هنا نصف نظام RatWalker ، الذي تم بناؤه من خلال إعادة تصميم جهاز MouseWalker لاستيعاب الحجم والوزن المتزايد للفئران. يستخدم هذا النظام الانعكاس الداخلي الكلي المحبط (FTIR) ، والتقاط الفيديو عالي السرعة ، وبرنامج تحليل الوصول المفتوح لتتبع معلمات المشي وقياسها.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تطبيق نظام RatWalker لتحليل المشي في نموذج الفئران الجيني لمرض باركنسون
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
مرض باركنسون (PD) هو اضطراب تنكسي عصبي تدريجي ناتج عن فقدان الخلايا العصبية الدوبامينية (DA) في المادة السوداء pars compacta. تشوهات المشي ، بما في ذلك انخفاض تأرجح الذراع ، وسرعة المشي البطيئة ، والخطوات الأقصر شائعة في مرضى PD وتظهر في وقت مبكر من مسار المرض. وبالتالي ، فإن القياس الكمي للأنماط الحركية في النماذج الحيوانية لمرض باركنسون سيكون مهما لتوصيف النمط الظاهري أثناء مسار المرض وعند العلاج العلاجي. معظم حالات مرض باركنسون مجهول السبب. ومع ذلك ، فإن تحديد الأشكال الوراثية لمرض باركنسون كشف عن طفرات ومتغيرات جينية ، مثل طفرات فقدان الوظيفة في Pink1 و Parkin ، وهما بروتينان مشاركان في مراقبة جودة الميتوكوندريا يمكن تسخيرهما لإنشاء نماذج حيوانية. في حين أن الفئران تقاوم التنكس العصبي عند فقدان Pink1 و Parkin (الحذف الفردي والمركب) ، في الفئران ، يؤدي نقص Pink1 ولكن ليس Parkin إلى فقدان الخلايا العصبية nigral DA وضعف الحركة. هنا ، نبلغ عن فائدة تصوير FTIR للكشف عن تغيرات المشي في الفئران الذكور الصغيرة التي تمشي بحرية (شهرين من العمر) مع فقدان مشترك ل Pink1 و Parkin قبل تطور الشذوذ الحركي الظاهر بصريا مع تقدم هذه الفئران في العمر (لوحظ في 4-6 أشهر) ، والتي تتميز بسحب الأطراف الخلفية كما ورد سابقا في فئران Pink1 بالضربة القاضية (KO).
المقدمة
يحدث PD ، وهو اضطراب الحركة التنكسية العصبية الأكثر شيوعا المرتبط بالعمر ، بسبب فقدان الخلايا العصبية DA في المادة السوداء pars compacta. يؤدي هذا الفقدان للخلايا العصبية DA nigral ومدخلات DA في المخطط إلى ضعف الوظيفة الحركية الملحوظ الذي شوهد في المرضى الذين يعانون من PD 1,2. تشمل الخصائص الحركية المحددة للمرضى الذين يعانون من مرض باركنسون ، والمعروفة مجتمعة باسم باركنسون ، الصلابة ، ورعاش الراحة ، وبطء الحركة ، وعدم الاستقرار الوضعي ، والتصوير المجهري3. علاوة على ذلك ، تظهر اضطرابات المشي ، الشائعة في مرضى PD ، في وقت مبكر من مسار المرض1،
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تمت الموافقة على جميع الدراسات على الحيوانات من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوان في المركز الطبي بجامعة نبراسكا (IACUC).
1. جهاز المشي
ملاحظة: تم تصميم RatWalker ، الذي تم تصميمه من MouseWalker14 ، بأبعاد تتناسب مع الفرق في طول الخطوة بين الجرذان والفئران. يتكون من إضاءة خلفية جانبية ، وحاوية ممر ، وممر بصري للدليل الموجي ، ومرآة ، وكاميرا (الشكل S1). تم استخدام شرائط LED ، الموجهة في وضع متداخل ، على كل جانب من جوانب الممشى وأدلة موجات الإضاءة الخلفية لاستيعاب المواد الإضافية. يمكن العثور على المواد اللازمة لبناء جهاز المشي المعدل في الجدول S1.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
صيانة مستعمرة الفئران
تم وصف توليد وتوصيف فئران KO المفردة Pink1 و Parkin سابقا22. تم الحصول على فئران KO المفردة Pink1 و Parkin من SAGE Labs (وهي متاحة الآن من Envigo). تم إنشاء فئران DKO عن طريق تهجين فئران Pink1-/- مع فئران Parkin-/- للحصول على فئران Pink1 +/-/-/Parkin+/- ، والتي تم تهجينها للحصول على فئران Pink1-/-/Parkin-/- (ستكون متاحة من Envigo). لتأكيد حذف 26 bp في Par.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
تعد اضطرابات المشي ، بما في ذلك انخفاض تأرجح الذراع ، وسرعة المشي البطيئة ، والخطوات الأقصر ، سمة مميزة لمرض باركنسون ، وتحدث مبكرا أثناء دورة المرض 1,5. تم تطوير العديد من الطرق على مر السنين لمراقبة وتسجيل الإقبال لتحليل المشي في نماذج القوارض من PD ، مع تقنيات يدوية لتحديد موضع الإقبال تؤدي إلى نهج آلية أكثر حساسية وقدرة على التقاط المعلمات الديناميكية. تتضمن بعض الأساليب الثابتة "تحبير" مخالب القوارض مع مؤشر ليتم تتبعه على الوسائط الموضوعة على ممر
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح مالية متنافسة.
شكر وتقدير
تشكر KS و HF مؤسسة Michael J Fox لأبحاث باركنسون لدعم عملهم على مرض باركنسون.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| <قوي>الألومنيوم< / قوي> | |||
| 1.5" زاوية الألومنيوم (1/8 بوصة - 6063) | الأبعاد: 8' الكمية: 8 | ||
| 1 " أنبوب ألومنيوم مربع (1/16 بوصة - 6063) | الأبعاد: 8' الكمية: 4 | ||
| 32 قياس صفائح | الأبعاد: 10' الكمية: 1 | ||
| 1 " أنبوب الألومنيوم (1/8 بوصة - 6063) | الأبعاد: 8' الكمية: 1 | ||
| <قوي > أكريليك < / قوي > | |||
| 7/32 " أبعاد لوح | الشفاف: 4'x8' الكمية: 2 | ||
| 1/8 " لوح أكريليك أبيض 55٪ (2447) | الأبعاد: 4 × 8 أقدام الكمية: 1 | ||
| <قوي>مرآة< / قوي> | |||
| 7/32 بوصة أبعاد المرآة | الزجاجية: 60 بوصة × 12 بوصة الكمية: 1 | ||
| < قوي > LED < / قوي > 5050 | |||
| إضاءة LED (أخضر) | الأبعاد: 16.4 بوصة < br / > الكمية: 1 | ||
| 5050 شريط إضاءة LED (أحمر) | الأبعاد: 16.4 بوصة الكمية: 1 | ||
| < قوي > الكاميرا < قوي> | |||
| جو برو هيرو 6 الكمية السوداء | : 1 | ||
| حامل ثلاثي القوائم | الأبعاد: 57 بوصة الكمية: 1 |
المراجع
- Behari, M., et al. Parkinson's disease. Annals of Indian Academy of Neurology. 14, Suppl 1 2-6 (2011).
- Kalia, L. V., Lang, A. E. Parkinson's disease. Lancet. 386 (9996), 896-912 (2015).
- Fahn, S.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
