Name: Análisis de la gait de bajo costo para el fenotipado conductual de modelos de ratón de enfermedad neuromuscular (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-18T15:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 53 s
Description: Aprenda el análisis de huellas para fenotipado conductual en modelos de ratón de enfermedades neuromusculares. Este método de bajo costo permite cuantificar anomalías del movimiento de forma sencilla y longitudinal.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Los autores desean agradecer a A.M. por la asistencia para la identificación de animales. Este trabajo fue apoyado por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos (R01 7 RF1 AG057264 a A.R.L.S. y C.J.C. y R01 NS100023 a A.R.L.S) y la Asociación de Distrofia Muscular (Beca de Investigación Básica a A.R.L.S., Subvención de Desarrollo a C.J.L.C.).

Todas las pruebas realizadas con ratones fueron revisadas y aprobadas por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) de la Universidad de Duke. El personal responsable de las pruebas y la puntuación debe estar cegado al genotipo animal o a la condición experimental hasta que se haya completado el análisis de la marcha y la puntuación de los papeles para toda la cohorte.
1. Preparación del material de ensayo
<ol><li>Realice pruebas con un túnel construido a partir de 3 paneles de acrílico transparente precortados de 0,375 pulgadas de grosor. Montar el túnel mediante el encolado de paneles junto con un sellador que se une específicamente al acrílico y no emitirá olores cuando se seque.<ol>
<li>Para ratones C57BL/6 estándar, utilice las siguientes mediciones de túnel: 2,5 in. de ancho, 3 in. de alto y 13 in. de largo. Los ratones deben ser capaces de caminar cómodamente a través del túnel y tomar suficientes pasos (>4) para que la marcha se pueda medir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Construir la cámara de meta con paneles de acrílico gris precortado 0.375 pulgadas de espesor, pegado junto con el mismo sellador que se utiliza en el túnel. Las medidas interiores de la cámara son de 4 in. de ancho, 4 in. de largo y 3 in. de alto. Haga coincidir la apertura de esta cámara con la apertura del túnel (2,5 in. ancho x 3,0 in. de alto). Debido a que los ratones naturalmente prefieren espacios oscurecidos a espacios bien iluminados, utilice material que sea opaco y de color oscuro.</li>
	<li>Utilice papel para realizar un seguimiento de los pasos que sean gruesos y lisos (el papel de acuarela funciona bien). Corte tiras de papel individuales para que sean ligeramente más anchas y más largas que la anchura y la longitud del túnel. Si utiliza las dimensiones del túnel descritas aquí, corte los papeles a 15 in. de largo por 3,5 in. de ancho.</li>
	<li>Utilice dos colores contrastantes (por ejemplo, verde y púrpura) de pintura a base de agua no lavable no tóxica. Asigne un color para las extremidades posteriores, el segundo para las extremidades anteriores. Los ratones lamen la pintura restante de sus pies después de la prueba, por lo que la pintura seleccionada debe ser completamente no tóxica.</li>
	<li>Utilice dos pinceles redondos de barril, uno para cada color de pintura (0,5 cm de diámetro, punta de pincel cónica/puntiaguda).</li>
	<li>Seleccione una regla con marcas de hasta milímetros, y una pinza con medidas de hasta 0,1 mm. Se recomienda escribir en los papeles de puntuación.</li>
	<li>
Opcional: Para animales con alta ansiedad o baja motivación, proporcionar un incentivo conductual en la cámara de la portería. Esto puede incluir pequeñas cantidades de semillas de girasol esterilizadas (colocadas en la jaula doméstica 2 días antes de la prueba para permitir la habituación). El día de las pruebas, coloque semillas de girasol dentro de la cámara de meta para animar a los ratones a caminar sin detenerse.</li>
</ol>2. Recopilación de datos
<ol><li>Si las pruebas se realizan en una habitación separada, aclimate los ratones a la nueva habitación durante 30 minutos y luego comience los ensayos conductuales. Además, debido a que los ratones son naturalmente nocturnos, asegúrese de que todos los ratones estén completamente despiertos y alerta durante al menos 5 minutos antes de la prueba.</li>
	<li>Prepare la configuración de la prueba colocando el túnel sobre el papel y marcando el papel con el ID del ratón y la fecha de prueba. Coloque la cámara de objetivos al final del túnel, conectando ambos extremos abiertos. Agregue semillas de girasol al final del túnel (dentro de la cámara de meta) para la motivación si es necesario.</li>
	<li>Retire el ratón para ser probado de su jaula y agarrándolo firmemente por su estrucida, asegurándose de agarrar la cola para estabilizar el movimiento de sus extremidades traseras.</li>
	<li>Pintar las patas delanteras para que toda la parte inferior de todos los dedos de los pies y el centro del pie estén completamente cubiertos de pintura. Repita esto con un color de pintura contrastante en sus patas traseras. Limpie cualquier pintura que el ratón obtenga en otras partes de su cuerpo con un paño limpio y húmedo para evitar manchas que puedan interferir con la recopilación de datos. NOTA: El manejo del ratón debe ser realizado por investigadores experimentados para minimizar el estrés animal.</li>
	<li>Coloque el ratón al comienzo del túnel y deje que camine hasta la cámara de meta, y luego recupere el ratón, limpie suavemente sus pies con un paño humedecido por agua y devuélvalo a su jaula de origen.</li>
	<li>Deje que el papel con huellas se seque completamente antes de puntuar. Limpie el área de ensayo y el túnel con etanol o una solución de limpieza equivalente entre cada animal.</li>
</ol>3. Criterios de puntuación
<ol><li>Utilice pasos espaciados de forma coherente con huellas claras y no manchadas para la puntuación. La Figura 1B es un buen ejemplo de una secuencia de huella que se puede puntuar. Para generar suficientes datos de puntuación, debe haber al menos 2 pasos consecutivos de cada pie, pero se recomiendan 4-6 pasos por pie. No incluya la primera y la última huella en el papel, ya que es poco probable que representen la marcha normal porque el ratón está cambiando su velocidad de marcha.</li>
	<li>Utilice la longitud de zancada, el ancho de zancada y la dispersión del dedo del dedo del dedo del tiempo como tres medidas diferentes de la marcha que se pueden analizar utilizando este método. NOTA: La longitud y la anchura del zancada requieren impresiones secuenciales claras en las que la región del antepié está bien definida en la pintura. El pliego de pies no requiere impresiones secuenciales para la puntuación, solo las impresiones claras del primer y último dedo del pie en un solo pie. Sin embargo, si una huella determinada no se incluye en las mediciones de la longitud o anchura de la zancada, no se puede puntuar para la dispersión del dedo del dedo del dedo del dedo del pelo. Las tres medidas se evalúan en centímetros.<ol>
<li>Defina la longitud de zancada como la distancia entre dos huellas secuenciales creadas por el mismo pie (es decir, una zancada) (Figura1A, 1B).<ol>
<li>Con un lápiz, dibuje un círculo de 2-4 mm alrededor de la región del pie frontal de ambas huellas de las extremidades delanteras (identificadas por el color asignado arriba) en una sola zancada y dibuje una línea entre ellas usando una regla.</li>
			<li>Registre la distancia entre dos impresiones desde el centro de cada círculo (es decir, el centro de cada almohadilla de pie) como Right-Fore 1 (RF1) o Left-Fore 1 (LF1).</li>
			<li>Repita el proceso para todos los pasos que se pueden puntuar (RF2, LF2, RF3, LF3 y así sucesivamente).</li>
			<li>Repita el procedimiento para las huellas de las extremidades posteriores derecha e izquierda.</li>
			<li>Promedio de todas las distancias de zancada registradas individuales para cada extremidad. Para el análisis estadístico, los miembros individuales de la cohorte se pueden promediar juntos.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Definir la anchura de zancada como la medida de la distancia entre las extremidades delanteras izquierda y derecha o las extremidades posteriores (Figura1A, 1B).<ol>
<li>Para evaluar esta distancia, dibuje y mida una línea de la región del antepié circular de una extremidad posterior que se interseca perpendicularmente con la línea para la longitud de zancada en la extremidad posterior contralateral.</li>
			<li>Repita esto para todas las impresiones de las extremidades posteriores que se pueden puntuar y, a continuación, promedialas las mediciones. El método de cálculo para el ancho de zancada es el mismo para las extremidades delanteras y traseras.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Defina la dispersión del dedo del pie como la distancia entre el primer y el último dedo del pie en una sola huella de la extremidad delantera o trasera (Figura1A, 1B).<ol>
<li>Utilice pinzas para medir la distancia entre la punta de la primera impresión del dedo del pie y la punta de la última impresión del dedo del pie.</li>
			<li>Repita el procedimiento para todas las impresiones de las extremidades posteriores que se pueden puntuar y promediar las mediciones. El método de cálculo para la dispersión del dedo del pie es el mismo para las extremidades delanteras y traseras.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Si el papel no se puede puntuar, deje que el animal descanse durante 10 minutos antes de intentarlo de nuevo.</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>
<li>Sugimoto, H., Kawakami, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-cost+Protocol+of+Footprint+Analysis+and+Hanging+Box+Test+for+Mice+Applied+the+Chronic+Restraint+Stress%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Low-cost Protocol of Footprint Analysis and Hanging Box Test for Mice Applied the Chronic Restraint Stress.</a> Journal of Visualized Experiments. (143), (2019).</li>
<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>

Los autores no tienen nada que revelar.

Utilizando el método de análisis de marcha de bajo costo descrito anteriormente, mostramos una identificación exitosa de varios parámetros de la disfunción de la marcha a edades post-sintomáticas en el modelo de ratón BAC fxAR121 de SBMA. Las disminuciones en la longitud de zancada son consistentescon estudios anteriores de SBMA de modelos de ratón y pacientes humanos 9. También demostramos por primera vez que hay diferencias significativas en la propagación del dedo del pie en las extremidades po...

La locomotora requiere una coordinación neurológica y musculoesquelética compleja, y los déficits en un solo aspecto de las vías motoras pueden producir anomalías observables de la marcha1,2. El análisis de gait es una herramienta crítica para los investigadores que prueban modelos de ratón porque proporciona datos de comportamiento cuantificables sobre cómo una determinada enfermedad, lesión o fármaco afecta el movimiento de un animal3. Sin embargo, el análisis digitalizado de la marcha requiere la compra de una cinta de correr, una cámara y software asociado, que puede ser prohibitivamente caro para los investigadores. El análisis de gait se utiliza a menudo intermitentemente para rastrear los cambios longitudinales en la función motora, por lo tanto, puede ser difícil justificar el gasto si se utiliza esporádicamente4. Aunque los análisis digitalizados pueden proporcionar métricas de marcha más detalladas que el simple análisis de huellas, estas medidas más complejas no siempre son necesarias o relevantes para la caracterización de un fenotipo conductual5.
Aquí presentamos un método de análisis manual de huellas de bajo costo como una alternativa rápida y sensible a los programas de análisis de marcha digitalizado6,7. Se ha demostrado que el análisis manual de la huella detecta diferencias significativas en la marcha en una multitud de modelos de enfermedad murina4,7,8,9,10,11 ,12,13,14,15,16,17, y en al menos un caso, este método de bajo costo identificó cambios en la marcha que no fueron detectados por un programa común de análisis de marcha digitalizado12. El costo total de los materiales es nominal, y se puede adaptar fácilmente a otros modelos de investigación de roedores.
Aunque hay muchas métricas de marcha diferentes a partir de las cuales se pueden extraer datos, el método que describimos se centra en tres métricas específicas: longitud de zancada, ancho de zancada (también llamado "ancho de pista") y dispersión de los dedos de los dedos. Es importante tener en cuenta que los parámetros que deben evaluarse deben determinarse modelo por modelo. Este método de análisis de marcha no está diseñado para medir la función cognitiva, y no se recomienda para estudios que requieren mediciones biomecánicas complejas de la marcha16.
Presentamos datos de comportamiento de una cohorte de ratones pre y postsintomáticos que modelan la atrofia muscular espinal y bulbar ligada al X (SBMA), una enfermedad neuromuscular caracterizada por la degeneración de las neuronas motoras y la atrofia muscular. Estos ratones desarrollan déficits progresivos en la marcha que coinciden con la aparición de otros fenotipos específicos de la enfermedad. Esto demuestra la validez y especificidad de este método, y confirma que puede discriminar de forma fiable entre los animales afectados y los no afectados.
Los ratones experimentales en este estudio fueron 2.5 (presintomáticos) y 9-meses de edad (post-sintomático) bac fxAR121 ratones transgénicos sobre un fondo C57BL/6 (nexptn.o 12). Este modelo fue generado en nuestro laboratorio y se ha caracterizadoplenamente como un potente modelo de ratón de SBMA 9. Se utilizaron camadas no transgénicas como controles (nctrln.o 8). SBMA es una enfermedad limitada por sexo que se manifiesta completamente en los hombres solamente, por lo que los ratones machos se utilizaron exclusivamente para este estudio. Durante las etapas de planificación, los investigadores deben tener en cuenta las consideraciones de sexo de los Institutos Nacionales de Salud como variable biológica para determinar el tamaño del grupo y la composición18.

<table><tbody><tr><td>Pinza</td><td>n/a</td><td>n/a</td><td>debe tener marcas de hasta 0,1 mm</td></tr><tr><td>Pegamento artesanal</td><td>E6000</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>Pintura de huellas (pintura al temple)</td><td>Artmind</td><td>n/a</td><td>debe ser no tóxico</td></tr><tr><td>Pinceles de barril redondo</td><td>Symply Simmons</td><td>n/a</td><td>0,5 cm de diámetro</td></tr><tr><td>Regla</td><td>n/a</td><td>n/a</td><td>debe tener marcas de hasta milímetros</td></tr><tr><td>Papel de incisión (blocs de acuarela)</td><td>Canson</td><td>n/a</td><td>cortado a medida</td></tr><tr><td>Cámara de túnel y portería</td><td>Interstate Plastics</td><td>n/a</td><td>cortado a medida</td></tr></tbody></table>

análisis de la gait de bajo costo para el fenotipado conductual de modelos de ratón de enfermedad neuromuscular

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

La medición de la locomoción animal es una herramienta de comportamiento común utilizada para describir el fenotipo de una enfermedad, lesión o modelo de fármacos determinados. El método de bajo costo de análisis de marcha demostrado aquí es una medida simple pero efectiva de las anomalías de la marcha en los modelos murinos. Las huellas se analizan pintando los pies de un ratón con pintura lavable no tóxica y permitiendo que el sujeto camine a través de un túnel en una hoja de papel. El diseño del túnel de prueba aprovecha el comportamiento natural del ratón y su afinidad por pequeños lugares oscuros. La longitud de zancada, el ancho de zancada y la dispersión de los dedos de los dedos de cada ratón se miden fácilmente con una regla y un lápiz. Este es un método bien establecido y confiable, y genera varias métricas que son análogas a los sistemas digitales. Este enfoque es lo suficientemente sensible como para detectar cambios en la zancada al principio de la presentación de fenotipos, y debido a su enfoque no invasivo, permite realizar pruebas de grupos a lo largo de la vida útil o presentación fenotípica.

Con un número suficiente de animales, este procedimiento es capaz de detectar diferencias de marcha entre los genotipos del ratón, dentro de la misma tensión a lo largo del tiempo. La Figura 1B muestra rastros representativos de imágenes de huella recogidas en nuestro laboratorio, utilizando un modelo de ratón de atrofia muscular espinal y bulbar ligada al X (SBMA), un trastorno neurodegenerativo que afecta a las neuronas motoras inferiores y al músculo esquelético. Hemos informado previamen...

El análisis de huellas es una alternativa de bajo costo a los programas de análisis de marcha digitalizados para investigadores que cuantifican las anomalías del movimiento en ratones. Debido a su velocidad, simplicidad y potencial longitudinal, es ideal para la fenotipado conductual de modelos de ratón.

Análisis de la gait de bajo costo para el fenotipado conductual de modelos de ratón de enfermedad neuromuscular

Measurement of animal locomotion is a common behavioral tool used to describe the phenotype of a given disease, injury, or drug model. The low-cost method ...

El análisis de huella es una alternativa de bajo costo para digitalizar programas de análisis de marcha para investigadores que cuantifican las anomalías del movimiento en ratones. Debido a su velocidad, simplicidad y potencial longitudinal, este método es ideal para el fenotipado conductual de modelos de ratón incluyendo modelos de enfermedad neurodegenerativa, enfermedad neuromuscular o accidente cerebrovascular. Demostrando el procedimiento estará Virginia Wertman, una técnica de investigación de mi laboratorio.Antes de comenzar el experimento, aclimate a los ratones que han estado completamente despiertos y alerta durante al menos cinco minutos hasta la sala de ensayo durante 30 minutos. Coloque el túnel sobre una tira de papel ligeramente más ancha y más larga que la longitud y la anchura del túnel. Marque el papel con el ID del ratón y la fecha de prueba.Agregue las semillas de girasol a la cámara de meta para la motivación según sea necesario y desenfado firmemente el primer ratón que se va a probar. Usando puntas de pincel cónico de aproximadamente 0,5 centímetros de diámetro, pinte toda la parte inferior de todos los dedos de los dedos y el centro de cada pieza delantera con un color de pintura a base de agua lavable no tóxico. Recubrir las patas traseras con un color de pintura a base de agua lavable no tóxico en contraste de una manera similar.Utilice un paño limpio y húmedo para eliminar cualquier pintura que el ratón tenga en otras partes de su cuerpo para evitar manchas que puedan interferir con la recopilación de datos. A continuación, coloque el ratón al principio del túnel. Deje que el ratón camine hasta la cámara antes de recuperar al animal para limpiar suavemente sus pies con un paño humedecido con agua.A continuación, vuelva a colocar el ratón en su jaula de origen y limpie el área de prueba y el túnel con un desinfectante antes de probar el siguiente animal. Para obtener una puntuación precisa, permita que las huellas se sequen por completo antes de seleccionar pasos que estén espaciados constantemente con huellas claras sin manchas. Para generar suficientes datos de puntuación, debe haber al menos dos pasos consecutivos de cada pie.No incluya la primera y la última huella en el papel, ya que es poco probable que representen una marcha normal porque el ratón estaba cambiando su velocidad de marcha. Para definir la longitud de zancada como la distancia entre dos huellas secuenciales creadas por el mismo pie, utilice un lápiz para dibujar un círculo de dos a cuatro milímetros alrededor de la región del antepié de ambas huellas de la extremidad delantera en una sola zancada y utilice una regla para dibujar una línea entre los círculos. Registre la distancia entre dos impresiones desde el centro de cada círculo como la parte delantera derecha o la delantera izquierda, según corresponda y repita la medición para cada uno de los pasos que se pueden puntuar.A continuación, promediar todas las distancias de zancada registradas individuales para cada extremidad promediando las puntuaciones individuales dentro de una cohorte juntas según sea experimentalmente apropiada. Para definir la anchura de la zancada como la distancia entre las extremidades delanteras izquierda y derecha o las extremidades posteriores, dibuje y mida una línea desde la región del antepié con círculo de una extremidad posterior que se interseque perpendicularmente con la línea para la longitud de la zancada en la extremidad posterior contralateral. Repita esta medición para todas las impresiones de las extremidades posteriores que se pueden puntuar y promediar las mediciones.Para definir la extensión del dedo del pie como la distancia entre el primer y el último dedo del pie en una sola huella de los pies o de la extremidad posterior, utilice pinzas para medir la distancia entre la punta de la primera impresión del dedo del pie y la punta de la última impresión del dedo del pie. A continuación, repita la medición para todas las impresiones de las extremidades posteriores que se pueden puntuar y promediar las mediciones. Con un número suficiente de animales, este procedimiento es capaz de detectar las diferencias de marcha entre genotipos de ratón dentro de la misma cepa con el tiempo.Por ejemplo, aquí se muestran rastros representativos de imágenes de huella recopiladas utilizando un modelo de ratón de atrofia muscular espinal y bulbar ligada al x, un trastorno neurodegenerativo que afecta a las neuronas motoras inferiores y al músculo esquelético. El análisis gait de ratones macho transgénicos presintomáticos y post-sintomáticos transgénicos y de control de la basura muestran que antes de la aparición de la enfermedad, los ratones transgénicos muestran una longitud de zancada similar, anchura de zancada y propagación de los dedos del pie en comparación con sus controles no transgénicos de mate de basura. Sin embargo, después de la aparición de la enfermedad, los animales transgénicos presentan longitudes de zancada significativamente más cortas.Un análisis longitudinal similar no reveló diferencias en el ancho de zancada a ninguna de las edades probadas. Los ratones transgénicos post-sintomáticos también tienen una diseminación del dedo del pie trasero significativamente más estrecha que los controles de la pareja de basura coincidente con la edad. Una correcta aplicación de la pintura a las patas dará los mejores resultados.Recuerde que solo se deben puntuar los pasos que estén espaciados constantemente con huellas claras no manchadas. Esta técnica es lo suficientemente sensible como para detectar cambios menores en la zancada. Y debido a su enfoque no invasivo, permite realizar pruebas de grupos a lo largo de su vida útil presentación fenotípica e intervenciones terapéuticas.

low-cost-gait-analysis-for-behavioral-phenotyping-mouse-models

Research

Investigación

JoVE Journal

Behavior

Comportamiento

Análisis de la cinemática de la marcha en el plano sagital obtiene información muy precisa acerca de cómo se ejecuta el movimiento. Se describe la aplicación de estas técnicas para identificar los déficits de marcha para los ratones sometidos a desmielinización autoinmune mediada. Estos métodos pueden usarse para caracterizar los déficits de paso para otros modelos de ratón con locomoción deteriorada.

Análisis cinemático de la marcha de plano sagital en ratones C57BL/6 sometidos a MOG35-55 inducida por encefalomielitis Autoinmune Experimental

La evaluación precisa de la respuesta al dolor en un modelo animal neuropático es fundamental investigar la patofisiología del dolor enfermedades y desarrollar nuevos analgésicos. Presentamos un método sensible y objetivo para determinar la función sensorial del roedor hind de la pata por un sistema de análisis automatizado de la marcha.

Análisis de la marcha automática en ratones con lesión de la constricción crónica

Este protocolo describe un sistema flexible y de bajo costo para la medición de ambulación de ratón en un ensayo de actividad de campo abierto. Mostramos que un paseo de 6 minutos el análisis basado en este sistema detecta una disminución del movimiento voluntario en ratones mdx y distingue con precisión mejora en un rescate de músculo-específica de estos animales.

Un análisis Simple y de bajo costo para la medición de actividad en modelos de ratón de la Distrofia Muscular

En este estudio, se demuestra el uso del análisis cinemático de la marcha en plano ventral de imágenes para monitorear los cambios sutiles en la coordinación motora, así como la progresión de la neurodegeneración con edad en modelos de ratón (por ejemplo, endophilin mutante avanzada base líneas de ratón).

Análisis de la marcha de deficiencias motoras dependientes de la edad en ratones con neurodegeneración

El protocolo de bajo costo que consiste en análisis de la huella y colgante caja de prueba después de sistema de seguridad para el estrés es útil para evaluar los trastornos de movimiento del modelo del ratón.

Protocolo de bajo costo de análisis de la huella y colgante caja de prueba para los ratones aplicada la tensión de retención crónica

Describimos un novedoso sistema de análisis de marcha, Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings (PrAnCER), un sistema automatizado de acceso abierto para la cuantificación de las características de la marcha en ratas que utiliza un nuevo piso semitransparente para cuantificar la marcha. Este sistema fue validado usando el modelo haloperidol de la enfermedad de Parkinson.

Análisis de impresión de patas de grabaciones mejoradas por contraste (PrAnCER): Un sistema de análisis automatizado de gait de bajo costo y acceso abierto para evaluar los déficits de los motores

Aquí se presenta un protocolo para recopilar y analizar la cinemática tridimensional de la locomoción cuadrúpeda en roedores para estudios preclínicos.

Análisis de gait cinemático 3D para estudios preclínicos en roedores

Aquí describimos el sistema RatWalker, construido mediante el rediseño del aparato MouseWalker para adaptarse al aumento de tamaño y peso de las ratas. Este sistema utiliza reflexión interna total frustrada (FTIR), captura de video de alta velocidad y software de análisis de acceso abierto para rastrear y cuantificar los parámetros de la marcha.

Aplicación del sistema RatWalker para el análisis de la marcha en un modelo genético de ratas de la enfermedad de Parkinson

Este manuscrito presenta un conjunto de pruebas conductuales altamente reproducibles para validar un modelo de ratón con síndrome de Angelman.

Caracterización conductual de un modelo de ratón con síndrome de Angelman

Este protocolo establece una cadena de evaluación cinemática de la extremidad posterior de rata utilizando una prueba de cinta sin marcadores con autoetiquetado de trayectorias multiarticular impulsado por aprendizaje profundo, que permite la cuantificación reproducible del movimiento.

Seguimiento síncrono multiarticular basado en aprendizaje profundo para la cuantificación objetiva de la cinemática locomotora de las extremidades posteriores en ratas

Aprenda el análisis de huellas para fenotipado conductual en modelos de ratón de enfermedades neuromusculares. Este método de bajo costo permite cuantificar anomalías del movimiento de forma sencilla y longitudinal.

Análisis de la gait de bajo costo para el fenotipado conductual de modelos de ratón de enfermedad neuromuscular

Explorar más videos