Eine einfache Composite-Phänotyp Scoring System für die Beurteilung von Mausmodellen zerebelläre Ataxie

Summary

Wir beschreiben ein Protokoll für die schnelle und sensitive Quantifizierung der Schwere der Erkrankung in Mausmodellen der Ataxie. Die Maßnahmen umfassen Hinterbein umklammert, ledge Test, Gang-und Kyphose. Dieses Protokoll effektiv unterscheidet zwischen betroffenen und nicht betroffenen Personen, und erkennt das Fortschreiten der Betroffenen im Laufe der Zeit.

Abstract

Wir beschreiben ein Protokoll für die schnelle und sensitive Quantifizierung der Schwere der Erkrankung in Mausmodellen der cerebella Ataxie. Es ist von zuvor veröffentlichten Phänotyp Einschätzungen in mehreren Krankheiten Modelle, darunter spinozerebelläre Ataxie, Huntington-Krankheit und Spinobulbäre Muskelatrophie abgeleitet. Die Maßnahmen umfassen Hinterbein umklammert, ledge Test, Gang-und Kyphose. Jede Maßnahme wird auf einer Skala von 0-3 erfasst, mit insgesamt von 0-12 für alle vier Maßnahmen. Die Ergebnisse effektiv zwischen betroffenen und nicht betroffenen Personen zu diskriminieren, während auch die Quantifizierung der zeitliche Verlauf von neurodegenerativen Erkrankungen Phänotypen. Die Maßnahmen können einzeln analysiert werden oder kombiniert in einem Verbund Phänotyp Punktzahl für größere statistische Aussagekraft. Die ideale Kombination aus den vier beschriebenen Maßnahmen wird auf die Unordnung in Frage abhängen. Wir präsentieren ein Beispiel für das Protokoll verwendet, um die Schwere der Erkrankung in einem transgenen Mausmodell der Spinozerebellären Ataxie Typ 7 (SCA7) zu beurteilen.

Albert R. La Spada und Gwenn A. Garden trugen zu diesem Manuskript gleichermaßen.

Protocol

Um zu verhindern, Bias, sollte der Experimentator die Durchführung der Prüfungen keine Kenntnis von dem Tier Genotyp. Einzelne Maßnahmen werden auf einer Skala von 0-3 bewertet, wobei 0 die Abwesenheit der relevanten Phänotyp und 3, die die schwerste Manifestation. Jeder Test wird mehrfach durchgeführt, um sicherzustellen, dass das Ergebnis reproduzierbar ist. Übergewicht erschwert die Interpretation aller beschriebenen Maßnahmen. Der Prüfer kann wollen Mäusen nach Phänotyp Scoring, die mögliche Rolle der Adipositas in den Ergebnissen beurteilen zu wiegen.

Ledge-Test

Die Sims-Test ist ein direktes Maß an Koordination, die in zerebelläre Ataxien und viele andere neurodegenerative Erkrankungen beeinträchtigt ist. Diese Maßnahme ist am ehesten vergleichbaren menschlichen Anzeichen von Ataxie.

1. Heben Sie die Maus aus dem Käfig und legen Sie sie auf dem Käfig des Sims. Mäuse in der Regel an der Kante gehen und versuchen, wieder hinunter in den Käfig.
2. Beachten Sie die Maus, wie sie entlang der Käfig ledge Spaziergänge und senkt sich in seinen Käfig. A-Wildtyp-Maus wird in der Regel an der Kante gehen, ohne das Gleichgewicht zu verlieren, und wird sich im unteren Rücken in den Käfig anmutig, mit seinen Pfoten. Dies ist ein Ergebnis von 0 zugeordnet. Wenn die Maus verliert den Halt bei einem Spaziergang entlang der Kante, aber ansonsten scheint koordiniert, erhält er eine Punktzahl von 1. Wenn es nicht effektiv zu nutzen ist die Hinterbeine, oder landet auf dem Kopf, anstatt ihre Pfoten beim Abstieg in den Käfig, erhält er eine Punktzahl von 2. Wenn sie abfällt dem Sims, oder fast so, beim Gehen oder versucht, sich senken, oder schüttelt und sich weigert, überhaupt zu bewegen trotz Ermutigung, erhält er einen Wert von 3. Einige Mäuse benötigen einen leichten Schubs sie zu ermutigen, an der Kante zu Fuß oder in den Käfig steigen.
3. Notieren Sie sich den Vorsprung Testergebnis.

Hinterlauf zuschnallend

Hinterlauf umklammert ist ein Marker der Progression der Erkrankung in einer Reihe von Mausmodellen der Neurodegeneration, einschließlich bestimmter zerebellären Ataxien [1].

1. Fassen Sie den Schwanz in der Nähe seiner Basis und heben Sie die Maus frei von allen umliegenden Objekte.
2. Beachten Sie die hinteren Gliedmaßen Position für 10 Sekunden. Wenn die Hinterbeine konsequent gespreizt nach außen, weg vom Bauch, es ist ein Wert von 0 zugewiesen. Wenn man Hinterlauf zum Bauch hin mehr als 50% der Zeit ausgesetzt eingefahren ist, erhält er eine Punktzahl von 1. Wenn beide Hinterbeine teilweise in Richtung des Bauches seit mehr als 50% der Zeit ausgesetzt eingefahren sind, erhält er eine Punktzahl von 2. Wenn seine Hinterbeine völlig zurückgezogen und berühren den Bauch mehr als 50% der Zeit ausgesetzt, erhält es einen Wert von 3.
3. Platzieren Sie die Maus zurück in seinen Käfig und notieren Sie die hinteren Gliedmaßen umklammert punkten.

Gang

Der Gang ist ein Maß für die Koordination und Muskelfunktion.

1. Entfernen Sie die Maus aus dem Käfig und legen Sie es auf eine ebene Fläche mit dem Kopf abgewandten der Ermittler.
2. Beachten Sie die Maus von hinten, wie es geht. Wenn die Maus bewegt in der Regel mit seinem Körpergewicht auf allen Gliedmaßen unterstützt wird, mit seinem Bauch nicht den Boden berühren, und mit beiden Hinterbeinen teilnehmenden gleichmäßig, erhält er eine Punktzahl von 0. Wenn es ein Beben zeigt oder scheint zu hinken beim Gehen, erhält er eine Punktzahl von 1. Wenn es eine schwere Erschütterung, starke Hinken, das Becken kommt, oder die Füße zeigen vom Körper weg bei der Fortbewegung ("Ente Füße"), erhält er eine Punktzahl von 2. Wenn die Maus hat Schwierigkeiten voran und zieht seinen Bauch über den Boden, erhält er einen Wert von 3.
3. Platzieren Sie die Maus zurück in seinen Käfig und notieren Sie seine Gangart des Gastes.

Kyphose

Kyphose ist eine charakteristische Rückenflosse Verkrümmung der Wirbelsäule, die eine gemeinsame Kundgebung von neurodegenerativen Erkrankungen im Mausmodell [2] ist. Es ist von einem Verlust des Muskeltonus im Bereich der Wirbelsäule Muskeln sekundär zu Neurodegeneration verursacht.

1. Entfernen Sie die Maus aus dem Käfig und setzen Sie ihn auf eine ebene Fläche.
2. Beobachten Sie, wie es geht. Wenn die Maus in der Lage, einfach gerade seine Wirbelsäule wie es geht und nicht persistent Kyphose, erhält er eine Punktzahl von 0. Wenn die Maus zeigt mild Kyphose aber in der Lage ist, seine Wirbelsäule strecken, erhält er eine Punktzahl von 1. Wenn es nicht in der Lage, seine Wirbelsäule ganz gerade ist und bleibt hartnäckig, aber mild Kyphose, erhält er eine Punktzahl von 2. Wenn die Maus hält ausgeprägte Kyphose, wie es geht oder wenn es sitzt, es ist eine Punktzahl von 3 zugeordnet.
3. Platzieren Sie die Maus zurück in seinen Käfig und notieren ihre Kyphose des Gastes.

Repräsentative Ergebnisse

Bei einer ausreichenden Anzahl von Tieren, ist dieses Verfahren zum Aufspüren von Phänotyp Unterschiede zwischen Stämmen und innerhalb des gleichen Stammes im Laufe der Zeit. Für die Datenanalyse, die Berechnung der Punktzahl für jede Maßnahme, indem sie dieMittelwert der drei Messungen in jedem einzelnen. Die Maßnahmen können separat analysiert oder kombiniert in einem Verbund Phänotyp Punktzahl für jeden einzelnen.

Diagramm der Daten und die entsprechenden statistischen Methoden an Bedeutung zu bestimmen. Abbildung 1 zeigt die Ergebnisse aus einem Verbundwerkstoff Phänotyp Beurteilung eines murinen transgenen SCA7 Modell. In diesem floxed-SCA7-92Q transgenen Modell ist das menschliche Ataxin-7-Gen mit 92 CAG-Wiederholungen von loxP-Stellen flankiert und drückte aus einer bakteriellen künstlichen Chromosom. Der Composite-Phänotyp Score beinhaltet die umklammert, ledge Gehen, Gehen und Kyphose Einschätzungen für eine maximal mögliche Punktzahl von 12 Jahren. Die progressive SCA7 Phänotyp in der floxed-SCA7-92Q transgenen Mäusen ist von einer zunehmenden Composite Phänotyp der Gäste, die im Einklang mit der progressiven Natur der menschlichen Erkrankung nachgewiesen ist.

. Abbildung 1 Floxed-SCA7-92Q Mäuse zeigen eine progressive SCA7 Phänotyp signifikant von nicht-transgenen Geschwistern ist ab 20 Wochen (2-Wege ANOVA: Bonferroni post-hoc; *** P <0,001). Die Mäuse wurden auf einer Skala 0-3 jeweils für Sims-Test beurteilt, umklammert, Gang und Kyphose. Durchschnittliche Composite Score für jeden Genotyp in jedem Alter berechnet. Bars repräsentieren SEM.

Discussion

Dieses Protokoll wurde entwickelt, um eine sensible und leicht durchführbar Auswertung der Schwere der Erkrankung in Mausmodellen der Ataxie werden. Einzelne Komponenten des Scoring-System wird mehr oder weniger effektiv in verschiedenen Mausmodellen der Neurodegeneration.

Elemente dieser Scoring-System wurden effektiv eingesetzt, um eine Vielzahl von Mausmodellen menschlicher neurodegenerativer Erkrankungen, einschließlich zerebellären Ataxien, Huntington-Krankheit und Spinobulbäre Muskelatrophie [1-3] zu beurteilen. Die ideale Kombination von Tests hängt von der Erkrankung in Frage abhängen. Dieses Protokoll wurde ursprünglich von den Autoren entwickelt, um transgene Mausmodelle spinozerebellären Ataxie Typ 7 (SCA7) zu bewerten.

In dem Modell der SAC7 eingesetzt, um die hier präsentierten Daten zu generieren, wurden die Tiere im Alter von 40-43 Wochen oder eher geopfert, wenn die Verhaltensauffälligkeiten fortgeschritten zu einem Stadium, dass ein Tier nicht mehr mobil genug, um unabhängig zu halten Ernährung oder Flüssigkeitszufuhr.