Method Article

تقييم حسي حركي وظيفة في نماذج الماوس من مرض باركنسون

DOI:

10.3791/50303

⸱

June 17th, 2013

 ,  , 
1Department of Psychology, University of Cincinnati, 2Department of Neurology, University of Cincinnati

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في المرض وحركة اضطرابات باركنسون بشكل عام، المقايسات السلوكية حساسة وموثوق بها ضرورية لاختبار العلاجات المحتملة الرواية. هنا، نحن تصف بطارية معقول من الاختبارات الحسية للفئران التي تعتبر حساسة لدرجات متفاوتة من إصابة في نظام سودائي مخططي ومفيدة لدراسات ما قبل السريرية.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

مقاييس النتائج السلوكية حساسة وموثوق بها ضرورية لتقييم العلاجات العلاجية المحتملة في التجارب ما قبل السريرية لكثير من الأمراض العصبية. في مرض باركنسون، والحسية اختبارات حساسية لدرجات متفاوتة من اختلال وظيفي سودائي مخططي تعتبر أساسية لاختبار فعالية العلاجات المحتملة. التدابير المتبعة الحسية موثوقة وأنيقة جدا بالنسبة للفئران، ولكن العديد من هذه الاختبارات قياس الحسية التباين في الفئران وليست مناسبة تماما لأحدث نماذج الماوس الوراثية من PD. لقد وضعنا معا مجموعة من الاختبارات الحسية مستوحاة من الاختبارات الحساسة في الفئران وتكييفها للفئران. يتم اختيار بطارية اختبار سلط عليها الضوء في هذه الدراسة ل) حساسيتها في مجموعة واسعة من نماذج الماوس من PD، ب) سهولة في تنفيذ إلى دراسة، وج) نفقتها منخفضة. وقد أثبتت هذه الاختبارات مفيدة في تشخيص نماذج الماوس الوراثية رواية من PD وكذلك في اختبار وعاءential أمراض تعديل العلاجات.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

مرض باركنسون (PD) هو اضطراب الاعصاب المنهكة تتميز في المقام الأول من قبل الفقدان التدريجي للخلايا العصبية الدوبامين في المادة السوداء ووضع شوائب الجسم ليوي في النظم المركزية والطرفية. المرضى الذين يعانون من العاهات الحسية، بما في ذلك بطء الحركة، ورعاش، وصلابة، وعدم الاستقرار الوضعي أن تزداد سوءا مع مرور الوقت. على الرغم من أن أدت نادرة، وأشكال العائلي من المرض اكتشفت على مدى السنوات ال 15 الماضية لتحديد أهداف جديدة هامة لعلاجات أمراض تعديل المحتملة. الطفرات في الجينات ترميز ألفا synuclein، باركين، DJ-1، LRRK2، وATP13A2 من بين أمور أخرى بمناسبة وضع "جيل" جديد من نماذج حيوانية من PD، نماذج الماوس الوراثية.

التدابير المتبعة السلوكية غير المخدرات التي يسببها ممتازة للمن جانب واحد 6 hydroxydopamine (6 OHDA) نموذج الفئران درس على نطاق واسع من PD. وتشمل هذه الاختبارات للاستخدام أطرافهم التباين، حركةبدء والإهمال الحسية الجسدية، والقدرات أثرا، وأكثر مؤخرا الالفاظ بالموجات فوق الصوتية 1-6. هذه الاختبارات حساسة لدرجات متفاوتة من فقدان الخلايا العصبية الدوبامين سودائي مخططي واستخدمت على نطاق واسع لتقييم فعالية أنواع مختلفة من العلاجات المحتملة 7-11. ومع ذلك، مع نماذج الماوس الوراثية لم يكن هناك إجماع واضح على أفضل التجارب الحسية لاستخدام أو كيفية عديدة لاستخدام. وهذه مشكلة عندما تميز نموذج الفأر الوراثية الرواية، في الدراسات قبل السريرية، وعندما تحاول أن تجعل المقارنات بين النماذج. على مدى العقد الماضي ونحن نعمل معا لوضع مجموعة من الاختبارات الحسية للفئران على غرار ما تم استخدامها بنجاح في الفئران. وقد استخدمت الاختبارات الموصوفة في هذه المقالة لمساعدتك تميز العديد من نماذج الماوس الوراثية من PD وتستخدم حاليا في الدراسات قبل السريرية اختبار إمكانية التداوي رواية 12.

استخدام الاختبارات الأكثر شيوعاد لتقييم وظيفة الحركة في الفئران هي النشاط في حقل مفتوح واختبار rotarod التنسيق 13. ورغم أن كلا من هذه الاختبارات ومؤتمتة وسهلة نسبيا للاستخدام وتوفير المعلومات عن وظيفة الحسية، فإنها غالبا ما تفتقر إلى الحساسية اللازمة للكشف عن تغيرات خفية في نظام الدوبامين سودائي مخططي. على سبيل المثال، باركين الفئران ناقصة مع بعض التعديلات الطفيفة في وظيفة الدوبامين لا تعرض العاهات على rotarod ولكن هل عرض العاهات الحركية في اختبار شعاع تحديا 14. وبالإضافة إلى ذلك، الفئران التي عولجت مع جرعات معتدلة من عصبي 1-الميثيل-4-فينيل-1-،2،3،6 tetrahydropyridine (MPTP) لا تظهر العاهات على rotarod ولكن لا يكون لديهم تغيرات كبيرة في المشي وضعف في مقلوب شبكة اختبار 15. لذلك، قد الدراسات التي تستخدم فقط rotarod لتقييم المظهري تفوت العاهات أكثر دهاء. والنهج الأمثل، في رأينا، إلى توصيف السلوكية واحد هو أن يشمل على درجة البكالوريوسttery من الاختبارات التي تعتبر حساسة لجوانب مختلفة من الوظيفة الحسية والحركية، والتغييرات الطفيفة في العقد القاعدية وظيفة 13-15. هنا نحن تصف كيفية قياس وتحليل وظيفة الحسية في الفئران باستخدام شعاع اجتياز اختبار التحدي، وهو اختبار من النشاط العفوي في الاسطوانة، واستجابة لمحفزات الحسية اختبار.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

على النحو الأمثل ينبغي اختبار الفئران خلال دورة النشطة (الظلام). يتم الحفاظ على الفئران في المختبر لدينا على الضوء / الظلام دورة العكسي التي تمكننا من اختبار مريح الفئران خلال الفترة النشطة (ولنا). لم يتم بدء الاختبار حتى ساعة واحدة على الأقل في دورة الظلام. ومع ذلك، فإنه ليس من الممكن دائما لمحقق للحفاظ على غرفة الماوس منفصلة مع دورة عكس الضوء. في هذه الحالة، كل الاختبارات الثلاثة لا يمكن أن يؤديها خلال دورة الضوء، ولكن نأخذ في الاعتبار أن الوقت لاجتياز على شعاع، عددا من الخطوات والمؤخرات في الاسطوانة، والاتصال وإزالة الأوقات قد تكون أطول عند اختباره خلال هذا الوقت.

جميع الاختبارات الثلاثة المذكورة أدناه يمكن أن يقوم بها المجرب واحدة، ولكن بالنسبة لأولئك الذين ليسوا من ذوي الخبرة والمناولة والعمل مع الفئران أو ليس لديهم أي خبرة في قياس سلوك الفئران ثم قد تكون هناك حاجة مجرب إضافية. في هذه الحالة يمكن أن المجرب الثانية مع مساعدةاختبار شعاع التحدي عن طريق وضع الفئران على شعاع بينما المجرب سجلات أخرى المحاكمة أو في اختبار إزالة لاصق المجرب الثانية يمكن تشغيل جهاز ضبط الوقت في حين أن غيرها من الأماكن لاصق على الخطم وأماكن الماوس في قفص.

1. التحدي شعاع اجتياز الإجراءات

  1. عكس 3 أقفاص نظيفة الماوس على الطاولة أو في الماوس محطة قفص التغير. يبطن أقفاص بشكل متساو بحيث يمكن أن تدعم طول شعاع (1 متر).
  2. تجميع الأجزاء الأربعة من الحزم من أوسع إلى أضيق الباب ووضعت على رأس أقفاص الماوس مقلوب.
  3. وضع homecage من الفئران التي تخطط لاختبار على جانبها وعند نهاية شعاع بحيث أضيق نهاية شعاع يؤدي مباشرة إلى homecage.
  4. التقاط الماوس أول مرة من قبل قاعدة ذيله ودعم hindlimbs مع كف يدك. ضع الماوس في نهاية واسعة من الحزم وترك ذيله وإزالة هان الخاصد.
  5. دع الماوس شم والتحرك من أجل أن تصبح أفضل الموجهة إلى الجهاز، وإذا كان الماوس يستدير إعادة توجيه برفق إلى الاتجاه المطلوب.
  6. ارفع homecage (حتى إذا كان لديه cagemates في ذلك) ابقائها في نفس الموقف على جانبها وجعله على مقربة من الماوس الاختبار. كما يبدأ الماوس اختبار لمحاولة إدخال homecage نقله مرة أخرى بحيث الماوس لا يدخل ولكن يجعل خطوة إلى الأمام. نواصل القيام بذلك عن طريق الجناح شعاع. في نهاية سماح الماوس لدخول homecage. تفعل الشيء نفسه الإجراء لكل الماوس في قفص. وهذا هو أول "المدبر" محاكمة.
  7. شعاع يجب تنظيفها بين أقفاص بمطهر التي تقدمها رعاية الحيوان أو الكوادر البيطرية. داخل قفص من المهم لتنظيف قبالة أي البول أو البراز الكريات قبالة شعاع قبل تشغيل الماوس المقبل لأن هذا سوف يصرف الماوس المقبل.
  8. مرة واحدة وقد ذهب كل من الفئران في قفص من خلال التجربة بمساعدة واحدة ثمالتقاط الماوس الأول مرة أخرى ووضعه في نهاية واسعة من الحزم. إذا لزم الأمر، مع يدك بلطف توجيه الماوس في الاتجاه المطلوب وتلمس برفق المؤخر، لتشجيعها على التحرك على طول الشعاع إلى homecage لها. إذا توقف الماوس على شم أو المشي قبالة شعاع تصحيح الماوس مع يدك أو استلامه ووضعه في نفس القسم حيث خرج. لديك يدك القريبة لتوجيه الماوس إلى نهاية شعاع. كنت تريد أن تجرب والتقليل من الماوس وقف واستكشاف بينما على شعاع. كلما يتم ذلك خلال تدريب أقل الماوس يميل إلى القيام بذلك أثناء الاختبار.
  9. محاكمة تنتهي عندما يضع الماوس واحد من الأطراف الأمامية وإدخالها إلى homecage. يمكن للفأر المقبل ثم تلقي به المحاكمة الثانية 2. الفئران تتلقى ما مجموعه 5 تجارب في اليوم التدريبي الأول، بالتناوب بين الفئران بحيث كل فأر لديه فاصل intertrial من ~ 30 ثانية أو أكثر. عادة عن طريق المحاكمات القليلة الماضية الفئران سوف تجتاز طولشعاع، من تلقاء نفسها، دون الحاجة إلى تصحيح.
  10. بعد 24 ساعة يوم 2 من التدريب يمكن أن تبدأ. في يوم 2 الفئران تتلقى 5 تجارب أكثر على نفس شعاع مجموعة المتابعة كما هو الحال في يوم 1. ينبغي أن الفئران لا تحتاج إلى أي مساعدة، ولكن قد تحتاج إلى تصحيح أو لمست على مساعدات لمنع وقف أو استكشاف.
  11. بعد 24 ساعة في اليوم الاختبار الفعلي يمكن أن تبدأ. لليوم الاختبار، يتم تعيين شعاع يصل بطريقة مماثلة إلى أيام التدريب السابق 2. ومع ذلك، والآن يتم وضع شبكة شبكة الذي يتوافق مع كل عرض شعاع على رأس كل قسم شعاع. ويتم استخدام كاميرا الفيديو لتسجيل جميع المحاكمات اجتياز شعاع ويمكن أن يقوم بها المجربون واحدة أو متعددة.
  12. تسمية بطاقة بالمعلومات التجربة الأساسية (التاريخ، والماوس # # محاكمة، الخ). ضع هذه البطاقة أمام الكاميرا وسجل لمدة 2-3 ثانية بحيث يكون واضحا الماوس الذي يجري اختباره وما هو عليه في محاكمة.
  13. يتم وضع الماوس على الجزء العلوي من سطح الشبكة على أوسع قسم من الحزم وسجلتق وهو يتحرك على طول شعاع. تسجيل ينبغي أن تكون قريبة بما فيه الكفاية بحيث طول جسم الفأر مرئيا على الكاميرا. إذا فهي بعيدة جدا ثم زلات من الصعب أن نرى، وإذا كانت قريبة جدا ثم حركات أطرافهم يمكن تفويتها. وينبغي وضع الكاميرا حتى أن الشبكة هي في وسط العارض.
  14. في اليوم اختبار الحصول على جميع الفئران 5 تجارب على الحزم ظهرت الشبكة.

2. تحليل الشعاع فيديو

  1. أشرطة الفيديو يمكن عرضها مباشرة من الكاميرا أو متصلا إلى جهاز تلفزيون أو جهاز الكمبيوتر لمشاهدة الشاشة الكبيرة. ينبغي أن سجل أشرطة الفيديو من قبل المجرب أعمى إلى التركيب الوراثي وحالة العلاج داخل التجربة.
  2. وسجل الأخطاء لكل المحاكمة كما لعبت الفيديو في حركة بطيئة. تحسب زلات أو أخطاء عند الماوس يواجه والمضي قدما. ويعتبر زلة من خلال أو خارج الشبكة خطأ عندما ينزلق الطرف يتجاوز 0.5 سم تحت سطح الشبكة (في منتصف الطريق إلى أسفل). أي زلاتأدلى بعد توقف الماوس أو يوجه رأسه إلى الجانب لا تعتبر أخطاء. إذا كان الماوس لا يتحرك إلى الأمام، وأحد أطرافه أو أطرافه ينزلق مرارا وتكرارا من خلال الشبكة أنه لا يعتبر خطأ. في المقطع الضيق من شعاع قاعدة hindlimbs يمكن أن يكون على رأس الشبكة وأصابع القدم شنقا قبالة الجانب، وهذا لا يعتبر خطأ.
  3. يتم عد الخطوات أيضا في حركة بطيئة. يتم استخدام hindlimb التي تواجه كاميرا لتعقب عدد من الخطوات. يبدأ العد عندما يجعل الماوس أول خطوة إلى الأمام وينتهي عندما يضع الماوس forelimb لها في homecage.
  4. وسجل الوقت لاجتياز باستخدام ساعة توقيت ويتم في الوقت الحقيقي. بدء تشغيل جهاز ضبط الوقت عندما يبدأ الماوس للتحرك إلى الأمام وينتهي عندما يتم وضع forepaw الأولى في homecage.

3. النشاط العفوي في الإجراء اسطوانة

  1. عكس 3 أقفاص نظيفة الماوس على الطاولة أو في الماوس محطة قفص التغير. ترتيب اثنين من أقفاص المقبل لمراسلتيمنظمة العمل ضد الجوع أخرى ~ 18 سم بعيدا بحيث الجزء الأمامي من أقفاص تواجه المجرب. يتم وضع قفص المتبقية وراء الأخريين الأقفاص وسيعمل على دعم المرآة.
  2. وضع قطعة من الزجاج على أعلى من 2 الأقفاص وضعه بحيث يجري دعم الزجاج من الحافة الخارجية للأقفاص الأول 2.
  3. وضع اسطوانة في أعلى الزجاج والمرآة في زاوية تحت الزجاج، متوكئا على طريق قفص 3 في الظهر. زاوية يمكن أن تتراوح في أي مكان من 30 ° - 45 ° ولكن الأهم من وجهة نظر من مرآة لديه لتشمل كامل القطر من الاسطوانة.
  4. ضبط كاميرا الفيديو حتى أمام المرآة وضبط كل من المرآة وكاميرا الفيديو حتى يمكنك عرض قطرها كامل من الجزء السفلي من الاسطوانة.
  5. تعيين جهاز ضبط الوقت لمدة 3 دقائق وتسمية البطاقة مع تفاصيل تجربة هامة (التاريخ، والماوس #، الخ). Videorecord التسمية لمدة 2-3 ثوانى.
  6. ضع الماوس في السجل اسطوانة والصحافة وجهاز ضبط الوقت. RECأورد الماوس لمدة ثلاث دقائق. فمن المهم أن منطقة الاختبار هادئة كما سمع أصواتا عالية والمحادثة يمكن أن يصرف الماوس وربما تتسبب في حدوث سلوك التجمد.
  7. خلال 3 دقائق استخدام عداد اليد لحساب عدد من المؤخرات الماوس يجعل بينما في الاسطوانة. ويعرف الخلفية كحركة عمودي مع كل من الأطراف الأمامية قبالة الكلمة بحيث الماوس يقف فقط على hindlimbs لها. في نهاية 3 دقائق إزالة الماوس ووضعه مرة أخرى إلى homecage لها.
  8. تنظيف اسطوانة والزجاج بمطهر التي تقدمها رعاية الحيوان أو الكوادر البيطرية. السماح للمحلول التنظيف لتجف قبل وضع الماوس المقبل في الاسطوانة.

4. تحليل النشاط العفوي

  1. أشرطة الفيديو يمكن عرضها مباشرة من الكاميرا أو متصلا إلى جهاز تلفزيون أو جهاز الكمبيوتر لمشاهدة الشاشة الكبيرة. وينبغي أن يسجل أشرطة الفيديو من قبل المجرب أعمى إلى التركيب الوراثي وحالة العلاج داخل التجربة.
  2. يتم عد الخطوات Forelimb كما لعبت الفيديو مرة أخرى في حركة بطيئة. يتم عد خطوة forelimb عندما يتحرك الحيوان على حد سواء الأمامية بالتتابع عبر الكلمة من الاسطوانة في حركة واحدة على التوالي. لا يتم احتساب حركة forelimb إذا كان الوقت بين حركة forelimb واحد وforelimb أخرى أطول من 5 ثوانى. يتم عد الخطوات Hindlimb في نفس الطريقة التي يعامل بها خطوات forelimb.
  3. يقاس الوقت الذي يقضيه الاستمالة باستخدام ساعة الإيقاف وإعادة تشغيل الفيديو في الوقت الحقيقي. يتم قياس الاستمالة نوبات على الخطم، vibrissae، والجسم.

5. إزالة لاصق

  1. ضع مؤشر الفأرة في homecage في قاعة الاختبار أو في الماوس محطة قفص التغير.
  2. إزالة بن المغذية من القفص واستبدال غطاء القفص. تسمح الفئران / الماوس لروض إلى غرفة الاختبار والقفص دون وحدة التغذية لمدة 1 ساعة.
  3. لاختبار استخدام قفص نظيفة لوضع cagemates الفأر حتى اختبار هو الوحيد في homecage.إزالة ~ 3/4 من الفراش ووضعه في قفص نظيفة مع cagemates.
  4. في القفا homecage الماوس الاختبار من أجل كبح جماح ذلك، واستخدام زوج من ملقط مكان تسمية واحدة لاصقة صغيرة على خطم من الفأرة. اضغط بلطف التسمية على خطم مع forcep والافراج عن الماوس. وضع غطاء على القفص وبدء ساعة توقيت. عندما يجعل الماوس محاولة لإزالة التسمية مع الأرجل الأمامية لتسجيل الوقت. إذا كان الماوس يجعل الاتصال ولكنه لا يزيل التسمية ثم إبقاء الموقت الذهاب حتى أنه لا إزالته وتسجيل ذلك الوقت وكذلك (الاتصال وإزالة الوقت).
  5. إذا كان الماوس لا الاتصال أو إزالة الملصق في غضون 60 ثانية ثم يتم إنهاء المحاكمة وتتم إزالة الملصق يدويا من قبل المجرب.
  6. ضع الماوس اختبار في القفص نظيفة وإزالة الماوس المقبلة ووضعه في homecage والبدء في الاختبار. كل الفئران التي تتلقى 3 المحاكمات. من المهم أن بالتناوب بين الفئران بدلا من القيام جميع المحاكمات الثلاث فيماوس في وقت واحد. المحاكمات حيث التسمية تسقط أو غير آمن على خطم لا تحسب.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

شعاع صعبة، النشاط العفوي في الاسطوانة، واختبارات إزالة لاصق كلها المقايسات مفيدة للغاية من وظيفة الحسية في الفئران. لقد تم العثور على تغيرات في وظيفة الحسية باستخدام هذه الاختبارات في عدة نماذج الماوس الوراثية والسمية من مرض باركنسون بما في ذلك باركين خروج المغلوب، باركين Q311X، Pitx3-انعدام العدسة، ألفا synuclein overexpressing، وجانب واحد الفئران 6 hydroxydopamine 14، 16-19. هنا نظهر البيانات التي تم جمعها من الفئران overexpressing الإنسان wildtype ألفا synuclein تحت المروج Thy1 (Thy1-aSyn) والفئران Pitx3-انعدام العدسة 18،20. على شعاع تحديا موثوق اكتشفنا زيادة الأخطاء في كل خطوة في Thy1-aSyn بالمقارنة مع الفئران wildtype ( الشكل 1). في نفس السطر من الفئران أيضا اكتشفنا مرارا انخفاض قوي في hindlimb يخطو في الاسطوانة ( الشكل 2) 12، 16، 21. في اختبار إزالة لاصق الفئران Pitx3-انعدام العدسة مع انخفاض عميق في الخلايا العصبية الدوبامين سودائي مخططي تظهر زيادة كبيرة في الوقت في الاتصال مقارنة مع الضوابط wildtype ( الشكل 3).

الشكل 1. أخطاء على التحدي في Wildtype (ن = 13) وThy1-aSyn (ن = 4) في 4 أشهر من العمر. A) أخطاء في خطوة، يعني من خمس محاكمات. B) متوسط ​​الأخطاء في كل عرض الحزمة. يمثل ** P <0.01 على التوالي مقارنة Wildtype الفئران. الطالب اختبار t.

الشكل 2. Hindlimb يخطو في الاسطوانة في Wildtype (ن = 13) وThy1-aSyn (ن = 4) الفئران في 4 أشهر من العمر. * يمثل P <0.05 مقارنة Wildtype. الطالب اختبار t.

الشكل 3. الاتصال في الوقت Wildtype (ن = 10) وPitx3-انعدام العدسة (ن = 12) الفئران في 4 أسابيع من العمر. ** يمثل P <0.01 مقارنة Wildtype. مان ويتني U.

اخبار معلمات خيارات التحليل
تحدي شعاع أخطاء شعاع بعرض (أخطاء فقط)
يعني من 5 تجارب
التجارب الفردية
الوقت
خطوات
النشاط العفوي خطوات Forelimb متوسط
Forelimb / Hindlimb نسبة
خطوات Hindlimb
المؤخرات متوسط
التهيأ وقت متوسط
إزالة لاصق وقت الاتصال متوسط
متوسط
أفضل / أسوأ نقاط
وقت إزالة نقاط الاتصال مرة
وقت إزالة

الجدول 1. الحسية اختبار وظيفة البطارية: خيارات التحليل.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذه الدراسة تبين لنا كيفية تنفيذ وتحليل ثلاثة اختبارات مفيدة من وظيفة الحسية في الفئران. وتشمل هذه شعاع صعبة، النشاط العفوي في الاسطوانة، والاستجابة للمؤثرات الحسية (إزالة لاصق). وقد تم اختيار هذه الاختبارات وذلك للأسباب التالية: 1) نحن وغيرنا قد وجدت لها أن تكون حساسة للغاية لدرجات متفاوتة من اختلال وظيفي الدوبامين السوداوي المخططي في نماذج الماوس الوراثية 14،16-18، 2) فقط مطلوب فترة قصيرة من التدريب لشعاع والمناولة لاستجابة للمؤثرات الحسية والاختبارات مرة واحدة تدريب المقايسات لا يمكن أن يؤديها في جلسة اختبار واحد، و 3) ثمن المعدات اللازمة لأداء الاختبارات منخفضة جدا بالمقارنة مع شراء المزيد من المعدات الآلية مثل rotarod ومفتوحة غرف الميدان.

اختبار شعاع تحديا مفيد ليس فقط في الكشف عن الأداء الحركي والعجز التنسيق في نماذج الماوس الوراثية من PD لكن من المفيد أيضا أنان كشف العاهات في الفئران 1-الميثيل-4-فينيل-1-،2،3،6 tetrahydropyridine المعالجة والمعالجة 6 hydroxydopamine وبافراز الفئران ناقص 19، 23-25. وبالإضافة إلى ذلك، نجد شعاع تحديا لتكون أقل تأثرا من وزن الجسم بالمقارنة مع غيرها من التجارب من الأداء الحركي والتنسيق (rotarod واختبار قطب). هذا هو مفيدة بشكل خاص عند العمل مع الفئران الذكور الذين تتراوح أعمارهم بين التي يمكن أن يصل وزنه الى 50 غراما +. وعلى غرار شعاع، ويلاحظ تغيرات في النشاط العفوي موثوق في باركين خروج المغلوب، PQ311X، Thy1-aSyn، Pitx3-انعدام العدسة، وLRRK2 الفئران 14، 16-18، 26. اختبار إزالة لاصق هو أيضا حساسة للتلاعب الوراثية بما في ذلك باركين خروج المغلوب، باركين Q311X، Thy1-aSyn، وDJ-1 الطفرات في الفئران خروج المغلوب 14،16، 17، 22. في الماوس المعالجة 6-hydroxydopamine من جانب واحد يتم تنفيذ اختبار إزالة لاصق بطريقة تشبه الطريقة عادة يتم ذلك مع الفئران 1،2. يتم وضع تسمية لاصق على كل forepaw باستخداميتم تسجيل forcep والوقت لإزالة الملصق. وجدنا أن الفئران المعالجة 6-hyrdoxydopamine سيتم إزالة التسمية من أطرافهم تتأثر قبل إزالة الملصق الموجود على الطرف المصاب 19.

هذه البطارية اختبار سهل لتنفيذ دراسات الشيخوخة في استخدام العلاجات المزمنة ولكنها أيضا سهلة الاستخدام في الدراسات الدوائية. مرة واحدة الحيوانات مدربة ومستعدة لاختبار محطة اختبار ليمكن تعيين كل مقايسة ما يصل. ثم يتم تشغيل هذه الحيوانات في نفس الترتيب في كل اختبار. يمكن أن تدار من المخدرات من اهتمام ومرة ​​واحدة يتم الوصول إلى ذروة التركيز المطلوب المخدرات يمكن اختبار كل الماوس على شعاع ثم انتقلت إلى اسطوانة لمدة ثلاث دقائق وبعد ذلك إلى اختبار إزالة لاصق. لقد وجدنا هذه الاستراتيجية للعمل بشكل جيد عند اختبار منبهات الدوبامين مختلفة في الفئران 18، 21. كل من شعاع واختبارات إزالة لاصق قابلة للالتجارب المتكررة، ويتأثر النشاط ومع ذلك عفوية في الاسطوانة بواسطة اختبار الأدوات الكه المتكررةنانوغرام مما أدى إلى انخفاض النشاط مع مرور الوقت 16. اعتمادا على مدى قوة العجز في الماوس قد تكون لا تزال قادرة على الكشف عن الخلافات مع التجارب المتكررة في الاسطوانة 16. بشكل عام، لوحظ التعود وانخفاض النشاط بمجرد التعرض إلى 2 الاسطوانة ومع ذلك، نجد أن نتمكن من الحصول على مستويات النشاط كافية عندما نقوم بتشغيل اختبار النشاط العفوي فورا بعد اجتياز شعاع في الدراسات الدوائية 18،21. فإن عدد عفوية جلسات الاختبار النشاط أن تدرج في دراسة تعتمد على سلالة الماوس (وبعضها بالتأكيد أكثر نشاطا من غيرها) ومدة العلاج. في الدراسات الدوائية لدينا في الفئران على C57BL مختلط / 6 X خلفية DBA قمنا بقياس النشاط بين 2-4 مرات وجلسات الاختبار كانت مفصولة أسبوع واحد 21.

الاختبارات شعاع والاسطوانة لا تحتاج إلى تحليل ما بعد اختبار السلوكيات videorecorded. لهذا الجانب من تحليل ذلكمن المهم بشكل خاص أن يكون المقيمون التي هي العمياء للظروف تجريبية. عندما ندرب المقيمين جديدة في المختبر لدينا السلوك النتيجة شخص على أشرطة الفيديو التي سبق تحليلها من قبل خبير المقيم من المختبر. ويتم شرح المعايير وتظهر للالتصنيفات الجديدة وثم يبدأ الشخص ليسجل الأشرطة التي سبق تحليلها من تلقاء نفسها. ثم تتم مقارنة عشرات تقديرات الخبير ". لا يسمح للشخص لبيانات جديدة المعدل حتى وجودهم داخل دقة 95-98٪ من الخبراء. جميع البيانات ثم عشوائيا بقعة فحص للتأكد من دقتها من قبل خبير المقيم.

تم تصميم بطارية من الاختبارات الموصوفة في هذه الدراسة لتقييم وظيفة الحسية في الفئران. ومع ذلك، كلما تميز نموذج الفأر الرواية من المرض فمن المهم دائما أن تفعل الفحص الأساسية للحيوان كذلك. وينبغي رصد وزن الجسم ودرجة الحرارة في جميع أنحاء الاختبار وتجدر الإشارة إلى أي سلوكيات غير طبيعية، مثل إزالة vibrissae أو CLasping من hindlimbs عندما التقطت من ذيله. يتم وصف عمليات تقييم عصبي الأساسية في أماكن أخرى بالتفصيل 27-29.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدينا أي تضارب في المصالح.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويتم تمويل هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة / NINDS NS07722-01 ومركز العائلة غاردنر لمرض باركنسون واضطرابات الحركة.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
جهاز شعاع التحديStarksPlastics Segment 1 = 3.5 سم
الجزء 2 = 2.5 سم
الجزء 3 = 1.5 سم
الجزء 4 = 0.5 سم		معلومات الاتصال:
11276 Sebring Dr.
Forest Park ، OH 45240 USA
Ph +1 (513) 541-4591
فاكس +1 (513) 541-6773
أسطوانةStarks بلاستيك15.5 سم قطر
ارتفاع 12.7 سم		معلومات الاتصال:
11276 Sebring Dr.
Forest Park ، OH 45240 الولايات المتحدة الأمريكية
Ph +1 (513) 541-4591
فاكس +1 (513) 541-6773
شبكة الأسلاكالشبكية Ace Hardware1 سم sup2< / sup>
أقفاص الماوسAncare19 × 29 × 12.7 سم
Ace Hardware19 سم 2< / sup>
MirrorAce18 × 13 سم
كاميرا فيديوسوني HDR-HC9
أشرطة MiniDV سونيDVC قسط90 دقيقة مسميات
الترميز AveryColorقطر 6.35 مم (1/4 "دائري)
زجاج أجهزة

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Schallert, T., Upchurch, M., et al. Tactile extinction: distinguishing between sensorimotor and motor asymmetries in rats with unilateral nigrostriatal damage. Pharmacology Biochemistry and Behavior. 16 (3), 455-462 (1982).
  2. Schallert, T., Upchurch, M., Wilcox, R. E., Vaughn, D. M. Posture-independent sensorimotor analysis of inter-hemispheric receptor asymmetries in neostriatum. Pharmacology Biochemistry and Behavior. 18 (5), 753-759 (1983).
  3. Schallert, T., Norton, D., Jones, T. A. A clinically relevant unilateral rat model of parkinsonian akinesia. Journal of Neural Transplantation and Plasticity. 3 (4), 332-333 (1992).
  4. Schallert, T., Tillerson, J. L. Intervention strategies for degeneration of DA neurons in parkinsonism: Optimizing behavioral assessment of outcome. Central Nervous System Diseases. Emerich, D. F., Dean, R. L. III, Sandberg, P. R. , Humana Press. Totowa, New Jersey, USA. 131-151 (2000).
  5. Whishaw, I. Q., O'Connor, W. T., Dunnett, S. B. The contributions of motor cortex, nigrostriatal dopamine and caudate-putamen to skilled forelimb use in the rat. Brain. 109 (5), 805-843 (1986).
  6. Johnson, A. M., Doll, E. J., Grant, L. M., Ringel, L., Shier, J. N., Ciucci, M. R. Targeted training of ultrasonic vocalizations in aged and Parkinsonian rats. J. Vis. Exp. (54), e2835(2011).
  7. Connor, B., Kozlowski, D. A., Schallert, T., Tillerson, J. L., Davidson, B. L., Bohn, M. C. Differential effects of glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) in the striatum and substantia nigra of the aged Parkinsonian rat. Gene Therapy. 6 (12), 1936-1951 (1999).
  8. Kozlowski, D. A., Connor, B., Tillerson, J. L., Schallert, T., Bohn, M. C. Delivery of a GDNF gene into the substantia nigra after a progressive 6-OHDA lesion maintains functional nigrostriatal connections. Experimental Neurology. 166 (1), 1-15 (2000).
  9. Yang, M., Stull, N. D., Berk, M. A., Snyder, E. Y., Iacovitti, L. Neural stem cells spontaneously express dopaminergic traits after transplantation into the intact or 6-hydroxydopamine-lesioned rat. Experimental Neurology. 177 (1), 50-60 (2002).
  10. Luo, J., Kaplitt, M. G., et al. Subthalamic GAD gene therapy in a Parkinson's disease rat model. Science. 298 (5592), 425-429 (2002).
  11. Yasuhara, T., Matsukawa, N., et al. Transplantation of human neural stem cells exerts neuroprotection in a rat model of Parkinson's disease. Journal of Neuroscience. 26 (48), 12497-12511 (2006).
  12. Fleming, S. M., Mulligan, C. K., et al. A pilot trial of the microtubule-interacting peptide (NAP) in mice overexpressing alpha-synuclein shows improvement in motor function and reduction of alpha-synuclein inclusions. Journal of Molecular and Cellular Neuroscience. 46 (3), 597-606 (2011).
  13. Sedelis, M., Schwarting, R. K. W., Huston, J. P. Behavioral phenotyping of the MPTP mouse model of Parkinson's disease. Behavioural Brain Research. 125 (1-2), 109-125 (2001).
  14. Goldberg, M. S., Fleming, S. M., et al. Parkin-deficient mice exhibit nigrostriatal deficits but not loss of dopaminergic neurons. Journal of Biological Chemistry. 278 (44), 43628-43635 (1074).
  15. Tillerson, J. L., Caudle, W. M., Reveron, M. E., Miller, G. W. Detection of behavioral impairments correlated to neurochemical deficits in mice treated with moderate doses of 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine. Experimental Neurology. 178 (1), 80-90 (2002).
  16. Fleming, S. M., Salcedo, J., et al. Early and progressive sensorimotor abnormalities in mice overexpressing wild-type human alpha-synuclein. Journal of Neuroscience. 24 (42), 9434-9440 (2004).
  17. Lu, X. H., Fleming, S. M., et al. Bacterial artificial chromosome transgenic mice expressing a truncated mutant parkin exhibit age-dependent hypokinetic motor deficits, dopaminergic neuron degeneration, and accumulation of proteinase K-resistant alpha-synuclein. Journal of Neuroscience. 29 (7), 1962-1976 (2009).
  18. Hwang, D. Y., Fleming, S. M., et al. 3,4-Dihydroxyphenylalanine reverses the motor deficits in Pitx3-deficient aphakia mice: Behavioral characterization of a novel genetic model of Parkinson's disease. Journal of Neuroscience. 25 (8), 2132-2137 (2005).
  19. Glajch, K. E., Fleming, S. M., Surmeier, D. J., Osten, P. Sensorimotor assessment of the unilateral 6-hydroxydopamine mouse model of Parkinson's disease. Behavioural Brain Research. 230 (2), 309-316 (2012).
  20. Rockenstein, E., Mallory, M., et al. Differential neuropathological alterations in transgenic mice expressing a-synuclein from the platelet-derived growth factor and Thy-1 promoters. Journal of Neuroscience Research. 68 (5), 568-578 (2002).
  21. Fleming, S. M., Salcedo, J., et al. Behavioral effects of dopaminergic agonists in transgenic mice overexpressing human wildtype a-synuclein. Neuroscience. 142 (4), 1245-1253 (2006).
  22. Chen, L., Cagniard, B., et al. Age-dependent motor deficits and dopaminergic dysfunction in DJ-1 null mice. Journal of Biological Chemistry. 280 (22), 21418-21426 (2005).
  23. Pothakos, K., Kurz, M. J., Lau, Y. S. Restorative effect of endurance exercise on behavioral deficits in the chronic mouse model of Parkinson's disease with severe neurodegeneration. BMC Neuroscience. 10 (6), (2009).
  24. Patki, G., Che, Y., Lau, Y. S. Mitochondrial dysfunction in the striatum of aged chronic mouse model of Parkinson's disease. Frontiers in Aging Neuroscience. 1 (3), (2009).
  25. Rommelfanger, K. S., Edwards, G. L., Freeman, K. G., Liles, L. C., Miller, G. W., Weinshenker, D. Norepinephrine loss produces more profound motor deficits than MPTP treatment in mice. Proceedings of the national academy of sciences of the United States of America. 104 (34), 13804-13809 (2007).
  26. Li, Y., Liu, W., et al. Mutant LRRK2(R1441G) BAC transgenic mice recapitulate cardinal features of Parkinson's disease. Nature Neuroscience. 12 (7), 826-828 (2009).
  27. Crawley, J. N. What's Wrong With My Mouse? Behavioral Phenotyping of Transgenic and Knockout Mice. , John Wiley & Sons, Inc. New York, New York, USA. (2000).
  28. Crawley, J. N., Paylor, R. A proposed test battery and constellations of specific behavioral paradigms to investigate the behavioral phenotypes of transgenic and knockout mice. Hormones and Behavior. 31 (3), 197-211 (1997).
  29. Fernagut, P. O., Chalon, S., Diguet, E., Guilloteau, D., Tison, F., Jaber, M. Motor behaviour deficits and their histopathological and functional correlates in the nigrostriatal system of dopamine transporter knockout mice. Neuroscience. 116 (4), 1123-1130 (2003).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Sensorimotor FunctionMouse ModelsParkinson s DiseaseBeam Traversal TestSpontaneous Activity TestAdhesive Removal TestCylinder TestChallenging BeamAlpha Synuclein MicePITX3 Mice

Related Articles