Summary
खुले मैदान गतिविधि के स्तर लोकोमोटिव और व्यवहार गतिविधि के स्तर का आकलन करने के लिए उपयोग किया जाता है. इस प्रोटोकॉल neuromuscular विकारों के लिए पूर्व नैदानिक परीक्षणों में उपयोग करने के लिए एक अच्छी तरह से डिजाइन, मानकीकृत प्रोटोकॉल प्रदान करता है.
Abstract
खुले मैदान गतिविधि की निगरानी प्रणाली व्यापक हरकत और चूहों के व्यवहार गतिविधि के स्तर का आकलन है. यह neuromuscular रोग और हरकत और / या मांसपेशी समारोह में सुधार हो सकता है कि चिकित्सकीय दवाओं की प्रभावकारिता के पशु मॉडल में लोकोमोटिव हानि का आकलन करने के लिए एक उपयोगी उपकरण है. खुले मैदान गतिविधि माप आमतौर पर पकड़ शक्ति माप द्वारा मूल्यांकन किया है जो मांसपेशियों की शक्ति, की तुलना में एक अलग उपाय प्रदान करता है. यह भी अतिरिक्त परिणाम उपाय के साथ प्रयोग किया, जब दवाओं के रूप में अच्छी तरह से शरीर के अन्य प्रणालियों को प्रभावित कर सकता है कि कैसे दिखा सकते हैं. इसके अलावा, इस तरह की यात्रा की कुल दूरी रूप उपायों 6 मिनट की पैदल दूरी पर परीक्षण, एक चिकित्सीय परीक्षण परिणाम उपाय दर्पण. हालांकि, खुले मैदान गतिविधि की निगरानी भी महत्वपूर्ण चुनौतियों के साथ जुड़ा हुआ है: खुले मैदान गतिविधि माप पशु तनाव, आयु, लिंग, और circadian ताल के अनुसार बदलती हैं. इसके अलावा, कमरे के तापमान, आर्द्रता, प्रकाश, शोर, और भी गंध मूल्यांकन के परिणामों को प्रभावित कर सकते हैं. कुल मिलाकर, इस मीटरanuscript neuromuscular बीमारियों के पशु मॉडल में preclinical परीक्षण के लिए एक अच्छी तरह से परीक्षण किया और मानकीकृत खुले मैदान गतिविधि शराबी प्रदान करता है. हम महत्वपूर्ण विचार, ठेठ परिणाम, डेटा विश्लेषण, और विस्तार की ताकत और खुला क्षेत्र परीक्षण की कमजोरियों की चर्चा प्रदान करते हैं. एक पूर्व नैदानिक परीक्षण में खुले मैदान गतिविधि का उपयोग करते समय इसके अलावा, हम इष्टतम अध्ययन डिजाइन के लिए सिफारिशें प्रदान करते हैं.
Introduction
पशु मॉडलों रोग तंत्र के बारे में सीखने के लिए उपयोगी किया गया है, लेकिन नैदानिक परीक्षणों में उपचार प्रभावकारिता की भविष्यवाणी में उनकी उपयोगिता अक्सर 1-3 चुनौती दी गई है. कई "होनहार" preclinical पढ़ाई हर साल प्रकाशित कर रहे हैं; चिकित्सीय परीक्षण के लिए ले जाया गया लेकिन, जब प्रस्तावित उपायों से बहुत कुछ सकारात्मक परिणाम दिखाते हैं. इन विसंगतियों अक्सर प्रकाशन पूर्वाग्रह, overoptimistic निष्कर्ष के लिए जिम्मेदार ठहराया है, और खराब डिजाइन और irreproducible परिणाम 1-3 के लिए नेतृत्व कि पूर्व नैदानिक अध्ययन क्रियान्वित कर रहे हैं.
Neuromuscular विकारों के लिए दवा के विकास में वर्तमान प्रगति के साथ, अच्छी तरह से डिजाइन preclinical परीक्षण के लिए एक बढ़ाने की जरूरत है. विशेष रूप से, मान्य, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य, और अनुवाद परिणाम उपायों के साथ, एक मानकीकृत और अंधा फैशन में किया जा सकता है कि कठोर तरीकों के लिए एक की जरूरत है. जन्मजात पेशी के एक सदस्य रोग कंसोर्टियम, साथ के रूप मेंअधिक कठोर preclinical अध्ययन का संचालन करने की इच्छा, हम यहाँ साझा हमारे मानक संचालन प्रक्रिया ओपन फील्ड गतिविधि के लिए (शराबी). इस शराबी पहले 4 मान्य है और Duchenne पेशी dystrophy (डीएमडी) पशु मॉडल 5 के लिए इलाज-एनएमडी की रियायतों का एक भाग के रूप में प्रकाशित किया गया था. हम 6,7 phenotype और Lama2 DY-2J / जम्मू (Dy2J) चूहों, जन्मजात पेशी dystrophy (सीएमडी) के लिए पशु मॉडल सहित, neuromuscular रोग के पशु मॉडल की एक किस्म में कई दवाओं की चिकित्सीय प्रभावकारिता परीक्षण करने के लिए इस पद्धति का इस्तेमाल किया है . बारी में, यह लेख हमारे पहले प्रकाशित इलाज-एनएमडी शराबी 5 से अनुकूलित है.
खुले मैदान गतिविधि की निगरानी प्रणाली व्यापक हरकत और लोकोमोटिव समारोह के साथ सहसंबद्ध किया जा सकता है, जो चूहों के व्यवहार गतिविधि का स्तर, का आकलन है. परीक्षण भी व्यापक रूप से की तरह चिंता और खोजपूर्ण व्यवहार 8-10 का आकलन करने के लिए प्रयोग किया जाता है. विशेष रूप से, खुले मैदान गधे के लिए एक उपयोगी उपकरण हैलोकोमोटिव neuromuscular रोग 11,12 के पशु मॉडल में परेशानी होती है और हरकत और / या मोटर समारोह 6,7,13,14 में सुधार हो सकता है कि चिकित्सकीय दवाओं की प्रभावकारिता essing. खुले मैदान गतिविधि आकलन सामान्यतः पकड़ शक्ति से मापा जाता है, जो मांसपेशियों की शक्ति, की तुलना में एक अलग उपाय प्रदान करता है, और यह दवाओं के रूप में अच्छी तरह से 5 (केंद्रीय तंत्रिका तंत्र यानी) शरीर के अन्य प्रणालियों को प्रभावित कर सकता है कि कैसे पता चलता है. इसके अलावा, खुले मैदान गतिविधि को मापने, कुल दूरी की यात्रा की, submaximal व्यायाम प्रदर्शन और जीवन 15,16 की गुणवत्ता पर केंद्रित है जो 6 मिनट की पैदल दूरी पर परीक्षण, एक चिकित्सीय परीक्षण के परिणाम उपाय, दर्पण. कुल मिलाकर यह खुले मैदान गतिविधि preclinical परीक्षण में उपयोग करने के लिए एक लाभकारी माध्यमिक या सहायक परिणाम उपाय परीक्षण करता है. हालांकि, खुले मैदान गतिविधि की निगरानी प्रणाली को भी इसके साथ जुड़े महत्वपूर्ण चुनौतियों का सामना किया. परीक्षण व्यवहार है और यह बाहरी के एक भीड़ से प्रभावित है के रूप में काफी चर हो सकता हैकारकों. उदाहरण के लिए, यह व्यवहार मोटर उत्पादन 10 के अलावा, खोजपूर्ण ड्राइव (यानी अनुभूति), चिंता, बीमारी, circadian ताल, पर्यावरणीय कारकों, आनुवंशिक पृष्ठभूमि से प्रभावित किया जा सकता है. नतीजतन यह एक नियंत्रित वातावरण के साथ एक मानकीकृत फैशन में इस उपाय का संचालन करने के लिए आवश्यक है. यहाँ प्रस्तुत प्रोटोकॉल में विस्तार से हमारे खुले मैदान गतिविधि घूस का वर्णन है. यह कदम दर कदम प्रक्रिया और पर्यावरण की स्थिति को नियंत्रित करने और अधिक विस्तार में परिवर्तनशीलता, ठेठ परिणाम, डेटा विश्लेषण, और मूल्यांकन की शक्तियों और कमजोरियों को कम करने में मदद करने के लिए महत्वपूर्ण कारणों में से आगे की चर्चा प्रदान करता है.
Protocol
नोट: खुले मैदान गतिविधि की निगरानी प्रणाली photocell emitters और रिसेप्टर्स के साथ Plexiglas कक्ष उतना ही कक्ष की परिधि के साथ स्थान दिया गया है एक खुले मैदान (चित्रा 1) का उपयोग करता है. ये photocell emitters और रिसेप्टर्स अदृश्य अवरक्त बीम का एक XY ग्रिड बनाने. एक पशु कक्ष में रखा जाता है, यह बीम टूट जाता है, जिससे बारे में चलता रहता है. कार्यक्षेत्र सेंसर भी रूप में अच्छी तरह से खड़ी गतिविधि का स्तर (यानी पालन व्यवहार) का आकलन करने के लिए मौजूद हैं. विश्लेषक बीम तोड़ जानकारी रिकॉर्ड करता है और तेजी से यह विश्लेषण करती है. कंप्यूटर सॉफ्टवेयर तो पूर्व निर्धारित समय अवधि में कई गतिविधि उपायों खरीदते हैं. इन उपायों में शामिल हैं: क्षैतिज गतिविधि (यूनिट), ऊर्ध्वाधर गतिविधि (यूनिट), कुल दूरी (सेमी) कूच, आंदोलन समय (एसईसी), और बाकी समय (एसईसी) 5.
नोट: सामान्य तौर पर परीक्षण के कमरे भी रोशनी के साथ, temperature- और आर्द्रता नियंत्रित किया जाना चाहिए. परीक्षण कक्षों में समान रूप से जिले होना चाहिएकमरे के बारे में tributed और प्रत्यक्ष प्रकाश, अंधेरे कोनों, या छायांकित क्षेत्रों में नहीं रखा जाना चाहिए. सभी साधन दशानुकूलन और परीक्षण (सुबह में, उदाहरण के लिए) और एक ही व्यक्ति द्वारा एक ही समय में प्रत्येक दिन में किया जाना चाहिए. इन व्यक्तियों पशु उपचार समूह के लिए अंधा, और जब संभव जीनोटाइप जाना चाहिए.
निम्नलिखित प्रोटोकॉल मार्गदर्शन और बच्चों के नेशनल मेडिकल सेंटर IACUC के अनुमोदन के तहत किया गया है.
1 साधन Acclimation
- Acclimate करने के लिए लगभग 10 मिनट के लिए उनके घर पिंजरों में परीक्षण के कमरे में चूहों रखें. दशानुकूलन अवधि के दौरान कमरे में छोड़ दें.
- परीक्षण के कमरे में वापस और गतिविधि कक्षों पर बारी. डेटा इस समय एकत्र नहीं किया जा रहा है, भले ही यह आगे के परीक्षण के वातावरण की नकल करेंगे.
- धीरे उनके घर पिंजरे से प्रत्येक माउस को हटाने और तुरंत परीक्षण कक्षों में उन्हें जगह है. गतिविधि हैंचैम्बर quadrants में चैम्बर (चित्रा 1) बांटता है कि एक केंद्र विभक्त होता है, प्रत्येक खाली वृत्त का चतुर्थ भाग में एक माउस जगह है.
- सभी जानवरों परीक्षण कक्षों में लोड कर रहे हैं एक बार, प्रत्येक परीक्षा कक्ष के शीर्ष पर ढक्कन रखें. इस दशानुकूलन समय के दौरान कमरे में छोड़ दें.
- 60 मिनट के बाद कमरे में वापस. प्रत्येक परीक्षा कक्ष से ढक्कन निकालें और धीरे से उसके या उसके संबंधित घर पिंजरे में प्रत्येक माउस वापसी.
- कीटाणुनाशक और कागज तौलिये के साथ प्रत्येक कक्ष साफ करें. कणों कक्ष में छोड़ दिया जाता है कोई गंदगी सुनिश्चित करें.
नोट: कई सत्रों हर दिन चलाए जा रहे हैं, तो अच्छी तरह से प्रत्येक सत्र के बीच में एक परीक्षण के चैम्बर साफ. - 4 दिनों के लिए लगातार कदम 1-6 दोहराएँ.
नोट: प्रदर्शन करना दशानुकूलन एक सप्ताह प्रारंभिक डेटा संग्रह से पहले. जानवरों के एक अध्ययन के दौरान कई बार जांच की जाती है, तो केवल पूर्व आदी होना बचने के लिए परीक्षण के पहले दौर के लिए दशानुकूलन प्रदर्शन करते हैं. इसके अलावा, बेतरतीब ढंग से एक नया करने के लिए जानवरों आवंटितप्रत्येक सत्र बॉक्स. अध्ययन की अवधि के दौरान बॉक्स कार्य ट्रैक.
2 डाटा संग्रह
- Acclimate करने के लिए 10-30 मिनट के लिए उनके घर पिंजरों में परीक्षण के कमरे में चूहों रखें. इस समय के दौरान कमरे में छोड़ दें.
- 10-30 मिनट के बाद, परीक्षण के कमरे में वापस. गतिविधि कक्षों को चालू करें और कक्षों से जुड़े कंप्यूटर पर साथ कंप्यूटर सॉफ्टवेयर खोलें. चैम्बर एक वृत्त का चतुर्थ भाग में विभक्त होता है, तो इस समय विभाजन डालें.
नोट: परीक्षण के चैम्बर एक वृत्त का चतुर्थ भाग में विभक्त होता है, दो पशुओं डेटा संग्रह के दौरान परीक्षा कक्ष में रखा जा सकता है. एक जानवर सामने छोड़ दिया वृत्त का चतुर्थ भाग और पीठ के सही चक्र में एक (चित्रा 1) में रखा जा सकता है.
नोट: डेटा संग्रह के दौरान या एक ही पंक्ति या स्तंभ में सभी चार quadrants में जानवरों जगह नहीं है. इन झुकाव में पशुओं को रखने होगा अवरक्त बीम का XY ग्रिड और पशु आंदोलन के साथ हस्तक्षेप करेगागलत मापा. - एक prebeam जांच करने के लिए कंप्यूटर सॉफ्टवेयर विन्यास करें. यह विन्यास एक परीक्षण कक्षों में प्रयोगात्मक सेटअप और पूर्व पशुओं की प्रविष्टि करने के लिए (नीचे देखें) के बाद एक पूर्व बीम जांच चलाने की अनुमति होगी.
नोट: prebeam चेक चलाया जाता है, कंप्यूटर सॉफ्टवेयर XY अवरक्त मुस्कराते हुए समारोह का आकलन. Photocell emitters और रिसेप्टर्स अवरुद्ध और उचित कक्ष के भीतर आंदोलन का पता लगाने में असमर्थ हैं, तो उदाहरण के लिए, यह तय कर सकते हैं. - (यानी 60 मिनट की कुल के लिए डेटा इकट्ठा) डेटा के छह से 10 मिनट ब्लॉकों इकट्ठा करने के लिए कंप्यूटर सॉफ्टवेयर में प्राथमिक डेटा संग्रह मानकों सेट, और उसके बाद उपयुक्त तिथि, फ़ाइल नाम, और माउस आईडी नंबर दर्ज करें.
- सभी मापदंडों सेट कर रहे हैं एक बार, prebeam जांच चलाने. एक कक्ष पारित नहीं होता है, तो यह कारण केंद्र वृत्त का चतुर्थ भाग में विभक्त या परीक्षण के चैम्बर के गरीब संरेखण के लिए सबसे अधिक संभावना है जाँच prebeam. यदि ऐसा होता है, केन्द्र Quadrant प्रखंड फिर से संगठित करनासेंसर नहीं रह अवरुद्ध कर रहे हैं और प्रणाली परीक्षण के चैम्बर के लिए तैयार है कि राज्यों तक der और परीक्षण के चैम्बर. इस समस्या को दूर नहीं करता है, साधन पुस्तिका का संदर्भ.
- सभी परीक्षा कक्षों तैयार हैं, धीरे उसके घर पिंजरे से माउस को हटाने और तुरंत परीक्षण के चैम्बर में उसे या उसके घर. माउस की आईडी नोट और यह कंप्यूटर में प्रवेश से मेल खाता सुनिश्चित करें.
- सभी जानवरों को उचित परीक्षण कक्षों में लोड कर रहे हैं एक बार, प्रत्येक कक्ष के शीर्ष पर ढक्कन रखें. फिर डेटा संग्रह शुरू करने के लिए कंप्यूटर सॉफ्टवेयर में उपयुक्त आदेश का चयन करें. इस समय, विश्लेषक और कंप्यूटर सॉफ्टवेयर डेटा संग्रह मापदंडों के अनुसार रिकॉर्डिंग गतिविधि का स्तर शुरू होगा.
- परीक्षण अवधि के शेष के लिए परीक्षण के कमरे में छोड़ दें.
- (यानी 60 मिनट बाद) परीक्षण अवधि के पूरा होने पर, तुरंत परीक्षण कमरे में वापस. डेटा सहेजें, और उसके बाद उनके सम्मान के लिए प्रत्येक पशु वापसीIve घर पिंजरे.
- एक निस्संक्रामक और कागज तौलिये के साथ सभी इकाइयों को साफ करें.
नोट: कई सत्रों हर दिन चलाए जा रहे हैं, तो अच्छी तरह से प्रत्येक सत्र के बीच में एक परीक्षण के चैम्बर साफ. - निर्यात एक स्प्रेडशीट के लिए डेटा और फिर सॉफ्टवेयर प्रोग्राम से बाहर निकलें.
- वे दर्ज किए गए सुनिश्चित करने के लिए डेटा की जाँच करें. डेटा दर्ज नहीं किया गया था, या जानवरों डेटा संग्रह समय अवधि के पूरी तरह भर सोया, तो डेटा संग्रह के लिए एक अतिरिक्त दिन प्रदर्शन करते हैं.
नोट: एक जानवर यह पूरे 60 मिनट के परीक्षण अवधि के दौरान कदम नहीं करता है तो "सो" माना जाता है. - चरण 4 दिनों के लिए लगातार 2.1-2.12 कदम.
नोट: जानवरों के एक अध्ययन की अवधि के दौरान कई बार बिंदुओं पर जांच की जाती है, तो आदी होना बचने के लिए महीने में एक बार से अधिक खुला क्षेत्र गतिविधि माप प्रदर्शन नहीं करते. इसके अलावा, बेतरतीब ढंग से एक नए बॉक्स के लिए प्रत्येक सत्र जानवरों आवंटित. अध्ययन की अवधि के दौरान बॉक्स कार्य ट्रैक.
3 डेटा विश्लेषण
- मतलब क्षैतिज गतिविधि (यूनिट), ऊर्ध्वाधर गतिविधि (यूनिट) की गणना, कुल दूरी, (सेमी) आंदोलन समय (एसईसी), और माउस और समूह प्रति बाकी समय (एसईसी) की यात्रा की. कंप्यूटर सॉफ्टवेयर की गणना करता है और डेटा संग्रह अवधि (यानी 60 मिनट) के लिए पर कुल क्षैतिज गतिविधि (यूनिट), ऊर्ध्वाधर गतिविधि (यूनिट), कुल दूरी की यात्रा (सेमी), आंदोलन समय (एसईसी), और बाकी समय (एसईसी) की रिपोर्ट प्रत्येक माउस. डेटा संग्रह के 4 दिनों से aforementioned मापदंडों में से प्रत्येक के लिए मतलब की गणना.
- किसी भी सांख्यिकीय विश्लेषण प्रदर्शन करने से पहले, शापिरो-WILK परीक्षण का उपयोग कर डेटा का सामान्य आकलन, और Grubb के परीक्षण का उपयोग outliers के लिए जाँच करें. कोई महत्वपूर्ण outliers (पी <0.05) निकालें.
- सामान्य रूप से वितरित डेटा के लिए, कई तुलना के लिए समायोजित पी मूल्यों निर्भर साथ एक स्वतंत्र नमूना टी परीक्षण या एक तरह से एक एनोवा और बाद हॉक परीक्षण का उपयोग समूहों के बीच साधन तुलनाउपचार समूहों की कुल संख्या पर आईएनजी.
- गैर सामान्य रूप से वितरित डेटा के लिए, Wilcoxon रैंक राशि परीक्षण, या उपचार समूहों की कुल संख्या के आधार पर कई तुलना के लिए समायोजित पी मूल्यों जिसके परिणामस्वरूप के साथ एक Kruskal वालिस परीक्षण और रैंक राशि परीक्षण का उपयोग समूहों के बीच मंझला मूल्यों की तुलना करें.
Representative Results
खुले मैदान गतिविधि डेटा का विश्लेषण करते हैं, हम आम तौर पर लोकोमोटिव समारोह को प्रतिबिंबित कि गतिविधि के स्तर का मूल्यांकन प्रदान कि कुछ चुनिंदा माप पर ध्यान केंद्रित. इन मानकों में शामिल हैं: क्षैतिज गतिविधि, ऊर्ध्वाधर गतिविधि, आंदोलन समय, बाकी समय, और कूच कुल दूरी. सामान्य तौर पर, कम मांसपेशी समारोह के साथ जानवरों कम सक्रिय होना और कम चल गतिविधि होगा. यह आम तौर पर क्षैतिज गतिविधि, ऊर्ध्वाधर गतिविधि, कुल दूरी की यात्रा की और आंदोलन के समय में कमी आई के साथ जुड़ा हुआ है, और बाकी समय 5,6,12,17 बढ़ जाती है. इसके विपरीत, अछूता मांसपेशी समारोह या मांसपेशी पैथोलॉजी बिगड़ती की प्रगति में कमी है कि चिकित्सा विज्ञान के साथ इलाज किया उन लोगों के साथ जानवरों उच्च गतिविधि के स्तर 6,7,14,17 प्रदर्शित होने की संभावना है.
Neuromuscular रोग के पशु मॉडल में इस प्रोटोकॉल का उपयोग कर प्राप्त ठेठ परिणामों का एक उदाहरण दिखाने के लिए, हम एक अनुदैर्ध्य अध्ययन डब्ल्यू से डेटा प्रदान कीई पहले Dy2J जन्मजात पेशी dystrophy (सीएमडी) पशु मॉडल 6 में आयोजित किया. संक्षेप में, Dy2J मॉडल hindlimb पक्षाघात, demyelination, और dystrophic कंकाल की मांसपेशी परिवर्तन में यह परिणाम है कि LAMA2 जीन का एक छोटा रूप है. गतिविधि के स्तर पर इस मांसपेशी विकृति का प्रभाव इन चूहों में मनाया जाता है. उदाहरण के लिए, अध्ययन में Dy2J चूहों कम क्षैतिज गतिविधि के स्तर का प्रदर्शन करने के लिए जाती थी, और कम दूरी अध्ययन की अवधि के दौरान उनकी उम्र और लिंग मिलान बीएल / 6 जंगली प्रकार नियंत्रण (चित्रा 2) की तुलना में, कूच; हालांकि, इन मतभेदों को हमेशा महत्वपूर्ण नहीं थे. महत्व की कमी के कारण BL6 डेटा में छोटा सा नमूना आकार, और उच्च intra- समूह भिन्नता की संभावना है. रूपांतर खुले मैदान गतिविधि डेटा की खासियत है; इन समूहों को एक दूसरे से सांख्यिकीय अलग हैं हालांकि, अगर विशेष कमी पर्याप्त बिजली में इन आंकड़ों का निर्धारण करने के लिए. आमतौर पर एक एन = 10-12 है पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिएtatistically महत्वपूर्ण मतभेद 5,17. SJL अध्ययन में किया गया था के रूप में एक बड़ा नमूना आकार, प्रयोग किया जाता है जब उदाहरण के लिए, समूहों के बीच महत्वपूर्ण अंतर देखा जा सकता है (आंकड़े 3 बी, 3 डी, और 3E में दूसरा BL6 बार देखें). Dy2J जानवरों को भी अपने hindlimb पक्षाघात नजर आता है जो खड़ी गतिविधि के स्तर का एक पूरा नुकसान दिखाया, और बदले में, पीछे करने में असमर्थता (चित्रा 2B) 6. अंत में, यह गतिविधि के स्तर में सेक्स मतभेद नोट करना महत्वपूर्ण है. उदाहरण के लिए, महिलाओं क्षैतिज गतिविधि, ऊर्ध्वाधर गतिविधि के उच्च स्तर को प्रदर्शित करने, पुरुषों की तुलना में अधिक सक्रिय हो जाती थी, और कुल दूरी (चित्रा 2) कूच; हालांकि इन मतभेदों सांख्यिकीय महत्वपूर्ण नहीं थे.
हम भी इस अधिनियम को प्रभावित करने वाले कई अतिरिक्त कारकों को उजागर करने के साथ ही साथ, neuromuscular बीमारियों के अन्य पशु मॉडल में आयोजित कई पिछले अध्ययनों से डेटा प्रदान की हैivity स्तर (चित्रा 3). उदाहरण के लिए, गतिविधि का स्तर आनुवंशिक पृष्ठभूमि 10 के हिसाब से बदलती. BL10 जंगली प्रकार चूहों अधिक से अधिक क्षैतिज गतिविधि, ऊर्ध्वाधर गतिविधि, और उम्र की तुलना में और लिंग BL6 जंगली प्रकार चूहों (चित्रा 3) मिलान कूच कुल दूरी दिखा रहे हैं. यह व्यर्थ डेटा प्रदान कर सकते हैं एक अध्ययन में गलत नियंत्रण उपभेदों के उपयोग के रूप में, नोट करने के लिए एक महत्वपूर्ण टिप्पणी है. दूसरा, गतिविधि का स्तर रोग मॉडल और फेनोटाइप (चित्रा 3) के हिसाब से बदलती. उदाहरण के लिए, SJL माउस, अंग करधनी के लिए पशु मॉडल पेशी dystrophy -2 बी (LGMD-2 बी), Dy2J माउस और MDX माउस, Duchenne के लिए पशु मॉडल द्वारा पीछा क्षैतिज गतिविधि और कूच कुल दूरी के निम्नतम स्तर को दिखाती है पेशी dystrophy (आंकड़े 3 ए, 3 सी). हालांकि, Dy2J चूहों, क्योंकि उनके hindlimb पक्षाघात की, खड़ी गतिविधि (3B चित्रा) के निम्नतम स्तर प्रदर्शित करते हैं. यह का उच्च स्तर भी ध्यान दें कि महत्वपूर्ण हैMDX फेनोटाइप में गतिविधि की संभावना सबसे अधिक BL10 पृष्ठभूमि तनाव की वृद्धि की गतिविधि के स्तर के लिए जिम्मेदार ठहराया है. अंत में, यह आंकड़ा परीक्षण के समय में पशु उम्र / रोग विकृति विज्ञान के महत्व पर प्रकाश डाला गया. उदाहरण के लिए, उम्र के 30 हफ्तों में, कोई मतभेद MDX चूहों और उनकी उम्र और लिंग मिलान BL10 जंगली प्रकार नियंत्रण (चित्रा 3) के बीच गतिविधि के स्तर में पता लगाया जा सकता है. हालांकि, उम्र के 6 सप्ताह में, MDX माउस मॉडल में शिखर परिगलित चरण के आसपास, MDX चूहों एक खड़ी गतिविधि में महत्वपूर्ण कमी, और क्षैतिज गतिविधि प्रदर्शित करते हैं. एक कमी भी कूच कुल दूरी में मनाया जाता है, लेकिन यह अंतर महत्वपूर्ण (चित्रा 3) नहीं है 4.
चित्रा 1 खुले मैदान गतिविधि apparatuses. दो खुले मैदान केंद्र क्वाड्रा साथ apparatusesNT डिवाइडर, और सबसे ऊपर है. हटाने योग्य केंद्र वृत्त का चतुर्थ भाग डिवाइडर मौजूद हैं, जानवरों केवल (4 2) प्रत्येक बॉक्स की मान्य रीडिंग प्राप्त करने के लिए परीक्षण के दौरान सामने बाईं (1, 3) और वापस सही कक्षों में रखा जाना चाहिए.
चित्रा 2 खुले मैदान गतिविधि डेटा. Dy2J के लिए विशिष्ट खुले मैदान गतिविधि डेटा (ग्रे लाइन, एन = 3) और उम्र और लिंग मिलान BL6 नियंत्रण तनाव (काला लाइन, एन = 3) चूहों में 14, 19, 23, 25, और उम्र के 30 सप्ताह (ए - एफ) ए) क्षैतिज गतिविधि (मनमाना इकाइयों) पुरुषों, बी) क्षैतिज गतिविधि (मनमाना इकाइयों) महिलाओं, सी) कार्यक्षेत्र गतिविधि (मनमाना इकाइयों) पुरुषों, डी) कार्यक्षेत्र गतिविधि (मनमाना इकाइयों) महिलाओं. ई) कुल दूरी traveनेतृत्व (सेमी) पुरुषों, ई) कुल दूरी (सेमी) महिलाओं यात्रा की. डाटा 4 लगातार दिन भर में एकत्र और माउस और समूह प्रति औसत थे. एक ही चूहों हर समय बिंदु पर परीक्षण किया गया. डेटा मतलब ± SEM का प्रतिनिधित्व करते हैं. डाटा पहले 6 प्रकाशित. Dy2J और BL6 चूहों प्रत्येक समय बिंदु पर एक स्वतंत्र नमूना टी परीक्षण के साथ तुलना की गई. एक पी मूल्य <0.05 महत्वपूर्ण माना जाता था. * पी <0.05, ** पी <0.01, *** पी <0.001.
चित्रा 3 खुले मैदान गतिविधि डेटा कई उपभेदों पुरुष BL10 से विशिष्ट व्यवहार गतिविधि डेटा (6 उम्र के सप्ताह, एन = 8, उम्र के 25-30 सप्ताह, एन = 10)., MDX (6 उम्र के सप्ताह, एन = 9; 25-30 साल की उम्र के सप्ताह, एन = 15) Dy2J चूहों के लिए, BL6 (नियंत्रण समूह, एन = 3; नियंत्रण SJL चूहों के लिए समूह, एन = 13), Dy2J (एन = 3), और SJL (n = 13) चूहों VA पर. ए) क्षैतिज गतिविधि (मनमाना इकाइयों) 6 में BL10 और MDX चूहों से डेटा और उम्र के 25-30 सप्ताह उम्र rying, बी) क्षैतिज गतिविधि (मनमाना इकाइयों) के 25-30 सप्ताह में BL6, Dy2J, और SJL चूहों से डेटा उम्र, सी) कार्यक्षेत्र गतिविधि (मनमाना इकाइयों) 6 में BL10 और MDX चूहों से डेटा और उम्र के 25-30 सप्ताह, डी) कार्यक्षेत्र गतिविधि (मनमाना इकाइयों) उम्र के 25-30 सप्ताह में BL6, Dy2J, और SJL चूहों से डेटा , ई) कुल दूरी की यात्रा (सेमी) कुल दूरी कूच BL10 और 6 पर MDX चूहों और उम्र के 25-30 सप्ताह, और एफ) से डेटा (सेमी) उम्र के 25-30 सप्ताह में BL6, Dy2J, और SJL चूहों से डेटा . Dy2J, BL6 पृष्ठभूमि पर laminin α2 जीन उत्परिवर्तन के साथ सीएमडी के लिए पशु मॉडल; SJL, अंग करधनी पेशी dystrophy -2 बी (LGMD-2 बी) के लिए पशु मॉडल; MDX, BL10 पृष्ठभूमि पर DMD के लिए पशु मॉडल. कोई dysferlin पर्याप्त SJL नियंत्रण नहीं है. डाटा ± SEM के साधन हैं. बी, सी, डी और डेटा पहले से publi होते6,17 बहाया. डाटा सामान्य रूप से वितरित नहीं किए गए; इसलिए, डेटा एक Wilcoxon रैंक रकम परीक्षण का उपयोग की तुलना में थे. पी <0.05 की एक पी मूल्य महत्वपूर्ण माना जाता था. निम्नलिखित तुलना प्रत्येक पैरामीटर के लिए बनाया गया: एक) उम्र के 6 सप्ताह में BL10 और MDX चूहों, पी <0.05; ख) उम्र के 25-30 सप्ताह में BL10 और MDX चूहों, महत्वपूर्ण नहीं है; ग) Dy2J और BL6 उम्र, पी <0.05 के 25-30 सप्ताह में नियंत्रण तनाव चूहों मिलान; घ) SJL और BL6 उम्र, पी <0.001 के 25-30 सप्ताह में नियंत्रण तनाव मिलान; उम्र के 25 सप्ताह में उम्र और BL6 (Dy2J चूहों के लिए नियंत्रण समूह) चूहों के 25-30 सप्ताह में ई) BL10 चूहों, पी <0.01; उम्र के 25-30 सप्ताह, पी <0.001 पर उम्र और BL6 SJL चूहों के लिए (नियंत्रण समूह) के 25-30 सप्ताह में एफ) BL10.
Discussion
खुले मैदान गतिविधि माप neuromuscular रोग 6,7,11-14 के पशु मॉडल में रोग प्रगति और दवा प्रभावकारिता का आकलन करने के लिए फायदेमंद हो सकता है कि एक Vivo परख है. चित्रा 2 में दिखाया गया है, यह आम तौर पर लोकोमोटिव समारोह को प्रतिबिंबित कि गतिविधि के स्तर का मूल्यांकन प्रदान करता है. यह यह एक preclinical दवा अध्ययन में प्रदर्शन करने के लिए एक आदर्श माध्यमिक या सहायक परिणाम उपाय कर रही मांसपेशियों की ताकत की तुलना में एक अलग उपाय है. इसके अलावा, यह एक अध्ययन की अवधि के दौरान कई बार प्रदर्शन किया जा सकता है जो एक नैदानिक प्रासंगिक 15, noninvasive उपाय है. हालांकि, व्यवहार और लोकोमोटिव गतिविधि भी खुले मैदान गतिविधि डेटा में परिवर्तन बनाने (यानी प्रयोगकर्ता हैंडलिंग, पर्यावरण की स्थिति, और अनुभूति) के रूप में अच्छी तरह से अतिरिक्त कारकों से प्रभावित होता है. इस पेपर का लक्ष्य भिन्नता को कम कर देता है और परिणामों सी होने की अनुमति देता है कि एक अच्छी तरह से परीक्षण किया और मानकीकृत प्रोटोकॉल प्रदान करने के लिए हैहमारे क्षेत्र में अनुवाद बढ़ाने की उम्मीद में, कई प्रयोगशालाओं भर ompared.
इस उपाय का एक बड़ा नुकसान यह अत्यधिक चर और कई बाहरी कारकों से प्रभावित होता है. प्रोटोकॉल के विकास हालांकि, जब हम ध्यान में इस ले लिया. हम डेटा संग्रह के 1-5 दिनों से अवधि में लेकर परीक्षण प्रोटोकॉल की एक किस्म का आकलन किया. अंत में, हम पूर्व डेटा संग्रह करने के लिए साधन दशानुकूलन प्रदर्शन परीक्षण के चैम्बर पर्यावरण के साथ जानवरों को परिचित और डेटा संग्रह का प्रदर्शन 4 दिनों काफी परिणाम डेटा 5 में भिन्नता की मात्रा कम करने के लिए निर्धारित किया है कि. इस प्रोटोकॉल मूल MDX माउस मॉडल में व्यवहार और लोकोमोटिव गतिविधि के स्तर का आकलन करने के लिए डिजाइन किया गया था; हालांकि, इस प्रोटोकॉल हाल ही में अच्छी तरह के रूप में 6 Dy2J पशु मॉडल में मान्य किया गया था. यह प्रोटोकॉल एक पूर्व नैदानिक परीक्षण में यह प्रयोग करने से पहले प्रत्येक पशु मॉडल के लिए अपनी प्रयोगशाला के भीतर मानकीकृत किया कि सुझाव दिया है.
खुले मैदान गतिविधि आनुवंशिक पृष्ठभूमि 17, सेक्स 18-20, 18 साल की उम्र, और circadian ताल 21 से भिन्न होता है. यह एक ही समय में मूल्यांकन किया जा करने के लिए एक ही उम्र, लिंग, और आनुवंशिक पृष्ठभूमि के जानवरों की आवश्यकता है. योजना बना चरणों के दौरान सावधान सोचा मूल्यांकन किया जाएगा खुला क्या उम्र या उम्र के क्षेत्र गतिविधि के स्तर पर निर्णय लेने में रखा जाना चाहिए. प्रत्येक पशु मॉडल गंभीरता में और उम्र 6,15 (चित्रा 2 और चित्रा 3) के हिसाब से बदलती है, जो अपनी अलग रोग प्रगति और लोकोमोटिव और व्यवहार phenotype है. इसलिए, यह खुले मैदान गतिविधि उपायों का आकलन करने के लिए नैदानिक और विकृतिविज्ञानी प्रासंगिक समय अंक निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है. सांख्यिकीय महत्वपूर्ण अंतर का पता लगाने के लिए प्रत्येक उपचार समूह में जरूरत जानवरों की कुल संख्या के रूप में अच्छी तरह से पशु मॉडल, उम्र, और सेक्स से भिन्न होता है. नतीजतन, प्रासंगिक नमूना आकार गणना भी determ करने के लिए योजना बना चरणों के दौरान प्रदर्शन किया जाना चाहिएप्रत्येक उपचार समूह में जरूरत जानवरों की कुल संख्या ine सांख्यिकीय महत्वपूर्ण अंतर का पता लगाने के लिए. इन गणनाओं को भी अध्ययन में इस्तेमाल किया विचार अतिरिक्त परिणाम उपाय (जैसे, पकड़ शक्ति माप या ऊतकीय विश्लेषण करती है) में रखना चाहिए. हमारी शक्ति गणना के आधार पर, हम आम तौर पर इलाज समूह प्रति 10-12 पशुओं का उपयोग करें. इसके अलावा, विशेष ध्यान अध्ययन में प्रयोग किया जाता है क्या नियंत्रण तनाव को भुगतान किया जाना चाहिए. पूर्व नैदानिक अध्ययन में प्रयोग की जाने वाली अनुचित नियंत्रण उपभेदों के लिए एक प्रवृत्ति है. उदाहरण के लिए, BL6 चूहों अक्सर MDX चूहों के लिए एक नियंत्रण तनाव के रूप में इस्तेमाल कर रहे हैं; हालांकि, MDX माउस एक BL10 पृष्ठभूमि पर है. चित्रा 3 में देखा, BL10 चूहों और अधिक सक्रिय यह असंभव MDX और BL6 डेटा की तुलना करने के लिए बनाते हैं जो BL6 चूहों की तुलना में कर रहे हैं. MDX चूहों के साथ preclinical अध्ययन का आयोजन करते हैं, BL10 चूहों पर नियंत्रण तनाव के रूप में इस्तेमाल किया जाना चाहिए. एक अध्ययन Dy2J चूहों के साथ आयोजित किया जा रहा है इसके अलावा, अगर, BL6 चूहों contr के रूप में इस्तेमाल किया जाना चाहिएराजभाषा तनाव.
लघु पर्यावरण परिवर्तन भी काफी गतिविधि के स्तर को प्रभावित कर सकते हैं. ये प्रकाश, तापमान, आर्द्रता, गंध, शोर, और मानव गतिविधि 4,15 शामिल हैं. इसलिए, यह परीक्षण एक ही समय में प्रत्येक दिन 5 पर गैर प्रत्यक्ष प्रकाश व्यवस्था के साथ एक temperature- और आर्द्रता नियंत्रित कमरे में प्रदर्शन किया है कि बहुत महत्वपूर्ण है. परीक्षा कक्षों में समान रूप से कमरा भर में स्थान दिया गया है और प्रत्यक्ष प्रकाश व्यवस्था के तहत या छाया या अंधेरे कोनों 5 में नहीं रखा जाना चाहिए. पशु बेतरतीब ढंग से कमरा भर में पर्यावरण की स्थिति बदलती के प्रभाव को कम करने के लिए प्रत्येक दिन अपने परीक्षण कक्षों को सौंपा जाना चाहिए, और वे पहले डेटा संग्रह करने के लिए 10-30 मिनट के लिए परीक्षण के कमरे के लिए acclimate करने की अनुमति दी जानी चाहिए. बॉक्स / पर्यावरण के किसी भी प्रभाव समान रूप से विभिन्न उपचार समूहों के बीच वितरित किया जाता है कि यह सुनिश्चित करने के लिए अध्ययन की अवधि के दौरान प्रत्येक जानवर के बॉक्स असाइनमेंट को ट्रैक करने के लिए सुनिश्चित करें. एनिमा लोड हो रहा व्यक्तियोंपरीक्षा कक्षों और अध्ययन की अवधि के दौरान पशुओं को संभालने में रास उपचार समूह के लिए अंधा, और पशु तनाव जब संभव हो जाना चाहिए. कई मामलों में प्रभावित जीनोटाइप संबंधित नियंत्रण से स्पष्ट रूप से अलग कर रहे हैं और चकाचौंध संभव नहीं है. हालांकि, व्यक्तियों हमेशा और इलाज समूहों के बीच अंधा किया जाना चाहिए. इसके अलावा, सभी व्यक्तियों कमरे के भीतर शोर और distractions को कम करने के लिए डेटा संग्रह के दौरान कमरे में छोड़ देना चाहिए, और सभी कक्षों को अच्छी तरह से डेटा संग्रह के प्रत्येक सत्र के बाद साफ किया जाना चाहिए. इन कार्यों में काफी डेटा में भिन्नता को कम करेगा. यह जानवरों के भी अनुकूलन 15 को अत्यधिक अतिसंवेदनशील हैं कि नोट करना महत्वपूर्ण है. इसलिए, यह जानवरों के महीने में एक बार से अधिक नहीं मूल्यांकन किया जा सीधे डेटा संग्रह के 60 मिनट प्रत्येक दिन और है कि खुले मैदान गतिविधि का स्तर निम्न परीक्षण के चैम्बर से निकाल दिया कि सुझाव दिया है.
कुल दूरी की यात्रा की और कुल कदमजाहिर समय माप सबसे संवेदनशील खुले मैदान गतिविधि माप 5 हो जाते हैं. Dy2J मॉडल में, खड़ी गतिविधि माप सबसे संवेदनशील खुले मैदान गतिविधि को मापने (चित्रा 3) हो जाता है; हालांकि, यह छोटे जानवरों में सटीक ऊर्ध्वाधर गतिविधि माप कब्जा करने के लिए मुश्किल हो सकता है. उदाहरण के लिए, यह एक छोटे पशु पालन व्यवहार प्रदर्शन करेंगे और सेंसर की वजह से खड़ी सेंसर की ऊंचाई तक यह कब्जा नहीं होगा कि संभव है. नतीजतन, हम कोई पहले की उम्र के 5 हफ्तों से परीक्षण जानवरों की सलाह देते हैं. यह एक जानवर एक डेटा संग्रह सत्र की अवधि के दौरान सो जाएगा कि यह भी संभव है. यदि यह मामला है, यह डेटा संग्रह के लिए एक अतिरिक्त दिन जोड़ने के लिए उपयुक्त है. अंत में, बॉक्स के भीतर वृत्त का चतुर्थ भाग में विभक्त या सेंसर की रुकावट के गरीब संरेखण के रूप में अच्छी तरह से गलत डेटा में परिणाम कर सकते हैं. इसलिए, यह के अंत के बाद सभी डेटा से पहले परीक्षण करने के लिए, एक सेंसर precheck प्रदर्शन, और समीक्षा करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैप्रत्येक डेटा संग्रह सत्र.
खुले मैदान गतिविधि डेटा का विश्लेषण करते समय सावधानी भी लिया जाना चाहिए. खुले मैदान गतिविधि डेटा गैर सामान्य रूप से वितरित हो और outliers 4 है की प्रवृत्ति है. किसी भी सांख्यिकीय विश्लेषण प्रदर्शन करने से पहले, हमारे biostatisticians अत्यधिक सामान्य और outliers के लिए डेटा की जाँच की सिफारिश. डेटा गैर सामान्य रूप से वितरित कर रहे हैं, एक साधन की तुलना करते समय एक nonparametric परीक्षण के उपयोग पर विचार करना चाहिए. इसके अलावा, सभी डेटा उपचार समूह हैं क्या अंधे एक व्यक्ति द्वारा विश्लेषण किया जाना चाहिए.
कुल मिलाकर, खुले मैदान गतिविधि को मापने के प्रमुख फायदे हैं: एक) यह दृढ़ता से है, लेकिन हमेशा लोकोमोटिव समारोह के साथ सहसंबद्ध नहीं जो दोनों हरकत और व्यवहार गतिविधि का एक व्यापक आकलन है; ख) यह प्रदर्शन करने के लिए एक आसान उपाय है; ग) यह परीक्षण के दौरान कोई जानवर निपटने की आवश्यकता है; घ) यह एक स्टू की अवधि में एक बार से अधिक किया जा सकता है कि एक noninvasive उपाय हैवि; ई) कोई विशेष प्रशिक्षण परीक्षण करने की जरूरत है; च) कई जानवरों एक समय में परीक्षण किया जा सकता है; और छ) यह एक चिकित्सकीय प्रासंगिक परिणाम उपाय 5,16 है. चिकित्सा परीक्षण हालांकि, जब अन्य कारकों एक जानवर के व्यवहार को प्रभावित है, और बदले में खुले मैदान गतिविधि माप सकते हैं कि मन में रखो. ड्रग्स सीएनएस और या शरीर के अन्य व्यापक प्रभाव हो सकता है, और व्यवहार भी एक तनावपूर्ण वातावरण से प्रभावित किया जा सकता है. नतीजतन, यह लोकोमोटिव या व्यवहार गतिविधि के स्तर में परिवर्तन मांसपेशी समारोह में परिवर्तन, मांसपेशियों की शक्ति से संबंधित है, या दवा से साइड इफेक्ट का परिणाम होते हैं, तो भेद करना मुश्किल हो सकता है. इसलिए, अतिरिक्त, कार्यात्मक ऊतकीय और या आणविक assays के रूप में अच्छी तरह से आयोजित किया जाना चाहिए. इस मानकीकृत प्रोटोकॉल भी सफलतापूर्वक अन्य मांसपेशियों की बीमारियों 4,17 में उपयोग किया गया है; चित्रा 3 में देखा लेकिन, जैसा कि पायलट पढ़ाई जानवर में माप की संवेदनशीलता का आकलन करने के लिए शुरू में प्रदर्शन किया जाना चाहिएमॉडल.
Disclosures
लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.
Acknowledgments
इस प्रकाशन इलाज के सीएमडी, फ्रेंच पहलवान Distrophy एसोसिएशन (AFM), पेशी Dystrophy एसोसिएशन, स्वास्थ्य (1K26RR032082, 1P50AR060836-01, 1U54HD071601, 2R24HD050846-06) के राष्ट्रीय संस्थानों, रक्षा विभाग से एक शोधों अनुदान (के माध्यम से वित्त पोषित है W81XWH-11-1-0330, W81XWH-11-1-0782, W81XWH-10-1-0659, W81XWH-11-1-0809, W81XWH-09-1-0599) और पिता परियोजना पेशी Distrophy से एक पायलट अनुदान ( PPMD).
इस पत्र में जन्मजात पेशी रोग क्षेत्र में नियमित रूप से इस्तेमाल के तरीके के लिए रियायतों की एक श्रृंखला में कई में से एक है. यह प्रयासों वाशिंगटन, डीसी में अप्रैल 2013 में आयोजित हाल जन्मजात स्नायु रोग कंसोर्टियम कार्यशाला में जन्मजात पेशी रोग के क्षेत्र में 20 से अधिक विशेषज्ञों ने चर्चा की और स्थापित दर्शाता
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment | |||
| VersaMax Open Field Activity Monitoring system with acrylic test chambers, and X, Y, Z axis sensors | AccuScan Instruments, Inc. Columbus Ohio, USA | Retired | |
| Fusion Open Field Activity Monitoring system with acrylic test chambers, and X, Y, Z axis sensors | Omnitech Electronics, Inc. Columbus Ohio, USA | Suggested system currently on the market | |
| Computer | Dell, Inc. | ||
| Materials | |||
| Virkon-S Broad spectrum disinfectant (potassium peroxymonosulfate/ sodium chloride) | Pharmacal Research Laboratories, Inc. | ||
| Mice | |||
| B6.WK-Lama2dy-2J/J (Dy2J) | Jackson Lab | 000524 | |
| C57BL/6J (BL6) | Jackson Lab | 000664 | |
| SJL/J (SJL) | Jackson Lab | 000686 | |
| C57BL/10ScSn-Dmdmdx/J (mdx) | Jackson Lab | 001801 | |
| C57BL/10ScSnJ (BL10) | Jackson Lab | 000476 | |
References
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