Eine vielseitige Verhaltensmethode zur Untersuchung der Auswirkungen von Schilddrüsenhormonen auf die Kleinhirnfunktion

Zusammenfassung

Hier stellen wir ein Protokoll für einen kürzlich entwickelten vielseitigen Verhaltenstest vor, den Leiterbalkentest. Dieser Test hat den Vorteil, dass er eine subtile zerebelläre Ataxie erkennt, die durch einen Defekt der Schilddrüsenhormonwirkung im Zentralnervensystem verursacht wird, gegenüber den herkömmlichen Verhaltenstests zur Beurteilung der motorischen Leistung.

Zusammenfassung

Die Wirkung des Schilddrüsenhormons (TH) ist während der Entwicklung des Zentralnervensystems, einschließlich des Kleinhirns, unerlässlich. Im Falle eines TH-Mangels im frühen Leben, wie z. B. einer angeborenen Hypothyreose, zeigen die Patienten neurologische Störungen wie kognitive Retardierung und motorische Defizite. Es gibt verschiedene Studien an Mausmodellen mit gewebe- oder zellspezifischem TH-Mangel, um die Rolle von TH im Kleinhirn zu untersuchen. Im Vergleich zu generalisierten angeborenen Hypothyreose-Mäusen zeigen Kleinhirnzell-spezifische TH-defiziente Mäuse mildere und subtilere ataktische Merkmale, was die Beurteilung der motorischen Funktion bei herkömmlichen Tests wie dem Rotarod-Test erschwert.

Aufgrund des Bedarfs an einem alternativen Werkzeug zur Beurteilung der motorischen Funktion in TH-bezogenen Tiermodellen haben wir eine vielseitige Verhaltensmethode namens "Ladder Beam Test" entwickelt, bei der wir die verschiedenen Leitertests je nach Schweregrad der Ataxie bei Modellmäusen gestalten können. Wir verwendeten transgene Mäuse, die einen dominant-negativen TH-Rezeptor spezifisch in der Kleinhirn-Purkinje-Zelle exprimierten, ein einziges Ausgangsneuron in der Kleinhirnrinde, das die motorische Leistung moduliert. Der neu entwickelte Leiterstrahltest konnte bei den transgenen Mäusen im Vergleich zum Rotarod-Test auf einem höheren Niveau robuste Beeinträchtigungen der motorischen Leistung nachweisen. Eine Störung des motorischen Lernens wurde auch im Leiterbalkentest festgestellt, nicht jedoch im Rotarod-Test. Das Protokoll mit diesem neuartigen Verhaltensapparat kann auf andere Tiermodelle angewendet werden, die einen milden ataktischen Phänotyp aufweisen könnten, um subtile Veränderungen der Kleinhirnfunktion zu untersuchen.

Einleitung

Das Schilddrüsenhormon (TH) ist für die Entwicklung des Gehirns unverzichtbar¹. Insbesondere seine Rolle im Kleinhirn ist entscheidend, da TH-Mangel im frühen Leben zu einer aberranten Kleinhirnentwicklung führt ^1,2. Zum Beispiel zeigen Patienten bei angeborener Hypothyreose eine Reihe von neurologischen Behinderungen, einschließlich kognitiver und motorischer Defizite³. Um die Rolle von TH bei der funktionellen Entwicklung des Kleinhirns aufzudecken, haben einige Studien den TH-Mangel auf kleinhirnzellspezifische Weise begrenzt<....

Protokoll

Das Tierversuchsprotokoll in der vorliegenden Studie wurde vom Animal Care and Experimentation Committee der Gunma University genehmigt. Alle Verfahren zur Pflege und Behandlung von Tieren wurden gemäß dem japanischen Gesetz über das Wohlergehen und Management von Tieren und den Richtlinien für die ordnungsgemäße Durchführung von Tierversuchen durchgeführt, die vom Wissenschaftsrat Japans herausgegeben wurden. Die Montagezeichnung der Apparatur ist in Abbildung 1 zu finden.

1. Aufbau der Leiter

1. Prüfung der horizontalen Leiter (Abb....

Ergebnisse

Im Rotarod-Test zeigten Mf-1/FVB-Mäuse eine signifikante Abnahme der Latenz bis zum Sturz von der rotierenden Stange an 3 aufeinanderfolgenden Tagen im Vergleich zu den Wildtyp-Mäusen, was auf eine beeinträchtigte motorische Koordination hinweist (Abbildung 3A). In Bezug auf die Ergebnisse innerhalb der Gruppe verbesserten Mf-1/FVB-Mäuse ihre Leistung jedoch signifikant von Tag 1 bis Tag 3, was auf die Erhaltung des motorischen Lernens hindeutet (

Diskussion

Unser Design stützte sich auf die frühere Studie von Metz und Whishaw, die über die Nützlichkeit des "Leitersprossen-Gehtests" ^{berichteten13,14}. Sie entwarfen den Leitersprossen-Gehtest, um das geschickte Gehen zu bewerten und sowohl die Platzierung der Vorder- als auch der Hintergliedmaßen, das Treten und die Koordination zwischen den Gliedmaßen zu messen, indem sie von den Tieren verlangten, auf einer horizontalen Leiter von ei.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Luftpuff	DAISO
Aluminiumstäbe	CAINZ		2 mm Durchmesser, Anzahl der Stäbe kann je nach Leiterausführung variieren. Für den Bau der horizontalen Leiter können ca. 30 Stöcke erforderlich sein (Abstand von 4 cm).
Blutack	Bostik
Plexiglas	CAINZ		110 cm x 20 cm, 110 cm x 10 cm, je 2 Teile
Schrauben	CAINZ