Prosty złożony system oceny fenotypu do oceny mysich modeli ataksji móżdżkowej
May 21st, 2010
Opisujemy protokół do szybkiej i czułej oceny nasilenia choroby w mysich modelach ataksji móżdżkowej. Środki obejmują zaciskanie kończyn tylnych, test półki, chód i kifozę. Protokół ten skutecznie rozróżnia osoby dotknięte chorobą i zdrowe oraz wykrywa postęp osób dotkniętych chorobą w czasie.
Opracowaliśmy złożony system punktacji fenotypu do oceny ciężkości i progresji choroby. W mysich modelach ataksji móżdżkowej wykonujemy cztery różne testy: test półki, test kończyny tylnej, zapinanie, chód i kifozę, używając skali od zera do trzech dla każdego testu, aby uzyskać łączny wynik od zera do 12. Dla wszystkich czterech miar przeprowadzono test półki skalnej w celu bezpośredniego zmierzenia koordynacji.
Zaciskanie kończyn tylnych jest markerem postępu choroby w wielu mysich modelach zwyrodnienia nerwowego. Chód jest miarą koordynacji i funkcji mięśni. Kifoza to skrzywienie kręgosłupa w odcinku szyjnym klatki piersiowej, powszechne w mysich modelach układu motorycznego i rdzeniowego neurodegeneracji móżdżku, którzy wykonują każdy test i zapisują wynik.
Średnia suma czterech wyników lub średni złożony wynik fenotypu jest obliczana dla każdej grupy myszy i wykreślana. Stosując ten protokół do różnych modeli myszy, ważne jest, aby najpierw przeanalizować wyniki poszczególnych testów, aby określić idealną kombinację czterech opisanych miar. Ten specyficzny protokół został zaprojektowany w celu rozróżnienia osób dotkniętych chorobą i zdrowych, przy jednoczesnym ilościowym określeniu progresji fenotypu choroby w mysich modelach ataksji rdzeniowej móżdżku.
Wpisz siedem. Cześć, nazywam się Stephanie Fur i pracuję w laboratorium dr Gwen Garden na Wydziale Neurologii Uniwersytetu Waszyngtońskiego. Dziś pokażemy Ci prostą i czułą metodę oceny ciężkości choroby w mysich modelach ataksji móżdżkowej.
Stosujemy tę procedurę w naszym laboratorium do ilościowego określenia różnic fenotypowych w mysich modelach ataksji rdzeniowo-móżdżkowej typu siódmego lub SCA siódmego oraz do śledzenia progresji fenotypu SCA siedem w czasie. Więc zacznijmy. Test półkowy jest bezpośrednią miarą koordynacji, która jest upośledzona w móżdżku, ataksji i wielu innych zaburzeniach neurodegeneracyjnych.
Mierzy to najbardziej bezpośrednio porównywalne z ludzkimi objawy ataksji móżdżkowej, aby zapobiec stronniczości. Osoba przeprowadzająca ocenę nie powinna posiadać wiedzy na temat genotypu zwierzęcia. Podczas ocen poszczególne miary są oceniane w skali od zera do trzech, gdzie zero oznacza brak fenotypu, a trzy oznacza jego najpoważniejszy przejaw.
Zacznij od podniesienia myszy z klatki i umieszczenia jej na półce klatki. Obserwuj mysz, gdy idzie wzdłuż półki klatki i opuszcza się do klatki. Mysz typu dzikiego będzie chodzić po półce, nie tracąc równowagi i z wdziękiem opuści się z powrotem do klatki za pomocą łap.
Temu zachowaniu przypisywany jest wynik równy zero. Jeśli mysz straci równowagę podczas chodzenia po półce, ale poza tym wydaje się skoordynowana, otrzymuje wynik jeden. Jeśli nie używa skutecznie tylnych nóg lub nie może z wdziękiem opuścić się do klatki.
Otrzymuje dwa punkty, jeśli spadnie z półki lub prawie spadnie podczas chodzenia lub próby obniżenia się lub trzęsie się i w ogóle nie chce się poruszać. Mimo zachęt otrzymuje ocenę trzy. Przeprowadź test półki trzy razy, aby zapewnić dokładny pomiar i zapisz wynik testu półki.
Zobaczmy teraz, jak zdobyć zaciskanie kończyn tylnych. Zaciskanie kończyn tylnych jest markerem postępu choroby w wielu mysich modelach neurodegeneracji, w tym w niektórych ataksjach móżdżkowych. Aby rozpocząć ocenę, chwyć ogon w pobliżu jego podstawy i podnieś jak najczystszy ze wszystkich otaczających obiektów.
Obserwuj pozycję kończyn tylnych przez około 10 sekund. Jeśli tylne kończyny są konsekwentnie rozstawione na zewnątrz z dala od brzucha, przypisuje się mu wynik zerowy. Jeśli jedna tylna kończyna jest cofnięta w kierunku brzucha przez ponad 50% czasu zawieszenia, otrzymuje wynik jeden.
Jeśli obie tylne kończyny są częściowo cofnięte w kierunku brzucha przez ponad 50% czasu zawieszenia, otrzymuje on wynik dwa. Jeśli tylne kończyny są całkowicie cofnięte i dotykają brzucha przez ponad 50% czasu zawieszenia, otrzymuje wynik trzy. Przeprowadź test trzy razy i zapisz wynik zaciśnięcia kończyn tylnych.
Zobaczmy teraz, jak ocenić chód. Test chodu jest miarą koordynacji i funkcji mięśni. Aby rozpocząć test, wyjmij mysz z klatki i umieść ją na płaskiej powierzchni z głową, głową skierowaną od badacza.
Obserwuj mysz od tyłu, gdy idzie. Jeśli mysz porusza się normalnie, z ciężarem ciała opartym na wszystkich kończynach, z brzuchem nie dotykającym ziemi, a obie tylne kończyny uczestniczą równomiernie, otrzymuje wynik zerowy. Jeśli wykazuje drżenie lub wydaje się, że utyka podczas chodzenia, lub jego stopy są lekko skierowane z dala od ciała, otrzymuje wynik jeden.
Jeśli wykazuje silne drżenie, silne utykanie, obniżoną miednicę lub stopy są bardziej odchylone od ciała podczas poruszania się, przypisuje się go. Dwa. Jeśli mysz ma trudności z poruszaniem się do przodu i ciągnie brzuchem po ziemi, otrzymuje trójkę. Obserwuj myszy GA trzy razy i zapisz wynik łyżwy.
A teraz zobaczmy. Test kifozy Kifoza to charakterystyczne grzbietowe skrzywienie kręgosłupa. Jest to częsty objaw choroby neurodegeneracyjnej obejmującej układy motoryczne, w tym ataksję rdzenia móżdżku w modelach mysich.
Jest to spowodowane utratą napięcia mięśniowego w mięśniach rdzenia kręgowego wtórną do neurodegeneracji. Aby rozpocząć, wyjmij mysz z klatki i umieść ją na płaskiej powierzchni. Obserwuj go, gdy idzie.
Jeśli mysz jest w stanie łatwo wyprostować kręgosłup podczas chodzenia i nie ma uporczywej kifozy, otrzymuje wynik zerowy. Jeśli mysz wykazuje łagodną kifozę, ale jest w stanie wyprostować kręgosłup, otrzymuje wynik jeden. Jeśli nie jest w stanie się wyprostować, całkowicie i utrzymuje uporczywą, ale łagodną kifozę, otrzymuje dwa punkty.
Jeśli mysz utrzymuje wyraźną kifozę podczas chodzenia lub siedzenia, przypisuje się jej wynik trzy. Obserwuj trzykrotnie wynik kifozy myszy. Umieść mysz z powrotem w klatce i zapisz jej wynik kifozy.
Oto reprezentatywny wykres złożonej oceny fenotypu transgenicznego spino, ataksji móżdżkowej typu siódmego, znanego jako Flocked SCA 7 92 Q. Wyniki czterech pomiarów zostały zsumowane dla każdej myszy, a średni złożony wynik obliczono dla obu genotypów w każdym wieku. Tutaj, f Fluxed, myszy SCA 7 92 Q wykazują progresywny fenotyp SCA seven, który znacznie różni się od nietransgenicznych kolegów z miotu. Co ważne, ten rosnący wynik fenotypu w czasie jest zgodny z postępującym charakterem choroby u człowieka.
Właśnie pokazaliśmy, jak wykorzystać złożony system oceny fenotypu do oceny ciężkości i postępu choroby w mysich modelach ataksji móżdżkowej. Wykonując tę procedurę, należy pamiętać, że otyłość jest czynnikiem zakłócającym we wszystkich czterech opisanych testach. Wyniki poszczególnych testów mogą być analizowane oddzielnie, aby najpierw określić ich idealną kombinację w złożonym systemie oceny fenotypu, najbardziej odpowiednim dla Twojego modelu mysiego.
Więc to wszystko. Dziękujemy za oglądanie i życzymy powodzenia w eksperymentach.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Ten artykuł przedstawia protokół ilościowego określania ciężkości choroby w mysich modelach ataksji móżdżkowej. Ocena obejmuje testy chwytania tylnych kończyn, wydajności na krawędzi, chodu oraz kifozy, skutecznie odróżniając osobniki dotknięte chorobą od nieskorowanych i śledząc postęp choroby.
Kluczowe elementy badania
Obszar nauki
- Neuronauka
- Ocena zachowań
- Mysie modele chorób
Tło
- Ataksja móżdżkowa charakteryzuje się problemami z koordynacją i równowagą.
- Mysie modele są powszechnie używane do badań nad chorobami neurodegeneracyjnymi.
- Systemy punktacji fenotypu pomagają w ocenie ciężkości choroby.
- Wiele testów zapewnia kompleksową ocenę funkcji ruchowych.
Cel badania
- Opracowanie wiarygodnego systemu punktacji do oceny ciężkości choroby.
- Śledzenie postępu objawów w mysich modelach.
- Rozróżnienie między osobnikami dotkniętymi a niedotkniętymi chorobą.
Stosowane metody
- Złożony system punktacji fenotypu z skalą od 0 do 3 dla każdego testu.
- Cztery testy: test na krawędzi, chwytanie tylnych kończyn, ocena chodu i pomiar kifozy.
- Każdy test przyczynia się do łącznej oceny w zakresie od 0 do 12.
- Bezpośrednie pomiary koordynacji i funkcji mięśni za pośrednictwem tych testów.
Główne wyniki
- Test na krawędzi skutecznie mierzy koordynację.
- Chwytanie tylnych kończyn wskazuje na postęp choroby.
- Analiza chodu odzwierciedla koordynację i funkcję mięśni.
- Kifoza obserwowana jest w modelach zwyrodnienia układu nerwowego.
Wnioski
- Protokół zapewnia wrażliwą miarę ciężkości choroby.
- Pozwalla na śledzenie postępu choroby w czasie.
- Ten system punktacji może zwiększyć zrozumienie ataksji móżdżkowej w badaniach.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
This protocol provides a quantitative, reproducible framework for evaluating neurodegenerative phenotypes in preclinical models, supporting target validation and mechanistic de-risking in cerebellar ataxia research. By enabling discrimination between affected and non-affected individuals and tracking temporal progression, it enhances predictive confidence in early discovery workflows. The composite scoring approach improves statistical power and translational continuity for portfolio triage and lead identification efforts.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses through quantifiable motor phenotype assessment.
- Operational Value: Supports biological de-risking by providing objective, blinded scoring of disease severity.
- Scientific Value: Facilitates pathway clarification by correlating composite scores with genetic or pharmacological interventions.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Delivers standardized, quantitative readouts (0-12 scale) for compound screening in ataxia models.
- Operational Value: Ensures assay reproducibility through triplicate testing and blinded evaluation per measure.
- Scientific Value: Enables reliable compound evaluation by discriminating phenotypic rescue from baseline variability.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Aligns with disease-relevant systems by modeling progressive cerebellar ataxia phenotypes.
- Operational Value: Supports translational biomarker alignment through longitudinal tracking of composite score changes.
- Scientific Value: Informs risk-adjusted advancement decisions by quantifying phenotype severity and progression rate.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into early discovery workflows to support hypothesis testing and biological de-risking before lead identification stages.
- Discovery Biology: Supports mechanistic de-risking by quantifying coordination, clasping, gait, and spinal curvature phenotypes.
- Screening: Provides assay-ready, standardized outputs with defined scoring thresholds for compound effect detection.
- Analytics: Generates composite and individual test scores enabling statistical comparison across treatment groups.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity through progressive phenotype modeling in SCA7 mice.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable phenotyping platform applicable across multiple cerebellar ataxia models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing phenotypic ambiguity in neurodegeneration models.
- Operational Value: Enhances standardization and reproducibility via blinded, triplicate scoring.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by enabling objective severity stratification.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization through quantifiable disease progression metrics.
Implementation Considerations
- Requires expertise in behavioral neuroscience and mouse handling for accurate phenotype scoring.
- Dependent on standardized testing environment and consistent observer training to minimize variability.
- Necessitates cross-team standardization of scoring criteria for multi-site reproducibility.
- Involves adaptation considerations when applying the composite score weighting to different ataxia models.
- Includes practical limitation of obesity as a confounding factor requiring phenotypic normalization.
