小脳性運動失調のマウスモデルを評価するための単純な複合表現型のスコアリングシステム
2010年5月21日
私たちは、小脳性運動失調症のマウスモデルにおける疾患の重症度の迅速かつ高感度定量のためのプロトコルについて説明します。対策は、後肢抱茎の、レッジの試験、歩行や脊柱後などがあります。このプロトコルは、効果的に影響を受けたと非罹患個体を区別し、時間の経過に影響を受ける個人の進行を検出する。
私たちは、疾患の重症度と進行を評価するための複合表現型スコアリングシステムを開発しました。小脳性運動失調症のマウスモデルでは、レッジテスト、後肢テスト、クラスピング、歩行、後弯症の4つの異なるテストを実行し、各テストで0から3のスケールを使用して、0から12の合計スコアになります。4つのメジャーすべてについて、レッジテストは調整を直接測定するために実行されました。
後肢の留め金は、神経変性の多くのマウスモデルにおける疾患進行のマーカーです。歩行は、協調性と筋肉機能の尺度です。脊柱後弯症は、頸部胸部の脊椎の湾曲であり、各テストを実行してスコアを記録する運動系および脊髄小脳神経変性のマウスモデルで一般的です。
4つのスコアの平均合計または平均複合表現型スコアは、マウスグループごとに計算され、プロットされます。このプロトコルを異なるマウスモデルに適用する場合、まず個々のテストのスコアを分析して、記載されている4つの測定値の理想的な組み合わせを決定することが重要です。この特定のプロトコルは、脊髄小脳失調症のマウスモデルにおける疾患表現型の進行を定量化しながら、罹患した個人と罹患していない個人を区別するように設計されました。
タイプ7。こんにちは、ワシントン大学神経学部のグウェン・ガーデン博士研究室のステファニー・ファーです。今日は、小脳性運動失調症のマウスモデルにおける疾患の重症度を評価するための簡単で高感度な方法をご紹介します。
当研究室では、この手順を用いて、脊髄小脳性運動失調症7型またはSCA7型のマウスモデルにおける表現型の違いを定量化し、SCA7の表現型の進行を経時的に追跡しています。それでは始めましょう。レッジテストは、小脳、運動失調、その他多くの神経変性疾患で損なわれる協調性の直接的な尺度です。
これは、バイアスを防ぐために、人間の小脳性運動失調症の兆候に最も直接的に匹敵する測定値を測定します。評価を行う実験者は、動物の遺伝子型に関する知識を持っていてはいけません。評価中、個々の測定値は0から3のスケールで採点され、0は表現型がないことを表し、3は表現型が最も深刻な症状を表します。
まず、マウスをケージから持ち上げて、ケージの棚に置きます。ネズミがケージの棚に沿って歩き、ケージに身を沈めるのを観察します。野生型のネズミは、バランスを崩すことなく棚に沿って歩き、前足を使って優雅にケージに戻ります。
この動作には、スコア 0 が割り当てられます。ネズミが岩棚に沿って歩いているときに足場を失ったが、それ以外は協調しているように見える場合は、1のスコアを受け取ります。後ろ足を効果的に使用しない場合、またはケージに優雅に身を下げることができない場合。
歩いている間、または自分自身を下げようとしているときに棚から落ちるか、それに近い場合、または揺れてまったく動くことを拒否した場合、2のスコアを受け取ります。励ましにもかかわらず、それは3のスコアを受け取ります。レッジテストを3回実施して、正確な測定を確保し、レッジテストのスコアを記録します。
それでは、後肢の留め金を採点する方法を見てみましょう。後肢の留め金は、特定の小脳性運動失調症を含む神経変性の多くのマウスモデルにおける疾患進行のマーカーです。評価を開始するには、テールの基部近くをつかみ、周囲のすべての物体の中で最もクリアなものを持ち上げます。
後肢の位置を約10秒間観察します。後肢が腹部から離れて一貫して外側に広がっている場合、スコアはゼロに割り当てられます。一方の後肢が吊り下げられた時間の50%以上腹部に向かって引っ込められている場合、1のスコアを受け取ります。
両後肢が中断時間の50%以上腹部に向かって部分的に引っ込められている場合、2のスコアを受け取ります。後肢が完全に引っ込められ、中断された時間の50%以上腹部に触れている場合、3のスコアを受け取ります。テストを3回実施し、後肢の握りしめのスコアを記録します。
それでは、歩行を評価する方法を見てみましょう。歩行テストは、協調性と筋肉機能の尺度です。テストを開始するには、マウスをケージから取り出し、頭を研究者の反対側に向けて平らな面に置きます。
マウスが歩くのを後ろから観察します。マウスが、腹部が地面に触れず、両方の後肢が均等に参加して、すべての手足に体重を支えた状態で正常に移動した場合、マウスはゼロのスコアを受け取ります。歩行中に震えが見られたり、足を引きずっているように見えたり、足が体から少し離れているように見えたりした場合は、1のスコアを受け取ります。
激しい振戦、重度の足を引きずり、骨盤の下降が見られる場合、または移動中に足が体からより強く離れる場合は、それが割り当てられます。2。マウスが前進するのが難しく、腹部を地面に沿って引きずると、マウスは3を受け取ります。マウスのGAを3回観察し、スケートのスコアを記録します。
では、見てみましょう。脊柱後弯症試験の脊柱後弯症は、脊椎の特徴的な背側湾曲です。これは、マウスモデルにおける脊髄小脳運動失調症を含む運動系が関与する神経変性疾患の一般的な症状です。
これは、神経変性に続発する脊髄筋の筋緊張の喪失によって引き起こされます。まず、マウスをケージから取り出し、平らな面に置きます。歩く様子を観察してください。
マウスが歩くときに背骨を簡単にまっすぐにすることができ、持続的な後弯がない場合、マウスはゼロのスコアを受け取ります。マウスが軽度の脊柱後弯症を示すが、背骨をまっすぐにすることができる場合、マウスは1のスコアを受け取ります。それがまっすぐにすることができない場合、それは完全に持続性を維持しますが、軽度の後弯症、それは2のスコアを受け取ります。
マウスが歩くとき、または座っているときに顕著な後弯を維持する場合、マウスには3のスコアが割り当てられます。マウスの脊柱後弯スコアを3回観察します。マウスをケージに戻し、脊柱後弯数を記録します。
これは、フロックSCA 7 92 Qとして知られるmurnトランスジェニックスピノ、小脳性運動失調症タイプ7モデルの複合表現型評価の代表的なグラフです.4つの測定値のスコアは各マウスについて合計され、平均複合スコアは各年齢の両方の遺伝子型について計算されました。ここで、フラックス状態のSCA 7 92 Qマウスは、非トランスジェニック同腹仔とは有意に異なる進行性のSCA 7表現型を示します。重要なことは、この表現型スコアの経時的な増加は、ヒトの疾患の進行性の性質と一致していることです。
今回は、複合表現型スコアリングシステムを利用して、小脳性運動失調症のマウスモデルにおける疾患の重症度と進行を評価する方法を紹介しました。この手順を実行するときは、説明されている4つのテストすべてで肥満が交絡因子であることを覚えておくことが重要です。個々のテストの結果を個別に分析して、まず、マウスモデルに最も適した複合表現型スコアリングシステムで理想的な組み合わせを決定することができます。
というわけで、これだけです。ご覧いただきありがとうございます、そしてあなたの実験に頑張ってください。
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概要
この記事では、小脳性運動失調のマウスモデルにおける疾患重症度を定量化するためのプロトコルを提示します。評価には、後肢の挟み込み、縁の性能、歩行、および脊柱後弯のためのテストが含まれ、影響を受けている個人とそうでない個人を効果的に区別し、疾患の進行を追跡します。
主要な研究構成要素
科学の分野
- 神経科学
- 行動評価
- 疾患のマウスモデル
背景
- 小脳性運動失調は、協調とバランスの問題によって特徴付けられます。
- マウスモデルは神経変性疾患の研究に一般的に使用されます。
- 表現型スコアリングシステムは疾患の重症度を評価するのに役立ちます。
- 複数のテストは運動機能の包括的な評価を提供します。
研究の目的
- 疾患の重症度を評価するための信頼性の高いスコアリングシステムを開発すること。
- マウスモデルにおける症状の進行を追跡すること。
- 影響を受けている個人とそうでない個人を区別すること。
使用された方法
- 各テストに対して0から3のスケールを持つ複合的な表現型スコアリングシステム。
- 4つのテスト：縁テスト、後肢の挟み込み、歩行評価、および脊柱後弯測定。
- 各テストが0から12までの合計スコアに貢献します。
- これらのテストを通じて協調と筋機能の直接測定。
主要な結果
- 縁テストは協調を効果的に測定します。
- 後肢の挟み込みは疾患の進行を示します。
- 歩行分析は協調と筋機能を反映します。
- 脊柱後弯は運動系統変性モデルで観察されます。
結論
- このプロトコルは疾患の重症度の感度の高い測定を提供します。
- 時間の経過とともに疾患の進行を追跡することができます。
- このスコアリングシステムは研究における小脳性運動失調の理解を深めることができます。
よくある質問
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.
