De hier gepresenteerde dieren werden onderhouden en behandeld in overeenstemming met de institutionele richtlijnen. Alle dierprocedures werden goedgekeurd door de Michigan State University Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) in overeenstemming met de federale en staatsvoorschriften.
1. Drugsvrije bevestiging van de 6-OHDA laesiestatus
- Posturale staarthangtest 11,12,13
OPMERKING: Beoordeel de laesiestatus ten minste 1 week na inductie van 6-OHDA-laesies (zie 9,10,35 voor details over laesie) bij proefpersonen (bijv. mannelijke of vrouwelijke, volwassen Sprague Dawley of Fisher 344-ratten).
- Hang de rat ongeveer 6 cm boven zijn kooi en houd stevig vast aan de basis van de staart, gedurende ~ 5 s.
- Noteer de richting van lichaamsconwrongie als + voor een succesvol laesiedier dat contralateraal naar de laesiezijde draait en - bij gebrek aan draaien of draaien in beide richtingen.
- OPMERKING: Deze tests zijn optioneel, maar worden aanbevolen. Zie 14,15,16,17 voor aanvullende drugsvrije testopties/variaties.
- Stapaanpassing sleeptest (aangepast vanaf16)
OPMERKING: Beoordeel de laesiestatus ten minste 1 week na unilaterale 6-OHDA-laesie-inductie bij proefpersonen (bijv. mannelijk of vrouwelijk, volwassen Sprague Dawley of Fisher 344 ratten).
- Houd de rat bij de basis van zijn staart en til de achterpoten van het oppervlak met ~ 6 cm; sleep achteruit over een vlak, glad maar niet glad oppervlak, ~ 75 cm, over 5-10 s.
- Observeer en registreer het aantal tikkende / stapaanpassingsbewegingen van elke voorpoot gedurende drie herhaalde tests.
- Scoor het onderwerp als + voor succesvolle unilaterale laesie wanneer 0-2 voorpootkranen contralateraal aan de laesiezijde worden waargenomen, samen met snel tikken (~ 10 tikken) van de voorepaw ipsilateraal naar de laesiezijde (bijv. Dieren die eenzijdig aan de linkerkant zijn geschaad, vertonen een taptekort (0-2 tikken) met de contralaterale rechtervoorpoot).
- Daarentegen, scoor matig tot snel tikken (5-10 tikken) van beide voorpoten als - om onvolledige of onbekende laesiestatus aan te geven.
OPMERKING: Een angstig dier kan snel tikken / stapaanpassing vertonen, zelfs als het met succes is beschadigd. Als dit wordt vermoed, plaats de rat dan terug in hun thuiskooi en test ≥30 minuten later opnieuw.
2. Bereiding van reagentia en benodigdheden
- Bepaal L-3,4-dihydroxyfenylalaninemethylesterhydrochloride (levodopa of levodoPA) en benserazidehydrochloride, een perifere decarboxylaseremmer (zie Tabel met materialen), beoordelingsfrequentie en experimentele tijdlijn die geschikt is voor de onderzoeksvraag 12,18,19,20 (figuur 1).
OPMERKING: Onderzoeksvragen kunnen worden gesteld om een willekeurig aantal vragen te stellen, variërend van de vraag of een specifieke therapie bestaande LID kan verminderen of inductie van LID kan voorkomen. Ze kunnen ook onderzoeken of de therapeutische werkzaamheid afhankelijk is van de dosis levodopa of dat de expressie en / of therapeutische werkzaamheid van LID varieert afhankelijk van het geslacht, de soort en de leeftijd van het onderwerp.

Figuur 1: Voorbeeld van de tijdlijn van de behandeling. Voorbeeld levodopa dosis-escalatie tijdlijn van 12 weken in totale lengte, met 8 weken van 3 weken van 3 weken na 6-OHDA laesie en 4 weken na experimentele behandeling. In dit voorbeeld wordt levodopa subcutaan 5x per week (maandag-vrijdag) geïnjecteerd op ongeveer hetzelfde tijdstip elke dag, gedurende 2 weken bij elke voorgeschreven dosis levodopa (3, 6, 9 en 12 mg / kg). Gedragsmatige LID-beoordelingen vinden plaats op dag 1, 6 en 10 van elk levodopa-doseringsniveau. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
- Weeg ratten wekelijks om de juiste hoeveelheid geneesmiddel te berekenen op basis van de voortdurende gewichtsveranderingen tijdens het onderzoek.
OPMERKING: Vanwege de verhoogde activiteit bij LID + -ratten, is er potentieel voor gewichtsverlies met langdurige levodopa-behandelingen. Als gewichtsverlies optreedt, geef ratten dan voedingsrijke, zeer smakelijke traktaties (zie Tabel met materialen) na levodopa-injecties.
- Bereken de hoeveelheid levodopa en benserazide die nodig is voor elke wekelijkse concentratie, weeg gelyofiliseerde aliquots af voor elke dag van injectie en bewaar in combinatie gedurende 1-2 weken bij -20 °C in glazen amberkleurige injectieflacons tot de dag van de behandeling.
OPMERKING: De streefdosis is 12 mg/kg of 12 mg L-DOPA/1000 g lichaamsgewicht. Voorbeeld van berekeningen voor het bepalen van de hoeveelheid levodopa en zoutoplossing die nodig is voor elke dag van een week met behulp van 12 mg levodopa/kg lichaamsgewicht bij een injectievolume van 1 cc/kg rattengewicht wordt gegeven in aanvullend dossier 1.
3. Ruimte en kooiopstelling
- Op de eerste dag van de levodopa-behandeling 3-4 weken na 6-OHDA-laesiechirurgie, breng ratten over naar een enkele behuizing, inclusief IACUC-goedgekeurde verrijking.
- Onderhoud gedurende de hele studie in een enkele behuizing om interferentie van collega's met gedragsbeoordelingen te voorkomen.
- Plaats de thuiskooien op een stalen draadrek, gedraaid in een hoek van ongeveer 45° voor optimaal zicht op de rat (figuur 2A). Draai de identificatietags (figuur 2B) omhoog en verwijder waterflessen, voedselrekken en alle soorten verrijking in de kooi (figuur 2C) om interferentie met gedragsbeoordelingen te voorkomen.

Figuur 2: Voorbeeld van de kooi die is opgezet voor LID-classificaties van grootschalige rattenexperimenten. (A) Meerdere kooien kunnen worden ingesteld voor LID-classificatie met behulp van grote metalen rekken die een optimaal zicht op elk dier mogelijk maken. Kooien moeten in een hoek van 45 ° uit elkaar worden gespreid met ID-kaarten naar boven geklapt (B), voedsel, waterflessen, nestmateriaal en andere verrijking verwijderd om visuele duisternis van de rat en afleiding voor de rat te beperken tijdens het onderzoeken van dyskinetisch gedrag (C). De metalen rekken moeten een paar meter van elke muur verwijderd zijn, zodat de beoordelaar de rat aan de voor- of achterkant van de kooi kan onderzoeken als dat nodig is. Het is essentieel om verrijkingsapparaten (bijv. C-rode rattenretraitehuizen) te labelen met individuele dier-ID's om ze te vervangen in dezelfde kooi waaruit ze kwamen. Dit is vooral belangrijk bij het gebruik van dieren van verschillende geslachten om de stress voor de proefpersonen niet te verhogen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
4. Levodopa-injecties en dyskinesiebeoordeling
- Subcutane injecties van levodopa21,22
- Voeg onmiddellijk voorafgaand aan de dagelijkse injectie van levodopa het juiste volume steriele zoutoplossing toe aan het voorgewogen gelyofiliseerde levodopa- en benserazidemengsel in de amberkleurige injectieflacon en schud goed gedurende 10 s (stap 2.3).
OPMERKING: Het doelinjectievolume is 1 ml/1000 g lichaamsgewicht (met 12 mg L-DOPA per ml). Het volume van de steriele zoutoplossing is afhankelijk van het aantal dieren per onderzoek.
- Vul afzonderlijke spuiten (bijv. 1,0 of 0,5 ml met 26 G naald) met het vereiste volume voor elk dier (1 ml/kg rattengewicht) en label elke spuit met individuele dieridentificatie.
OPMERKING: Bewaar de gevulde spuiten beschermd tegen licht in steriele zakjes tot het moment van injectie. Levodopa oxideert snel in aanwezigheid van zuurstof en licht in een waterige omgeving 23,24,25,26.
- Breng de eerste kooi naar de injectiebank.
- Verwijder de rat uit zijn kooi en plaats deze op het injectieoppervlak.
- Houd het hoofd en de schouders voorzichtig vast tegen het oppervlak waarop de rat rust met de palm van de niet-dominante hand.
- Krab voorzichtig de huid op de rug boven het schouderblad met de duim en wijsvinger van de niet-dominante hand, injecteer levodopa-volume met de dominante hand in de onderhuidse ruimte tussen / onder de vingers, waarbij de naald zo parallel mogelijk aan het lichaam blijft om intramusculaire injectie te voorkomen.
OPMERKING: De ratten worden niet verdoofd voor de injectie.
- Gooi elke gebruikte individuele spuit weg in een scherpe container.
- Vervang de rat in zijn individuele kooi en voeg nutritioneel complete traktaties toe, behalve op LID-beoordelingsdagen om interferentie met gedragsbeoordelingen te voorkomen tot nadat de beoordelingen zijn voltooid.
- Stel de timer in op 1-2 minuten, afhankelijk van de gewenste beoordelingstijd en het aantal ratten in het onderzoek op beoordelingsdagen. Haal de volgende kooi op en injecteer de volgende rat wanneer de timer dit aangeeft.
- Herhaal dit en injecteer elke 1-2 minuten een rat, totdat alle ratten zijn geïnjecteerd.
- Levodopa-geïnduceerde dyskinesie rating post-injectie
- Beoordeel de intensiteit (tabel 1) en frequentie (tabel 2) van dystonische en hyperkinetische dyskinesiebewegingen op het gewenste aantal tijdspunten, waaronder het eerste begin van LID-gedrag, piekgedrag en de fase van achteruitgang (zie aanvullend bestand 2 voor een voorbeeld van lid-beoordelingslogboekblad).
- Voor mannelijke en vrouwelijke volwassen Sprague Dawley- of Fisher 344-ratten en een steekproefgrootte van N = 40 ratten, begint u de dyskinesiebeoordelingen 20 minuten na de eerste levodopa-injectie en vervolgens met intervallen van 50 minuten tot 220 of 270 minuten na de injectie, afhankelijk van wanneer het LID-gedrag bij 90% -100% van de ratten is gestopt.
- Als u intervallen van 1 minuut gebruikt, stelt u een timer in voor 1 minuut. Beoordeel de eerste rat gedurende één minuut. Ga naar de volgende rat en beoordeel deze gedurende 1 minuut. Ga door alle ratten, met tussenpozen van 1 minuut.
- Zorg ervoor dat een timer zichtbaar naast de kooi wordt geplaatst, zodat de LID-gedragsintensiteit (tabel 1) kan worden waargenomen terwijl de frequentie van een bepaald gedrag (tabel 2) tijdens de beoordelingsperiode wordt geschat.
- Nadat de beoordelingen voor het eerste tijdspunt zijn voltooid, begint u opnieuw met de eerste rat op het volgende tijdstip (bijv. 70 minuten na injectie) en gaat u verder met het gewenste interval (bijv. elke 50 minuten) totdat alle tijdspunten zijn voltooid.
OPMERKING: Vanwege de overlap van levodopa-injectie- en LID-beoordelingstaken, zijn twee personen nodig op de beoordelingsdagen, één voor injecteren en één voor gedragsbeoordelingen.