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 JoVE Neuroscience

अनुमस्तिष्क गतिभंग के माउस मॉडल का मूल्यांकन करने के लिए एक सरल समग्र Phenotype स्कोरिंग सिस्टम

1, 2, 1, 2, *3, *2

1Department of Biochemistry, University of Washington, 2Department of Neurology, University of Washington, 3Division of Genetics, Departments of Pediatrics and Cellular and Molecular Medicine, and the Institute for Genomic Medicine, University of California, San Diego - Rady Children’s Hospital

* These authors contributed equally

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Cite this Article: अनुमस्तिष्क गतिभंग के माउस मॉडल का मूल्यांकन करने के लिए एक सरल समग्र Phenotype स्कोरिंग सिस्टम

Guyenet, S. J., Furrer, S. A., Damian, V. M., Baughan, T. D., La Spada, A. R., Garden, G. A. A Simple Composite Phenotype Scoring System for Evaluating Mouse Models of Cerebellar Ataxia. J. Vis. Exp. (39), e1787, doi:10.3791/1787 (2010).

Abstract: अनुमस्तिष्क गतिभंग के माउस मॉडल का मूल्यांकन करने के लिए एक सरल समग्र Phenotype स्कोरिंग सिस्टम

हम cerebella गतिभंग के माउस मॉडल में रोग की गंभीरता के तेजी से और संवेदनशील मात्रा का ठहराव के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन. यह कई रोग मॉडल में पहले प्रकाशित phenotype आकलन spinocerebellar ataxias, Huntington रोग है और spinobulbar पेशी शोष सहित से ली गई है. उपाय पिछले अंग clasping, परीक्षण कगार चाल, और कुब्जता शामिल हैं. प्रत्येक उपाय 0-3 के एक पैमाने पर 0-12 के सभी चार उपायों के लिए एक संयुक्त कुल के साथ दर्ज की गई है. परिणाम प्रभावी ढंग से प्रभावित और गैर प्रभावित व्यक्तियों के बीच भेदभाव है, जबकि भी neurodegenerative रोग phenotypes के लौकिक प्रगति को बढ़ाता है. उपाय व्यक्तिगत विश्लेषण किया जा सकता है या अधिक से अधिक सांख्यिकीय शक्ति के लिए एक समग्र phenotype स्कोर में संयुक्त. चार में वर्णित उपायों के आदर्श संयोजन प्रश्न में विकार पर निर्भर करेगा. हम spinocerebellar गतिभंग 7 प्रकार (SCA7) के एक ट्रांसजेनिक माउस मॉडल में रोग की गंभीरता का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया प्रोटोकॉल का एक उदाहरण प्रस्तुत करते हैं.

अल्बर्ट आर ला Spada और Gwenn ए गार्डन इस पांडुलिपि के लिए समान रूप से योगदान दिया.

Protocol: अनुमस्तिष्क गतिभंग के माउस मॉडल का मूल्यांकन करने के लिए एक सरल समग्र Phenotype स्कोरिंग सिस्टम

पूर्वाग्रह को रोकने के आकलन प्रदर्शन experimenter जानवर जीनोटाइप का ज्ञान नहीं होना चाहिए. व्यक्तिगत उपायों 0-3 के एक पैमाने पर 0 प्रासंगिक phenotype और 3 सबसे गंभीर अभिव्यक्ति का प्रतिनिधित्व के अभाव का प्रतिनिधित्व करने के साथ रन बनाए हैं. प्रत्येक परीक्षण कई बार प्रदर्शन किया है करने के लिए सुनिश्चित करें कि स्कोर प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य है. मोटापा सभी वर्णित उपायों की व्याख्या मुश्किल होगा. अन्वेषक phenotype स्कोरिंग परिणामों में adiposity की संभावित भूमिका का आकलन करने के बाद चूहों वजन चाह सकते हैं.

हाशिया परीक्षण

कगार परीक्षण समन्वय का एक सीधा उपाय है, जो अनुमस्तिष्क ataxias और कई अन्य neurodegenerative विकारों में बिगड़ा हुआ है है. इस उपाय सबसे सीधे अनुमस्तिष्क गतिभंग के मानव संकेत करने के लिए तुलनीय है.

  1. पिंजरे से माउस लिफ्ट और पिंजरे कगार पर जगह है. चूहे आम तौर पर कगार साथ चलना है और पिंजरे में वापस उतरना करने का प्रयास.
  2. निरीक्षण माउस के रूप में यह पिंजरे कगार साथ चलता है और खुद अपने पिंजरे में कम करती है. एक जंगली प्रकार माउस कगार साथ अपने संतुलन खोने के बिना आम तौर पर चलना होगा, और खुद को पीठ के निचले हिस्से पिंजरे में इनायत अपने पंजे का उपयोग कर. यह 0 के स्कोर सौंपा है. यदि माउस अपने स्तर खो देता है जबकि कगार साथ चलने, लेकिन अन्यथा समन्वित प्रकट होता है, यह 1 के एक अंक प्राप्त करता है. यदि यह इसके बजाय सिर अपने पंजे पर प्रभावी ढंग से अपने पिछले पैरों, या भूमि का उपयोग नहीं करता है जब पिंजरे में उतरते हैं, तो यह 2 के एक अंक प्राप्त करता है. यदि यह बंद कगार गिरता है, या लगभग ऐसा है, जबकि चलने या के लिए ही कम करने का प्रयास, या हिलाता है और प्रोत्साहन के बावजूद सब पर कदम से इनकार, यह 3 के एक अंक प्राप्त करता है. कुछ चूहों को एक सौम्य कुहनी से हलका धक्का की आवश्यकता होती है उन्हें कगार साथ चलने के लिए या पिंजरे में उतर प्रोत्साहित करेंगे.
  3. कगार परीक्षण स्कोर का रिकार्ड.

Hindlimb clasping

Clasping Hindlimb neurodegeneration के माउस मॉडल कुछ अनुमस्तिष्क ataxias [1] सहित का एक संख्या में रोग प्रगति के एक मार्कर है.

  1. उसके आधार के पास पूंछ समझ और सभी आसपास के वस्तुओं की स्पष्ट माउस लिफ्ट.
  2. 10 सेकंड के लिए hindlimb स्थिति का निरीक्षण. यदि hindlimbs लगातार जावक splayed हैं, पेट से दूर, यह 0 के स्कोर सौंपा है. यदि एक hindlimb निलंबित समय का 50% से अधिक के लिए पेट की ओर से मुकर जाता है, यह 1 के एक अंक प्राप्त करता है. यदि दोनों hindlimbs आंशिक रूप से समय निलंबित की 50% से अधिक के लिए पेट की ओर से मुकर रहे हैं, यह 2 के एक अंक प्राप्त करता है. यदि अपने hindlimbs को पूरी तरह मुकर रहे हैं और निलंबित समय का 50% से अधिक के लिए पेट को छू, यह 3 के एक अंक प्राप्त करता है.
  3. माउस अपने पिंजरे में वापस प्लेस और अपने hindlimb clasping स्कोर का रिकॉर्ड.

चाल

चाल समन्वय और मांसपेशी समारोह का एक उपाय है.

  1. अपने पिंजरे से माउस निकालें और यह उसके सिर अन्वेषक से दूर का सामना करना पड़ के साथ एक फ्लैट सतह पर जगह है.
  2. निरीक्षण के रूप में यह चलता है पीछे से माउस. यदि माउस सामान्य रूप से अपने शरीर के वजन के सभी अंगों पर समर्थित है, अपने पेट जमीन को छू नहीं के साथ, और दोनों hindlimbs के साथ समान रूप से भाग लेने के साथ, चाल, यह 0 के स्कोर प्राप्त करता है. यदि यह एक कंपन से पता चलता है या लंगड़ा करने के लिए लगता है कि चलते समय, यह 1 के एक अंक प्राप्त करता है. यदि यह पता चलता है एक गंभीर कंपन, गंभीर लंगड़ा, श्रोणि कम, या पैर हरकत ("बतख पैर") के दौरान शरीर से दूर बिंदु, यह 2 के एक अंक प्राप्त करता है. यदि माउस आगे बढ़ने में कठिनाई है और जमीन के साथ अपने पेट drags, यह 3 के एक अंक प्राप्त करता है.
  3. माउस अपने पिंजरे में वापस प्लेस और अपनी चाल स्कोर का रिकॉर्ड है.

कुब्जता

कुब्जता रीढ़ की एक विशेषता पृष्ठीय वक्रता है कि माउस [2] मॉडल में एक neurodegenerative रोग की एक आम अभिव्यक्ति है. यह neurodegeneration के लिए माध्यमिक रीढ़ की हड्डी की मांसपेशियों में मांसपेशियों टोन के नुकसान की वजह से है.

  1. अपने पिंजरे से माउस निकालें और यह एक सपाट सतह पर जगह है.
  2. निरीक्षण के रूप में यह चलता है. अगर माउस को आसानी से अपनी रीढ़ को सीधा के रूप में यह चलता है, और लगातार कुब्जता नहीं करने में सक्षम है, यह 0 के स्कोर प्राप्त करता है. यदि माउस हल्के कुब्जता दर्शाती है लेकिन अपनी रीढ़ को सीधा करने में सक्षम है, यह 1 के एक अंक प्राप्त करता है. यदि यह अपनी रीढ़ की हड्डी पूरी तरह से सीधा करने में असमर्थ है और लगातार लेकिन हल्के कुब्जता का कहना है, यह 2 के एक अंक प्राप्त करता है. यदि माउस स्पष्ट कुब्जता का कहना है के रूप में यह चलता है या जबकि यह बैठता है, यह 3 के स्कोर सौंपा है.
  3. माउस अपने पिंजरे में वापस प्लेस और उसके कुब्जता स्कोर का रिकॉर्ड है.

प्रतिनिधि परिणाम

पशुओं के एक पर्याप्त संख्या के साथ, इस प्रक्रिया उपभेदों के बीच और समय के साथ ही तनाव के भीतर मतभेद phenotype का पता लगाने में सक्षम है. डेटा विश्लेषण के लिए लेने के द्वारा प्रत्येक को मापने के लिए स्कोर की गणनाप्रत्येक व्यक्ति में तीन माप का मतलब है. उपाय अलग - अलग विश्लेषण किया जा सकता है या प्रत्येक व्यक्ति के लिए एक समग्र phenotype स्कोर में संयुक्त.

डेटा चार्ट और उपयुक्त सांख्यिकीय तरीकों को लागू करने के महत्व को निर्धारित करने. चित्रा 1 में एक murine ट्रांसजेनिक SCA7 मॉडल की एक समग्र मूल्यांकन phenotype से परिणाम से पता चलता है. इस floxed SCA7-92Q ट्रांसजेनिक मॉडल में, 92 सीएजी को दोहराता के साथ मानव जीन ataxin-7 loxP साइटों द्वारा flanked है और एक जीवाणु कृत्रिम गुणसूत्र से व्यक्त. समग्र phenotype स्कोर clasping, कगार घूमना, और 12 की एक अधिकतम संभव स्कोर के लिए चाल कुब्जता आकलन शामिल हैं. प्रगतिशील SCA7 phenotype floxed - SCA7-92Q ट्रांसजेनिक चूहों में एक बढ़ती हुई समग्र phenotype स्कोर है, जो मानव रोग के प्रगतिशील प्रकृति साथ संगत है के द्वारा प्रदर्शन किया है.

चित्रा 1
. चित्रा 1 Floxed - SCA7-92Q चूहों एक्ज़िबिट एक प्रगतिशील SCA7 phenotype है कि 20 सप्ताह (:; *** 0.001 <पी Bonferroni बाद अस्थायी 2 तरह एनोवा) पर शुरुआत गैर ट्रांसजेनिक littermates से काफी अलग है . चूहे कगार परीक्षण के लिए एक 0-3 पैमाने पर प्रत्येक पर मूल्यांकन किया गया, clasping, चाल, और कुब्जता. प्रत्येक साल की उम्र में औसत प्रत्येक जीनोटाइप के लिए समग्र स्कोर की गणना की गई. बार्स SEM का प्रतिनिधित्व करते हैं.

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Discussion: अनुमस्तिष्क गतिभंग के माउस मॉडल का मूल्यांकन करने के लिए एक सरल समग्र Phenotype स्कोरिंग सिस्टम

इस प्रोटोकॉल के लिए अनुमस्तिष्क गतिभंग के माउस मॉडल में रोग की गंभीरता के एक संवेदनशील और आसानी से प्रदर्शन मूल्यांकन डिज़ाइन किया गया है. स्कोरिंग प्रणाली की व्यक्तिगत घटकों neurodegeneration के विभिन्न माउस मॉडल में अधिक या कम प्रभावी हो जाएगा.

इस स्कोरिंग प्रणाली के तत्वों को प्रभावी ढंग से किया गया है अनुमस्तिष्क ataxias, Huntington रोग है और spinobulbar पेशी [1-3] शोष सहित, मानव neurodegenerative रोग के माउस मॉडल की एक किस्म का आकलन किया. परीक्षणों के आदर्श संयोजन प्रश्न में विकार पर निर्भर करेगा. इस प्रोटोकॉल मूल लेखकों द्वारा डिजाइन किया गया था spinocerebellar गतिभंग 7 प्रकार (SCA7) के ट्रांसजेनिक माउस मॉडल का मूल्यांकन.

SAC7 के मॉडल यहाँ प्रस्तुत डेटा उत्पन्न करने के लिए नियोजित, जानवरों के 40-43 सप्ताह या जल्दी की उम्र में बलिदान थे अगर व्यवहार असामान्यताएं एक मंच के लिए आगे बढ़े कि एक जानवर नहीं रह पर्याप्त है करने के लिए स्वतंत्र रूप से पोषण या जलयोजन बनाए रखने के लिए मोबाइल.

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Disclosures: अनुमस्तिष्क गतिभंग के माउस मॉडल का मूल्यांकन करने के लिए एक सरल समग्र Phenotype स्कोरिंग सिस्टम

ये अध्ययन वाशिंगटन संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति के विश्वविद्यालय द्वारा अनुमोदित किया गया.

Acknowledgements: अनुमस्तिष्क गतिभंग के माउस मॉडल का मूल्यांकन करने के लिए एक सरल समग्र Phenotype स्कोरिंग सिस्टम

इस काम एनआईएच भूमिकाः NS052535 अनुदान और EY014061 और EY014997 ARL, के रूप में के रूप में अच्छी तरह से एक UL1DE019583-02 संघ पुरस्कार द्वारा समर्थित किया गया.

References: अनुमस्तिष्क गतिभंग के माउस मॉडल का मूल्यांकन करने के लिए एक सरल समग्र Phenotype स्कोरिंग सिस्टम

  1. Chou, A.H., et al., Polyglutamine-expanded ataxin-3 causes cerebellar dysfunction of SCA3 transgenic mice by inducing transcriptional dysregulation. Neurobiol Dis, 2008. 31(1): p. 89-101.
  2. Thomas, P.S., Jr., et al., Loss of endogenous androgen receptor protein accelerates motor neuron degeneration and accentuates androgen insensitivity in a mouse model of X-linked spinal and bulbar muscular atrophy. Hum Mol Genet, 2006. 15(14): p. 2225-38.
  3. Ditzler, S., J. Stoeck, M. LeBlanc, C. Kooperberg, S. Hansen, L. Coppin, J.M. Olson, A Rapid Neurobehavioral Assessment Reveals that FK506 Delays Symptom Onset in R6/2 Huntington's Disease Mice. Preclinica Research Articles, 2003. 1(3): p. 115-126.

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4 Comments

Dear authors,
Thank You for such an informative video and article.
This scoring system seems applicable in rats as well. I`ve seen all the changes mentioned in video in rats after neurotoxic treatment with amphetamine etc. What do You think about using this system in evaluating ataxia in rat amphetamine neurotoxicity model?

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Reply

Posted by: Jelena Suran, DVMMay 3, 2011, 3:26 PM

Hi Jelena,

I don't have experience with that model, but if it causes a coordination deficit, clasping and kyphosis, then the scoring system should pick it up. I'd recommend trying a number of different tests to see which discriminate most accurately between experimental and control groups, and modifying our scoring system to suit your needs.

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Reply

Posted by: Stephan GuyenetMay 3, 2011, 4:30 PM

I am unable to download this video

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Reply

Posted by: Matthew CummingsDecember 13, 2011, 11:21 AM

Hi Matthew,

I did not encounter any problems downloading the video when I searched for this article on Pubmed. I would double check that your computer and browser are configured appropriately to run JoVE material. If that is not the problem, I would try to use your local library's computers, or use their system by proxy, to download the video. For example, the University of Washington has a subscription to JoVE so I can access this video easily through their system.

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Reply

Posted by: Stephanie FurrerDecember 22, 2011, 11:54 AM

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