神経筋疾患のマウスモデルの行動表現型に関する低コスト歩行分析

フットプリント分析は、マウスの動きの異常を定量化する研究者のための歩行分析プログラムをデジタル化するための低コストの代替手段です。この方法は、その速度、単純性、縦方向の可能性のために、神経変性疾患、神経筋疾患または脳卒中のモデルを含むマウスモデルの行動表現型に理想的である。この手順を実証することは、私の研究室の研究技術者であるバージニア・ヴェルトマンです。

実験を開始する前に、完全に目を覚まし、30分間アッセイルームに少なくとも5分間警告しているマウスを順応させる。トンネルの長さと幅よりもわずかに広く長い紙のストリップの上にトンネルを置きます。マウス ID とテスト日で用紙に印を付けます。

必要に応じてモチベーションのためにゴールチャンバーにヒマワリの種を追加し、しっかりとテストされる最初のマウスを擦ります。直径約0.5センチメートルのテーパーブラシチップを使用して、すべてのつま先の下側全体と各フォアポーの中心を1つの無毒な洗浄可能な水ベースのペイントカラーでペイントします。同様の方法で対照的な無毒な洗浄可能な水ベースの塗料の色で後ろ足をコーティングします。

データ収集を妨げる可能性のある汚れを防ぐために、清潔な湿った布を使用して、マウスが体の他の部分に塗り出す塗料を取り除きます。次に、トンネルの始点にマウスを置きます。動物を取り出す前に、マウスがゴールチャンバーに入るようにします。

その後、マウスを自宅のケージに戻し、次の動物をテストする前に、試験領域と消毒剤でトンネルを拭きます。正確なスコアリングを行うために、明確な非汚れたフットプリントで一貫して間隔を置いているステップを選択する前に、フットプリントを完全に乾燥させます。十分なスコア付けデータを生成するには、各足から少なくとも 2 つの連続したステップが必要です。

マウスが歩行速度を変えていたため、通常の歩行を表す可能性が低いため、紙の最初と最後の足跡を含めないでください。同じ足で作成された 2 つの連続するフットプリント間の距離としてストライドの長さを定義するには、鉛筆を使用して、両方の前肢フットプリントの前足領域を 1 回のストライドで 2 ~ 4 ミリメートル円で囲み、ルーラーを使用して円の間に線を引きます。各円の中央から 2 つのプリント間の距離を右前 1 または左の前に適宜 1 つとして記録し、スコア付け可能な各ステップの測定を繰り返します。

次に、コホート内の個々のスコアを実験的に適切に平均する各四肢の個々の記録されたストライド距離をすべて平均する。ストライド幅を左と右の前肢または後肢の間の距離として定義するには、対側の後肢のストライド長の線と垂直に交差する1つの後肢の円周前足領域から線を描画して測定します。スコア付け可能なすべての後肢プリントに対してこの測定を繰り返し、測定値を平均します。

つま先の広がりを単一のフォアまたは後肢のフットプリントで最初のつま先と最後のつま先の間の距離として定義するには、キャリパーを使用して、最初のつま先印刷の先端と最後のつま先印刷の先端との間の距離を測定します。次に、スコア付けできるすべての後肢プリントの測定を繰り返し、測定値を平均します。十分な数の動物を使用すると、この手順は、時間の経過とともに同じ株内のマウス遺伝子型間の歩行差を検出することができる。

例えば、ここでは、x結合脊髄およびバルバル筋萎縮症のマウスモデルを用いて収集された足跡画像の代表的な痕跡、下運動ニューロンおよび骨格筋に影響を及ぼす神経変性疾患が示されている。症候性および症候性後のトランスジェニックおよびリッターメイトコントロール雄マウスの歩行分析は、疾患発症前に、トランスジェニックマウスがごみの交尾非トランスジェニックコントロールと比較して同様のストライド長、ストライド幅およびつま先の広がりを示すことを明らかにした。しかし、疾患発症後、トランスジェニック動物は大幅に短いストライド長を示す。

同様の縦方向分析では、どちらの年齢でも歩幅の違いは確認されていませんでした。症候性トランスジェニックマウスはまた、年齢に一致したごみ交配コントロールよりも有意に狭い後部つま先の広がりを有する。足に塗料の適切な適用は、最良の結果をもたらすでしょう。

明確な非汚れた足跡と一貫して間隔を空けているステップだけが採点されるべきであることを覚えておいてください。この手法は、ストライドの小さな変化を検出するのに十分な感度です。そして、その非侵襲的なアプローチのために、それは彼らの寿命の表現型のプレゼンテーションおよび治療的介入を通してグループのテストを可能にする。