Name: 神经肌肉疾病小鼠模型行为花型的低成本盖特分析 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-18T15:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 53 s
Description: 学习使用低成本足迹分析法对小鼠进行行为表型分析，以量化神经肌肉和神经退行性疾病模型中的运动异常。该方法操作简便，适用于纵向研究。

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作者感谢 A.M. 在动物鉴定方面的协助。本工作由美国国立卫生研究院基金（R01 7 RF1 AG057264 资助 A.R.L.S. 和 C.J.C.，R01 NS100023 资助 A.R.L.S.）以及肌肉萎缩症协会（基础研究基金资助 A.R.L.S.，发展基金资助 C.J.C.）提供支持。

所有小鼠实验均经杜克大学机构动物护理和使用委员会（IACUC）审核并批准。负责实验操作和评分的人员必须对动物的基因型或实验分组保持盲态，直至整个队列的步态分析及评分工作全部完成。
1. 测试材料的制备
<ol>
	<li>使用三块预先切割的透明亚克力板（厚度为 0.375 英寸）构建测试通道。用专用于粘接亚克力且干燥后不会释放气味的密封剂将面板粘合组装成通道。
	<ol>
		<li>对于标准的 C57BL/6 小鼠，使用以下通道尺寸：宽 2.5 英寸，高 3 英寸，长 13 英寸。小鼠必须能够舒适地穿过通道并迈出足够步数（&#62;4 步），以便测量步态。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>使用厚度为 0.375 英寸的预先切割灰色亚克力板构建目标室，并使用与通道相同的密封剂将各面板粘合。该室内部尺寸为宽 4 英寸、长 4 英寸、高 3 英寸。目标室的开口应与通道开口匹配（宽 2.5 英寸 × 高 3.0 英寸）。由于小鼠天然偏好昏暗环境而非明亮环境，应选用不透明且颜色较深的材料。</li>
	<li>选用厚实且表面光滑的纸张用于足迹记录（水彩纸效果良好）。将单张纸裁剪成略宽于和略长于通道宽度与长度的纸条。若使用此处所述的通道尺寸，则将纸张裁剪为长 15 英寸、宽 3.5 英寸。</li>
	<li>使用两种颜色对比明显的无毒、可水洗的水性颜料（例如绿色和紫色）。分别指定一种颜色用于后肢，另一种用于前肢。测试后小鼠会舔舐脚上残留的颜料，因此所选颜料必须完全无毒。</li>
	<li>使用两支圆形笔身的画笔，每种颜料各用一支（直径约 0.5 cm，笔尖呈锥形或尖头状）。</li>
	<li>选用刻度精确至毫米的直尺，以及测量精度达 0.1 mm 的游标卡尺。建议使用铅笔在评分纸上书写标记。</li>
	<li>可选步骤：对于焦虑程度较高或动机较低的动物，可在目标室内提供行为激励物。例如少量灭菌的葵花籽（在测试前 2 天放入动物的饲养笼中，以使其适应）。在测试当天，将葵花籽放置于目标室内，以促使小鼠顺利穿过通道而不中途停留。</li>
</ol>
2. 数据采集
<ol>
	<li>若在独立房间进行测试，需先将小鼠在新房间内适应30分钟，然后开始行为学检测。此外，由于小鼠具有夜行性，测试前应确保所有小鼠已完全清醒并保持警觉至少5分钟。</li>
	<li>通过将隧道置于纸张上方并用小鼠编号和测试日期标记纸张来准备测试装置。将目标室置于隧道末端，连接两端开口。如需激励，可在隧道末端（目标室内）放置葵花籽。</li>
	<li>将待测小鼠从笼中取出，牢固地抓住其颈背部皮肤，并同时抓握尾巴以稳定其后肢活动。</li>
	<li>用颜料涂抹前肢，使所有脚趾的整个底面及足底中心完全着色。后肢则使用对比色颜料重复此步骤。若小鼠身体其他部位沾染颜料，需用干净的湿布擦拭干净，以防污迹干扰数据采集。 
	注意：小鼠操作必须由经验丰富的研究人员进行，以尽量减少动物应激。</li>
	<li>将小鼠放置于隧道起始端，使其沿隧道行走至目标室，随后取出小鼠，用湿润的布轻轻擦拭其足部，并将其放回原笼。</li>
	<li>待足迹纸完全干燥后再进行评分。每只动物测试结束后，需使用乙醇或等效清洁液彻底擦拭测试区域和隧道。</li>
</ol>
3. 评分标准
<ol>
	<li>使用步距均匀且脚印清晰无模糊的行走轨迹进行评分。图1B 是一个可用于评分的脚印序列的良好示例。为了获得足够的评分数据，每只脚至少需要有连续的2个步态印记，但建议每只脚保留4-6个步态印记。请勿包含纸张上第一个和最后一个脚印，因为此时小鼠正在调整行走速度，这些脚印不太可能代表正常的步态。</li>
	<li>使用步长、步宽和足趾展开度作为可通过本方法分析的三种不同步态指标。 
	注：步长和步宽的测量需要清晰的连续脚印，且前足区域的染料印记需明确可辨。足趾展开度的测量不需要连续的脚印，仅需单个脚印中第一和第五趾尖印记清晰即可。然而，如果某个特定脚印未被用于步长或步宽的测量，则该脚印也不能用于足趾展开度的评分。所有三项指标均以厘米为单位进行评估。
	<ol>
		<li>将步长定义为同一侧肢体连续两个脚印之间的距离（即一个步幅）（图1A，1B）。
		<ol>
			<li>用铅笔在单个步幅中两侧前肢脚印的前足区域（根据上方指定颜色识别）周围画出直径2-4 mm的圆圈，并使用直尺在两个圆心之间画一条连线。</li>
			<li>记录两个脚印圆心之间（即每个脚垫中心）的距离，标记为右前肢1（RF1）或左前肢1（LF1）。</li>
			<li>对所有可评分的步态重复此操作（RF2、LF2、RF3、LF3，依此类推）。</li>
			<li>对右侧和左侧后肢脚印重复上述步骤。</li>
			<li>计算每侧肢体所有单个步长距离的平均值。在统计分析中，可进一步计算各实验组个体间的平均值。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>将步宽定义为左右前肢或左右后肢之间的距离（图1A，1B）。
		<ol>
			<li>为测量该距离，从一侧后肢脚印中标记出的前足区域画一条线，并使其与对侧后肢步长连线垂直相交，测量该垂直距离。</li>
			<li>对所有可评分的后肢脚印重复此操作，然后计算测量值的平均值。前肢与后肢的步宽计算方法相同。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>将足趾展开度定义为单个前肢或后肢脚印中第一趾与最后一趾之间的距离（图1A，1B）。
		<ol>
			<li>使用游标卡尺测量第一趾尖与最后一趾尖印记顶端之间的距离。</li>
			<li>对所有可评分的后肢脚印重复测量并计算平均值。前肢与后肢的足趾展开度计算方法相同。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>若无法对纸张上的脚印进行评分，应让动物休息10分钟后再次尝试。</li>
</ol>

<ol><li>Clarke, K. A., Still, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+consistency+of+gait+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Physiology+%26+Behavior%22%5BJournal%5D)">Development and consistency of gait in the mouse.</a> Physiology & Behavior. 73 (1-2), 159-164 (2001).</li>
<li>Mendes, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+gait+parameters+in+freely+walking+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Biology%22%5BJournal%5D)">Quantification of gait parameters in freely walking rodents.</a> BMC Biology. 13, 50(2015).</li>
<li>Carter, R. J., Morton, J., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+coordination+and+balance+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Motor coordination and balance in rodents.</a> Current Protocols in Neuroscience. , Chapter 8 Unit 8 (2001).</li>
<li>Tillerson, J. L., Caudle, W. M., Reveron, M. E., Miller, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exercise+induces+behavioral+recovery+and+attenuates+neurochemical+deficits+in+rodent+models+of+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Exercise induces behavioral recovery and attenuates neurochemical deficits in rodent models of Parkinson's disease.</a> Neuroscience. 119 (3), 899-911 (2003).</li>
<li>Pallier, P. N., Drew, C. J., Morton, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+detection+and+measurement+of+locomotor+deficits+in+a+transgenic+mouse+model+of+Huntington%27s+disease+are+task-+and+protocol-dependent%3A+influence+of+non-motor+factors+on+locomotor+function%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research+Bulletin%22%5BJournal%5D)">The detection and measurement of locomotor deficits in a transgenic mouse model of Huntington's disease are task- and protocol-dependent: influence of non-motor factors on locomotor function.</a> Brain Research Bulletin. 78 (6), 347-355 (2009).</li>
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<li>Carter, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+progressive+motor+deficits+in+mice+transgenic+for+the+human+Huntington%27s+disease+mutation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Characterization of progressive motor deficits in mice transgenic for the human Huntington's disease mutation.</a> Journal of Neuroscience. 19 (8), 3248-3257 (1999).</li>
<li>Barlow, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atm-deficient+mice%3A+a+paradigm+of+ataxia+telangiectasia%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Atm-deficient mice: a paradigm of ataxia telangiectasia.</a> Cell. 86 (1), 159-171 (1996).</li>
<li>Cortes, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscle+expression+of+mutant+androgen+receptor+accounts+for+systemic+and+motor+neuron+disease+phenotypes+in+spinal+and+bulbar+muscular+atrophy%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Muscle expression of mutant androgen receptor accounts for systemic and motor neuron disease phenotypes in spinal and bulbar muscular atrophy.</a> Neuron. 82 (2), 295-307 (2014).</li>
<li>D'Hooge, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuromotor+alterations+and+cerebellar+deficits+in+aged+arylsulfatase+A-deficient+transgenic+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Letters%22%5BJournal%5D)">Neuromotor alterations and cerebellar deficits in aged arylsulfatase A-deficient transgenic mice.</a> Neuroscience Letters. 273 (2), 93-96 (1999).</li>
<li>Fernagut, P. O., Diguet, E., Labattu, B., Tison, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+method+to+measure+stride+length+as+an+index+of+nigrostriatal+dysfunction+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">A simple method to measure stride length as an index of nigrostriatal dysfunction in mice.</a> Journal of Neuroscience Methods. 113 (2), 123-130 (2002).</li>
<li>Guillot, T. S., Asress, S. A., Richardson, J. R., Glass, J. D., Miller, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treadmill+gait+analysis+does+not+detect+motor+deficits+in+animal+models+of+Parkinson%27s+disease+or+amyotrophic+lateral+sclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Motor+Behavior%22%5BJournal%5D)">Treadmill gait analysis does not detect motor deficits in animal models of Parkinson's disease or amyotrophic lateral sclerosis.</a> Journal of Motor Behavior. 40 (6), 568-577 (2008).</li>
<li>Harper, S. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RNA+interference+improves+motor+and+neuropathological+abnormalities+in+a+Huntington%27s+disease+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">RNA interference improves motor and neuropathological abnormalities in a Huntington's disease mouse model.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102 (16), 5820-5825 (2005).</li>
<li>Lin, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurological+abnormalities+in+a+knock-in+mouse+model+of+Huntington%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Molecular+Genetics%22%5BJournal%5D)">Neurological abnormalities in a knock-in mouse model of Huntington's disease.</a> Human Molecular Genetics. 10 (2), 137-144 (2001).</li>
<li>Sopher, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Androgen+receptor+YAC+transgenic+mice+recapitulate+SBMA+motor+neuronopathy+and+implicate+VEGF164+in+the+motor+neuron+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Androgen receptor YAC transgenic mice recapitulate SBMA motor neuronopathy and implicate VEGF164 in the motor neuron degeneration.</a> Neuron. 41 (5), 687-699 (2004).</li>
<li>Tillerson, J. L., Caudle, W. M., Reveron, M. E., Miller, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+behavioral+impairments+correlated+to+neurochemical+deficits+in+mice+treated+with+moderate+doses+of+1-methyl-4-phenyl-1%2C2%2C3%2C6-tetrahydropyridine%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Neurology%22%5BJournal%5D)">Detection of behavioral impairments correlated to neurochemical deficits in mice treated with moderate doses of 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine.</a> Experimental Neurology. 178 (1), 80-90 (2002).</li>
<li>Wheeler, V. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+phenotypes+that+presage+late-onset+neurodegenerative+disease+allow+testing+of+modifiers+in+Hdh+CAG+knock-in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Molecular+Genetics%22%5BJournal%5D)">Early phenotypes that presage late-onset neurodegenerative disease allow testing of modifiers in Hdh CAG knock-in mice.</a> Human Molecular Genetics. 11 (6), 633-640 (2002).</li>
<li>Clayton, J. A., Collins, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Policy%3A+NIH+to+balance+sex+in+cell+and+animal+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Policy: NIH to balance sex in cell and animal studies.</a> Nature. 509 (7500), 282-283 (2014).</li>
<li>Maricelli, J. W., Lu, Q. L., Lin, D. C., Rodgers, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trendelenburg-Like+Gait%2C+Instability+and+Altered+Step+Patterns+in+a+Mouse+Model+for+Limb+Girdle+Muscular+Dystrophy+2i%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Trendelenburg-Like Gait, Instability and Altered Step Patterns in a Mouse Model for Limb Girdle Muscular Dystrophy 2i.</a> PLoS One. 11 (9), e0161984(2016).</li>
<li>Castelhano-Carlos, M. J., Sousa, N., Ohl, F., Baumans, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+methods+in+newborn+C57BL%2F6+mice%3A+a+developmental+and+behavioural+evaluation%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Animals%22%5BJournal%5D)">Identification methods in newborn C57BL/6 mice: a developmental and behavioural evaluation.</a> Lab Animals. 44 (2), 88-103 (2010).</li>
<li>Lakes, E. H., Allen, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gait+analysis+methods+for+rodent+models+of+arthritic+disorders%3A+reviews+and+recommendations%5BTitle%5D)+AND+%22Osteoarthritis+Cartilage%22%5BJournal%5D)">Gait analysis methods for rodent models of arthritic disorders: reviews and recommendations.</a> Osteoarthritis Cartilage. 24 (11), 1837-1849 (2016).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

利用上述低成本步态分析方法，我们成功识别了BAC fxAR121脊髓延髓肌萎缩症（SBMA）小鼠模型在出现症状后年龄阶段的多种步态功能障碍参数。步幅长度的减少与既往关于SBMA小鼠模型及人类患者的研究所报道的结果一致9。我们还首次发现，与非转基因同窝对照小鼠相比，出现症状的SBMA小鼠后肢脚趾展开距离存在显著差异。有趣的是，后肢脚趾展开减少可能由足部伸肌无力、屈肌紧张或神经支配不良引起2,19，这同样符合SBMA的病因学特征。
由于小鼠天生倾向于进入狭小昏暗的空间，它们通常会迅速跑向目标室，但有些小鼠可能不会持续穿过隧道。如果小鼠在隧道内跳跃、停止或转身（见图1C中的示例），应在休息一段时间后使用新的评分纸重复实验。若小鼠在隧道起始处即停止移动，结果仍可能补救，因为通常可轻柔地推动其跑向目标箱。
在小鼠足...

运动需要复杂的神经和肌肉骨骼系统的协调，运动通路中任何一个方面的功能缺陷都可能导致可观察到的步态异常1,2。步态分析是研究人员测试小鼠模型的重要工具，因为它能够提供可量化的行为数据，反映特定疾病、损伤或药物对动物运动功能的影响3。然而，数字化步态分析需要购置跑步机、摄像机及相关软件，这对研究人员而言可能成本过高。由于步态分析通常仅间歇性地用于追踪运动功能的长期变化，因此若使用频率较低，其费用可能难以合理化4。尽管数字化分析可能比简单的足迹分析提供更详细的步态参数，但这些更复杂的测量指标并不总是表征行为表型所必需或相关的5。
本文介绍一种低成本的手动足迹分析方法，可作为数字化步态分析程序的一种快速且灵敏的替代方案6,7。手动足迹分析已被证明可在多种小鼠疾病模型中检测出显著的步态差异4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17，至少有一项研究显示，这种低成本方法检测到了常用数字化步态分析程序未能发现的步态变化12。该方法所需材料总成本极低，且可轻松适用于其他啮齿类动物研究模型。
尽管可以获取多种不同的步态参数数据，但我们所描述的方法重点关注以下三个特定指标：步长、步宽（又称“轨迹宽度”）和脚趾展开度。需要注意的是，应根据具体动物模型来确定需要评估的参数。该步态分析方法并非用于测量认知功能，也不推荐用于需要复杂步态生物力学测量的研究16。
我们展示了来自一组建模X连锁脊髓延髓肌萎缩症（SBMA）的临床前及临床期小鼠的行为学数据，SBMA是一种以运动神经元变性和肌肉萎缩为特征的神经肌肉疾病。这些小鼠在步态上出现进行性缺陷，且与其它疾病特异性表型的出现时间相吻合。这证明了该方法的有效性和特异性，并证实其能够可靠地区分患病动物与非患病动物。
本研究中使用的实验小鼠为2.5个月（症状前）和9个月（症状后）龄的BAC fxAR121转基因小鼠，背景品系为C57BL/6（nexpt=12）。该模型由本实验室构建，并已被充分表征，是一种强大的脊髓延髓肌萎缩症（SBMA）小鼠模型9。非转基因同窝小鼠作为对照组（nctrl=8）。脊髓延髓肌萎缩症是一种性别限制性疾病，仅在雄性中完全表现，因此本研究仅使用雄性小鼠。在实验设计阶段，研究人员必须考虑美国国立卫生研究院（NIH）关于将性别作为生物学变量的相关指南，以确定实验分组的规模和构成18。

<table><tbody><tr><td>游标卡尺</td><td>n/a</td><td>n/a</td><td>刻度必须精确至 0.1 mm</td></tr><tr><td>手工胶水</td><td>E6000</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>足迹颜料（水粉颜料）</td><td>Artmind</td><td>n/a</td><td>必须为无毒材料</td></tr><tr><td>圆柄画笔</td><td>Symply Simmons</td><td>n/a</td><td>直径 0.5 cm</td></tr><tr><td>直尺</td><td>n/a</td><td>n/a</td><td>刻度必须精确至毫米</td></tr><tr><td>水彩纸（水彩画纸垫）</td><td>Canson</td><td>n/a</td><td>裁剪至所需尺寸</td></tr><tr><td>隧道与目标室</td><td>Interstate Plastics</td><td>n/a</td><td>裁剪至所需尺寸</td></tr></tbody></table>

低成本步态分析用于神经肌肉疾病小鼠模型的行为表型鉴定

Low-Cost Gait Analysis for Behavioral Phenotyping of Mouse Models of Neuromuscular Disease

动物运动能力的测量是一种常用的行为学工具，用于描述特定疾病、损伤或药物模型的表型。本文展示的低成本步态分析方法，是对小鼠模型中步态异常进行简单而有效的评估手段。通过使用无毒且可水洗的颜料涂抹小鼠足部，使其在一张纸上穿过隧道行走，从而获取足印并进行分析。测试隧道的设计利用了小鼠的自然行为特征及其对狭小昏暗空间的偏好。每只小鼠的步长、步宽和足趾展开度均可使用直尺和铅笔轻松测量。该方法成熟可靠，可提供多个与数字化系统类似的量化指标。该方法具有足够的敏感性，能够在表型出现早期检测到步长的变化，并且由于其非侵入性特点，适用于在生命周期或表型发展过程中对同一群体进行多次测试。

当动物数量足够时，该方法能够检测同一品系小鼠在不同时间点之间以及不同基因型小鼠之间的步态差异。图1B展示了我们在实验室中使用X连锁脊髓延髓肌萎缩症（SBMA）小鼠模型所采集的足印图像的代表性轨迹。SBMA是一种影响下运动神经元和骨骼肌的神经退行性疾病。我们此前曾报道，与非转基因同窝对照小鼠相比，雄性BAC fxAR121转基因小鼠在症状出现后的年龄阶段会出现显著的体重下降、握力减弱以及步幅缩短9。
本文展示了来自一组无症状期（2.5月龄）和有症状期（9月龄）BAC fxAR121转基因雄性小鼠及其同窝非转基因对照小鼠的步态分析结果（图2）。在疾病发病前，BAC fxAR121转基因小鼠的步长、步宽和足趾展开度与同窝非转基因对照小鼠相似。疾病发病后，BAC fxAR121转基因小鼠的步长显著缩短（前肢 pforelimb= 0.001，后肢 phind-limb= 0.009...

足迹分析是一种低成本的替代方法，可用于研究人员量化小鼠运动异常，替代数字化步态分析程序。由于其速度快、操作简单且具有纵向研究潜力，该方法非常适合小鼠模型的行为表型分析。

动物运动的测量是一种常用的行为学工具，用于描述特定疾病、损伤或药物模型的表型。这种低成本方法……

足迹分析是一种低成本的替代方法，可用于数字化步态分析程序，帮助研究人员量化小鼠的运动异常。由于该方法具有快速、简便以及适用于长期观察的优点，因此非常适用于包括神经退行性疾病、神经肌肉疾病或中风模型在内的小鼠行为表型分析。本次实验操作将由我实验室的研究技术员 Virginia Wertman 演示。在开始实验前，将已完全清醒并保持警觉至少5分钟的小鼠置于检测室内适应环境30分钟。将隧道置于一条略宽于隧道长度和宽度的纸条上。在纸条上标记小鼠编号及检测日期。根据需要在目标区域添加葵花籽以提供动机，并牢固地抓住第一只待测小鼠的颈背部。使用直径约0.5厘米的锥形刷头，将一种无毒、可水洗的水性颜料均匀涂抹于所有前爪脚趾的整个底面及每个前爪的掌心部位。以类似方式，用另一种颜色对比明显的无毒、可水洗的水性颜料涂抹后爪。使用干净的湿布擦去小鼠身体其他部位沾染的油漆，以防止污迹干扰数据采集。然后将小鼠放置于隧道起点处，让其完全行走至目标室后再取出动物，并用沾水的布轻轻擦拭其足部进行清洁。然后将小鼠放回其居住笼，并在测试下一只动物之前，用消毒剂清洁测试区域和通道。为了准确评分，需等待脚印完全干燥，再选择间距一致且清晰无模糊的脚印。为了获得足够的评分数据，每只脚必须至少有连续两个步态印记。不要将纸张上的第一个和最后一个足印包含在内，因为此时小鼠正在改变行走速度，这些足印不太可能代表正常的步态。为定义步长（即同一肢体连续两个足印之间的距离），可用铅笔在单一步幅中前肢足印的前足区域周围画出直径两到四毫米的圆圈，然后用尺子在两个圆圈之间画一条直线。以每个圆圈中心之间的距离作为步长记录，根据情况标记为右前一或左前一，并对所有可评分的步幅重复此测量。然后，针对每只肢体，将同一批次中各个个体记录的步幅距离进行平均，具体方式应符合实验设计要求。为定义步宽（即左右前肢或左右后肢之间的距离），从一只后肢脚印中标记出的前足区域画一条线，并使其与对侧后肢步幅长度线垂直相交，测量该线段距离。对所有可评估的后肢脚印重复此测量过程，并计算这些测量值的平均值。将足趾展开度定义为单个前肢或后肢脚印中第一趾与末趾之间的距离，使用卡尺测量第一趾印尖端与末趾印尖端之间的距离。随后对所有可评分的后肢脚印重复此测量，并计算测量值的平均值。当动物数量足够时，该方法能够检测同一品系不同基因型小鼠随时间推移而产生的步态差异。例如，此处展示了使用X连锁脊髓延髓肌萎缩症小鼠模型获得的足迹图像的代表性轨迹，该疾病是一种影响下运动神经元和骨骼肌的神经退行性疾病。对发病前和发病后转基因雄性小鼠及其同窝非转基因对照小鼠进行步态分析显示，在疾病发病前，转基因小鼠的步长、步宽和脚趾展开程度与同窝非转基因对照小鼠相似。然而，在疾病发病后，转基因小鼠表现出显著缩短的步长。类似的纵向分析显示，在所测试的任一年龄段，步宽均无差异。症状出现后的转基因小鼠的后肢脚趾展开宽度也显著窄于同窝年龄匹配的对照组。正确地将染料涂抹于足部可获得最佳结果。请记住，只有步距均匀且足迹清晰无模糊的步态才能进行评分。该技术具有足够高的灵敏度，可检测步幅的微小变化。并且由于其非侵入性的特点，可用于在个体整个生命周期内对其表型表现及治疗干预效果进行检测。

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C57BL/6小鼠经MOG35-55诱导实验性自身免疫性脑脊髓炎后的矢状面运动学步态分析

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由束缚应激后的足迹分析和悬挂箱实验组成的低成本方案，可用于评估小鼠模型的运动障碍。...

低成本小鼠足迹分析与悬挂箱实验方案在慢性束缚应激中的应用

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Angelman综合征小鼠模型的行为学表征

本方案建立了一种利用无标记跑台实验结合深度学习驱动的多关节轨迹自动标注技术的大鼠后肢运动学评估流程，可实现可重复的运动量化分析。...

基于深度学习的多关节同步追踪用于大鼠后肢运动学的客观量化

学习使用低成本足迹分析法对小鼠进行行为表型分析，以量化神经肌肉和神经退行性疾病模型中的运动异常。该方法操作简便，适用于纵向研究。

低成本步态分析用于神经肌肉疾病小鼠模型的行为表型鉴定

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