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.
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.
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.
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.
The authors have nothing to disclose.
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
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
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 |