Beurteilung der Sensomotorik in Maus-Modellen der Parkinson-Krankheit

Das übergeordnete Ziel dieser Verfahren ist es, die motorische Funktion des Sensors quantitativ zu erfassen. Bei Mäusen. Wir erreichen dies, indem wir eine Reihe von sensitiven Verhaltenstests verwenden.

Dazu gehören die herausfordernde Spontanaktivität des Strahlverlaufs im Zylinder und der Klebstoffentfernungstest, der auch als DOT-Test bekannt ist. Nach der Testung können Videoaufzeichnungen der Strahltraverse und der spontanen Aktivität ausgewertet werden. Letztendlich können diese Tests zur Charakterisierung der Sensor- oder Motorfunktion in neuartigen genetischen Mausmodellen sowie in präklinischen Arzneimittelstudien zur Untersuchung potenzieller Therapeutika für Krankheiten verwendet werden.

Der Hauptvorteil dieser Tests gegenüber anderen, insbesondere automatisierten Tests, besteht also darin, dass wir feststellen, dass sie sehr empfindlich auf motorische Funktionsstörungen reagieren, empfindlicher als Tests wie die Rotorstange. Darüber hinaus sind diese Tests jedoch sehr kosteneffizient, insbesondere im Vergleich zu automatisierten Tests, die bis zu Tausende von Dollar kosten können. Diese Tests können Schlüsselfragen im Bereich der Bewegungsstörungen im Allgemeinen beantworten und sind sehr nützliche Ergebnismaßstäbe.

Bei der Erprobung potenzieller Therapeutika wird der Strahl aufgebaut, indem drei saubere Mauskäfige auf einer Tischplatte oder in einem Mauskäfig umgedreht werden. Wechseln Sie die Abzugshaube und richten Sie die Käfige gleichmäßig aus, so dass sie die Länge eines Balkens von einem Meter tragen können. Setzen Sie als Nächstes die vier Abschnitte des Balkens vom breitesten zum schmalsten Abschnitt zusammen und platzieren Sie sie auf den umgedrehten Mauskäfigen.

Platzieren Sie den Heimkäfig der Mäuse, die Sie testen möchten, auf der Seite am Ende des Strahls, so dass das schmalste Ende des Strahls direkt in den Heimkäfig führt. Um den assistierten Versuch zu beginnen, nehmen Sie die erste Maus an der Basis ihres Schwanzes und stützen Sie ihre Hintergliedmaßen mit der Handfläche. Platzieren Sie die Maus am breiten Ende des Strahls, lassen Sie den Schwanz los und entfernen Sie Ihre Hand.

Lassen Sie die Maus schnüffeln und sich bewegen, um sich besser an dem Gerät zu orientieren. Wenn sich die Maus sanft dreht, lenken Sie sie in die gewünschte Richtung. Um die Maus auf dem Weg zu unterstützen, heben Sie den Heimkäfig an, halten Sie ihn in der gleichen Position auf der Seite und bringen Sie ihn in die Nähe der Testmaus.

Wenn die Maus versucht, in den Heimatkäfig einzudringen, bewegen Sie sie zurück, sodass die Maus nicht eintritt, sondern einen Schritt nach vorne macht. Lassen Sie die Maus schließlich in den Heimkäfig eindringen. Führen Sie das gleiche Verfahren für jede Maus im Käfig aus.

Reinigen Sie den Balken zwischen den Käfigen gründlich mit Reinigungslösung für Tierräume in einem Käfig. Es ist wichtig, den Strahl von Urin oder Fäkalienpellets zu entfernen, bevor die nächste Maus ausgeführt wird, da dies die nächste Maus ablenkt. Sobald alle Mäuse im Käfig einen assistierten Versuch durchlaufen haben, nehmen Sie die erste Maus wieder auf und platzieren Sie sie bei Bedarf am breiten Ende des Strahls.

Richten Sie die Maus vorsichtig in die gewünschte Richtung aus und berühren Sie leicht die Rückseite, um sie zu ermutigen, sich entlang des Strahls in Richtung ihres Heimatkäfigs zu bewegen, korrigieren Sie die Maus, wenn sie das Schnüffeln stoppt oder den Strahl verlässt. Halten Sie Ihre Hand in der Nähe, um die Maus zum Ende des Strahls zu führen. Minimieren Sie das Anhalten und Erkunden, während Sie sich auf dem Balken befinden.

Je mehr dies während des Trainings getan wird, desto weniger neigt die Maus dazu, dies zu tun. Während des Tests endet der Versuch, wenn die Maus eines ihrer vier Gliedmaßen in den Heimkäfig legt, die nächste Maus kann dann ihren zweiten Versuch erhalten. Die Mäuse erhalten am ersten Trainingstag insgesamt fünf Versuche, die sich zwischen den Mäusen abwechseln, so dass jede Maus ein Intervall von 30 Sekunden oder mehr hat.

Führen Sie am zweiten Tag fünf weitere Versuche für jede Maus mit dem gleichen Strahlaufbau wie am ersten Tag durch. Die Mäuse sollten keine Hilfe benötigen, müssen aber möglicherweise korrigiert oder auf der Rückseite berührt werden, um ein Anhalten oder Erkunden zu verhindern. Beginnen Sie 24 Stunden später mit dem Testtag. Richten Sie den Balken ähnlich wie an den beiden vorangegangenen Trainingstagen ein.

Platzieren Sie jedoch ein Netzgitter, das jeder Balkenbreite entspricht, auf jedem Balkenquerschnitt. Verwenden Sie eine Videokamera, um alle Strahldurchlaufversuche aufzuzeichnen, bevor jeder Versuch beginnt. Beschriften Sie eine Karte mit den wichtigsten Informationen zum Experiment wie Datum, Mausnummer und Testnummer, und halten Sie sie vor die Kamera.

Nehmen Sie vor jedem Versuch zwei bis drei Sekunden lang auf, damit klar ist, welche Maus getestet wird und in welchem Versuch sie sich befindet. Platzieren Sie bei jedem Test die Maus auf der breitesten Stelle auf der Rasterfläche, und zeichnen Sie auf, während sie sich entlang der Balkenaufzeichnung bewegt, sodass die gesamte Länge des Mauskörpers sichtbar ist. Die Kamera sollte so positioniert werden, dass sich das Raster in der Mitte des Betrachters befindet.

Führen Sie jede Maus fünfmal auf dem Gitteroberflächenbalken durch den Test und reinigen Sie ihn zwischen den Mausen. Um das Experiment zur spontanen Aktivität aufzubauen, ordnen Sie zwei Käfige im Abstand von etwa 18 Zentimetern nebeneinander an, so dass die Fronten der Käfige dem Experimentator zugewandt sind. Platzieren Sie bei Bedarf einen zusätzlichen Käfig hinter den beiden anderen Käfigen, der als Stütze für den Spiegel dient.

Lege als Nächstes ein Stück Glas auf die beiden Käfige und positioniere es so, dass das Glas von der Außenkante der ersten beiden Käfige getragen wird. Platzieren Sie dann einen Zylinder auf dem Glas und einen Spiegel in einem Winkel unter dem Glas. Er lehnte sich an den dritten Käfig zurück.

Der Winkel kann zwischen 30 und 45 Grad liegen, aber noch wichtiger ist, dass die Sicht der Kamera den vollen Durchmesser des Zylinders umfassen muss. Sobald das Experiment eingerichtet ist, platzieren Sie die Videokamera vor dem Spiegel und stellen Sie sowohl den Spiegel als auch die Videokamera so ein, dass Sie den gesamten Durchmesser des unteren Teils des Zylinders sehen können. Stellen Sie dann einen Timer auf drei Minuten und beschriften Sie eine Karte mit den wichtigen Experimentdetails wie im vorherigen Experimentvideo.

Nehmen Sie das Etikett zwei bis drei Sekunden lang auf. Dann hör auf. Um das Experiment auszuführen, platzieren Sie eine Maus in den Zylinder.

Drücken Sie die Aufnahmetaste und starten Sie den Timer. Nehmen Sie die Maus drei Minuten lang auf. Es ist wichtig, dass der Testbereich ruhig ist, da laute Geräusche und Gespräche die Maus ablenken und möglicherweise zu einem Einfrieren führen können.

Verwenden Sie während des Experiments einen Handzähler, um die Anzahl der Hinterräder zu zählen, die die Maus im Zylinder macht. Ein Hinterrad ist definiert als eine vertikale Bewegung, bei der beide Gliedmaßen vom Boden fallen, so dass die Maus nur auf ihren Hintergliedmaßen steht. Sobald der Timer abgelaufen ist, entferne die Maus und setze sie wieder in ihren Heimatkäfig ein.

Reinigen Sie den Zylinder und das Glas zwischen jeder Maus mit Reinigungslösung für den Tierraum. Lassen Sie die Reinigungslösung trocknen, bevor Sie mit der nächsten Maus fortfahren. Beginnen Sie den Test zum Entfernen des Klebstoffs, indem Sie die Maus in ihren Heimkäfig setzen.

Lassen Sie die Mäuse nach entferntem Futterbehälter sich an den Testraum und den Käfig ohne Futterautomat gewöhnen. Verwenden Sie für den Test eine Stunde lang einen sauberen Käfig, um Käfiggenossen so zu platzieren, dass die Testmaus die einzige im Heimkäfig ist. Entfernen Sie drei Viertel der Einstreu und legen Sie sie in den sauberen Käfig mit den Käfiggenossen im Heimkäfig.

Reinigen Sie die Testmaus, um sie mit einer kleinen Pinzette festzuhalten, und kleben Sie ein Klebeetikett auf das Gehäuse der Maus. Drücken Sie mit der Pinzette vorsichtig auf das Etikett auf der Schnauze und lassen Sie die Maus los. Setzen Sie den Deckel auf den Käfig und starten Sie eine Stoppuhr, wenn die Maus versucht, die Etiketten mit ihren vier Poren zu entfernen.

Notieren Sie die Zeit, wenn die Maus Kontakt aufnimmt, aber die Beschriftung nicht entfernt. Notieren Sie die Zeit, aber lassen Sie den Timer laufen, bis dies der Fall ist. Entfernen Sie es vollständig.

Wenn die Maus den Aufkleber nicht innerhalb von 60 Sekunden berührt oder entfernt, beenden Sie die Testversion und entfernen Sie den Aufkleber manuell. Legen Sie die Testmaus nach jedem Versuch in den Haltekäfig und beginnen Sie mit dem Testen der nächsten Maus. Alle Mäuse erhalten drei Versuche, die zwischen den Mäusen abwechseln.

Anstatt alle drei Versuche an einer Maus gleichzeitig durchzuführen, werden Versuche, bei denen das Etikett abfällt oder nicht sicher auf der Schnauze sitzt, nicht gezählt. Die herausfordernde Spontanaktivität des Strahls in den Zylinder- und Klebstoffentfernungstests sind allesamt sehr nützliche Assays der sensormotorischen Funktion bei Mäusen im anspruchsvollen Strahltest, TH one alpha-Synuclein-Mäuse machen signifikant mehr Fehler pro Schritt als Wildtyp-Mäuse. Die Anzahl der Fehler nahm bei den Alpha-Synuclein-Mäusen zu, wenn der Strahl schmaler wird.

Dies war bei den Wildtyp-Mäusen nicht der Fall. Dieselbe Mäuselinie zeigt auch eine robuste Abnahme der Schritte der hinteren Gliedmaßen im Zylindertest. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Überexpression von humanem Alpha im Zellkern in den mutierten Mäusen zur Entwicklung nachweisbarer sensormotorischer Defizite führt.

Im Test zur Entfernung des Klebstoffs zeigten PITX drei Akia-Mäuse mit einer starken Abnahme der nigrostriatalen Dopamin-Neuronen im Vergleich zu Wildtyp-Kontrollen eine signifikant längere Zeit bis zum Kontakt. Wir und andere verwenden diese Tests routinemäßig, um das therapeutische Potenzial von Behandlungen für die Parkinson-Krankheit zu bewerten. Diese Tests können auch zur Charakterisierung genetischer Mausmodelle und zur Bestimmung der Auswirkungen spezifischer Mutationen auf die sensomotorische Funktion verwendet werden.