一个简单的综合评分系统评估小脑共济失调的小鼠模型的表型
2010年5月21日
我们描述了一种快速，灵敏的定量小脑共济失调的小鼠模型中的疾病严重程度的协议。措施包括后肢紧握着，窗台测试，步态和后凸。该协议有效地区别对待受影响的和非受影响的个人，以及检测，随着时间的推移受影响的个人的进展。
我们开发了一种复合表型评分系统，用于评估疾病的严重程度和进展。在小脑性共济失调的小鼠模型中，我们进行了四种不同的测试，壁架测试、后肢、紧握、步态和后凸，每项测试使用 0 到 3 的等级，综合评分为 0 到 12。对于所有四个度量，都执行了 Ledge 检验以直接度量协调性。
后肢紧握是许多神经变性小鼠模型中疾病进展的标志物。步态是衡量协调性和肌肉功能的指标。脊柱后凸是颈胸区脊柱的弯曲，常见于执行每项测试并记录评分的运动系统和脊髓小脑神经变性小鼠模型。
计算每个小鼠组的四个分数的平均总和或平均复合表型分数并绘制。当将此协议应用于不同的小鼠模型时，重要的是首先分析单个测试的分数以确定四种描述的措施的理想组合。该特定方案旨在区分受影响和未受影响的个体，同时还量化脊髓小脑性共济失调小鼠模型中疾病表型的进展。
键入 7。大家好，我是来自华盛顿大学神经病学系 Gwen Garden 博士实验室的 Stephanie Fur。今天，我们将向您展示一种简单而灵敏的方法，用于评估小脑性共济失调小鼠模型中的疾病严重程度。
我们在实验室中使用该程序来量化脊髓小脑共济失调 7 型或 SCA 7 小鼠模型的表型差异，并跟踪 SCA 7 表型随时间的进展。那么让我们开始吧。壁架测试是协调性的直接测量方法，在小脑、共济失调和许多其他神经退行性疾病中协调性会受损。
这测量了与小脑性共济失调的人类体征最直接的可比性，以防止偏倚。进行评估的实验者不应了解动物的基因型。在评估过程中，单个测量按 0 到 3 的等级进行评分，其中 0 表示不存在表型，3 表示表型最严重。
首先将鼠标从笼子中取出并将其放在笼子的壁架上。观察老鼠沿着笼子壁架行走并将自己放入笼子中。野生老鼠会沿着壁架行走而不会失去平衡，并会用爪子优雅地将自己放回笼子里。
此行为的分数为零。如果鼠标在沿壁架行走时失去了立足点，但其他方面看起来是协调的，则它将获得 1 分。如果它不能有效地使用后腿或无法优雅地将自己降低到笼子中。
如果它在行走或试图降低自己时从窗台上掉下来或几乎从窗台上掉下来，或者摇晃并且完全拒绝移动，则得 2 分。尽管受到鼓励，但它还是获得了 3 分。进行 3 次壁架测试，以确保准确测量并记录壁架测试分数。
现在让我们看看如何为后肢紧握得分。后肢紧握是许多神经变性小鼠模型中疾病进展的标志物，包括某些小脑性共济失调。要开始评估，请抓住靠近其底部并举起周围所有物体中最清晰的一个。
观察后肢位置约 10 秒钟。如果后肢始终向外张开，远离腹部，则其得分为零。如果一个后肢向腹部缩回超过 50% 的暂停时间，则其得分为 1。
如果双后肢部分向腹部缩回超过 50% 的暂停时间，则得分为 2。如果后肢完全缩回并接触腹部超过 50% 的暂停时间，则得分为 3 分。进行测试 3 次并记录后肢紧握分数。
现在让我们看看如何评估步态。步态测试是协调性和肌肉功能的量度。要开始测试，请将鼠标从笼子中取出，并将其放在平坦的表面上，头部背对研究者。
从后面观察鼠标的行走。如果老鼠正常移动，其体重支撑在四肢上，腹部不接触地面，并且双后肢均匀参与，则得分为零。如果它出现震颤或走路时似乎一瘸一拐，或者它的脚略微远离身体，则得 1 分。
如果它显示严重震颤、严重跛行、骨盆降低或在运动过程中双脚指向远离身体更严重的地方，则进行分配。二。如果老鼠难以向前移动并沿着地面拖动腹部，则它会收到 3。观察鼠标 GA 3 次并记录滑冰分数。
现在让我们看看。脊柱后凸试验 脊柱后凸是脊柱的特征性背侧弯曲。这是涉及运动系统的神经退行性疾病的常见表现，包括小鼠模型中的脊髓小脑共济失调。
它是由继发于神经退行性变的脊髓肌肉张力丧失引起的。首先，将鼠标从笼子中取出并将其放在平坦的表面上。观察它走路。
如果小鼠在走路时能够轻松地伸直脊椎并且没有持续的脊柱后凸，则它的得分为零。如果鼠标表现出轻微的脊柱后凸但能够伸直脊柱，则得分为 1。如果它无法伸直，则完全并保持持续但轻微的脊柱后凸，则获得 2 分。
如果鼠标在行走或坐着时保持明显的脊柱后凸，则为其分配 3 分。观察鼠标的脊柱后凸评分 3 次。将鼠标放回笼子中并记录其后凸评分。
这是 murn 转基因棘、小脑共济失调 7 型模型的复合表型评估的代表性图表，称为植绒 SCA 7 92 Q.将每只小鼠的四种测量的分数相加，并计算每个年龄的两种基因型的平均综合分数。这里 f Fluxed，SCA 7 92 Q 小鼠表现出进行性 SCA 7 表型，与非转基因窝交配显着不同。重要的是，这种随着时间的推移而增加的表型评分与人类疾病的进展性质一致。
我们刚刚向您展示了如何利用复合表型评分系统来评估小脑性共济失调小鼠模型中的疾病严重程度和进展。在执行此程序时，请务必记住，肥胖是所描述的所有四项测试中的混杂因素。可以单独分析单个测试的结果，以首先在复合表型评分系统中确定它们的理想组合，最适合您的小鼠模型。
就是这样。感谢您的观看，祝您的实验好运。
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概述
本文介绍了一种用于量化小鼠小脑共济失调模型疾病严重程度的协议。评估包括后肢紧握、悬崖测试、步态和脊柱后凸测试，有效地区分受影响和未受影响的个体并跟踪疾病进展。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 行为评估
- 疾病小鼠模型
背景
- 小脑共济失调以协调和平衡问题为特征。
- 小鼠模型常用于研究神经退行性疾病。
- 表型评分系统有助于评估疾病严重程度。
- 多项测试提供了对运动功能的全面评估。
研究目的
- 开发一个可靠的评分系统来评估疾病严重程度。
- 跟踪小鼠模型中症状的进展。
- 区分受影响和未受影响的个体。
使用的方法
- 综合表型评分系统，每个测试的评分范围为0到3。
- 四项测试：悬崖测试、后肢紧握、步态评估和脊柱后凸测量。
- 每个测试对合并分数的贡献范围从0到12。
- 通过这些测试直接测量协调性和肌肉功能。
主要结果
- 悬崖测试有效测量协调性。
- 后肢紧握表示疾病进展。
- 步态分析反映协调性和肌肉功能。
- 脊柱后凸在运动系统退化模型中被观察到。
结论
- 该协议提供了一种敏感的疾病严重程度测量方法。
- 它允许随时间跟踪疾病进展。
- 该评分系统可以增强对小脑共济失调的研究理解。
常见问题
Executive Industry Relevance
This protocol provides a quantitative, reproducible framework for evaluating neurodegenerative phenotypes in preclinical models, supporting target validation and mechanistic de-risking in cerebellar ataxia research. By enabling discrimination between affected and non-affected individuals and tracking temporal progression, it enhances predictive confidence in early discovery workflows. The composite scoring approach improves statistical power and translational continuity for portfolio triage and lead identification efforts.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses through quantifiable motor phenotype assessment.
- Operational Value: Supports biological de-risking by providing objective, blinded scoring of disease severity.
- Scientific Value: Facilitates pathway clarification by correlating composite scores with genetic or pharmacological interventions.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Delivers standardized, quantitative readouts (0-12 scale) for compound screening in ataxia models.
- Operational Value: Ensures assay reproducibility through triplicate testing and blinded evaluation per measure.
- Scientific Value: Enables reliable compound evaluation by discriminating phenotypic rescue from baseline variability.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Aligns with disease-relevant systems by modeling progressive cerebellar ataxia phenotypes.
- Operational Value: Supports translational biomarker alignment through longitudinal tracking of composite score changes.
- Scientific Value: Informs risk-adjusted advancement decisions by quantifying phenotype severity and progression rate.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into early discovery workflows to support hypothesis testing and biological de-risking before lead identification stages.
- Discovery Biology: Supports mechanistic de-risking by quantifying coordination, clasping, gait, and spinal curvature phenotypes.
- Screening: Provides assay-ready, standardized outputs with defined scoring thresholds for compound effect detection.
- Analytics: Generates composite and individual test scores enabling statistical comparison across treatment groups.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity through progressive phenotype modeling in SCA7 mice.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable phenotyping platform applicable across multiple cerebellar ataxia models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing phenotypic ambiguity in neurodegeneration models.
- Operational Value: Enhances standardization and reproducibility via blinded, triplicate scoring.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by enabling objective severity stratification.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization through quantifiable disease progression metrics.
Implementation Considerations
- Requires expertise in behavioral neuroscience and mouse handling for accurate phenotype scoring.
- Dependent on standardized testing environment and consistent observer training to minimize variability.
- Necessitates cross-team standardization of scoring criteria for multi-site reproducibility.
- Involves adaptation considerations when applying the composite score weighting to different ataxia models.
- Includes practical limitation of obesity as a confounding factor requiring phenotypic normalization.
