Eine einfache Composite-Phänotyp Scoring System für die Beurteilung von Mausmodellen zerebelläre Ataxie
21. Mai 2010
Wir beschreiben ein Protokoll für die schnelle und sensitive Quantifizierung der Schwere der Erkrankung in Mausmodellen der Ataxie. Die Maßnahmen umfassen Hinterbein umklammert, ledge Test, Gang-und Kyphose. Dieses Protokoll effektiv unterscheidet zwischen betroffenen und nicht betroffenen Personen, und erkennt das Fortschreiten der Betroffenen im Laufe der Zeit.
Wir haben ein zusammengesetztes Phänotyp-Scoring-System zur Bewertung der Schwere und des Fortschreitens der Erkrankung entwickelt. In Mausmodellen der zerebellären Ataxie führen wir vier verschiedene Tests durch, den Ledge-Test, den Hintergliedmaßen-Test, das Klammern, den Gang und die Kyphose, wobei wir für jeden Test eine Skala von null bis drei verwenden, um eine kombinierte Punktzahl von null bis 12 zu erhalten. Für alle vier Messungen wurde der Kantentest durchgeführt, um die Koordination direkt zu messen.
Das Umklammern der Hintergliedmaßen ist ein Marker für das Fortschreiten der Krankheit in einer Reihe von Mausmodellen der Neurodegeneration. Der Gang ist ein Maß für die Koordination und Muskelfunktion. Kyphose ist eine Krümmung der Wirbelsäule im zervikalen Brustbereich, die bei Mausmodellen des motorischen Systems und der spinalen Kleinhirnneurodegeneration üblich ist, die jeden Test durchführen und das Ergebnis aufzeichnen.
Die durchschnittliche Summe der vier Scores bzw. der durchschnittliche Composite-Phänotyp-Score wird für jede Mausgruppe berechnet und grafisch dargestellt. Bei der Anwendung dieses Protokolls auf verschiedene Mausmodelle ist es wichtig, zunächst die Ergebnisse der einzelnen Tests zu analysieren, um die ideale Kombination der vier beschriebenen Maßnahmen zu ermitteln. Dieses spezielle Protokoll wurde entwickelt, um zwischen betroffenen und nicht betroffenen Personen zu unterscheiden und gleichzeitig das Fortschreiten des Krankheitsphänotyps in Mausmodellen der spinalen zerebellären Ataxie zu quantifizieren.
Typ sieben. Hallo, ich bin Stephanie Fur aus dem Labor von Dr. Gwen Garden in der Abteilung für Neurologie an der University of Washington. Heute zeigen wir Ihnen eine einfache und empfindliche Methode zur Bewertung des Schweregrads der Erkrankung in Mausmodellen der zerebellären Ataxie.
Wir verwenden dieses Verfahren in unserem Labor, um phänotypische Unterschiede in Mausmodellen der spinalen zerebellären Ataxie Typ sieben oder SCA sieben zu quantifizieren und die Entwicklung des SCA-7-Phänotyps im Laufe der Zeit zu verfolgen. Also lasst uns loslegen. Der Ledge-Test ist ein direktes Maß für die Koordination, die bei Kleinhirn, Ataxien und vielen anderen neurodegenerativen Erkrankungen beeinträchtigt ist.
Dies ist am direktesten vergleichbar mit den menschlichen Anzeichen einer zerebellären Ataxie, um Verzerrungen zu vermeiden. Der Versuchsleiter, der die Bewertungen durchführt, sollte keine Kenntnis vom Genotyp des Tieres haben. Während der Bewertungen werden die einzelnen Maßnahmen auf einer Skala von null bis drei bewertet, wobei Null für das Fehlen des Phänotyps und drei für seine schwerste Manifestation steht.
Beginnen Sie damit, die Maus aus dem Käfig zu heben und auf die Kante des Käfigs zu legen. Beobachte die Maus, wie sie an der Käfigkante entlangläuft und sich in ihren Käfig hinablässt. Eine Wildtyp-Maus läuft an der Kante entlang, ohne das Gleichgewicht zu verlieren, und lässt sich mit ihren Pfoten anmutig in den Käfig zurücksenken.
Diesem Verhalten wird eine Punktzahl von Null zugewiesen. Verliert die Maus beim Laufen entlang des Vorsprungs den Halt, erscheint aber ansonsten koordiniert, erhält sie die Note eins. Wenn er die Hinterbeine nicht effektiv einsetzt oder sich nicht anmutig in den Käfig absenken kann.
Er erhält eine Zweiernote, wenn er beim Gehen oder beim Versuch, sich abzusenken, von der Kante fällt oder fast herunterfällt, oder wenn er zittert und sich weigert, sich überhaupt zu bewegen. Trotz Ermutigung erhält es die Note drei. Führen Sie den Kantentest dreimal durch, um eine genaue Messung zu gewährleisten und das Ergebnis des Kantentests aufzuzeichnen.
Schauen wir uns nun an, wie man das Umklammern der Hintergliedmaßen bewertet. Das Umklammern der Hintergliedmaßen ist ein Marker für das Fortschreiten der Erkrankung in einer Reihe von Mausmodellen der Neurodegeneration, einschließlich bestimmter zerebellärer Ataxien. Um mit der Bewertung zu beginnen, fassen Sie den Schwanz in der Nähe seiner Basis und heben Sie den größten Abstand aller umgebenden Objekte an.
Beobachten Sie die Position der hinteren Gliedmaßen etwa 10 Sekunden lang. Werden die Hintergliedmaßen konsequent vom Hinterleib weg nach außen gespreizt, erhält sie eine Punktzahl von null. Wenn eine Hintergliedmaße mehr als 50 % der Zeit in Richtung Bauch zurückgezogen wird, erhält sie eine Punktzahl von eins.
Wenn beide Hintergliedmaßen mehr als 50 % der Zeit in der Schwebezeit teilweise in Richtung Bauch zurückgezogen sind, erhält sie eine Punktzahl von zwei. Wenn die Hinterbeine vollständig eingezogen sind und den Bauch mehr als 50 % der Zeit berühren, erhält sie eine Punktzahl von drei. Führen Sie den Test dreimal durch und notieren Sie die Punktzahl beim Umklammern der Hintergliedmaßen.
Schauen wir uns nun an, wie man den Gang beurteilt. Der Gangtest ist ein Maß für die Koordination und Muskelfunktion. Um den Test zu starten, nehmen Sie die Maus aus dem Käfig und legen Sie sie mit dem Kopf und dem Kopf vom Untersucher weg auf eine ebene Fläche.
Beobachten Sie die Maus von hinten, während sie läuft. Wenn sich die Maus normal bewegt, ihr Körpergewicht auf allen Gliedmaßen abgestützt ist, ihr Hinterleib den Boden nicht berührt und beide Hintergliedmaßen gleichmäßig teilnehmen, erhält sie eine Punktzahl von null. Wenn er ein Zittern zeigt oder beim Gehen zu humpeln scheint oder seine Füße leicht vom Körper weg zeigen, erhält er die Note eins.
Zeigt sie einen starken Tremor, starkes Hinken, abgesenktes Becken oder zeigen die Füße bei der Fortbewegung stärker vom Körper weg, wird sie zugeordnet. Zwei. Wenn die Maus Schwierigkeiten hat, sich vorwärts zu bewegen und ihren Bauch über den Boden zieht, erhält sie eine Drei. Beobachte die GA der Maus dreimal und den aufgezeichneten Skate-Score.
Jetzt wollen wir sehen. Der Kyphose-Test Die Kyphose ist eine charakteristische dorsale Krümmung der Wirbelsäule. Dies ist eine häufige Manifestation neurodegenerativer Erkrankungen, an denen motorische Systeme beteiligt sind, einschließlich spinaler zerebellärer Ataxien in Mausmodellen.
Es wird durch einen Verlust des Muskeltonus in der Wirbelsäulenmuskulatur infolge der Neurodegeneration verursacht. Nehmen Sie zunächst die Maus aus dem Käfig und legen Sie sie auf eine ebene Fläche. Beobachte ihn, wie er geht.
Wenn die Maus in der Lage ist, ihre Wirbelsäule beim Gehen leicht aufzurichten und keine anhaltende Kyphose hat, erhält sie eine Punktzahl von null. Zeigt die Maus eine leichte Kyphose, ist sie aber in der Lage, ihre Wirbelsäule aufzurichten, erhält sie die Note eins. Wenn es nicht in der Lage ist, sich zu glätten, erhält es eine vollständige und anhaltende Kyphose, aber eine milde Kyphose, erhält es eine Punktzahl von zwei.
Behält die Maus beim Gehen oder Sitzen eine ausgeprägte Kyphose bei, erhält sie eine Punktzahl von drei. Beobachten Sie dreimal den Kyphose-Score der Maus. Setzen Sie die Maus wieder in ihren Käfig ein und notieren Sie ihren Kyphose-Score.
Hier ist ein repräsentatives Diagramm einer zusammengesetzten Phänotyp-Bewertung eines murn-transgenen Spinomodells mit zerebellärer Ataxie Typ 7, bekannt als Flocked SCA 7 92 Q. Die Scores der vier Messungen wurden für jede Maus summiert, und der durchschnittliche zusammengesetzte Score wurde für beide Genotypen jedes Alters berechnet. Hier zeigen f Fluxed, SCA 7 92 Q Mäuse einen progressiven SCA 7-Phänotyp, der sich signifikant von nicht-transgenen Wurfgeschwistern unterscheidet. Wichtig ist, dass dieser im Laufe der Zeit zunehmende Phänotyp-Score mit der fortschreitenden Natur der menschlichen Krankheit übereinstimmt.
Wir haben Ihnen gerade gezeigt, wie Sie ein zusammengesetztes Phänotyp-Scoring-System zur Bewertung der Schwere und des Fortschreitens der Erkrankung in Mausmodellen der zerebellären Ataxie verwenden können. Bei diesem Verfahren ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass Fettleibigkeit in allen vier beschriebenen Tests ein Störfaktor ist. Die Ergebnisse einzelner Tests können separat analysiert werden, um zunächst ihre ideale Kombination in einem zusammengesetzten Phänotyp-Bewertungssystem zu bestimmen, das für Ihr Mausmodell am besten geeignet ist.
Das war's also. Vielen Dank fürs Zuschauen und viel Erfolg bei Ihren Experimenten.
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Übersicht
Dieser Artikel stellt ein Protokoll zur Quantifizierung des Schweregrads einer Erkrankung in Mausmodellen der zerebellären Ataxie vor. Die Bewertung umfasst Tests für Hinterbein-Clasping, Ledge-Performance, Gang und Kyphose, wodurch betroffene von nicht betroffenen Individuen effektiv unterschieden und der Krankheitsverlauf verfolgt werden kann.
Wichtige Studienkomponenten
Wissenschaftsbereich
- Neurowissenschaften
- Verhaltensbeobachtung
- Mausmodelle von Krankheiten
Hintergrund
- Zerebelläre Ataxie ist durch Koordinations- und Gleichgewichtsprobleme gekennzeichnet.
- Mausmodelle werden häufig zur Untersuchung neurodegenerativer Erkrankungen verwendet.
- Phänotyp-Scoring-Systeme helfen bei der Bewertung des Schweregrads einer Erkrankung.
- Mehrere Tests bieten eine umfassende Beurteilung der motorischen Funktion.
Zweck der Studie
- Entwicklung eines zuverlässigen Scoring-Systems zur Bewertung des Schweregrads einer Erkrankung.
- Verfolgen des Fortschreitens der Symptome in Mausmodellen.
- Unterscheidung zwischen betroffenen und nicht betroffenen Individuen.
Verwendete Methoden
- Komposit-Phänotyp-Scoring-System mit einer Skala von 0 bis 3 für jeden Test.
- Vier Tests: Ledge-Test, Hinterbein-Clasping, Ganganalyse und Kyphose-Messung.
- Jeder Test trägt zu einer kombinierten Punktzahl von 0 bis 12 bei.
- Direkte Messung der Koordination und Muskelfunktion durch diese Tests.
Hauptergebnisse
- Der Ledge-Test misst effektiv die Koordination.
- Hinterbein-Clasping zeigt den Krankheitsverlauf an.
- Die Ganganalyse spiegelt Koordination und Muskelfunktion wider.
- Kyphose wird in Modellen der motorischen Systemdegeneration beobachtet.
Schlussfolgerungen
- Das Protokoll bietet ein empfindliches Maß für den Schweregrad einer Erkrankung.
- Es ermöglicht die Verfolgung des Krankheitsverlaufs im Laufe der Zeit.
- Dieses Scoring-System kann das Verständnis der zerebellären Ataxie in der Forschung verbessern.
Häufig gestellte Fragen
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.
