2025년 7월 8일
이 프로토콜은 마우스에서 펜틸레네테라졸 유발 발작과 관련된 행동을 분석하고 시각화하기 위한 혁신적인 방법을 도입합니다. 이 접근 방식은 전통적인 Racine의 점수를 넘어 ictal 행동의 다양성과 시간적 역학에 대한 보다 포괄적인 평가를 제공합니다.
우리의 연구는 펜틸렌테트라졸을 투여한 후 경련과 간대성 근경련이라는 두 가지 유형의 발작 행동을 특성화하고 정량화하는 데 중점을 둡니다. 우리는 이러한 행동이 변연계 발작의 시작에 어떻게 기여하는지, 그리고 시간이 지남에 따라 패턴이 어떻게 진화하는지 밝히려고 노력하고 있습니다. 최근에는 초점 발작이 신경망을 통해 어떻게 확산되고 결국 일반화되는지 이해하는 데 많은 진전이 있었습니다.
컴퓨터 지원 비디오 분석의 도움으로 이제 발작이 어떻게 전개되는지에 대한 훨씬 더 세밀한 세부 정보를 캡처할 수 있습니다. 대부분의 발작 연구는 Racine 척도에 의존하지만 이러한 접근 방식은 종종 PTZ에 의해 유발되는 중요한 행동을 놓칩니다. 우리의 프로토콜은 변연계 발작이 실제로 나타나기 전과 후에 일반적으로 간과되는 사건을 식별하고 정량화함으로써 이러한 격차를 메우는 데 도움이 됩니다.
우리의 프로토콜은 행동에 대한 훨씬 더 자세한 분석을 허용합니다. 라신 척도와 같은 단일 점수에 의존하는 대신 각 발작 사건당 여러 매개변수를 측정하여 발작 중에 실제로 무슨 일이 일어나고 있는지 더 깊이 이해할 수 있습니다. 현재 우리 연구실은 대체 항경련제가 경련과 간대성 근경련을 예방, 지연 또는 감소시킬 수 있는지, 그리고 그것이 변연계 발작의 발병에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 탐구하는 데 중점을 두고 있습니다.
시작하려면 저울을 사용하여 동물의 체중을 측정하십시오. 체중을 기준으로 각 동물에게 필요한 펜티렌테트라졸 용액의 부피를 계산합니다. 펜티렌테트라졸 주사 전 최소 1시간 동안 경기장 내에서 동물의 행동을 기록하십시오.
이 습관화 기간은 참신함으로 인한 보행과 불안을 줄이고 기본 활동을 추출할 수 있습니다. 펜티렌테트라졸 주사제를 준비합니다. 피하 투여의 경우 한 손으로 동물을 고정하고 견갑골 사이의 피부를 부드럽게 꼬집습니다.
26-1/2게이지 바늘에 부착된 1밀리리터 주사기를 사용하여 바늘을 신체 방향과 평행하게 피하 공간에 삽입하고 용액을 천천히 주입합니다. 주입이 완료되면 출구 지점에서 피부를 잡고 바늘을 부드럽게 제거하여 내부 와강 압력에 의한 누출을 방지합니다. 주사 부위에서 용액 누출을 관찰하고 기록해 둡니다.
누출이 있는 경우 동일한 펜티렌테트라졸 용액을 추가로 50마이크로리터 투여하는 것이 좋습니다. 이제 동물을 경기장에 다시 놓고 1시간 동안 계속 녹음합니다. 펜티렌테트라졸 주사 후 1시간 이상 녹화를 중지하고 비디오 파일을 복사하여 후처리합니다.
비디오 추적 및 동작 코딩에 사용합니다. Solomon Coder 소프트웨어를 엽니다. 구성 파일을 사용할 수 있는 경우 파일을 선택하고 구성 로드를 클릭하여 미리 정의된 설정을 로드합니다.
비디오를 열려면 파일을 선택하고 비디오 열기를 클릭합니다. 재생을 눌러 비디오 재생을 시작합니다. 마우스 왼쪽 버튼을 클릭하거나 할당된 키보드 키를 눌러 재생 중에 관찰된 동작을 표시합니다.
데이터를 저장하려면 분석으로 이동하여 다른 이름으로 출력 저장을 선택하여 쉼표로 구분된 값 파일을 만듭니다. 코딩 시트의 경우 파일로 이동하여 코딩 시트 저장을 선택합니다. 마우스가 관찰 영역으로 돌아온 후 비디오 프레임에 다시 나타나는 순간 펜티렌테트라졸 투여 시간을 태그합니다.
이 순간을 시간 0으로 사용하여 모든 후속 동작 및 대기 시간 계산에 대한 시간적 기준점 역할을 합니다. 펜티렌테트라졸 주사 후 몇 분 후에 경련과 간대성 근경련을 관찰하십시오. 경련은 양측 귀 굴곡, 등 근육 수축, 꼬리 올리기, 드물게 깜짝 놀란 점프를 포함하여 축 근육의 빠르고 일시적인 수축으로 식별합니다.
이러한 경련을 신중하고 즉각적인 이벤트로 코딩하여 단일 비디오 프레임과 연결합니다. 간대성 근간대증을 코딩하려면 머리, 목, 발의 강하고 갑작스러운 근간대성 경련으로 표시되는 200밀리초 이상의 사건을 식별합니다. 앞으로, 왼쪽 또는 오른쪽을 포함하여 관련 떨림 또는 방향 자세 상실을 기준으로 하위 유형을 분류합니다.
지속 시간이 일반적으로 1초에서 2초 사이이므로 여러 프레임에 걸쳐 이벤트를 코딩합니다. 변연계 발작의 경우 행동 정지 또는 응시부터 시작하여 Racine 척도에 부합하는 행동을 식별하십시오. 그 다음에는 자동 발작, 구강안면 운동, 앞다리 또는 머리 간대성 근경련, 그리고 일어나기, 점프 또는 강직성 발작으로 확대됩니다.
수정된 Racine 척도를 사용하여 10초에서 15초 이상 지속되는 이벤트에 하위 범주를 할당합니다. 마지막으로, 펜티렌테트라졸 주사 후 정확히 1시간 후에 단일 비디오 프레임에 녹화 세션의 끝을 표시합니다. 이 그림은 각 발작 행동에 대한 대기 시간, 사건 수, 사건 기간, 사건 간 간격 및 변연계 발작의 중증도를 포함하여 이 코딩 시스템에서 추출할 수 있는 매개변수를 자세히 설명합니다.
경련은 일반적으로 대부분의 사건에서 몸통 경직을 수반하는 반면, 경련의 6%만이 꼬리를 독점적으로 활성화했습니다. 간대성 근경련은 64%의 사례에서 주로 떨림으로 나타났습니다. 앞으로, 오른쪽, 왼쪽 동작도 기록되었습니다.
발병까지의 잠복기는 경련, 간대성 근경련 및 변연계 발작 간에 유의하게 달랐으며 경련이 가장 일찍 발생했습니다. 경련의 총 수는 간대성 근경련 또는 변연계 발작의 경련보다 유의하게 높았습니다. 경련과 간대성 근간대성 사이에 사건 간 간격 중앙값은 유의한 차이가 없었지만 변연계 발작은 간대성 근간대성보다 훨씬 더 오래 지속되었습니다.
일일 PTZ 주입 프로토콜에서 경련 잠복 시간과 사건 간 간격은 8일째까지 크게 감소한 반면 전체 경련 사건은 증가했습니다.
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본 연구는 마우스의 pentylenetetrazole 유도 발작과 관련된 발작기 행동을 분석하고 시각화하기 위한 새로운 프로토콜을 제시합니다. 이 방법은 경련 및 근간격성 경련과 같은 행동에 대한 세부적인 조사를 제공함으로써 기존 접근 방식을 개선하며, 대뇌 변연계 발작의 발생 및 진행 과정에서 이러한 행동들이 갖는 역할에 대해 조명합니다.
전임상 모델에서 발작 표현형의 행동 정량화는 뇌전증 치료제 발굴의 표적 검증과 중개 연구의 연속성을 확보하는 데 매우 중요합니다. 본 프로토콜은 Racine 척도를 넘어 경련 및 근간동과 같은 발작성 행동을 상세히 측정할 수 있게 하여, 초기 단계 스크리닝에서 기전적 위험 요소 제거와 예측 신뢰도를 높이는 데 기여합니다. 향상된 행동 분석 해상도는 CNS 치료제의 포트폴리오 분류 및 위험 조정 기반의 개발 진행 결정에 중요한 정보를 제공합니다.
본 프로토콜은 PTZ 투여 후의 상세한 행동 분석을 가능하게 함으로써 표적 검증 및 리드 물질 발굴 단계 모두를 지원하며, 이를 통해 발견부터 전임상 단계에 이르는 연속적인 과정에 통합됩니다.