Methodenartikel

Multifactoriële beoordeling van motorisch gedrag bij ratten na unilaterale ischias zenuw crush letsel

7.8K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/62606

⸱

31 juli 2021

 ,  ,  ,  , 
1Department of Neurology, University Hospital of Würzburg

In dit artikel

Samenvatting

We bieden een protocol voor de beoordeling van motorisch gedrag via een gedragstestbatterij bij ratten na ischias zenuwverpletteringsletsel.

Samenvatting

De inductie van een perifere zenuwbeschadiging is een veel gebruikte methode in de neurowetenschappen voor de beoordeling van onder andere reparatie- en pijnmechanismen. Bovendien is op het gebied van bewegingsstoornissen is ischiasverpletteringsletsel gebruikt om een dystonie-achtig fenotype te activeren in genetisch gepredisponeerde DYT-TOR1A knaagdiermodellen van dystonie. Om consistente, reproduceerbare en vergelijkbare resultaten te bereiken na een ischias zenuwverpletteringsletsel, is een gestandaardiseerde methode voor het induceren van de zenuwverplettering essentieel, naast een gestandaardiseerde fenotypische karakterisering. Er moet niet alleen aandacht worden besteed aan het specifieke assortiment gedragstests, maar ook aan de technische vereisten, de juiste uitvoering en opeenvolgende gegevensanalyse. Dit protocol beschrijft in detail hoe een heupzenuwverpletteringsletsel moet worden uitgevoerd en biedt een gedragstestbatterij voor de beoordeling van motorische tekorten bij ratten, waaronder de open veldtest, de CatWalk XT-ganganalyse, de balkwandeltaak en de ladderlooptaak.

Inleiding

Knaagdieren zijn uitstekende modelorganismen om het begrip van menselijke ziekten te verdiepen1,2 door hypothesen op meerdere biologische niveaus te testen. Een fundamenteel biologisch niveau voor de karakterisering van knaagdiermodellen is het fenotypeniveau, gemeten aan de hand van gedragsbeoordelingen. Afhankelijk van het diermodel en de wetenschappelijke onderzoeksvraag is de selectie van een krachtige en betrouwbare gedragstestbatterij essentieel om een breed scala aan gedragsaspecten te behandelen, zoals voor diermodellen van de ziekte van Parkinson en dystonie3,4,5,6.

De heupzenuw is de grootste zenuw in het menselijk lichaam met motorische en zintuiglijke vezels. Verwondingen van de heupzenuw kunnen gemakkelijk het gevolg zijn van een verscheidenheid aan gebeurtenissen, zoals verkeersongevallen en operaties7,8. Daarom zijn onderzoeksactiviteiten met knaagdiermodellen met ischiaszenuwletsels van translationele relevante waarde. Hoewel het translationele aspect van zenuwregeneratie van rat naar mens kritisch moet worden beschouwd9, is de ischiaszenuwverpletteringsletsel (axonotmesis) in knaagdiermodellen een veelgebruikte methode om degeneratie - en regeneratieprocessen van perifere zenuwen te analyseren10,11. In geval van een verbrijzelingsletsel is de zenuw niet volledig doorgetranseceerd. Het beschadigt het axon, wat resulteert in geleidingsblok direct na verbrijzelingsletsel gevolgd door regeneratieve processen 4,12,13.

Bovendien is in dystonieonderzoek de unilaterale ischiaszenuwverpletteringsletsel een gevestigde methode om dystonie-achtige bewegingen (DLM) te activeren in genetisch gepredisponeerde dystonie knaagdiermodellen, die geen DLM per se4,14vertonen . Aangenomen wordt dat het perifere zenuwtrauma de sensorimotorische integratie verstoort door de ischiaszenuwvezels aan te tasten, die verantwoordelijk zijn voor motorische en sensorische functies15.

We geven hier een gedetailleerde beschrijving voor een gestandaardiseerde verbrijzelingsblessure van de heupzenuw en een batterij motorische gedragsbeoordelingen die bestaat uit de open veldtest (OFT), CatWalk XT-ganganalyse, balkwandeltaak en ladderlooptaak bij naïeve wilde type (wt) ratten (n = 8-9) en wt ratten vijf weken na unilaterale ischiaszenuwverpletteringsletsel (n = 10). De OFT geeft informatie over de algemene motorische activiteit, terwijl een gedetailleerde ganganalyse wordt bereikt door het geautomatiseerde ganganalysesysteem CatWalk XT. De balklooptaak wordt gebruikt om de motorcoördinatie te beoordelen door de tijd te evalueren om de balk over te steken en het aantal voetplaatsingsfouten. Voor loopprestatiesanalyse geeft de ladderlooptaak informatie over voet- of pootplaatsing en fouten op een horizontaal ladderloopapparaat met een constant maar onregelmatig looppatroon.

Protocol

Alle dierproeven werden goedgekeurd door de lokale autoriteiten van de Regierung von Unterfranken (Würzburg, Duitsland) en uitgevoerd volgens de toepasselijke internationale, nationale en/of institutionele richtlijnen voor verzorging en gebruik van dieren.

1. Ischias zenuw verbrijzeling letsel

OPMERKING: Zorg voor een steriele omgeving tijdens de hele chirurgische ingreep. Stel de operatietafel in met de benodigde apparatuur.

  1. Verdoof de rat diep in een gesloten kast met isofluraan 3,0% in O2 (2 L/min). Haal de rat uit de kast. Scheer een uitgestrekt gebied van de rechter achterhand.
  2. Plaats de rat in het anesthesiemasker en ga door met diepe anesthesie met isofluraan 2,0% in O2 (2 L/min). Controleer de anesthesiediepte door de interdigitale singels van de achterpoten te knijpen. De afwezigheid van ontwenningsreflexen duidt op een adequate anesthesie.
  3. Bevestig de romp en beide achterpoten van de rat met tape. Plaats beide achterpoten in een symmetrische en uitgestrekte positie door de poot plat op de operatietafel te draaien.
  4. Breng oogzalf aan op de ogen om droge ogen te voorkomen. Desinfecteer de huid van het geschoren gebied met een antisepticum.
  5. Zoek naar de ischias inkeping van het ilium.
  6. Maak een huidincisie van de ischias in de richting van de poot met een scalpel. De huidincisie moet zo klein mogelijk zijn (ongeveer 1 tot 2 cm).
  7. Als de achterpoten zijn bevestigd en de huidincisie correct wordt uitgevoerd, is een holte in het fasciale vlak tussen de gluteus maximus-spier en biceps femoris-spier te zien die lijkt op een "witte lijn". Steek gesloten superfijne hemostatische tang (nr. 5) in de holte en spreid de tang uit. Het fasciale vlak moet zich openen zonder spierweefsel te verwonden.
  8. Plaats de rubberen oprolmechanismen onder de spieren om de incisie van de huid open te houden.
  9. Verwijder voorzichtig omliggend weefsel en bloedvaten van de heupzenuw totdat de zenuw volledig is blootgesteld. Het is belangrijk om de zenuw niet uit te rekken of te trekken tijdens de hele procedure.
  10. Verpletter de heupzenuw met een niet-gekartelde klem (ultrafijne hemostase) met constante en reproduceerbare druk. Open hiervoor de klem, plaats de zenuw op de onderkaak van de klem en sluit de klem door deze drie keer tien seconden in de eerste positie te vergrendelen. De positie van de ischiaszenuw verbrijzeling bevindt zich dicht bij de ischias inkeping, proximaal naar de delingsplaats van de belangrijkste ischiaszenuwbundel. Na het verbrijzelingsletsel moet u de klem voorzichtig opnieuw openen. De verpletterende plaats van de heupzenuw lijkt doorschijnend.
  11. Verwijder de oprolmechanismen van de elastiek.
  12. Sluit de fasciale vlakincisie met resorbeerbare 4-0 hechtdraad. Sluit de huidincisie met nietjes van de lichaamshuid.
  13. Breng Rimadyl aan volgens de GV-SOLAS richtlijnen (5 mg/kg lichaamsgewicht, subcutane injectie) voor postoperatieve pijnverlichting om de 24 uur na de operatie gedurende twee dagen.
  14. Haal de rat uit de operatieopstelling. Plaats de rat in een schone kooi zonder strooisel op een verwarmingsplaat (37 °C) totdat de rat wakker is. Verplaats de rat terug in hun schone huiskooi.
  15. Verwijder de nietjes van de lichaamshuid vier tot zes dagen na de operatie.

2. Open veldtest (OFT)

OPMERKING: Motorische activiteit en gedragsactiviteit kunnen worden geanalyseerd door de OFT.

  1. Setup
    1. Stel de OFT (figuur 1A) in een donkere en rustige omgeving in. Het bestaat uit het geautomatiseerde videovolgsysteem EthoVision XT (computer, software met licentie) en een arena van 58,5 cm (lengte) x 58,5 cm (breedte) x 45 cm (hoogte) met een krasbestendig, reinigbaar zwart oppervlak. Het zwarte oppervlak is belangrijk om het contrast te verhogen bij het volgen van witte dieren.
  2. beoordeling
    1. Plaats de arena en de camera in de juiste positie. Pas de camera aan dat het hele open veldvak met de beste resolutie wordt opgenomen. Voer het experiment uit in een donkere omgeving. Als er licht nodig is voor de opstelling, gebruik dan een klein en diffuus licht om lichtvlekken, reflecties en tinten in de arena te voorkomen. Zorg voor gelijke lichtomstandigheden door de verlichtingssterkte te meten met een luxmeter in verschillende delen van de arena.
    2. Stel de EthoVision XT-software in. De belangrijkste instellingen worden hieronder vermeld. Kies in de experimentinstellingen Livetracking voor de videobron en de centerpuntdetectie voor de bijgehouden functies. Valideer de grootte van de arena in de Arena-instellingen. Stel de startvoorwaarde voor gegevensverzameling in op drie seconden nadat de rat in het midden van de arena is geplaatst en de totale looptijd op vijf minuten in Instellingen voor proefcontrole. Kies Statisch aftrekken voor de methode in Detectie-instellingen. Schakel Video opslaan voor methode in Acquisitie-instellingen in.
    3. Plaats de rat voorzichtig in het midden van de testarena(afbeelding 1B).
    4. Druk op de knop Proefversie starten in Acquisitiebeheer om de opname te starten.
    5. Blijf tijdens de opname uit de buurt van de OFT-opstelling om te voorkomen dat de rat wordt afgeleid.
    6. Verwijder na elke proef de rat voorzichtig uit de testarena en reinig de opstelling met 0,1% azijnzuur om afleiding door de geur van de eerder geregistreerde rat te voorkomen.
  3. Gegevensanalyse
    1. Voor de gegevensanalyse van de OFT met de EthoVision XT-software gaat u naar de sectie Analyse in de linkerbalk en kiest u Visualisatie bijhouden onder het tabblad Resultaten (Figuur 1C). Exporteer vervolgens de benodigde parameters naar Excel. Kies binnen de software een aantal variabelen uit verschillende categorieën voor gegevensanalyse. Belangrijke variabelen voor deze specifieke wetenschappelijke doelstelling zijn "Verplaatste afstand" en "Snelheid" onder de categorie "Afstand en tijd". Voer een statistische analyse uit van de geselecteerde parameters (Figuur 1D).

3. CatWalk XT ganganalyse

OPMERKING: Een ganganalyse via het CatWalk XT-systeem kan helpen bij het beoordelen van veel verschillende parameters met betrekking tot de voetafdrukken, houding en gang van diermodellen. Een glazen loopbrug wordt verlicht met groen licht en het licht dat wordt verspreid door de voetafdrukken van de dieren wordt vastgelegd met een high-speed videocamera, die zich onder de loopbrug bevindt. De signalen kunnen worden geanalyseerd met de CatWalk XT-software.

  1. Setup
    1. Gebruik voor ganganalyse met de CatWalk XT het CatWalk-systeem en de bijbehorende software (computer, software met licentie) (figuur 2A).
    2. Voer het experiment uit onder donkere omstandigheden, omdat gegevensverzameling afhankelijk is van de verlichting van de loopbrug van het CatWalk-systeem met groen LED-licht. Om de experimentele procedure onder donkere omstandigheden te vergemakkelijken, verlicht u de experimentele ruimte met rood licht.
    3. Gebruik een gedefinieerde loopbrug van 65 cm lang en 7 cm breed; de grootte van de loopbrug hangt echter af van de grootte van de ratten. Stel de loopbrug zo groot mogelijk in om zoveel mogelijk voetafdrukken voor elke poot vast te leggen.
    4. Leg een minimumaantal van drie voetafdrukken per poot vast voor elke run. Houd bij het bepalen van de lengte van de loopbrug rekening met het lichaam en de staart van de rat, aangezien het start- of stopsignaal mogelijk niet correct wordt gedetecteerd en de runs mogelijk niet als conform worden geclassificeerd als het lichaam/de staart vóór of na afloop van de run de gedefinieerde loopbrug binnenkomt of blijft.
  2. opleiding
    OPMERKING: Het trainen van de ratten voor het CatWalk-systeem is noodzakelijk om de dieren te laten bewonen tot de opstelling en hen in staat te stellen de loopbrug zonder onderbreking over te steken. Een goede training biedt de voordelen van tijdsbesparing tijdens experimentele beoordeling en het behalen van betere resultaten. Door de data-acquisitie van het CatWalk-systeem tijdens trainingen te starten, kunnen de ratten wennen aan de beoordelingsomstandigheden (geluid / licht).
    1. Begin met het opzetten van het CatWalk-systeem.
      1. Reinig de glazen loopbrug met gedestilleerd water en een pluisvrije zachte doek. Gebruik aan het begin en aan het einde van het experiment, of tussendoor als de glazen loopbrug vuil is, glasreinigingsvloeistof en pluisvrije zachte doek om de glazen loopbrug schoon te maken. Verwijder na het gebruik van glasreinigingsvloeistof de loopbrug van eventuele resten van de vloeistof om te voorkomen dat deze het dier afleidt.
      2. Kies de experimentele instellingen. Een belangrijke parameter is Run Criteria. Stel de juiste waarden in voor minimale uitvoeringsduur, maximale uitvoeringsduuren minimumaantal te verkrijgen compatibele uitvoeringen, die specifiek zijn voor elk onderzoeksproject. Vink het vakje 'Maximaal toegestane snelheidsvariatie gebruiken' aan en stel de waarde in. De runcriteria kunnen de eerste vier tot vijf trainingsdagen worden genegeerd.
      3. Plaats de camera in positie en stel de scherpstelling in. Zoek de optimale camerapositie om tegelijkertijd een geschikte lengte van de loopbrug en de beste resolutie van de opgenomen poten te bereiken. Label de camerapositie op het CatWalk-systeem om een identieke cameraplaatsing tussen opnamen te garanderen.
      4. Stel de detectie-instellingen in met behulp van de automatische detectie voor een nieuw experiment. Zorg ervoor dat alle voetafdrukken kunnen worden gedetecteerd met minimale achtergrondruis . Optimaliseer indien nodig de detectie-instellingen handmatig en wijzig de groene intensiteitsdrempel. Gebruik dezelfde detectie-instellingen voor het hele experiment.
      5. Zet de gangwanden van het CatWalk-systeem op. De gangwanden moeten zo dicht mogelijk bij de rat liggen. Zorg ervoor dat de gangwanden evenwijdig blijven aan de loopbrug.
      6. De lengte van de loopbrug definiëren: Klik op het pictogram Loopbrug definiëren. Pas de grootte van de witte rechthoek aan in lengte en breedte, volgens het specifieke onderzoeksproject. Klik op OK.
      7. De loopbrug kalibreren: Klik op het pictogram Loopbrug kalibreren. Plaats een rechthoekig kalibratievel van 20 x 10 cm in het midden van de loopbrug. Pas de grootte van de witte rechthoek aan op het kalibratieblad. Klik op OK.
      8. Maak vervolgens een achtergrondafbeelding: Controleer van tevoren of de loopbrug schoon en leeg is. Klik op de knop Achtergrond uitlijnen om een achtergrondafbeelding te genereren.
    2. Train dieren ten minste acht dagen voordat u met het eigenlijke experiment begint. De training op opeenvolgende dagen wordt aanbevolen.
      1. Dag 1 van de training: Om ratten te laten wennen aan het CatWalk-systeem, moet het dier de loopbrug en de doelbox vrij kunnen verkennen. Laat de ratten oefenen met het oversteken van de loopbrug en voer het doelvak in. Pak de rat op aan het einde van de loopbrug of in de doelbox en breng de rat terug naar het startpunt van de loopbrug. Vijf runs worden aanbevolen voor de eerste trainingsdag zonder dat de experimentele instellingen hoeven te worden nageleefd.
      2. Dag 2 van de training: Ratten kunnen vrij de loopbrug en de doelbox verkennen. Vijf runs worden aanbevolen zonder naleving van de experimentele instellingen.
      3. Dag 3 van de training: Acht runs worden aanbevolen zonder naleving van de experimentele instellingen.
      4. Dag 4 van de training: Tien runs worden aanbevolen zonder naleving van de experimentele instellingen.
      5. Dag 5 van de training: Tien runs worden aanbevolen. Houd rekening met de experimentele instellingen. Motiveer de ratten om zonder onderbreking de loopbrug over te steken.
      6. Dag 6 van de training: Tien runs worden aanbevolen. Houd rekening met de experimentele instellingen. Motiveer de ratten om zonder onderbreking de loopbrug over te steken.
      7. Dag 7 van de training: Tien runs worden aanbevolen. Er moeten minimaal drie conforme runs worden bereikt. Voeg meer runs toe voor dieren, als ze dit doel niet konden bereiken.
      8. Dag 8 van de training: Tien runs worden aanbevolen. Er moeten minimaal drie conforme runs worden bereikt. Voeg meer runs toe voor dieren, als ze dit doel niet konden bereiken.
  3. beoordeling
    1. Voer volgens de gedefinieerde run-criteria drie conforme runs per rat uit voor gegevensanalyse. Volg voor de beoordeling stap 3.2.1. - 3.2.1.8. zoals beschreven in het trainingsgedeelte. Zelfs als de rat binnen de eerste drie runs drie conforme runs bereikt, voer dan minimaal zes runs per sessie/per week uit voor trainingsdoeleinden.
    2. Voer ten minste één (trainings)sessie uit met zes runs per week voor een stabiel looppatroon voor experimenten met meerdere tijdspunten. Experimentele en detectie-instellingen blijven consistent voor het hele experiment.
  4. Gegevensanalyse
    1. Evalueer voor gegevens analyse alleen de compatibele uitvoeringen. Niet-conforme uitvoeringen verwijderen.
    2. Controleer de groene intensiteitsdrempel en verhoog of verlaag de groene intensiteitsdrempel voordat u de pootafdrukken indien nodig classificeert. De groene intensiteitsdrempel moet consistent zijn voor alle dieren en alle runs.
    3. Classificeer pootafdrukken automatisch met de CatWalk XT-software (Figuur 2B).
    4. Bekijk pootafdruklabels handmatig. Corrigeer verkeerde pootafdruklabels, voeg labels van niet-gedetecteerde pootafdrukken toe en verwijder ruis en verkeerde labels handmatig. Verplaats de video naar een positie die handmatig moet worden gecontroleerd. Voor correctie van verkeerde gelabelde pootafdrukken selecteert u de rechthoek van de specifieke pootafdruk, klikt u op Opnieuw instellen,selecteert u dezelfde rechthoek opnieuw en wijst u het juiste label toe in de lijst. Als u niet-gedetecteerde pootafdrukken wilt labelen, tekent u een rechthoek rond de niet-gedetecteerde poot, klikt u op Afdrukken toevoegen,selecteert u de nieuw gegenereerde rechthoek en wijst u het juiste label toe in de lijst. Als de software met het label neus of lichaam automatisch wordt afgedrukt, selecteert u de rechthoek van het specifieke label en klikt u op Afdrukken verwijderen.
    5. Bekijk de numerieke resultaten. De numerieke resultaten worden weergegeven in een Excel-blad met een aantal basisparameters. Kies vooraf gedefinieerde specifieke parameters, afhankelijk van de onderzoeksinteresse en voer zoals gewoonlijk statistische analyses uit (figuur 2D).
    6. Voor meer gedetailleerde informatie over elke voetafdruk, classificeer de tenen van de achterpoten. Voor deze analyse is de module Interactieve voetafdrukmetingen vereist.
      1. Pas indien nodig de groene intensiteitsdrempel aan voor de analyse van interactieve voetafdrukmetingen. De groene intensiteitsdrempel moet consistent zijn voor alle dieren en alle runs.
      2. Stel de markeringen voor de voetafdrukanalyse handmatig in. Analyseer elke achterpootafdruk in alle drie de conforme runs. Teken een lijn van het midden van de eerste teen naar het midden van de vijfde teen om "Toe Spread" te meten. Teken een lijn van het midden van de tweede teen naar het midden van de vierde teen om "Intermediate Toe Spread" te meten. Teken een lijn van het midden van de derde teen naar de hiel van de achterpoot om "Handmatige afdruklengte" (Figuur 2C) te meten.
      3. Bekijk de numerieke resultaten van de "Interactieve voetafdrukmetingen" die in een apart blad worden weergegeven. Selecteer specifieke parameters van de "Interactive Footprint Measurements" en voer zoals gewoonlijk statistische analyses uit (Figuur 2E).

4. Beam lopen taak

OPMERKING: Gangtekorten kunnen worden bepaald door de balklooptaak. De focus van de beam walking taak in dit specifieke onderzoeksonderwerp zal de analyse van motorische coördinatie zijn, gedefinieerd als het vermogen om spieractivatie van meerdere lichaamsdelen te coördineren, en niet de beoordeling van de motorische balans, gedefinieerd als het vermogen tot posturale controle tijdens lichaamsbewegingen.

  1. Setup
    1. Gebruik voor de balkwandeling een balk, afstandsbalk, tafel, uniforme achtergrond en een camcorder (figuur 3A).
    2. Gebruik een houten balk van 90 cm lang, 1,7 cm breed en 2 cm hoog. Een platform van 20,5 cm lang, 15 cm breed en 2 cm hoog aan beide uiteinden van de balk wordt aanbevolen. Gebruik hetzelfde materiaal voor de platforms en de balk, vermijd barrières tussen de platforms en de balk.
    3. Houd de afstand tussen de balk en de tafel op minimaal 44 cm. Een vertrouwde omgeving zoals een thuiskooi motiveert de ratten om de balk over te steken, die aan het einde van het balkplatform kan worden geplaatst.
  2. opleiding
    1. Zet de balk met afstandhouder en thuiskooi op tafel.
    2. Train dieren zeven dagen. De training op opeenvolgende dagen wordt aanbevolen.
      1. Dag 1 van de training
        1. Plaats alle ratten uit één thuiskooi op het startplatform van de balk.
        2. Laat de ratten de omgeving verkennen (platform/balk).
        3. Houd een rat voorzichtig bij de staart en leid de rat naar de balk door de rat zachtjes op de balk te duwen.
        4. Help de rat bij het doorkruisen van de balk door de rat ten minste twee runs bij zijn staart te houden.
        5. Laat de rat de balk nog drie keer doorkruisen zonder hulp. Observeer de rat en verleen indien nodig hulp. Als de rat er niet in slaagt om de straal te doorkruisen, onderschep dan de val om verwondingen en de ontwikkeling van angst om de balk te doorkruisen te voorkomen.
        6. Ga door met deze procedure voor alle ratten.
          OPMERKING: Soms volgen ratten elkaar om de balk te doorkruisen, in welk geval er geen hulp nodig is. Het is echter belangrijk om de ratten te observeren, vallen te onderscheppen en indien nodig hulp te bieden.
      2. Dag 2 van de training
        1. Plaats alle ratten uit één thuiskooi op het startplatform van de balk.
        2. Laat de ratten zes keer door de straal gaan.
        3. Indien nodig, hulp bieden en vallen onderscheppen.
      3. Dag 3 van de training
        1. Plaats een rat op het startplatform van de balk.
        2. Laat de rat zes keer door de balk gaan.
        3. Indien nodig, hulp bieden en vallen onderscheppen.
      4. Dag 4-7 van de training
        1. Plaats een rat op het startplatform van de balk.
        2. Laat de rat tien keer door de straal gaan.
        3. Indien nodig, hulp bieden en vallen onderscheppen.
        4. Aan het einde van de training moet de rat de balk zonder onderbreking doorkruisen gedurende ten minste drie runs. Het is toegestaan om de rat voorzichtig op het startplatform te duwen om beweging te activeren.
  3. beoordeling
    1. Zet de balk met afstandhouder en thuiskooi op tafel.
    2. Plaats de camcorder in positie, parallel aan de straal uitgelijnd met het dier in de scherpstelling. De positie van de camcorder moet zo dicht mogelijk bij het dier liggen om een optimale resolutie van de opgenomen bewegingen te bereiken. De straal en delen van beide platforms moeten door de opname worden vastgelegd.
    3. Start de opname en identificeer eerst de sessie en het dier.
    4. Plaats de rat op het startplatform van de balk.
    5. De rat moet de balk drie keer zonder onderbreking oversteken. Zelfs als de rat drie conforme runs bereikt binnen de eerste drie runs, voert u minimaal zes tot tien runs uit voor continue taakprestaties.
    6. Observeer altijd het dier en onderschep indien nodig vallen.
    7. Reinig na de taak de balk en de tafel met 0,1% azijnzuur om afleiding door de geur van de eerder geregistreerde rat te voorkomen.
      OPMERKING: Binnen de eerste twee weken na zenuwverpletteringsletsel kunnen de ratten de straal niet zonder hulp doorkruisen. Daarom moet er zes tot acht runs worden verleend in de eerste twee weken na zenuwbeschadiging. Van week drie tot week vijf worden vijf runs met assistentie uitgevoerd en tien andere runs zonder hulp.
  4. Gegevensanalyse
    1. Gebruik de gratis video-analysesoftware Kinovea voor gegevensanalyse.
    2. Selecteer de videosequenties van drie compatibele uitvoeringen van de opname. Kies hiervoor de eerste drie conforme runs die zonder hulp van het dier zijn uitgevoerd. Wees consistent in de conforme runselectie voor alle ratten.
    3. Definieer het begintijdpunt en het eindtijdpunt van de geselecteerde drie compatibele uitvoeringen (figuur 3D-E). In deze opstelling werd het beginpunt gelabeld door een zwarte lijn op de balk en de plaatsing van de eerste achterligger achter de zwarte lijn definieerde het begintijdpunt van de run. De plaatsing van de eerste hindlimb op het platform aan het einde van de balk bepaalt het eindpunt.
    4. Bereken vervolgens de tijd die de rat nodig heeft om de balk te doorkruisen. Rapporteer gegevens als latentietijd om de straal in seconden te overschrijden en voer zoals gewoonlijk statistische analyses uit (figuur 3B).
    5. Scoor het aantal stappen en fouten van drie compatibele runs voor beide achterpoten afzonderlijk met behulp van de zoom- en slow motion-functie van de software. Fouten zijn onder meer totale voetslips en halve voetslips. Een totale voetslip wordt gedefinieerd als een voetplaatsing die wordt gevolgd door een diepe slip die een verlies van contact van de aangetaste poot met de balk veroorzaakt (figuur 3F). Een halve slip wordt gedefinieerd als een poot die van de zijwand van de balk glijdt zonder volledig contact met de balk te verliezen (figuur 3G).
    6. Bereken het percentage voetslips in verhouding tot het aantal stappen dat de balk moet oversteken ((aantal voetslips van het ledemaat x 100%)/ aantal stappen van dezelfde ledemaat). Presenteer gegevens als percentage voetslips en voer zoals gewoonlijk statistische analyses uit (figuur 3C).

5. Ladder rung lopen taak

OPMERKING: De ladderlooptaak kan de motorische functie, de plaatsing van zowel de voor- als de achterpoten en de interlimb-coördinatie beoordelen.

  1. Setup
    1. Gebruik voor deze gedragstest een ladderloopapparaat, afstandsruimte, tafel, uniforme achtergrond en camcorder (figuur 4A). Het horizontale ladderloopapparaat bestaat uit metalen sporten en heldere polycarbonaat zijwanden. Het apparaat heeft een lengte van 119,5 cm en de breedte is aangepast tot 7,4 cm. De te analyseren loopbrug heeft een lengte van 100 cm.
    2. Label het begin- en eindpunt met een zwarte lijn op de zijwand. Plaats tijdelijke aanduidingen voor de sporten op het apparaat met tussenpozen van 1 cm. Schik een onregelmatig patroon van de sporten voor de loopbrug van 100 cm met een afstand tussen 1 en 5 cm tussen de sporten. De eerste 10 cm aan het begin en de laatste 9,5 cm aan het einde van het apparaat, die zijn uitgesloten van analyse, hebben een regelmatig patroon van de sporten met een afstand van 1 cm.
    3. Gebruik een afstand tussen de loopbrug en de tafel van ongeveer 30 cm (figuur 4A-B). Een doeldoos of een vertrouwde omgeving aan het einde van het apparaat, zoals een thuiskooi, motiveert de ratten om het ladderloopapparaat over te steken.
  2. opleiding
    1. Zet het ladderloopapparaat met afstands- en doelvak op tafel.
    2. Train dieren acht dagen. De training op opeenvolgende dagen wordt aanbevolen.
      1. Dag 1 van de training
        1. Plaats alle ratten uit één thuiskooi op het ladderloopapparaat.
        2. Laat de ratten de omgeving verkennen (ladder rung apparaat / doel box).
        3. Duw de ratten voorzichtig in de richting van het doelvak. Help de ratten bij het betreden van het doelvak. Laat de ratten de doelbox een tijdje verkennen.
        4. Immers ratten kwamen in het doelvak. Neem de eerste rat uit de doelbox en plaats de rat opnieuw op de startzone van het apparaat. Ga verder met dezelfde procedure voor alle ratten van één thuiskooi. Duw de ratten voorzichtig in de richting van het doelvak en geef hulp om de doelbox te betreden, indien nodig.
        5. Laat de rat het apparaat vier keer doorkruisen.
      2. Dag 2 van de training
        1. Voer hetzelfde protocol uit als vermeld voor de eerste trainingsdag.
        2. Laat de rat zes keer door het apparaat gaan.
      3. Dag 3 van de training
        1. Voer hetzelfde protocol uit als vermeld voor de eerste trainingsdag.
        2. Laat de rat acht keer door het apparaat gaan.
      4. Dag 4 van de training
        1. Plaats één rat op het begin van het ladderloopapparaat.
        2. Als de rat het apparaat niet doorkruist en vrijwillig de doelbox binnenkomt, geef dan hulp door de rat voorzichtig van achteren te duwen.
        3. Laat de rat acht keer door het apparaat gaan.
      5. Dag 5-8 van de training
        1. Plaats een rat op het begin van ladder rung apparaat.
        2. Als de rat het apparaat niet doorkruist en vrijwillig de doelbox binnenkomt, geef dan hulp door de rat voorzichtig van achteren te duwen.
        3. Laat de rat het apparaat tien keer doorkruisen.
        4. Aan het einde van de training moet de rat de loopbrug zonder onderbreking en assistentie kunnen oversteken voor minimaal drie runs. Het is toegestaan om de rat een zachte duw in de startzone te geven om beweging te activeren.
  3. beoordeling
    1. Zet het ladderloopapparaat met afstands- en doelvak op tafel.
    2. Plaats de camcorder in positie, parallel aan het apparaat uitgelijnd met het dier in de scherpstelling. Plaats de camcorder zo dicht mogelijk bij het dier om een optimale resolutie van de opgenomen bewegingen te bereiken en zorg ervoor dat het hele ladderloopapparaat in de opname wordt vastgelegd.
    3. Start de opname en identificeer eerst de sessie en het dier.
    4. Plaats de rat op de startzone van het ladderloopapparaat.
    5. De rat moet de 100 cm loopbrug van het ladderloopapparaat drie keer zonder onderbreking doorkruisen om als een conforme run te kwalificeren. Zelfs als de rat binnen de eerste drie runs drie conforme runs bereikt, moeten er minimaal tien runs worden uitgevoerd voor continue taakprestaties.
    6. Reinig na de taak het apparaat en de tafel met 0,1% azijnzuur om afleiding door de geur van de eerder geregistreerde rat te voorkomen.
  4. Gegevensanalyse
    1. Gebruik de gratis video-analysesoftware Kinovea voor gegevensanalyse.
    2. Selecteer de videosequenties van drie compatibele uitvoeringen van de opname. Kies de eerste drie compatibele uitvoeringen voor gegevens analyse.
    3. Definieer het begin-tijd punt en het eind tijd punt van de geselecteerde drie compatibele uitvoeringen. De plaatsing van de eerste hindlimb achter de eerste zwarte lijn op de zijwand van het apparaat, die het begintijdpunt van de 100 cm loopbrug labelt, definieert het begintijdpunt van de run. De plaatsing van de eerste frontlimb achter de tweede zwarte lijn op de zijwand van het apparaat, die het eindpunt van de 100 cm loopbrug labelt, definieert het eindpunt van de run.
    4. Identificeer het begin- en eindtijdpunt. Bereken vervolgens de duur van de run over de loopbrug. Rapporteer gegevens als latentietijd om de loopbrug in seconden te doorkruisen en statistische analyse uit te voeren zoals gewoonlijk (Figuur 4C).
    5. Scoor de drie conforme runs met de schaal van 7 categorieën van Metz et al. met behulp van de slow motion of de frame-by-frame functie van de software (Figuur 5)16,17. Bepaal het aantal stappen en het aantal fouten in overeenstemming met de categorieën van de schaal voor elk ledemaat afzonderlijk. De schaal maakt onderscheid tussen de volgende categorieën: (0) totale miss (1) diepe slip (2) lichte slip (3) vervanging (4) correctie (5) gedeeltelijke plaatsing en (6) juiste plaatsing. Alleen de fout van het initiërende ledemaat werd beoordeeld. Verdere fouten, veroorzaakt door de eerste fout, mogen niet worden beoordeeld.
    6. Bereken de fouten/stap door rekening te houden met de volgende vereisten. De categorieën (0) total miss (1) deep slip (2) lichte slip tellen als fout. Deel het aantal fouten door het aantal stappen voor elke hindlimb en elke uitvoering afzonderlijk. Bepaal de gemiddelde waarde van alle drie de conforme runs voor elk dier en elke hindlimb afzonderlijk en voer zoals gewoonlijk statistische analyses uit (figuur 4D).

Resultaten

De representatieve resultaten van de vijf minuten OFT laten zien dat de zenuw verbrijzelingsblessure vijf weken na de operatie geen effect heeft op de motorische activiteit (figuur 1).

Ganganalyse met het CatWalk XT-systeem (figuur 2) genereert veel verschillende parameters. Selectieve parameters werden statistisch geanalyseerd door wt naïeve ratten te vergelijken met zenuwgewonde wt ratten vijf weken na de zenuwverplettering (Figuur 2D). Significante veranderingen konden worden gedetecteerd voor de gemiddelde loopsnelheid, de paslengte en het afdrukgebied van de zenuwgewonde (rechter) achterpoot. Een meer gedetailleerde analyse van de zenuwgewonde achterpoot werd uitgevoerd met de module "Interactieve voetafdrukmetingen". Een significante vermindering van de parameters teenspreiding, tussenteenspreiding en afdruklengte werden waargenomen bij zenuwgewonde wt-ratten in vergelijking met wt-naïeve ratten. Bovendien verschillen de poothoek lichaamsas en de poothoekbewegingsvector aanzienlijk bij het vergelijken van zenuwgewonde wt-ratten met wt-naïeve ratten (figuur 2E).

Figuur 3 bevat gegevens over de motorische coördinatie die zijn verkregen door middel van een taakbeoordeling van het lopen van de straal. Zenuwgewonde wt-ratten vertoonden een aanzienlijk verhoogde latentietijd om de straal over te steken in vergelijking met wt-naïeve ratten vijf weken na letsel (figuur 3B). Als een extra uitlezing van de balklooptaak werden volledige slips en halve slips van de zenuwgewonde hindlimb geteld en beschouwd als een fout voor statistische analyse. Het percentage fouten per stap van de zenuwgewonde (rechter) hindlimb was significant verhoogd bij zenuwgewonde wt-ratten in vergelijking met wt-naïeve ratten.

Representatieve gegevens over de looptaak van de ladderloop (figuur 4) tonen geen significante veranderingen in de latentietijd om de loopbrug van het ladderloopapparaat over te steken (figuur 4C) of in het percentage fouten per trede van de zenuwgewonde (rechter) achterhand (figuur 4D). De analyse van het foutpercentage per stap van de zenuwgewonde hindlimb beschouwde alleen de score van 0 tot 2 van de schaal van 7 categorieën van Metz et al. De verdeling van alle scorecategorieën per stap uit de schaal van 7 categorieën van de zenuwgewonde hindlimb en de niet-zenuwgewonde (linker) hindlimb wordt geïllustreerd in figuur 4E.

figure-results-1
Figuur 1: Beoordeling van de motorische activiteit tijdens de open veldtest. (A) Afbeelding van de open veldtestopstelling. Geselecteerde afbeelding afgetrokken van een opgenomen video tijdens een open veldtest met een rat in de open veldarena zonder (B) en met (C) tracking. (D) De snelheid tijdens een testopname van vijf minuten open veld werd vijf weken na zenuwverplettering onderzocht bij naïeve ratten en wt-ratten. Gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SEM. Statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van de ongepaarde t-test van de normaal verspreide gegevens. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

figure-results-2
Figuur 2: Ganganalyse met het CatWalk XT-systeem. (A) Afbeelding van het CatWalk XT-apparaat. (B) Voorbeelden van de afdrukweergave met de gelabelde pootafdrukken in valse kleurmodus en voorbeelden van de timingweergave met een op tijd gebaseerd gangdiagram van wt-naïeve ratten en wt-ratten vijf weken na zenuwverpletteringsletsel. (C) Voorbeelden van de teenclassificatie met de teenspreiding (TS), de tussenteenspreiding (ITS) en de afdruklengte (PL), alsmede voorbeelden van de lichaamsasweergave met de lichaamsas (witte lijn) en de bewegingsvector (rode lijn) van wt-naïeve ratten en wt-ratten vijf weken na zenuwverpletteringsletsel. (D) Gegevens van geselecteerde parameters uit de "standaard" classificatie waarin wt naïeve ratten en wt ratten vijf weken na zenuwverplettering letsel worden vergeleken. (E) Gegevens van geselecteerde parameters uit de module "Interactieve voetafdrukmetingen" waarin naïeve ratten en wt-ratten vijf weken na zenuwverpletteringsletsel worden vergeleken. De gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SEM. Statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van de ongepaarde t-test van de normaal gedistribueerde gegevens, de ongepaarde t-test met Welch's correctie van normaal gedistribueerde gegevens met ongelijke variantie en de Mann-Whitney U-test van de niet-normale gedistribueerde gegevens. P-waarde < 0,05 werd gedefinieerd als statistisch significant gelabeld als *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

figure-results-3
Figuur 3: Ganganalyse met de balklooptaak. (A) Beeld- en schematische tekeningen van de opstelling van de balkwandelingstaak. De latentietijd om de balk (B) over te steken en het percentage voetslipfouten per stap van de zenuwgewonde hindlimb tijdens de balkwandeltaak (C) werd vijf weken na zenuwverpletteringsletsel geanalyseerd bij wt-naïeve ratten en wt-ratten. Representatief beeld voor de begintijdpositie (D) en de eindtijdpositie (E) van de balklooptaak. Representatieve beeldvolgorde van een volledige slipfout (F) en een halve slipfout (G) van de straallooptaak. Gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SEM. Statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van de Mann-Whitney U-test van de niet-normale gedistribueerde gegevens. P-waarde < 0,05 werd gedefinieerd als statistisch significant gelabeld als *p < 0,05, **p < 0,01. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

figure-results-4
Figuur 4: Ganganalyse met behulp van de ladderlooptaak. Afbeelding (A) en schematische tekeningen (B) van de ladderlooptaakopstelling. De latentietijd van het doorkruisen van het ladderloopapparaat (C) en het percentage voetslipfouten per trede van de zenuwgewonde achterpoot tijdens de ladderlooptaak (D) werd vijf weken na zenuwverpletteringsletsel beoordeeld bij wt-naïeve ratten en wt-ratten. (E) De procentuele verdeling van de scorecategorie per stap volgens de schaal van 7 categorieën van Metz et al. voor de linker en rechter hindlimb van wt naïeve ratten en wt ratten vijf weken na zenuwverplettering letsel. De gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SEM. Statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van de ongepaarde t-test van de normaal gedistribueerde gegevens en de Mann-Whitney U-test van de niet-normale gedistribueerde gegevens. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

figure-results-5
Figuur 5: Voorbeeldige weergave van elke categorie volgens de schaal van 7 categorieën van Metz et al. tijdens de ladder rung lopen taak. Representatieve beeldvolgorde van de rechterachterhand van categorie 0 - totale misser, categorie 1 - diepe slip, categorie 2 - lichte slip, categorie 3 - vervanging, categorie 4 - correctie, tijdens de ladderlooptaak. Representatieve foto's voor categorie 5 - gedeeltelijke plaatsing en categorie 6 - juiste plaatsing. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

Discussie

Dit gedragsbeoordelingsprotocol biedt een overzicht van voor- en nadelen en mogelijke uitlezingen van de geselecteerde gedragstestbatterij in een knaagdiermodel na ischiaszenuwverpletteringsletsel.

Om een vergelijkende uitkomst van de ischias zenuwverpletteringsblessure te verkrijgen, is een consistente verbrijzelingstechniek verplicht. Het gebruik van een niet-gekartelde klem (Ultra Fine Hemostat) in plaats van een tang kan de consistentie van de crush verbeteren. Gebruik dezelfde klem en dezelfde verbrijzelingspositie om gelijke zenuwcompressie te garanderen. Het exclusieve gebruik van de klem voor het verbrijzelen en voorzichtig hanteren van de klem verbetert de consistentie. Voer ook de procedure van het verbrijzelingsletsel met zorg uit. Extra schade aan de zenuw tijdens de operatie, zoals ongewenste tractie van de zenuw, kan leiden tot ongewenste bijwerkingen zoals automutilatie. Daarom wordt een zorgvuldig zenuwpreparaat en een toediening van een pijnstiller gedurende minimaal twee dagen aanbevolen.

Multifactoriële beoordeling van motorisch gedrag kan het fenotype karakteriseren na zenuwverpletteringsletsel bij ratten op verschillende niveaus. We gebruikten de OFT, CatWalk XT ganganalyse, beam walking task en ladder rung walking task. Een geblindeerde experimentele procedure en data-analyse voor experimentele groepen is essentieel voor deze experimenten. Vóór de gedragsbeoordeling werden dieren gedurende ten minste 30 minuten onder testomstandigheden in de testruimte geacclimatiseren. Alle gedragstests die hierin worden toegepast, hebben het voordeel dat voedsel- of watertekort niet vereist is. Dezelfde groep dieren werd gebruikt in alle beschreven gedragstests. Per dier werden maximaal twee verschillende gedragstests per dag uitgevoerd. Als gedragstests met regelmatige tussenpozen worden uitgevoerd, let dan op een vergelijkbare procedure, zoals het uitvoeren van de test in dezelfde dierorde en op hetzelfde tijdstip van de dag. Een ander belangrijk aspect voor gedragsanalyse is de dag-nachtcyclus van ratten. Overweeg een omgekeerde dag-nachtcyclus om meer natuurlijke en hogere niveaus van activiteit op de dagcyclus (donkere cyclus) te verkrijgen. Dit moet vooral worden overwogen voor het meten van spontaan gedrag, zoals de OFT. In dit experiment kon een omgekeerde dag-nachtcyclus niet worden geïmplementeerd, maar werd gezorgd voor een adequate acclimatisatie aan de testomstandigheden. Een perfecte verlichting is essentieel voor video's met hoge resolutie voor de beam walking-taak en de ladder rung walking-taak. Deze hoge videokwaliteit kan niet worden bereikt bij het uitvoeren van experimenten in het donker.

De beoordeling van de gang vereist een continue taakprestatie. Het eerste belangrijke aspect van een continue taakprestatie is om de dieren te overtuigen om de opstelling over te steken. Om de motivatie te verhogen, plaatst u kleine voedselkorrels (45 mg) aan het einde van de opstelling. Om ervoor te zorgen dat dieren vertrouwd raken met de voedselkorrels, moeten de pellets vóór het testen aan hen worden gevoerd. Ook kan een doelvak aan het einde van de installatie nuttig zijn. De opzet van de CatWalk bevat al een doelbox, maar ratten aarzelen soms om de doelbox in te gaan. Als alternatief kunt u een kleine kooi in de doeldoos toevoegen, maar de thuiskooi van ratten past niet in de doelbox. Laat de rat een paar minuten in de kooi gewennen voordat hij wordt aanwinst. Bovendien kan een andere rat uit dezelfde thuiskooi in de doelbox of in de kooi in de doelbox worden geplaatst. Zorg ervoor dat de tweede rat in de doos blijft en de ingang van de doelbox niet blokkeert. Bovendien is het ook mogelijk om de doelbox uit het CatWalk-systeem te verwijderen en de rattenhuiskooi aan het einde van de loopbrug te plaatsen, waardoor de rat na elke run zijn "thuisgebied" kan betreden. Voor de installatie van de balklooptaak en de ladderlooptaak raden we aan om aan het einde van de opstelling een doelbox of de thuiskooi toe te voegen. Om consistentie te garanderen, moeten de CatWalk, de balkwandeltaak en de ladderlooptaak minstens één keer per week worden uitgevoerd met zes tot tien runs.

Hoewel niet elke analyse significante verschillen in deze studie opleverde, is u van mening dat een opname van genetisch gemodificeerde dieren of behandelingsgroepen waardevolle gegevens kan opleveren die onderscheid kunnen maken tussen groepen van dezelfde gedragstests.

De zenuwverpletteringsblessure had geen effect op de motorische activiteit van de rat, die in vijf minuten OFT werd gemeten. Catwalk XT ganganalyse is een objectiever en gevoeliger hulpmiddel om gang-, poot- en teenplaatsing te analyseren. Na een intensieve training leren de ratten de loopbrug van het CatWalk XT-apparaat over te steken naar de standaardinstellingen. De zenuwbeschadiging vermindert het vermogen van de ratten om de loopbrug over te steken niet. De automatische berekening van verschillende parameters presenteert de gegevens objectief. Aanvullende informatie kan worden verkregen met behulp van de module "Interactieve voetafdrukmetingen" en inderdaad, deze analyses leverden aanzienlijke verschillen op in verschillende parameters van teenspreiding, afdruklengte en poothoek tot lichaamsas die ratten met en zonder zenuwletsel vergelijken.

Ratten kunnen gemakkelijk worden getraind voor de balkwandeling. Verschillen in de latentietijd om de balk over te steken en in het aantal voetslips per stap van de zenuwgewonde hindlimb werden gedetecteerd door naïef te vergelijken met verbrijzelde ratten. Een nadeel van het analyseren van zenuwgewonde ratten met de balkwandeltaak is de grootte van de balk. Binnen de eerste twee weken na de ischias zenuwverpletteringsblessure hebben de ratten hulp nodig om de balk over te steken omdat hun evenwicht is aangetast. Hoewel sommige ratten in staat kunnen zijn om de balk over te steken, is het risico op verwondingen veroorzaakt door een val groot. Zenuwgemalen dieren moeten daarom worden geholpen om de balk over te steken gedurende de eerste twee weken na ischias zenuwverpletteringsletsel of langer, indien nodig. Het is echter moeilijk om runs met en zonder hulp te vergelijken. Ook is de motorbalans een belangrijke parameter die wordt beoordeeld door de balklooptaak. We vonden deze parameter niet relevant voor ons zenuwverpletterende rattenmodel. Daarom konden scores beschreven door Ohwatashi et al. en Johansson & Ohlsson niet worden gebruikt en werden runs met een onvolledige balkdoorvoer uitgesloten voor gegevensanalyse18,19.

De schaal van 7 categorieën van Metz et al. kan zowel voor- als achterpoten analyseren en onderscheid maken tussen verschillende ernstniveaus van fouten van alle ledematen tijdens de ladderlooptaak16,17. Door de meest prominente fouten te analyseren, waaronder de categorieën van 0 tot 2, konden geen verschillen in fouten per stap worden gedetecteerd in de hindlimb bij het vergelijken van zenuwgewonde wt-ratten met naïeve wt-ratten. Bovendien verschilde de latentietijd van het doorkruisen van het ladderloopapparaat niet tussen zenuwgewonde wt-ratten en wt-naïeve ratten. Deep learning-modellen kunnen de gegevensanalyse van de ladderlooptaak verbeteren en versnellen door middel van een geautomatiseerde aanpak.

Het is belangrijk om te vermelden dat de zenuwverpletteringsblessure en alle beschreven gedragstests gemakkelijk kunnen worden vertaald naar muizen, door de instellingen en maten van de opstellingen aan te passen. Het gebruik van muizen als modelorganisme heeft het gunstige effect dat transgene modellen voor veel menselijke ziekten bestaan.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets bekend te maken.

Dankbetuigingen

Dit werk werd ondersteund door het Duitse federale ministerie van Onderwijs en Onderzoek (BMBF DysTract tot C.W.I.) en door het Interdisciplinair Centrum voor Klinisch Onderzoek (IZKF) van de Universiteit van Würzburg (N-362 tot C.W.I.; Z2-CSP3 naar L.R.). Daarnaast heeft dit project financiering ontvangen van het horizon 2020-onderzoek- en innovatieprogramma van de Europese Unie in het kader van het EJP RD COFUND-EJP N° 825575 (EurDyscover aan J.V.) en van de VERUM Foundation. Bovendien wordt C.W.I. gefinancierd door de Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Reseach Foundation) Project-ID 424778381-TRR 295, door het Deutsche Stiftung Neurologie and ParkinsonFonds. L.R. wordt daarnaast ondersteund door de Dystonia Medical Reseach Foundation.

De auteurs danken Keali Röhm, Veronika Senger, Heike Menzel en Louisa Frieß voor hun technische bijstand en Helga Brünner voor de verzorging van dieren.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Azijnzuur, ≥99,8%Sigma-Aldrich33209-1L
Appose ULC huidstapler 35WCovidien8886803712
Balkenzelf gemaakt
Bepanthen oogcrèmeBayer Vital GmbH81552983
Doos voor OFTzelf gemaakt
Camcorder GC-PX100JVC
Catwalk XTNoldus installatie en software
Kamer voor isofluranGT-Labortechnikop maat gemaakt
Wegwerpscalpel Nr. 11Feather20.001.30.011
Dräger Vapor 19.3 isofluran systeemDr. Wilfried Müller GmbH
Dumont #2 - laminectomie forcepsFine Science Tools11223-20
Dumont #5 forcepsFine Science Tools11251-30super-fijn
Stofvrije precisiepellets 45 mgBio-ServF0021
EthoVision XTNoldus installatie en software
Forceps 160 mmHartensteinPZ09
Gasanesthesiemasker, ratDr. Wilfried Müller GmbH
Doelvak voor ladderlooptakenapparaatzelf gemaakt
Haartrimmer Magnum 5000Wahl GmbH
Verharde fijne schaarFine Science Tools14090-11
VerwarmingstafelMEDAX13801
Isofluran CP 1ml/ml, 250 mlcp-pharma1214recept vereist
Kinoveawww.kinovea.org
Ladderlooptakenapparaatzelf gemaakt
NaaldhouderKLS Martin20-526-14-07
OctenidermSchülke118211
Rimadyl 50 mg/ml, injecteerbaarZoetisCarprofen, recept vereist
Rubberen bandretractorenzelf gemaakt
Spacer voor balkzelf gemaakt
Spacer voor ladderlooptakenapparaatzelf gemaakt
Sutuur Silkam 4/0 DS 19B. BraunC0762202
Ultrafijne hemostatische klemmen (niet-gekartelde klem)Fine Science Tools13020-12

Referenties

  1. Iannaccone, P. M., Jacob, H. J. Rats. Disease Models & Mechanisms. 2 (5-6), 206-210 (2009).
  2. Phifer-Rixey, M., Nachman, M. W. Insights into mammalian biology from the wild house mouse Mus musculus. Elife. 4, (2015).
  3. Musacchio, T., et al. Subthalamic nucleus deep brain stimulation is neuroprotective in the A53T alpha-synuclein Parkinson's disease rat model. Annals of Neurology. 81 (6), 825-836 (2017).
  4. Ip, C. W., et al. Tor1a+/- mice develop dystonia-like movements via a striatal dopaminergic dysregulation triggered by peripheral nerve injury. Acta Neuropathologica Communications. 4 (1), 108(2016).
  5. Rauschenberger, L., et al. Striatal dopaminergic dysregulation and dystonia-like movements induced by sensorimotor stress in a pharmacological mouse model of rapid-onset dystonia-parkinsonism. Experimental Neurology. 323, 113109(2020).
  6. Klein, A., Wessolleck, J., Papazoglou, A., Metz, G. A., Nikkhah, G. Walking pattern analysis after unilateral 6-OHDA lesion and transplantation of foetal dopaminergic progenitor cells in rats. Behavioural Brain Research. 199 (2), 317-325 (2009).
  7. Kim, D. H., Murovic, J. A., Tiel, R., Kline, D. G. Management and outcomes in 353 surgically treated sciatic nerve lesions. Journal of Neurosurgery. 101 (1), 8-17 (2004).
  8. Kline, D. G., Kim, D., Midha, R., Harsh, C., Tiel, R. Management and results of sciatic nerve injuries: a 24-year experience. Journal of Neurosurgery. 89 (1), 13-23 (1998).
  9. Kaplan, H. M., Mishra, P., Kohn, J. The overwhelming use of rat models in nerve regeneration research may compromise designs of nerve guidance conduits for humans. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 26 (8), 226(2015).
  10. Bauder, A. R., Ferguson, T. A. Reproducible mouse sciatic nerve crush and subsequent assessment of regeneration by whole mount muscle analysis. Journal of Visualized Experiments. (60), e3606(2012).
  11. Savastano, L. E., et al. Sciatic nerve injury: a simple and subtle model for investigating many aspects of nervous system damage and recovery. Journal of Neuroscience Methods. 227, 166-180 (2014).
  12. Menorca, R. M., Fussell, T. S., Elfar, J. C. Nerve physiology: mechanisms of injury and recovery. Hand Clinics. 29 (3), 317-330 (2013).
  13. Luis, A. L., et al. Neural cell transplantation effects on sciatic nerve regeneration after a standardized crush injury in the rat. Microsurgery. 28 (6), 458-470 (2008).
  14. Knorr, S., et al. The evolution of dystonia-like movements in TOR1A rats after transient nerve injury is accompanied by dopaminergic dysregulation and abnormal oscillatory activity of a central motor network. Neurobiology of Disease. , 105337(2021).
  15. Quartarone, A., Hallett, M. Emerging concepts in the physiological basis of dystonia. Movement Disorders. 28 (7), 958-967 (2013).
  16. Metz, G. A., Whishaw, I. Q. The ladder rung walking task: a scoring system and its practical application. Journal of Visualized Experiments. (28), e1204(2009).
  17. Metz, G. A., Whishaw, I. Q. Cortical and subcortical lesions impair skilled walking in the ladder rung walking test: a new task to evaluate fore- and hindlimb stepping, placing, and co-ordination. Journal of Neuroscience Methods. 115 (2), 169-179 (2002).
  18. Johansson, B. B., Ohlsson, A. L. Environment, social interaction, and physical activity as determinants of functional outcome after cerebral infarction in the rat. Experimental Neurology. 139 (2), 322-327 (1996).
  19. Ohwatashi, A., Ikeda, S., Harada, K., Kamikawa, Y., Yoshida, A. Exercise enhanced functional recovery and expression of GDNF after photochemically induced cerebral infarction in the rat. EXCLI Journal. 12, 693-700 (2013).

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Beoordeling van motorisch gedragperifere zenuwbeschadigingmotorische tekorten bij rattenopenveldtestCatWalk ganganalysebeam walking taakladder rung wandelenganganalyse rattendystonie model bij knaagdieren

Gerelateerde artikelen