帕金森病小鼠模型中感觉运动功能的评估

这些实验方案的总体目标是定量评估小鼠的感感觉运动功能。我们通过采用一系列敏感的行为学测试来实现这一目标。

这些测试包括在圆筒中进行的挑战性横梁穿越自发活动实验和粘附去除实验（也称为DOT实验）。测试完成后，可对横梁穿越和自发活动的视频记录进行评分。最终，这些测试可用于表征新型遗传小鼠模型中的感觉或运动功能，以及在临床前药物研究中评估疾病潜在治疗药物的效果。

因此，与其它检测方法（尤其是自动化检测）相比，这些检测方法的主要优势在于，我们发现它们对运动功能障碍具有很高的敏感性，比转棒实验等检测方法更为敏感。此外，这些检测方法实际上具有很高的成本效益，特别是与可能耗资数千美元的自动化检测方法相比。这些检测方法能够回答运动障碍领域的关键问题，并且是非常有用的结局评估指标。

在测试潜在治疗药物时，通过将三个干净的小鼠笼倒置放在实验台或小鼠饲养柜内来搭建横梁装置。更换通风橱时，将笼子均匀排列，使其能够支撑一根一米长横梁的长度。接下来，将横梁的四个部分从最宽端到最窄端依次组装，并放置在倒置的小鼠笼上方。

将待测试小鼠的鼠笼侧放于横梁末端，使横梁最窄的一端直接通向鼠笼。开始辅助试验时，用一只手捏住第一只小鼠尾根部，并用手掌支撑其后肢。将小鼠放置在横梁较宽的一端，然后松开尾巴并移开手。

让小鼠嗅闻并自由活动，以更好地熟悉装置环境。如果小鼠转向，可轻柔地将其引导至所需方向。为鼓励小鼠沿路径前进，可抬起其家笼，保持其侧放位置不变，并将其移近测试小鼠。

当小鼠开始尝试进入笼舍时，将其向后移动，使小鼠无法进入，但做出向前迈步的动作。最后，允许小鼠进入笼舍。对笼中每只小鼠均重复相同操作。

在笼内使用动物房清洁液彻底清洁横梁。在下一只小鼠使用前，必须清除横梁上残留的任何尿液或粪便颗粒，否则会干扰下一只小鼠的行为。当笼内所有小鼠均完成一次辅助试验后，再次抓取第一只小鼠，如有需要，将其放置于横梁的宽端。

轻轻将小鼠调整至所需方向，并轻触其背部以鼓励其沿横梁朝向笼舍移动；若小鼠停止嗅探或走离横梁，应及时纠正。将手置于附近，引导小鼠到达横梁末端。尽量减少小鼠在横梁上停留和探索的行为。

在训练过程中，这种操作进行得越多，小鼠执行该行为的倾向就越少。在测试期间，当小鼠将其四肢之一放入家中笼时，该次试验即告结束，随后可对下一只小鼠进行第二次试验。在第一天训练中，每只小鼠共接受五次试验，小鼠之间交替进行，以确保每只小鼠的两次试验之间间隔至少30秒。

第二天，使用与第一天相同的横梁装置对每只小鼠再进行五次试验。小鼠应无需任何辅助，但可能需要通过轻触背部进行纠正，以防止其停止移动或四处探索。24小时后，开始测试日。横梁的设置方式应与前两天的训练阶段相同。

然而，在每个横梁部分的上方放置一个与横梁宽度相对应的网格。在每次试验开始前，使用摄像机记录所有的横梁穿越试验。用一张卡片标注实验的关键信息，例如日期、小鼠编号和试验编号，并将其放在摄像机前方。

每次试验前录制两到三秒，以明确正在测试的是哪只小鼠以及当前试验的编号。每次测试时，将小鼠放置在网格表面最宽的部分，开始录像并记录其沿横梁移动的过程，确保小鼠整个身体长度均清晰可见。摄像机应调整位置，使网格位于画面中央。

每只小鼠在网格表面横梁上重复测试五次，每只小鼠测试之间需清洁横梁。为设置自发活动实验，将两个笼子并排放置，间距约18厘米，使笼子的正面朝向实验操作者。如有需要，可在另外两个笼子后方放置第三个笼子，用作镜子的支撑。

接下来，将一块玻璃放在两个笼子上方，并调整位置，使玻璃由前两个笼子的外边缘支撑。然后将一个圆柱体放在玻璃上方，并在玻璃下方以一定角度放置一面镜子，使其倚靠在第三个笼子的背面。

角度可在30至45度之间任意选择，但更重要的是，摄像机的视野必须包含圆柱体的整个直径。实验装置设置完毕后，将摄像机置于镜子前方，并调整镜子和摄像机的位置，直到能够看到圆柱体底部的完整直径为止。然后设置计时器为三分钟，并像之前实验视频中那样，用重要实验细节标记一张卡片。

记录标签两到三秒，然后停止。要运行实验，将一只小鼠放入圆筒中。

按下录制并启动计时器。记录小鼠三分钟的行为。测试区域必须保持安静，因为噪音和交谈可能会分散小鼠的注意力，并可能导致其出现静止不动的行为。

实验过程中，使用手动计数器记录小鼠在圆筒内直立的次数。直立定义为小鼠以前肢离地的垂直运动，仅以后肢支撑身体站立。计时结束后，取出小鼠并放回其原饲养笼中。

每只小鼠使用后，用动物房清洁液清洗圆筒和玻璃表面，待清洁液干燥后再进行下一只小鼠的实验。将小鼠放回其家庭笼盒中，开始进行粘附去除测试。

移除饲喂盒后，让小鼠在无饲喂盒的情况下适应测试环境和笼具。测试期间为一小时，使用清洁的笼具安置同笼小鼠，确保待测小鼠为原笼中唯一一只小鼠。移除四分之三的垫料，并将其放入装有同笼小鼠的清洁笼具中。

用一对小镊子轻轻夹住测试小鼠的颈背部皮肤以固定小鼠，将一个粘性标签贴在小鼠的上唇部（snout）。用镊子轻轻按压标签使其贴附在吻部，然后释放小鼠。盖上笼盖，并在小鼠首次尝试用四肢去除标签时启动秒表。

如果小鼠接触到标签但未取下，记录此时的时间。记录时间后，继续计时，直到小鼠完全取下标签为止。确保标签被完全移除。

如果小鼠在60秒内未接触或移除贴纸，则终止该次试验，并手动移除贴纸。每次试验后，将测试小鼠放入暂养笼中，然后开始测试下一只小鼠。所有小鼠均接受三次试验，试验在小鼠之间交替进行。

对小鼠进行测试时，并非同时完成全部三次试验，若标签从鼻部脱落或未固定牢固，则该次试验不计入结果。挑战性横梁、自发活动圆筒以及黏附物移除实验均为评估小鼠感觉运动功能的重要检测方法。在挑战性横梁实验中，TH1α-突触核蛋白小鼠每步产生的错误数显著多于野生型小鼠，且随着横梁变窄，TH1α-突触核蛋白小鼠的错误次数进一步增加。

在野生型小鼠中则未出现这种情况。同一批小鼠在圆筒实验中也表现出后肢踩踏次数显著减少。这些结果表明，在突变小鼠中人源α-核突蛋白的过表达会导致可检测到的感觉运动功能缺陷的发生。

最后，在黏附去除实验中，黑质纹状体多巴胺神经元显著减少的 PITX three akia 小鼠与野生型对照组相比，接触时间明显延长。我们及其他研究者 routinely 使用这些实验来评估帕金森病治疗方法的治疗潜力。这些实验还可用于表征基因工程小鼠模型，并确定特定突变对感觉运动功能的影响。