EBST), corridortest, cilindertest, weefseletiketteringstechnieken zoals TH immunohistochemie, of zelfs kwantificering van dopamine in het striatum door HPLC42. Andere methodologieën verschillen in de geïnjecteerde dosis van 6-OHDA en het tijdsinterval van de postoperatieve werking voor gedragsbeoordeling. Een recente review43 vat de meest recente artikelen samen met behulp van deze methodologie en het verschil in dosis, gedragstesten en postoperatief interval tussen hen. Het model van PD geïnduceerd door 6-OHDA bootst niet alle pathologische processen na die verband houden met de ziekte, zoals de accumulatie van Lewy-lichamen, maar simuleert de dood van dopaminerge neuronen van de striatale-ninigrale route. Dit maakt de studie van nieuwe therapieën voor de symptomen van de ziekte mogelijk, wat kan leiden tot een verbetering van de kwaliteit van leven van patiënten die door deze ziekte worden getroffen.

Ondanks dat het het meest gebruikte model is, heeft het 6-OHDA-model zijn beperkingen zoals alle huidige PD-modellen. Het model heeft het nadeel dat het de moleculaire mechanismen die betrokken zijn bij de pathologie van de ziekte, zoals de accumulatie van alfa-synucleïne-eiwitten en de vorming van Lewy-lichamen, niet volledig weergeeft. Het model simuleert de dood van dopaminerge neuronen van de nigrostriatale route, wat overeenkomt met een laat stadium van de ziekte en alleen leidt tot het begin van motorische symptomen. Dit maakt het ongeschikt voor het bestuderen van zijn natuurlijke ontwikkeling15,32. Het 6-OHDA-model dat in dit artikel wordt beschreven, wordt meestal gekenmerkt door lage sterftecijfers. Postoperatief herstel is cruciaal om hoge sterftecijfers te voorkomen als gevolg van de vereniging van een invasieve procedure en de neurodegeneratieve laesie44. Het is mogelijk om de mortaliteit te verminderen door extra voorzichtig te zijn tijdens de herstelperiode van de postoperatieve operatie met voedingssuppletie, rehydratatie en externe temperatuurregeling45. Het is aangetoond dat de combinatie van dergelijke maatregelen het sterftecijfer drastisch vermindert of zelfs elimineert30,46. Een veel voorkomende doodsoorzaak is het inbrengen van de naald bij de verkeerde coördinaat in de hersenen. Het is cruciaal om de coördinaten zorgvuldig te controleren tijdens deze delicate chirurgische ingreep. Dit voorkomt schade aan andere hersenstructuren (bijvoorbeeld de hypothalamus) door de naald, wat de eet- en drinkacties van het dier kan schaden, wat leidt tot ondervoeding en uitdroging47.

Ten slotte is het essentieel om te benadrukken dat hoewel het ketamine-xylazine-anesthesieprotocol goed is ingeburgerd en wordt gebruikt in knaagdierexperimenten48, er aanwijzingen zijn dat de combinatie van deze anesthetica onvoldoende kan zijn voor een langere periode van chirurgie. Bovendien kan de gevoeligheid voor ketamine-xylazine variëren afhankelijk van verschillende muizenstammen en ratten49,50. Een alternatief kan zijn om anesthesie te induceren door isofluraaninhalatie. Eén studie toonde een sneller verlies van de rechtreflex aan met isofluraan-geïnduceerde anesthesie dan met ketamine-xylazine. Bovendien vertoonde 60% van de ratten verdoofd met ketamine-xylazine opeenvolgende teenknijpersreflexen tijdens de chirurgische procedure, zelfs met dosissuppletie. Daarentegen vertoonden dieren die verdoofd waren met isofluraan geïsoleerde gevallen van staartknijpersreflexen die verdwenen na volumeaanpassing51.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben geen belangenconflicten te melden.

Acknowledgments

Dit werk werd ondersteund door São Paulo Research Foundation (FAPESP, subsidie 2017/00003-0). We zijn dankbaar voor de Coördinatie voor de Verbetering van het Personeel Hoger Onderwijs (CAPES). We bedanken Dr. Anthony R. West, Dr. Heinz Steiner en Dr. Kuei Y. Tseng voor ondersteuning en begeleiding.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
6-OHDA Sigma Aldrich H4381 https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/h4381?lang=pt&region=BR&cm_sp=Insite-_-caSrpResults_srpRecs_srpModel
_6-ohda-_-srpRecs3-1
70% Alcohol
Ascorbic acid Sigma Aldrich 795437 https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/795437?lang=pt&region=BR&gclid=
Cj0KCQjw4cOEBhDMARIsAA3XD
RipyOnxOxkKAm3J1PxvIsvw09
_kfaS2jYcD9E5OyuHYr4n89kO
6yicaAot6EALw_wcB
Cotton
Drill or tap
Gauze
Hamilton syringe 50 uL Hamilton 80539 https://www.hamiltoncompany.com/laboratory-products/syringes/80539
Imipramine Alfa Aeser J63723 https://www.alfa.com/pt/catalog/J63723/
Infusion pump Insight EFF-311 https://insightltda.com.br/produto/eff-311-bomba-de-infusao-2-seringas/
Ketamine (Dopalen) Ceva https://www.ceva.com.br/Produtos/Lista-de-Produtos/DOPALEN
Machine for trichotomy
Meloxicam (Maxicam 2%  Ourofino) Ourofino https://terrazoo.com.br/produto/maxicam-injetavel-2-50ml-ouro-fino/
Metal Disposal
Paper towels
Pentabiotic Zoetis https://www.zoetis.com.br/pentabiotico-veterinario.aspx
Plastic waste garbage can
Poly-antibiotic Pentabiotic (Wealth)
Povidone-iodine
Scalpel and blades
Scissors
Scraper
Stereotaxic apparatus Insight EFF-331 https://insightltda.com.br/produto/eff-331-estereotaxico-1-torre/
Sterile saline solution
Swabs
Temperature probe
Timer
Tweezers
Xylazine (Anasedan) Ceva https://www.ceva.com.br/Produtos/Lista-de-Produtos/ANASEDAN

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Gibb, W. R., Lees, A. J. The relevance of the Lewy body to the pathogenesis of idiopathic Parkinson's disease. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 51 (6), 745-752 (1988).
  2. Albin, R. L., Young, A. B., Penney, J. B. The functional anatomy of basal ganglia disorders. Trends in Neurosciences. 12 (10), 366-375 (1989).
  3. Dexter, D. T., Jenner, P. Parkinson disease: from pathology to molecular disease mechanisms. Free Radical Biology & Medicine. 62, 132-144 (2013).
  4. Obeso, J. A., et al. Functional organization of the basal ganglia: therapeutic implications for Parkinson's disease. Movement Disorders. 23, Suppl 3 548-559 (2008).
  5. Tysnes, O. -B., Storstein, A. Epidemiology of Parkinson's disease. Journal of Neural Transmission. 124 (8), 901-905 (2017).
  6. Karachi, C., et al. Clinical and anatomical predictors for freezing of gait and falls after subthalamic deep brain stimulation in Parkinson's disease patients. Parkinsonism & Related Disorders. 62, 91-97 (2019).
  7. Sudhakar, V., Richardson, R. M. Gene therapy for Parkinson's disease. Progress in Neurological Surgery. 33, 253-264 (2018).
  8. Baizabal-Carvallo, J. F., et al. Combined pallidal and subthalamic nucleus deep brain stimulation in secondary dystonia-parkinsonism. Parkinsonism & Related Disorders. 19 (5), 566-568 (2013).
  9. Morizane, A. Cell therapy for Parkinson's disease with induced pluripotent stem cells. Clinical Neurology. 59 (3), 119-124 (2019).
  10. Jankovic, J., Tan, E. K. Parkinson's disease: etiopathogenesis and treatment. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 91 (8), 795-808 (2020).
  11. Cenci, M. A., Whishaw, I. Q., Schallert, T. Animal models of neurological deficits: how relevant is the rat. Nature Reviws. Neuroscience. 3 (7), 574-579 (2002).
  12. Tronci, E., Francardo, V. Animal models of l-DOPA-induced dyskinesia: the 6-OHDA-lesioned rat and mouse. Journal of Neural Transmission. 125 (8), 1137-1144 (2018).
  13. Lane, E., Dunnett, S. Animal models of Parkinson's disease and L-dopa induced dyskinesia: How close are we to the clinic. Psychopharmacology. 199 (3), 303-312 (2008).
  14. Meredith, G. E., Sonsalla, P. K., Chesselet, M. -F. Animal models of Parkinson's disease progression. Acta Neuropathologica. 115 (4), 385-398 (2008).
  15. Kin, K., Yasuhara, T., Kameda, M., Date, I. Animal models for Parkinson's disease research: trends in the 2000s. International Journal of Molecular Sciences. 20 (21), 5402 (2019).
  16. Schober, A. Classic toxin-induced animal models of Parkinson's disease: 6-OHDA and MPTP. Cell and Tissue Research. 318 (1), 215-224 (2004).
  17. Smith, G. A., Isacson, O., Dunnett, S. B. The search for genetic mouse models of prodromal Parkinson's disease. Experimental Neurology. 237 (2), 267-273 (2012).
  18. Langston, J. W., Ballard, P., Tetrud, J. W., Irwin, I. Chronic Parkinsonism in humans due to a product of meperidine-analog synthesis. Science. 219 (4587), 979-980 (1983).
  19. Langston, J. W., Irwin, I., Langston, E. B., Forno, L. S. 1-Methyl-4-phenylpyridinium ion (MPP+): identification of a metabolite of MPTP, a toxin selective to the substantia nigra. Neuroscience Letters. 48 (1), 87-92 (1984).
  20. Ramsay, R. R., Salach, J. I., Singer, T. P. Uptake of the neurotoxin 1-methyl-4-phenylpyridine (MPP+) by mitochondria and its relation to the inhibition of the mitochondrial oxidation of NAD+-linked substrates by MPP+. Biochemical and Biophysical Research Communications. 134 (2), 743-748 (1986).
  21. Ungerstedt, U. 6-Hydroxy-dopamine induced degeneration of central monoamine neurons. European Journal of Pharmacology. 5 (1), 107-110 (1968).
  22. Blandini, F., Armentero, M. -T. Animal models of Parkinson's disease. FEBS Journal. 279 (7), 1156-1166 (2012).
  23. McDowell, K., Chesselet, M. -F. Animal models of the non-motor features of Parkinson's disease. Neurobiology of Disease. 46 (3), 597-606 (2012).
  24. Luthman, J., Fredriksson, A., Sundström, E., Jonsson, G., Archer, T. Selective lesion of central dopamine or noradrenaline neuron systems in the neonatal rat: motor behavior and monoamine alterations at adult stage. Behavioural Brain Research. 33 (3), 267-277 (1989).
  25. Casarrubea, M., et al. Effects of Substantia Nigra pars compacta lesion on the behavioral sequencing in the 6-OHDA model of Parkinson's disease. Behavioural Brain Research. 362, 28-35 (2019).
  26. Wang, R., Shao, M. L-DOPA-elicited abnormal involuntary movements in the rats damaged severely in substantia nigra by 6-hydroxydopamine. Annals of Palliative Medicine. 9 (3), 947-956 (2020).
  27. Hernandez-Baltazar, D., Mendoza-Garrido, M. E., Martinez-Fong, D. Activation of GSK-3β and caspase-3 occurs in Nigral dopamine neurons during the development of apoptosis activated by a striatal injection of 6-hydroxydopamine. PLoS One. 8 (8), 70951 (2013).
  28. Bagga, V., Dunnett, S. B., Fricker, R. A. The 6-OHDA mouse model of Parkinson's disease - Terminal striatal lesions provide a superior measure of neuronal loss and replacement than median forebrain bundle lesions. Behavioural Brain Research. 288, 107-117 (2015).
  29. Iancu, R., Mohapel, P., Brundin, P., Paul, G. Behavioral characterization of a unilateral 6-OHDA-lesion model of Parkinson's disease in mice. Behavioural Brain Research. 162 (1), 1-10 (2005).
  30. Boix, J., Padel, T., Paul, G. A partial lesion model of Parkinson's disease in mice - Characterization of a 6-OHDA-induced medial forebrain bundle lesion. Behavioural Brain Research. 284, 196-206 (2015).
  31. Blesa, J., Phani, S., Jackson-Lewis, V., Przedborski, S. Classic and new animal models of Parkinson's disease. Journal of Biomedicine & Biotechnology. 2012, 845618 (2012).
  32. Breit, S., et al. Effects of 6-hydroxydopamine-induced severe or partial lesion of the nigrostriatal pathway on the neuronal activity of pallido-subthalamic network in the rat. Experimental Neurology. 205 (1), 36-47 (2007).
  33. More, S. V., Kumar, H., Cho, D. -Y., Yun, Y. -S., Choi, D. -K. Toxin-induced experimental models of learning and memory impairment. International Journal of Molecular Sciences. 17 (9), 1447 (2016).
  34. Schwarting, R. K. W., Huston, J. P. The unilateral 6-hydroxydopamine lesion model in behavioral brain research. Analysis of functional deficits, recovery and treatments. Progress in Neurobiology. 50 (2-3), 275-331 (1996).
  35. Olsson, M., Nikkhah, G., Bentlage, C., Björklund, A. Forelimb akinesia in the rat Parkinson model: differential effects of dopamine agonists and nigral transplants as assessed by a new stepping test. Journal of Neuroscience. 15 (5), 3863-3875 (1995).
  36. Lindgren, H. S., Rylander, D., Ohlin, K. E., Lundblad, M., Cenci, M. A. The 'motor complication syndrome' in rats with 6-OHDA lesions treated chronically with l-DOPA: Relation to dose and route of administration. Behavioural Brain Research. 177 (1), 150-159 (2007).
  37. Björklund, A., Dunnett, S. B. The amphetamine induced rotation test: A re-assessment of its use as a tool to monitor motor impairment and functional recovery in rodent models of Parkinson's disease. Journal of Parkinson's Disease. 9 (1), 17-29 (2019).
  38. Chang, J. W., Wachtel, S. R., Young, D., Kang, U. J. Biochemical and anatomical characterization of forepaw adjusting steps in rat models of Parkinson's disease: studies on medial forebrain bundle and striatal lesions. Neuroscience. 88 (2), 617-628 (1999).
  39. Jayasinghe, V. R., Flores-Barrera, E., West, A. R., Tseng, K. Y. Frequency-dependent corticostriatal disinhibition resulting from chronic dopamine depletion: role of local striatal cGMP and GABA-AR signaling. Cerebral Cortex. 27 (1), 625-634 (2017).
  40. Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. T. CNS plasticity and assessment of forelimb sensorimotor outcome in unilateral rat models of stroke, cortical ablation, parkinsonism and spinal cord injury. Neuropharmacology. 39 (5), 777-787 (2000).
  41. Paxinos, G., Watson, C. The rat brain in stereotaxic coordinates. , Academic Press. (2006).
  42. Padovan-Neto, F. E., et al. Selective regulation of 5-HT1B serotonin receptor expression in the striatum by dopamine depletion and repeated L-DOPA treatment: relationship to L-DOPA-induced dyskinesias. Molecular Neurobiology. 57 (2), 736-751 (2020).
  43. Prasad, E. M., Hung, S. -Y. Behavioral tests in neurotoxin-induced aAnimal models of Parkinson's disease. Antioxidants. 9 (10), Basel, Switzerland. 1007 (2020).
  44. Lundblad, M., Picconi, B., Lindgren, H., Cenci, M. A. A model of L-DOPA-induced dyskinesia in 6-hydroxydopamine lesioned mice: Relation to motor and cellular parameters of nigrostriatal function. Neurobiology of Disease. 16 (1), 110-123 (2004).
  45. Masini, D., et al. A guide to the generation of a 6-hydroxydopamine mouse model of Parkinson's disease for the study of non-motor symptoms. Biomedicines. 9 (6), 598 (2021).
  46. Francardo, V., et al. Impact of the lesion procedure on the profiles of motor impairment and molecular responsiveness to L-DOPA in the 6-hydroxydopamine mouse model of Parkinson's disease. Neurobiology of Disease. 42 (3), 327-340 (2011).
  47. Thiele, S. L., Warre, R., Nash, J. E. Development of a unilaterally-lesioned 6-OHDA mouse model of Parkinson's disease. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (60), e3234 (2012).
  48. Fish, R., Danneman, P., Brown, M., Karas, A. Anesthesia and Analgesia in Laboratory Animals. , Academic Press. (2008).
  49. Buitrago, S., Martin, T. E., Tetens-Woodring, J., Belicha-Villanueva, A., Wilding, G. E. Safety and efficacy of various combinations of injectable anesthetics in BALB/c mice. Journal of the American Association for Laboratory Animal Sciences. 47 (1), 11-17 (2008).
  50. Struck, M. B., Andrutis, K. A., Ramirez, H. E., Battles, A. H. Effect of a short-term fast on ketamine-xylazine anesthesia in rats. Journal of the American Association for Laboratory Animal Sciences. 50 (3), 344-348 (2011).
  51. Jiron, J. M., et al. Comparison of isoflurane, ketamine-dexmedetomidine, and ketamine-xylazine for general anesthesia during oral procedures in rice rats (Oryzomys palustris). Journal of the American Association for Laboratory Animal Sciences. 58 (1), 40-49 (2019).

Tags

Neurowetenschappen Nummer 176
Het 6-hydroxydopamine rattenmodel van de ziekte van Parkinson
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Guimarães, R. P., Ribeiro, D.… More

Guimarães, R. P., Ribeiro, D. L., dos Santos, K. B., Godoy, L. D., Corrêa, M. R., Padovan-Neto, F. E. The 6-hydroxydopamine Rat Model of Parkinson's Disease. J. Vis. Exp. (176), e62923, doi:10.3791/62923 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter