Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Gedragskarakterisering van door pentyleentetrazol geïnduceerde aanvallen: verder gaan dan de racineschaal

2.6K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/68112

⸱

8 juli 2025

 ,  , 
1Brain Institute, Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN

In dit artikel

Samenvatting

Het protocol introduceert een innovatieve methode voor het analyseren en visualiseren van gedrag dat verband houdt met door pentyleentetrazol geïnduceerde aanvallen bij muizen. Deze benadering gaat verder dan de traditionele scores van Racine en biedt een uitgebreidere evaluatie van de diversiteit en temporele dynamiek van ictaal gedrag.

Samenvatting

Gedetailleerde gedragskarakterisering van aanvallen is essentieel in diermodellen van epilepsie. Hoewel er verschillende protocollen bestaan voor het induceren van epileptische aanvallen, blijft de Racine-schaal de meest gebruikte methode voor de kwantificering ervan. Oorspronkelijk ontwikkeld om de progressieve rekrutering van gedrag tijdens het elektrisch ontsteken van limbische structuren te scoren, is de schaal sindsdien de standaard geworden voor het classificeren van aanvallen in modellen met verschillende etiologieën.

Zorgvuldig onderzoek van het gedrag na toediening van pentyleentetrazol (PTZ), een veelgebruikt aanvalsmodel, laat echter zien dat de Racine-schaal niet het volledige spectrum van gedragsveranderingen kan weergeven die door deze GABAerge antagonist worden geïnduceerd. Na een enkele subcutane injectie met hoge dosis PTZ vertonen muizen eerst niet-convulsief gedrag zoals hypotonie, verminderde looptijd, gedragsstilstand en tremoren. Deze worden gevolgd door ictaal gedrag, waaronder spasmen, myoclonische schokken en limbische aanvallen, hoewel alleen de laatste wordt gekwantificeerd door de Racine-schaal.

Om deze beperkingen te overwinnen, wordt een verfijnde aanpak gebruikt die video-tagging combineert met het volgen van dieren om spasmen en myoclonus te onderscheiden als verschillende gedragsuitingen van limbische aanvallen. Dit vroege gedrag kan de rekrutering van limbische structuren vergemakkelijken, wat uiteindelijk limbische aanvallen veroorzaakt. De methode is eenvoudig te implementeren en maakt een uitgebreidere beoordeling van PTZ-geïnduceerde acute aanvallen mogelijk. Het nut ervan wordt verder duidelijk in het PTZ-aanmaakprotocol, waarbij herhaalde lage doses PTZ resulteren in tijdelijke veranderingen in spasmen, myoclonus en de ernst van limbische aanvallen. Deze aanpak heeft potentieel voor het verbeteren van de reproduceerbaarheid in onderzoek naar aanvallen en epilepsie.

Inleiding

Gedragskarakterisering van aanvallen is de meest gebruikte lezing in onderzoeken naar de pathofysiologie van epilepsie en aanvalsactiviteit, en wordt veel gebruikt voor de screening van nieuwe anti-epileptica 1,2. Het meeste werk dat in de afgelopen 50 jaar is gepubliceerd, maakte gebruik van het progressieve scoresysteem dat is ontwikkeld door Ronald J. Racine om de ernst van gedragsaanvallen tijdens het aansteken van amygdala en hippocampus te beschrijven3. De Racine-schaal toonde een sterke correlatie tussen gedrag en elektrofysiologische paroxismale activiteit bij ratten3 en katten4. Het classificeert de gedragsexpressie van de aanval in vijf progressieve stadia: "(i) mond- en gezichtsbewegingen, (ii) hoofdknikken, (iii) clonus van de voorpoot, (iv) steigeren en (v) steigeren en vallen"3. Vanwege de eenvoud, het gebruiksgemak en de interpretatie, de snelheid van scoren en de reproduceerbaarheid, blijft het gebruik van de Racine-schaal in studies naar epilepsie en epileptische aanvallen zelfs vandaag de dag toenemen (Figuur 1).

figure-introduction-1
Figuur 1: Aantal jaarlijkse citaties ontvangen door Racine's studie uit 1972. Let op de gestage toename van het aantal citaties in de afgelopen 50 jaar. Een Web of Science-zoekopdracht uitgevoerd op 27 november 2024 bracht 6,040 citaties aan het licht en 91 records bevatten geen informatie in het veld 'jaar van publicatie'. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

De schaal werd vervolgens toegepast op andere diermodellen van epilepsie en epileptische aanvallen, inclusief modellen die medicijnen gebruikten om aanvallen op te wekken. De vroege beschrijvingen van door kaïnezuur geïnduceerde aanvallen5 en status epilepticus (SE)6, evenals lokaal7 en systemisch pilocarpine-geïnduceerd SE8, gebruikten de Racine-schaal om zowel geïnduceerde als spontane aanvallen te kwantificeren. Interessant is dat deze medicijnen niet alleen limbische aanvallen veroorzaakten, zoals waargenomen bij de elektrisch gestimuleerde dieren en beschreven door Racine, maar ze lokten ook een andere reeks gedragingen uit die slecht of minder vaak werden beschreven9.

De beperkingen van de Racine-schaal om de diversiteit van ictaal gedrag te begrijpen, zijn al vroeg geïdentificeerd door onderzoekers met behulp van aanvalsmodellen waarin de focus van de aanval in andere hersengebieden dan het limbisch systeem ligt. Garcia-Cairasco was bijvoorbeeld een van de eersten die ethologische instrumenten gebruikte om het gedrag bij audiogene aanvallen te evalueren10, waarbij de complexiteit en temporele progressie van ictaal gedrag werd onthuld10,11. Onlangs gebruikte Ivan Soltesz geavanceerde video-diepteanalyse en gedetailleerde temporele codering om 'verborgen gedragsvingerafdrukken' te onthullen in elektrisch ontstoken ratten12. Voortbouwend op deze benaderingen wordt hier een nieuw coderingssysteem geïntroduceerd voor door pentyleentetrazol geïnduceerde acute aanvallen bij muizen.

Pentyleentetrazol (PTZ) leidt tot epileptische aanvallen door GABAerge neurotransmissiete remmen 13, wat resulteert in verhoogde neuronale prikkelbaarheid en synchrone activering van neuronale populaties14,15. Na een enkelvoudige hoge dosis (40-80 mg/kg) systemische PTZ vertonen knaagdieren verminderde mobiliteit, niet-specifieke snorhaarbewegingen, spasmen van het hele lichaam en myoclonische schokken, orofaciale en pootclonus, en volledige limbische aanvallen16. In tegenstelling tot de status epilepticus-modellen, duurt abnormaal gedrag na PTZ tot 1 uur en verdwijnt spontaan 16,17,18. Eerdere auteurs hebben een herziene versie van de Racine-schaal voorgesteld voor ratten17 en muizen18. Ondanks hun poging om nieuwe inzichten te verschaffen in de diversiteit van ictaal gedrag, bevat hun nieuwe schaal een of twee nieuwe niveaus, geassocieerd met wildrennen en/of springen (niveau 6, van Erum et al.18) en tonische extensie die leidt tot ademhalingsstilstand (niveau 7, van Erum et al.18).

Dit protocol presenteert een nieuwe benadering voor het kwantificeren en weergeven van PTZ-geïnduceerd ictaal gedrag, met een specifieke focus op spasmen en myoclonus. Dit gedrag behoort tot de meest voorkomende na systemische PTZ-toediening, maar ze worden vaak over het hoofd gezien in onderzoeken naar aanvallen en epilepsie. Deze benadering pakt dus een kritieke methodologische leemte aan door specifieke criteria te bieden voor het identificeren van spasmen en myoclonus en deze gedragsmatig te onderscheiden van limbische aanvallen. Het toont aan dat spasmen en myoclonus een duidelijke temporele dynamiek vertonen na zowel enkelvoudige als herhaalde PTZ-toedieningen. Dit coderingssysteem is eenvoudig te implementeren, integreert nieuwe parameters van abnormale activiteit in bestaande methodologieën en biedt nieuwe inzichten in mechanismen voor het genereren van aanvallen. Ten slotte heeft deze nieuwe strategie het potentieel om de kwantificering van ictaal gedrag in laboratoria te standaardiseren, de reproduceerbaarheid te verbeteren en perspectieven op aanvalsmechanismen te verbreden.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Alle experimentele procedures zijn goedgekeurd door de lokale ethische commissie van de Federale Universiteit van Rio Grande do Norte (protocolnummer 043/2022, licentienummer 307.043/2022). Mannelijke C57BL/6-muizen van 3 tot 4 maanden oud werden in dit protocol gebruikt, met een aanbevolen steekproefomvang van 6-10 dieren volgens vastgestelde PTZ-inductieprotocollen16.

1. Voorbereiding van de observatie-arena

  1. Gebruik een vierkante of ronde arena met een oppervlakte van minimaal 10 x 10 cm en een wandhoogte van 30 cm. Zorg ervoor dat de arena goed verlicht is. Gebruik indien nodig infraroodverlichting om een verzadigde beeldacquisitie te garanderen (Figuur 2A).
  2. Plaats ten minste één videocamera boven de arena, met een bovenaanzicht van de hele vloer van de arena en ten minste 10 cm van de muur (om het steigergedrag vast te leggen zonder het muishoofd bij te snijden, Figuur 2B).
  3. Plaats desgewenst een tweede videocamera met een frontaal zicht op de arena. Zorg er in dit geval voor dat een van de arenawanden transparant is.
  4. Zorg ervoor dat de temperatuur (21-24 °C) en vochtigheid (50-70%) overeenkomen met de omstandigheden van de dierenfaciliteit, bewaak ze met een thermo-hygrometer en pas ze indien nodig aan.
  5. Plaats het nodige bodembedekking om de bodem van de arena te bedekken en zorg ervoor dat het dier zichtbaar is vanaf de achtergrond. Stel water en voedselpellets gratis ter beschikking gedurende de gehele duur van het experiment.
  6. Start experimenten bij voorkeur aan het begin van de lichtfase (bijvoorbeeld tussen 7:00 en 10:00 uur). Zorg voor een consistente verlichting in de experimentele ruimte (900-1.100 lux) met een licht/donker-cyclus van 12/12 uur, met de lichten aan om 6 uur 's ochtends. Gebruik een luxmeter om de lichtomstandigheden in de buurt van de opnamearena te controleren, zodat een uniforme video-opnamekwaliteit wordt gegarandeerd.
  7. Sluit de camera aan op het video-opnameapparaat om de video op te nemen met minimaal 24 frames per seconde (fps).

2. Bereiding van de PTZ-oplossing

OPMERKING: Ictaal gedrag (d.w.z. spasmen) kan worden geïnduceerd met doses vanaf 40 mg/kg. Limbische aanvallen worden waargenomen bij 60 mg/kg en hogere doses. Tonische aanvallen geassocieerd met ademstilstand en overlijden worden vaak waargenomen vanaf een dosis van 80 mg/kg of hoger. Voor het aanmaakprotocol werd een dosering van 40 mg/kg gebruikt.

De dosis kan variëren voor verschillende muizenstammen. Het wordt aanbevolen om een pilotexperiment uit te voeren om de PTZ-dosis te bepalen die het beste van toepassing is op de onderzoeksvraag.

  1. Dien 10 ml/kg via systemische injecties toe aan de muizen. Los daarom het PTZ-poeder op in gedeïoniseerd water om de uiteindelijke concentratie van 4 of 6 mg/ml te bereiken (voor respectievelijk de doses van 40 en 60 mg/kg).
    NOTITIE: Om de variabiliteit te verminderen, bereidt u een enkele PTZ-oplossing voor de gehele experimentele batch.

3. Toediening van PTZ

  1. Voordat u het dier in de arena plaatst, meet u het lichaamsgewicht met behulp van een weegschaal.
  2. Bereken het volume PTZ-oplossing dat nodig is voor elk dier op basis van hun lichaamsgewicht.
    OPMERKING: Voor een dosis van 60 mg/kg en een lichaamsgewicht van 30 g injecteert u het dier met 0,3 ml PTZ-oplossing van 6 mg/ml.
  3. Noteer het gedrag gedurende ten minste 1 uur vóór de PTZ-injectie.
    OPMERKING: Deze gewenningsperiode vermindert door nieuwigheid geïnduceerd lopen en angst, terwijl het ook kan worden gebruikt om basisactiviteit te extraheren.
  4. PTZ intraperitoneaal (i.p.) of subcutaan (s.c.)15,16 toedienen. Voor s.c. toediening zet u het dier met één hand vast en knijpt u voorzichtig in de huid tussen de schouderbladen (Figuur 2C).
  5. Gebruik een spuit van 1 ml die is bevestigd aan een naald van 26 1/2 G, steek de naald in de onderhuidse ruimte, evenwijdig aan de oriëntatie van het lichaam, en injecteer de oplossing langzaam in de onderhuidse ruimte. Verwijder de naald voorzichtig wanneer de injectie is voltooid en houd de huid bij de uitgang van de naald om te voorkomen dat de oplossing wordt gemorst als gevolg van de druk van de holte (Figuur 2C).
    OPMERKING: Injecties mogen niet te snel worden toegediend, omdat snelle ophoping van de oplossing kan leiden tot morsen van de injectieplaats of lekkage bij het verwijderen van de naald.
  6. Noteer eventuele lekkage, omdat dit de expressie van ictaal gedrag zal beïnvloeden. Overweeg de mogelijkheid van onmiddellijke injectie van nog eens 50 μl van dezelfde PTZ-oplossing.
  7. Plaats het dier terug in de arena gedurende 1 uur ononderbroken video-opname.
  8. Een uur na PTZ-injectie (of langer) stopt u de opnames en kopieert u het bestand voor nabewerking (videotracking en gedragscodering).

figure-protocol-1
Figuur 2: Experimentele opstelling en injectieprocedure. (A) Vier transparante vierkante arena's met camera's van bovenaf boven het midden werden gebruikt om gedrag vast te leggen en de posities van dieren te volgen voor en na de PTZ-toediening. (B) Momentopname van één representatieve video verkregen met de opstelling beschreven in A. (C) Voorbeeld van de subcutane injectie van PTZ. De naald wordt tussen de schouderbladen van het dier in de onderhuidse ruimte geplaatst. (D) Schematische weergave van de verzameling van gedragsgegevens en analyses die in dit onderzoek zijn gebruikt. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

4. Dierenwelzijn

  1. Verwijder en euthanaseer dieren als een aanval langer dan 5 minuten duurt om celdood en hersenweefselbeschadiging te voorkomen, vooral tijdens protocollen voor herhaalde injecties.
  2. Controleer gedurende de gehele experimentele periode dagelijks het gewicht van de dieren.
  3. Bewaak de algemene toestand van de dieren, inclusief voedselinname, voortbeweging, houding, verzorging en tekenen van pijn of angst.
  4. Dien indien nodig ontstekingsremmende behandelingen (Ibuprofen, 5 mg/kg) en pijnbestrijding toe. Zorg indien nodig voor aanvullend voedsel of water.
  5. Verwijder dieren als ze een gewichtsverlies van meer dan 20% vertonen dat niet kan worden hersteld binnen 2 dagen na individuele suppletie, epidermale laesies of tekenen van chronische pijn of ongemak die niet reageren op farmacologische behandeling.
  6. Euthanaseer alle dieren volgens internationale en institutionele ethische richtlijnen.

5. Installatie, configuratie en gebruik van software

  1. Gebruik voor de analyse die in dit onderzoek wordt beschreven MouseLabTrack19 en Solomon Coder. Download ze en volg de installatieprocedure (zie Aanvullend Bestand 1 en Aanvullend Bestand 2).
    OPMERKING: Hoewel MouseLabTrack onder het MATLAB-framework draait, is Solomon Coder een uitvoerbaar bestand voor het Windows-besturingssysteem. Beide software is open source.
  2. Klik op Solomon in het Windows Start-menu of zoek naar Solomon Coder en open de software.
    1. Als er een configuratiebestand beschikbaar is (zie Aanvullend bestand 3), ga dan naar Bestand | Configuratie laden. Het scherm laadt de vooraf gedefinieerde instellingen.
    2. Als er geen configuratiebestand beschikbaar is,
      1. Klik met de rechtermuisknop op het vrije gebied om een nieuwe knop te maken. Klik met de rechtermuisknop op de nieuw gemaakte knop om het configuratiescherm te openen.
      2. Wijzig in het veld Knopnaam de naam van de knop om het gewenste gedrag weer te geven.
      3. Selecteer een kleur in het veld Kleur knopvlak .
      4. Wijzig in het veld Categorieën de naam van Standaard naar Gedrag (dit wordt de kolomnaam).
      5. Wijs in het veld Sneltoets een toetsenbordtoets toe om het gedrag tijdens videoanalyse te markeren (bijv. toets "1").
      6. (Optioneel) Vink het vakje boven de sneltoets aan als de gebeurtenis onmiddellijk plaatsvindt, wat betekent dat er een enkele gebeurtenis wordt geregistreerd wanneer de toets wordt ingedrukt en losgelaten. Als dit niet is aangevinkt, blijft het gedrag geregistreerd totdat de sleutel wordt losgelaten.
    3. Als je een video wilt openen, ga je naar Bestand | Open video.
    4. Druk op Afspelen om de video te starten.
    5. Als gedrag wordt waargenomen, klikt u op de linkermuisknop of drukt u op de toegewezen toetsenbordtoets om het te markeren.
    6. Als u de gegevens wilt opslaan als een bestand met door komma's gescheiden waarden (.csv), gaat u naar Analyseren | Sla de uitvoer op als. Als u het Solomon-coderingsblad (.arch) wilt opslaan, gaat u naar Bestand | Programmeerblad opslaan.
  3. Om MouseLabTracker te openen en te laden.
    1. Open MATLAB, typ in de console 'main()' en druk op Enter.
    2. Om de video te laden, klikt u op de knop Openen. Na het laden wordt op het aangrenzende scherm de video weergegeven met een groene achtergrond en het dier in het wit.
    3. Geef het tijdsinterval op dat in de video moet worden geanalyseerd. Klik op Start om het begin van de analyse in te stellen. Klik op Einde om het einde van de analyse in te stellen.
      OPMERKING: Als er geen interval is ingesteld, analyseert de software de hele video.
    4. Als u de trackinginstellingen wilt configureren, gaat u naar het tabblad Trackinginstellingen .
      1. Selecteer Donkere objecten / Lichte achtergrond om aan te geven dat het dier donkerder is dan de achtergrond.
      2. Om het aantal dieren aan te passen, ga je naar Proefpersonen en verander je het aantal in 1.
      3. Als u de detectieparameters wilt aanpassen, wijzigt u de parameterinstelling Drempel zodat de straalwaarden tussen 30 en 40 liggen.
      4. Definieer de kleur van het dier door op Kleur te klikken en de juiste kleur te selecteren.
      5. Om de arena te definiëren, klikt u op Arena definiëren, selecteert u vervolgens de linkerbovenhoek van de arena en selecteert u vervolgens de rechterbenedenhoek van de arena.
    5. Om het trackingproces te starten, klikt u op Volgen. Wacht tot de voortgangsbalk 100% bereikt.
    6. Zodra het volgen is voltooid, slaat u het uitvoerbestand van de analyse op door op Resultaten opslaan te klikken.

6. Codeer gedrag

  1. Tag eerst de PTZ-toedieningstijd wanneer de muis weer in het videoframe verschijnt nadat hij in de observatiearena is geplaatst. Dit moment dient als tijd nul en dient als tijdelijke referentie voor al het andere gedrag, inclusief latentieberekeningen.
  2. Observeer spasmen en myoclonus enkele minuten na PTZ-injectie (Figuur 3), gevolgd door mogelijke limbische aanvallen. Spasmen zijn korte, voorbijgaande en snelle samentrekkingen van axiale spieren, waaronder bilaterale oorflexie, samentrekking van de rugspieren, het optillen van de staart (staart van Straub) en in zeldzame gevallen een schriksprongreactie (Figuur 3A). Codeer spasmen als afzonderlijke gebeurtenissen en associeer ze met een enkel videoframe zonder duur.
    OPMERKING: Kwantificeer de diversiteit en combinatie van verschillende lichaamsdelen bij het uiten van spasmen (zie sectie Representatieve resultaten).
  3. Om myoclonen te coderen, observeert u gebeurtenissen langer dan 200 ms; Ze worden gekenmerkt door een abrupte, sterke myoclonische schok waarbij het hoofd, de nek en de poten betrokken zijn. Het kan gepaard gaan met tremoren en verlies van lichaamshouding (Figuur 3B). Subclassificatie omvat myoclonus met tremoren of met verlies van voorwaartse, linkse of rechtse houding. De duur varieert meestal van 1 tot 2 s. Vanwege hun lengte vereist myoclonus codering over meerdere tijdseenheden voor een enkele gebeurtenis.
  4. Om limbische aanvallen te coderen, observeert u gebeurtenissen die lijken op die beschreven door Racine en die kunnen worden gecodeerd met behulp van de Racine-schaal. Het begint meestal met gedragsstilstand of een starende spreuk, gevolgd door olfactorische en smaakautomatismen, orofaciale bewegingen, myoclonus van de voorpoot en/of het hoofd, steigeren met of zonder vallen, wild rennen of springen, en tonische aanval met ademhalingsstilstand. Gebruik de aangepaste Racine-schaal18 om limbische aanvallen te subclassificeren, die meer dan 10-15 s duren en te onderscheiden zijn van spasmen en myoclonus.
  5. Voeg aanvullende gedragslessen toe op basis van het experimentele protocol, waardoor een uitgebreidere screening van gedrag mogelijk is.
  6. Markeer het einde van de opnamesessie op een enkel tijdsbestek (1 uur na PTZ-injectie). Als het dier sterft na een tonische aanval, identificeer dan het tijdstip van overlijden met het eindteken.
    OPMERKING: Het coderingsblad kan op elk moment tijdens het coderingsproces worden opgeslagen en indien nodig opnieuw worden geopend in de software voor verdere codering of wijzigingen.

figure-protocol-2
Figuur 3: Snapshots van ictaal gedrag waargenomen na PTZ-toediening. (A) Dit is een representatief voorbeeld van een van de eerste spasmen die werd waargenomen na PTZ-injectie. Alle frames worden getoond (sampling 30 fps). Merk op dat de spasmen minder dan 200 ms duren en in de rostrocaudale richting bewegen. In dit voorbeeld vond er geen openlijke staartlifting plaats. (B) Een representatief voorbeeld van myoclonus geassocieerd met voorover leunen. In dit voorbeeld duurde de myoclonus langer dan 1 s, waarbij meerdere clonus van de staart en de voorpoot optrad. (C) Representatief voorbeeld van een limbische aanval. Vóór Racine stadium 1 vertoonde de muis aanhoudende myoclonus van de ledematen, inclusief verlies van lichaamshouding. De sequentie toont alle vijf traditionele stadia van de conventionele Racine-toonladder. In dit geval zou de muis een score van 5 krijgen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

7. Gegevensanalyse en visualisatie

  1. Bereken de latentie van het eerste optreden van elk van de gedragscategorieën (bijv. Spasme, myoclonus, epilepsie, enz.) door de PTZ-injectietijd af te trekken van de geregistreerde tijd in het coderingsblad.
  2. Bereken de duur van elke myoclonus en epileptische aanval en tel ze vervolgens op om de totale duur voor elke categorie te verkrijgen.
  3. Bereken de frequentie van voorkomen voor elk gedrag door het totale aantal gebeurtenissen te delen door de opnameduur.
  4. Bereken het interval tussen gebeurtenissen voor elk gedrag door het tijdsverschil tussen opeenvolgende gebeurtenissen te vinden.
  5. Definieer episodes op basis van de temporele verdeling van ictaal gedrag in elke opnamesessie, indien van toepassing. Bereken de bovenstaande parameters voor elke aflevering.
    OPMERKING: Het einde van de aanvallen leidt tot een periode van postictale onderdrukking, die het einde van een episode voor dit protocol markeert. De terugkeer van ictaal gedrag markeert het begin van een nieuwe episode.
    OPMERKING: Als er geen aanvallen zijn, classificeert u de opnamesessie op basis van de temporele verdeling van spasmen en myoclonus.
  6. Test op normaliteit met behulp van de Shapiro-Wilk-test voor elke groep.
  7. Gebruik voor parametrische vergelijkingen tussen meerdere groepen de eenrichtingsvariantieanalyse (ANOVA). Gebruik voor gepaarde gegevens een gepaarde t-toets of ANOVA met herhaalde metingen, afhankelijk van de gegevensstructuur.
  8. Stel de statistische significantie in op een p-waarde van < 0,05. Rond bovendien p-waarden af op minder dan 0,0001 en rapporteer ze als <0,0001.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Om de coderingsstrategie en het vermogen om ictaal gedrag tijdens PTZ-geïnduceerde aanvallen te beschrijven te evalueren, werden eerst drie doses PTZ getest en werden hun effecten op C57BL/6-muizen waargenomen (respectievelijk 40, 60 en 80 mg/kg, N = 7, 5 en 5). Gedragsresultaten waargenomen bij drie doses PTZ onthulden duidelijke dosisafhankelijke verschillen na een enkele injectie. Dieren die werden behandeld met 40 mg/kg PTZ vertoonden spasmen, maar geen limbische aanvallen of myoclon...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Deze studie maakte gebruik van een categorisering van gedrag op basis van motorische expressies om een uitgebreider kader te bieden voor het analyseren van de dynamiek van aanvallen. Deze benadering maakt kwantificering mogelijk van belangrijke parameters, waaronder latentie, duur en frequentie van spasmen, myoclonen en limbische aanvallen. Resultaten van wekelijkse PTZ-injecties toonden aan dat herhaalde blootstelling de timing en frequentie van limbische aanvallen aanzienlijk verandert...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs verklaren geen belangenconflicten.

Dankbetuigingen

Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq, subsidienummers 308110/2020-0 en 316441/2023-6), Fundação de Amparo e Promoção da Ciência, Tecnologia e Inovação do Rio Grande de Norte (FAPERN, subsidienummer 042/2022) en Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES, subsidienummer #385/2019), en Propesq-UFRN (subsidienummer PVP18039-2020).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
0.9% natriumchloride-oplossingFresenius Kabi Brasil Ltda74MK3168Gesloten systeem voor intraveneus gebruik; injecteerbare oplossing, 250 mL.
Analytische schaalShimadzuATY224Maximale capaciteit: 220 g, Minimale capaciteit: 10 mg, Leesbaarheid: 0.1 mg. Serienummer: 1311070096
CameraJortanJortan-8816AHDIR CCD-camera, NTSC-systeem, 2.0 MP resolutie, 3.6 mm lens, DC 12 V voeding.
Digitaal Lux MeterMinipaMLM-1011Meet lichtintensiteit in lux-eenheden.
Hypodermische naaldDescarpack353101Maat 26.5 G.
Muizen--Mannelijke C57BL/6 wild type muizen. Twee-drie maanden oud.
PentyleentetrazolSigma-Aldrich (Merck)P6500-25GPoeder, CNS-stimulant. Aangeschaft: 25 g. Opslag: -25 °C.
Software: MouseLabTracker Giuliano Vilela-Open-source software, referentie papier: DOI: 10.1016/j.jneumeth.2006.04.005.
Site: https://neuro.ufrn.br/softwares/mouselabtracker
Software: Solomon CoderAndrás Péter-Open-source software, v.19.08.02.
Site:  https://solomon.andraspeter.com/
Thermo-hygrometerHikariHK-T240Meet temperatuur en vochtigheid.

Referenties

  1. Rogawski, M. A., Löscher, W. The neurobiology of antiepileptic drugs. Nat Rev Neurosci. 5 (7), 553-564 (2004).
  2. Löscher, W. Critical review of current animal models of seizures and epilepsy used in the discovery and development of new antiepileptic drugs. Seizure. 20 (5), 359-368 (2011).
  3. Racine, R. J. Modification of seizure activity by electrical stimulation: II. Motor seizure. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 32 (3), 281-294 (1972).
  4. Delgado, J. M. R., Sevillano, M. Evolution of repeated hippocampal seizures in the cat. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 13 (5), 722-733 (1961).
  5. Lothman, E. W., Collins, R. C. Kainic acid induced limbic seizures: metabolic, behavioral, electroencephalographic and neuropathological correlates. Brain Res. 218 (1-2), 299-318 (1981).
  6. Lévesque, M., Avoli, M. The kainic acid model of temporal lobe epilepsy. Neurosci Biobehav Rev. 37 (10 Pt 2), 2887-2899 (2013).
  7. Castro, O. W., et al. Comparative neuroanatomical and temporal characterization of FluoroJade-positive neurodegeneration after status epilepticus induced by systemic and intrahippocampal pilocarpine in Wistar rats. Brain Res. 1374, 43-55 (2011).
  8. Turski, W. A., et al. Limbic seizures produced by pilocarpine in rats: behavioural, electroencephalographic and neuropathological study. Behav Brain Res. 9 (3), 315-335 (1983).
  9. Leite, J. P., Garcia-Cairasco, N., Cavalheiro, E. A. New insights from the use of pilocarpine and kainate models. Epilepsy Res. 50 (1-2), 93-103 (2002).
  10. Garcia-Cairasco, N., et al. New insights into behavioral evaluation of audiogenic seizures. A comparison of two ethological methods. Behav Brain Res. 48 (1), 49-56 (1992).
  11. Garcia-Cairasco, N., Rossetti, F., Oliveira, J. A. C., Furtado, M. deA. Neuroethological study of status epilepticus induced by systemic pilocarpine in Wistar audiogenic rats (WAR strain). Epilepsy Behav. 5 (4), 455-463 (2004).
  12. Gschwind, T., et al. Hidden behavioral fingerprints in epilepsy. Neuron. 111 (9), 1440-1452.e5 (2023).
  13. Macdonald, R. L., Barker, J. L. Specific antagonism of GABA-mediated postsynaptic inhibition in cultured mammalian spinal cord neurons: a common mode of convulsant action. Neurology. 28 (4), 325-330 (1978).
  14. Dhir, A. Pentylenetetrazol (PTZ) kindling model of epilepsy. Curr Protoc Neurosci. 58 (1), 9.37.1-9.37.12 (2012).
  15. Samokhina, E., Samokhin, A. Neuropathological profile of the pentylenetetrazol (PTZ) kindling model. Int J Neurosci. 128 (11), 1086-1096 (2018).
  16. Shimada, T., Yamagata, K. Pentylenetetrazole-induced kindling mouse model. J Vis Exp. (136), e56573(2018).
  17. Lüttjohann, A., Fabene, P. F., Van Luijtelaar, G. A revised Racine's scale for PTZ-induced seizures in rats. Physiol Behav. 98 (5), 579-586 (2009).
  18. Van Erum, J., Van Dam, D., De Deyn, P. P. PTZ-induced seizures in mice require a revised Racine scale. Epilepsy Behav. 95, 51-55 (2019).
  19. Tort, A. B. L., et al. A simple webcam-based approach for the measurement of rodent locomotion and other behavioural parameters. J Neurosci Methods. 157 (1), 91-97 (2006).
  20. Gelinas, J. N., Khodagholy, D., Thesen, T., Devinsky, O., Buzsáki, G. Interictal epileptiform discharges induce hippocampal-cortical coupling in temporal lobe epilepsy. Nat Med. 22 (6), 641-648 (2016).
  21. Nizinska, K., et al. Behavioral characteristics as potential biomarkers of the development and phenotype of epilepsy in a rat model of temporal lobe epilepsy. Sci Rep. 11 (1), 8665(2021).
  22. Monteiro, ÁB., et al. Pentylenetetrazole: A review. Neurochem Int. 180, 105841(2024).
  23. Barker-Haliski, M., Steve White, H. Validated animal models for antiseizure drug (ASD) discovery: Advantages and potential pitfalls in ASD screening. Neuropharmacology. 167, 107750(2020).
  24. Santucci, V., et al. EEG effects of IV infusion of pentylenetetrazol in rats: A model for screening and classifying antiepileptic compounds. Psychopharmacology. 87 (3), 337-343 (1985).
  25. Swinyard, E. A., Brown, W. C., Goodman, L. S. Comparative assays of antiepileptic drugs in mice and rats. J Pharmacol Exp Ther. 106 (3), 319-330 (1952).
  26. Krall, R. L., Penry, J. K., White, B. G., Kupferberg, H. J., Swinyard, E. A. Antiepileptic drug development: II. Anticonvulsant drug screening. Epilepsia. 19 (4), 409-428 (1978).
  27. Kandratavicius, L., et al. Animal models of epilepsy: use and limitations. Neuropsychiatr Dis Treat. 10, 1693-1705 (2014).
  28. McIntyre, D. C., Poulter, M. O., Gilby, K. Kindling: some old and some new. Epilepsy Res. 50 (1-2), 79-92 (2002).
  29. Yuskaitis, C. J., et al. Factors influencing the acute pentylenetetrazole-induced seizure paradigm and a literature review. Ann Clin Transl Neurol. 8 (7), 1388-1397 (2021).
  30. da Silva, L. F., Pereira, P., Elisabetsky, E. A Neuropharmacological analysis of PTZ-induced kindling in mice. Gen Pharmacol. 31 (1), 47-50 (1998).
  31. Copping, N. A., Adhikari, A., Petkova, S. P., Silverman, J. L. Genetic backgrounds have unique seizure response profiles and behavioral outcomes following convulsant administration. Epilepsy Behav. 101, 106547(2019).
  32. Medina, A. E., Manhães, A. C., Schmidt, S. L. Sex differences in sensitivity to seizures elicited by pentylenetetrazol in mice. Pharmacol Biochem Behav. 68 (3), 591-596 (2001).
  33. Pollo, M. L. M., Gimenes, C., Covolan, L. Male rats are more vulnerable to pentylenetetrazole-kindling model but females have more spatial memory-related deficits. Epilepsy Behav. 129, 108632(2022).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Trefwoorden

Pentylenetetrazol aanvallenlimbische aanvallenmyoclonische eventsspasmeanalysevideotrackingdiermodellen voor epilepsiekwantificering van aanvallenGABAerge antagonist
Gedragskarakterisering van door pentyleentetrazol geïnduceerde aanvallen: verder gaan dan de racineschaal
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleid

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.