Summary
In deze studie tonen wij het gebruik van kinematische ganganalyse, gebaseerd op het ventrale vliegtuig imaging als u wilt controleren de subtiele veranderingen in motorische coördinatie alsmede de progressie van neurodegeneratie met het bevorderen van leeftijd in muismodellen (bijvoorbeeld endophilin mutant muis lijnen).
Abstract
Motor probleem tests worden vaak gebruikt om te bepalen van de functionele relevantie van een knaagdier model en als u wilt testen nieuw ontwikkelde behandelingen in deze dieren. Specifiek, kunt ganganalyse troonsbestijging ziekte relevante fenotypen die worden waargenomen bij menselijke patiënten, vooral in neurodegeneratieve ziekten die invloed hebben op de motoriek zoals de ziekte van Parkinson (PD), de ziekte van Alzheimer (AD), Amyotrofische laterale sclerose (ALS), en anderen. In vroege studies langs deze lijn, meting van gait parameters was moeizaam en afhankelijk van factoren die moeilijk te controleren waren (bijvoorbeeld rijsnelheid, continue werking). De ontwikkeling van ventrale vliegtuig beeldvormingssystemen (VPI) maakt het mogelijk uit te voeren ganganalyse op een grote schaal, waardoor deze methode een nuttig instrument voor de beoordeling van motor gedrag bij knaagdieren. Hier presenteren we een diepgaande protocol over het kinematische ganganalyse gebruik te onderzoeken van de progressie van de leeftijd afhankelijk van motorische tekorten in muismodellen van neurodegeneratie; muis lijnen met een verminderde mate van endophilin, waarin neurodegeneratieve schade geleidelijk met de leeftijd toeneemt, worden gebruikt als voorbeeld.
Introduction
Neurodegeneratieve ziekten voor patiënten, families en samenleving een belangrijke belasting vormen, en wordt nog zorgwekkender wanneer levensverwachting toeneemt, en de wereldbevolking blijft leeftijd. Een van de meest voorkomende symptomen van neurodegeneratieve ziekten zijn evenwicht en mobiliteit problemen. Dus, karakterisering van motor gedrag in veroudering zoogdieren (bijvoorbeeld knaagdier) modellen en/of modellen tonen neurodegeneratieve fenotypen, is een waardevol instrument om aan te tonen van de in vivo relevantie van de specifieke dierlijke model(len), of therapeutische behandelingen die gericht zijn op verbetering van de symptomen van de ziekte. Bijna elke aanpak bij de behandeling van neurodegeneratieve ziekten moeten uiteindelijk testen in een diermodel vóór aanvang van een klinische proef bij de mens. Daarom is het cruciaal om betrouwbare, reproduceerbare gedrag testen die kunnen worden gebruikt om consequent kwantificeren ziekte-relevante fenotypen langs leeftijd progressie, om ervoor te zorgen dat een kandidaat-drug, die potentieel in een in vitro model toonde, kan effectief verbeteren het fenotype in een levend dier.
Een aspect van motor gedrag beoordeling bij knaagdieren is kinematische ganganalyse, die kan worden uitgevoerd door VPI (ook genaamd ventrale vliegtuig videografie)1,2. Deze gevestigde methode speelt in op de ononderbroken registratie van de onderkant van de knaagdieren wandelen boven op een transparante en gemotoriseerde loopband riem1,2,3,4. Analyse van de video-feed van de gegevens maakt "digitale paw prints" van alle vier ledematen die dynamisch en betrouwbaar van het knaagdier wandelen patroon, zoals oorspronkelijk beschreven door Kale et al. recapituleren 2 en Amende et al. 3.
Het principe van imaging gebaseerde ganganalyse is voor het meten van het gebied van de poot in contact met de loopband gordel na verloop van tijd voor elke afzonderlijke poot. Elke houding wordt vertegenwoordigd door een toename van de poot gebied (in de remmen fase) en een afname van de poot gebied (in de fase van de voortstuwing). Dit wordt gevolgd door de fase van de swing waarin geen signaal wordt gevonden. Swing en houding samen vormen een stap. Naast gait dynamics parameters, kunnen houding parameters ook worden afgeleid uit de opgenomen video's. Voorbeeldige parameters en de definitie ervan zijn vermeld in tabel 1 en omvatten houding breedte (SW; de gecombineerde afstand van de voorgrond of achterste poten aan de snuit-staart-as), paslengte (SL; gemiddelde afstand tussen de twee stappen van de dezelfde paw) of paw plaatsing hoek (de hoek van de poot op de snuit-staart-as). De houding en gait populatiedynamische gegevens toestaan van conclusies op dierlijke balans (door houding parameters en hun variabiliteit over verschillende stappen) en coördinatie (door gait dynamics parameters). Andere parameters, zoals ataxie coëfficiënt (de SL variabiliteit berekend door [(max. SL−min. SL) / bedoel SL]), hind-limb gedeeld standpunt tijd (die beide hind ledematen in contact met de riem zijn), of paw slepen (totale oppervlakte van de poot op de riem van volledige houding naar paw lift-off) kan ook worden geëxtraheerd, en zijn gemeld te worden gewijzigd in verschillende neurodegeneratieve di Sease5,6,7,8 modellen (Zie tabel 1).
| Met de parameter | Eenheid | Definitie |
| Swing time | MS | duur van die de poot niet in contact met de gordel is |
| houding tijd | MS | duur van die de poot in contact met de gordel is |
| % rem | % van houding tijd | percentage van de tijd van de houding van de poten zijn in de rem-fase |
| % voortbewegen | % van houding tijd | percentage van tijd van de houding van de poten zijn in de fase van de voortstuwing |
| breedte van de houding | cm | gecombineerde afstand van de voorgrond of achterste poten aan de snuit-staart-as |
| paslengte | cm | gemiddelde afstand tussen de twee stappen van de zelfde poot |
| pastempo | passen/s | aantal volledige stappen per seconde |
| Paw plaatsing hoek | DEG | hoek van de poot ten opzichte van de as van de snuit-staart van het dier |
| ataxie coëfficiënt | a.u. | SL variabiliteit berekend door [(max SL-min SL)/gemiddelde SL] |
| % gedeelde standpunt | % van houding | Hind-limb gedeeld standpunt tijd; tijd dat beide hind ledematen in contact met de riem op hetzelfde moment zijn |
| Paw slepen | mm2 | totale oppervlakte van de poot op de riem van volledige houding naar lift-off paw |
| ledemaat laden | cm2 | MAX dA/dT; maximale snelheid van verandering van paw gebied in de fase van het breken |
| stap hoek variabiliteit | DEG | standaarddeviatie van de hoek tussen de hind paws als een functie van SL en SW |
Tabel 1. Definitie van belangrijke gait parameters die kunnen worden getest door ventrale vliegtuig imaging.
Beoordeling van de motor gedrag van knaagdier modellen van neurodegeneratieve ziekten kan lastig zijn afhankelijk van de ernst van het fenotype van een specifiek model op een bepaalde leeftijd. Verschillende ziekten, meest prominent PD, Toon sterke motor gedrag (motoriek) tekorten, zowel bij patiënten als in diermodellen. Een van de vier belangrijkste symptomen bij PD is bradykinesia, die vordert met veroudering en manifesteert in ernstige gait bijzondere waardeverminderingen reeds in de vroege stadia van PD9. Onderzoek naar de acute PD model, knaagdieren die zijn behandeld met 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin (MPTP), hebben al gebruik gemaakt van VPI gait analyse10,11,12. Echter, gezien de acute aard van dit model, deze studies niet ingegaan op de leeftijdsgebonden progressie van motorische tekorten. Verschillende recente studies hebben uitgevoerd ganganalyse in leeftijd muizen met neurodegeneratieve wijzigingen, bijvoorbeeld13,14,15, nadruk op het belang van inzicht in de progressie van de ziekte met het bevorderen van leeftijd .
Naast motorische tekorten, dierlijke modellen van neurodegeneratieve ziekten vaak moeite zich te concentreren op de taken van het onderzoek hebben en Toon van de prominente cognitieve beperkingen, met name met het bevorderen van de leeftijd. Dergelijke een fenotype kan invloed op het resultaat van motor gedrag tests. Namelijk, is één van de meest gebruikte tests te onderzoeken motor tekorten, de rotarod test16, afhankelijk van de cognitie, aandacht en stress17,18. Terwijl de bereidheid om te lopen op een gemotoriseerde loopband is ook afhankelijk van deze factoren, de opgenomen uitlezing wordt uitgevoerd, die een meer gestandaardiseerde functie is en veel minder beïnvloed door veranderde cognitie. Effecten van stress en aandacht kunnen worden zichtbaar in specifieke parameters, zoals de swing/houding tijd voor stress en SL voor aandacht19,20, maar niet in de algemene lopende vermogen.
De aanpak van de analyse van de kinematische gait verder biedt het voordeel van het hebben van opties om aan te passen de uitdaging voor knaagdieren modellen. De loopband met een instelbare hoek en snelheid kunt lopen snelheden van 0.1 - 99,9 cm/s, zodat knaagdieren met ernstige wandelen afboekingen kunnen nog wel draaien op een langzame snelheid (~ 10 cm/s). Niet-gehandicapte dieren kunnen worden gemeten op sneller uitgevoerd snelheden (30 - 40 cm/s). De waarneming van de geteste dieren zijn of of niet kundig voor stormloop bij een bepaalde snelheid levert een resultaat op zichzelf. Verder kan het knaagdier bovendien worden uitgedaagd om te draaien omhoog een helling of omlaag een daling, door het kantelen van de loopband een gewenste hoek met de hulp van een goniometer, of door het aanbrengen van een gewogen slee tot muis of rat hind ledematen.
Naast talrijke studies van één proteïnen toe die worden gemuteerd in patiënten, is er een recente bewustmaking van de verbanden tussen defecte endocytose proces en neurodegeneratie13,21,22, 23,24,25,26,27,28. Muis modellen met lagere niveaus van endophilin-A (voortaan endophilin), een belangrijke speler in de beide clathrin-gemedieerde endocytose13,21,29,30,31 , 32 , 33 , 45 en clathrin-onafhankelijke endocytose34, bleken neurodegeneratie en leeftijd-afhankelijke bijzondere waardeverminderingen in de motorische activiteit13,21weergeven. Drie genen coderen de familie van endophilin eiwitten: endophilin 1, endophilin 2, en 3 endophilin. Met name het fenotype als gevolg van de uitputting van de endophilin eiwitten varieert afhankelijk van het aantal endophilin genen13,21te missen. Terwijl de drievoudige knock-out (KO) van alle genen van de endophilin is slechts een paar uur na de geboorte, en muizen zonder beide endophilin 1 en 2, bloeien en sterven binnen 3 weken na de geboorte niet dodelijk, toont één KO voor elk van de drie endophilins geen voor de hand liggende fenotype voor getest voorwaarden21. Andere endophilin mutant genotypen Toon van verminderde levensduur en motor waardeverminderingen met toenemende leeftijd13te ontwikkelen. Bijvoorbeeld endophilin 1KO-2HT-3KO muizen display wandelen wijzigingen en motor coördinatieproblemen (zoals getest door kinematische ganganalyse en rotarod) al bij 3 maanden oud, terwijl hun nestgenoten, weergeven endophilin 1KO-2WT-3KO dieren, een aanzienlijke afname motorische coördinatie alleen op 15 maanden van leeftijd13. Als gevolg van de enorme verscheidenheid van fenotypen in deze modellen is het noodzakelijk om te identificeren en toe te passen van een test die een scala aan uitdagingen die overeenkomt met de motor van het dier en cognitie vaardigheden, evenals de leeftijd kan integreren. Hier, detail we de experimentele procedures die op het kinematische ganganalyse kapitaliseren te beoordelen van het ontstaan en de progressie van motor bijzondere waardeverminderingen in een muismodel waarin neurodegeneratieve veranderingen (dat wil zeggen, de endophilin-mutanten). Dit omvat gait parameters te meten op verschillende leeftijden en verschillende severities motoriek bijzondere waardeverminderingen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle dierproeven gemeld hier worden uitgevoerd volgens de Europese richtlijnen voor het welzijn van dieren (2010/63/EU), met goedkeuring door het Niedersächsisches Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (LAVES), registratienummer 14 / 1701.
1. studie ontwerp
- Als dierlijk gedrag werk zorgvuldige planning vereist, overwegen de volgende parameters tijdens het ontwerpen van het experiment.
- Het aantal dieren per groep nodig.
- Gebruik een statistische software (bijvoorbeeld PASS, EDA of GPower) voor het berekenen van de grootte van de gewenste groep.
Opmerking: De grootte van de groep is afhankelijk van de variatie tussen dieren en de ernst van het fenotype. Voor de kinematische ganganalyse is het aantal muizen meestal 10-20 per groep.
- Gebruik een statistische software (bijvoorbeeld PASS, EDA of GPower) voor het berekenen van de grootte van de gewenste groep.
- Geslacht van de proefdieren.
- Beschouw het effect van oestrogeen op het experiment, afhankelijk van de dierlijke stam.
Opmerking: Veel gedrag studies richten zich op mannen om te voorkomen dat de invloed van oestrogeenniveaus op het experiment. Deze invloeden zijn min of meer sterk afhankelijk van de soort dierlijke achtergrond. - Als beide geslachten zullen worden gebruikt, test voor seks invloed en evalueren van de twee geslachten onafhankelijk wanneer dat nodig is.
- Beschouw het effect van oestrogeen op het experiment, afhankelijk van de dierlijke stam.
- Leeftijd van de proefdieren.
- Het gebruik van volwassen dieren (2 maanden oud, of ouder) als alleen eenmalige punt nodig is.
- Selecteer verschillende tijdstippen wanneer verandering in gedrag van de motor met het bevorderen van de leeftijd moet worden bestudeerd. Het vroegst mogelijke tijdstip is 1 maand, na muizen worden gespeend van hun moeders. Test de dieren regelmatig, bijvoorbeeld om 1, 2 of 3 maanden.
- Het aantal dieren per groep nodig.
- Aanvragen vergunning bij de plaatselijke autoriteiten om dierlijk gedrag te testen.
- Maken plannen voor de aanschaf van de proefdieren.
- Maak een plan fokken of contacteer een dierlijke distributeur tijdig zodat genoeg proefdieren zijn beschikbaar op de dag wanneer de experimenten start.
- Toestaan dat de dieren gedurende één week koeien, als ze worden gehouden in een nieuwe ruimte/omgeving tijdens de experimenten.
2. video-opname
Opmerking: Om te illustreren het gebruik van kinematische ganganalyse, hier een verkrijgbare imaging systeem met haar begeleidende beeldvorming en analysesoftware (Zie de Tabel van materialen) worden gebruikt.
- Start de computer en de software van de imager.
- De gezondheidsstatus en het welzijn van elk dier bepalen door het observeren in haar kooi en wegen het op een evenwicht.
- Wanneer nodig, voorzichtig toepassing rode vinger verf op de poten van het dier met een borstel. Laat de verf drogen voor ~ 5 min in een vrije schone kooi.
Opmerking: Voorkomen van het dier buik schilderen zoals de verf wordt gebruikt om het contrast tussen lichaam en poten. Het is handig om te hebben zwarte vinger verf handig voor correcties. Deze stap is nodig voor dieren met bruin bont, of in geval de poten hebben is getatoeëerd voor identificatie. Als gekozen om te schilderen van de poten van een dier, moeten alle dieren in de dezelfde groep en de controlegroep ook worden geschilderd. - De snelheid van de loopband ingesteld op de hoogste juiste paneel van het apparaat; Als meer dan één rijsnelheid wordt vereffend, eerst met de traagste starten.
- Plaats het dier in de testkamer (Vermijd klemmen van de staart of poten bij het sluiten van de zaal). Bedek de zaal met een donker doek en toestaan van elk dier aan te passen voor 1-2 min.
- Het licht in de testkamer inschakelen door te draaien de loopband lichte draaischakelaar aan de "aan"-positie. Draai de draaiknop van de loopband te "doen" om te beginnen met de loopband, en klik vervolgens op "record" in de imager software.
Opmerking: Hoewel de loopband wordt uitgevoerd, is het belangrijk om de prestaties van dieren observeren zorgvuldig en voortdurend: de loopband onmiddellijk stoppen als het dier niet bij kan met de snelheid van de loopband houden of geeft secundaire symptomen niet-verband houden met motoriek (b.v., epileptische aanvallen). Testen voorwaarden moet mogelijk worden aangepast. - Wanneer het dier loopt stabiel (geen snelle ontsnapt aan de zijkanten, voorkant of achterkant), opnemen voor ten minste 5 s voordat de loopband wordt gestopt. Stop de opname door te klikken op "stop" op de imager software, en draai de loopband roterende schakelaar terug naar de "off" positie.
Opmerking: Voorkom unstable werking van dieren kunnen het nuttig te laten lopen voor enkele seconden, of te laten uitvoeren in de andere richting (door te draaien aan de draaiknop van de loopband te "reverse" in plaats van "vooruit"). - Klik op de "verwerking" knop in de software van de imager om een menu waarin de begin- en het eindpunt van de video sectie (om te worden gebruikt voor analyse) kunnen worden ingesteld te openen. Om dit te doen, gebruik de schuifbalk aan de onderkant van het scherm om door de video te navigeren.
- Het punt van de huidige tijd als de begin- of eindpunt, klik "uit frame #" en "," respectievelijk. Zorg ervoor dat de sectie bevat ten minste 7 stappen/paw (14 stappen in totaal) van het dier met een constante snelheid stabiel.
- Geef de identificatie van dieren, geboortedatum, gewicht en geslacht. Sla de gegevens op een gewenste locatie op de computer of server. Klik op "camera" terug te keren naar de interface van de opname.
- Als meerdere loopsnelheden worden geregistreerd moeten, herhaalt u stappen 2.6-2.10 met de gewenste loopsnelheden. Voordat u gaat de volgende video opnemen, zorgen ervoor dat de rode verf nog steeds aanwezig op de poot, anders Herhaal stap 2.3.
- Na de opname laat het dier aan haar kooi. Na het verwijderen van een dier, de loopband gordel grondig reinigen met zeepsop gevolgd door ontsmettingsmiddel ter voorbereiding op de volgende proefdieren.
3. video-verwerking
- Start de analysesoftware en klik op "Selecteer studie map" om de map met de opgenomen video's te selecteren.
- Selecteer een video, of verschillende video's die worden opeenvolgend verwerkt, en klik op "go".
- De functie "herschrijven" Selecteer het gebied waar de muis wordt uitgevoerd; Dit gedeelte dient alleen de muis en de witte achtergrond.
- Als de functie "omgekeerde" loopband eerder gebruikt werd, kies "Check als certificaathouder neus aan uw rechterhand is >>>" spiegel van de video, omdat de software is ontworpen om te analyseren alleen dieren uitgevoerd naar links. Klik op "accepteren" om verder te gaan.
- Gebruik de functie "vernieuwen" om te zien van het standaard-masker en paw print die de software detecteert.
Opmerking: De originele video wordt weergegeven aan de linkerkant en een zwart-wit beeld van de voorgestelde paw prints ligt aan de rechterkant. - Voer waarden in de vakken van het "lengte" en "breedte" wijzigen van het masker dat uitsluit van het rode gebied rond de snuit van het dier voor analyse; Als de kleur vergelijkbaar met de poten is, niet maskeren dat gebied kan leiden tot de software per ongeluk de indeling van het gebied van de snuit als een poot.
- Pas de schuifregelaars "filter ruis" en "filter bont en donkere vlekken" voor het optimaliseren van de zwart-wit paw afdruk. Stel de schuifregelaar "filter ruis" ~ 800-950 voor zwarte dieren en ~ 700-800 voor bruine of witte dieren, afhankelijk van de exacte vacht kleur van het dier. Selecteer "ok" als de instellingen bevredigend zijn.
Opmerking: De schuifregelaar "filter bont en donkere vlekken" hangt af van hoe "rode" de poot is. Voor de geschilderde poten, de waarde is meestal rond 100-120,- en voor niet geschilderde poten de beste waarde is rond 50-100. Deze instellingen zijn afhankelijk van de nuances van de kleur van de vacht en de poten, en moeten worden geoptimaliseerd voor elk dier. De zwarte en witte poot afdrukken moet duidelijk representaties van de poten met weinig achtergrondgeluid mogelijk. - Selecteer één of meerdere video's die voorbij de eerste aanpassing (met het label "@@" vóór de naam van de video) en selecteer de "go" functie om te beginnen met de analyse van deze video's.
Opmerking: De analyse duurt 2-5 min per video. Het is mogelijk om de analyse van verschillende video 's nachts omdat deze stap geen input van de experimentator vereist. - Kies een geanalyseerde video (met het label "@@@") en klik op "go". Merk op dat het gebied van de poot (in cm2) in contact met de gordel na verloop van tijd (gait dynamics) voor elke afzonderlijke poot kan nu worden gezien. Om te vergelijken de originele video en de berekende paw print voor een geselecteerd gebied, de functie "play video".
- De volgende (drie) hulpprogramma's gebruiken om kleine fouten gemaakt door de software te verbeteren.
- Gebruik de "juiste" optie om te verwijderen van een verkeerd signaal, bijvoorbeeld wanneer de software een signaal, registreert hoewel de overeenkomstige poot niet in contact met de gordel. Klik eenmaal om te zoomen in het betrokken gebied, en de linkerrand van het object te verwijderen met de tweede klik en de juiste grens met een derde klik op markeren.
- Gebruik de optie "connect" om het combineren van twee signalen, bijvoorbeeld wanneer geen signaal wordt vastgelegd voor een paar frames, hoewel de poot in contact met de gordel is. Klik eenmaal om het inzoomen op het desbetreffende gebied en dubbelklik op in het midden van de twee objecten te combineren.
- Gebruik de optie "verwijderen" tijd punten van de analyse om volledig te verwijderen. Gebruik deze optie alleen als de fout niet kan worden opgelost met de "juiste" of "verbinden" functie, bijvoorbeeld wanneer een signaal van de linker voorpoot poot per ongeluk voor de linker hind-limb paw opgenomen is. Klik eenmaal om te zoomen in het betrokken gebied, en de linkerrand van het gebied te verwijderen met de tweede klik en de juiste grens met een derde klik op markeren.
Opmerking: De instrumenten mag alleen worden gebruikt om kleine fouten; systematische fouten (bijvoorbeeld als het signaal van één poot uiterst zwak was) niet kan worden gecorrigeerd: de video moet worden uitgesloten van de analyse en de opname van het respectieve dier herhaald, indien mogelijk. Opmerking dat de optie "play video" niet langer beschikbaar na de "juiste is", "connect" of "verwijderen" optie is gebruikt, en te klikken op de knop "ongedaan maken" zal op beginstand zetten alle 3 bewerkingsgereedschappen.
- Selecteer "volgende ledematen" om door te gaan via de 4 ledematen; Wanneer "volgende ledemaat" wordt geklikt na de laatste poot, de software voltooit de analyse en toont de resultaten voor dit dier op 4 schermen.
4. de ganganalyse
- Wanneer alle video's van één experiment worden geanalyseerd, selecteert u alle video's en klik op 'opnieuw organiseren resultaten' voor het exporteren van de resultaten (een lijst met parameters in de spreadsheet-bestanden).
- Open het bestand met de laatste "reorganized_stride_info" en informatie die niet is opgenomen in dit werkblad toevoegen: informatie (b.v., genotype, behandeling), leeftijd en de metingen van dierlijke lengte en breedte die zijn opgeslagen in een andere groep spreadsheet-bestand met de laatste "SFI_TFI_PFI_reorganized_stride_info."
- Normaliseren van de parameters van de gang aan dierlijke breedte of lengte, waar nodig, bijvoorbeeld SL dierlijke lengte en SW aan dierlijke breedte.
- De resultaten sorteren op groep, leeftijd en rijsnelheid: zelfstandig analyseren van al deze voorwaarden.
Opmerking: Verschillende leeftijden of loopsnelheden kunnen niet worden gecombineerd binnen een dezelfde groep. - Bereken de (gemiddelde) waarden, de standaardafwijking en de standaardfout van het gemiddelde voor elke parameter voor alle proefomstandigheden.
- Statistische analyse volgens de proefopzet uitvoeren, bijvoorbeeld, het gebruik van een 2-tailed t-test vergelijken mutant/behandelde dier tot een wild-type (WT) / besturingselement of ANOVA om te vergelijken verschillende onafhankelijke groepen.
- Blik op alle gemeten parameters: het is handig om het plot van elke parameter om de resultaten beter te visualiseren. Als er statistische verschillen in een bepaalde parameter, controleren als andere afhankelijke parameters dienovereenkomstig veranderen.
Opmerking: bijvoorbeeld, als de SL is sterk gedaald in een bepaalde test-groep, dit zal ook leiden tot een hoger pastempo (omdat de rijsnelheid hetzelfde is) en kan resulteren in een verhoogde SW (teneinde de stabiliteit van de houding). - Selecteer parameters die het meest relevant zijn voor een model, en/of vergelijkbaar zijn met de opmerkingen in de ziekten bij de mens. Voor een presentatie, representatieve video's voor elke groep maken en hen aan te vullen door grafieken tonen de uitlezing voor de relevante parameters, aangezien subtiele gait veranderingen vaak niet duidelijk uit de video's zijn.
5. problemen oplossen
Opmerking: Sommige dieren, vooral Muismodellen met een angst fenotype, kunnen moeilijkheden hebben bij zelfs een eenvoudige taak als lopen op een loopband uit te voeren. De volgende zijn de stappen die kunnen worden genomen naar lagere niveaus van angst en lopen aanmoedigen.
- Gewenning en positieve handhaving.
- Ten minste 2-3 dagen vóór de eerste test, plaatst u de muisaanwijzer in de testkamer, bedek het met een donker doek en laat het licht uitgeschakeld. Laat de muis aan te passen aan de nieuwe omgeving voor ~ 5 min. toevoegen chow of chocolade/noten boter (bijvoorbeeld Nutella) aan de testkamer dus een positieve associatie kan worden gevormd.
- Negatieve handhaving door lucht soezen/achterzijde rand.
- Muizen hou niet lucht soezen of een beweging achter hen, en de verstoring zal weglopen. Gebruik milde lucht soezen of ritmische beweging van de flexibele balk die de achterste begrenzing van de testkamer, ter bevordering van de muis te lopen naar het voorste deel van de testkamer vormt om hardlopen te motiveren.
- Trage start.
- Bij het testen van snelle loopsnelheden, start de loopband met een lagere snelheid en dan langzaam verhogen de snelheid van de loopband naar de gewenste testen voorwaarde.
- Het minimaliseren van vrij verkeer.
- De test kamer lengte wordt beperkt door twee verstelbare bars in het voor- en achterkant. Als een proefdier gelijke tred met de rijsnelheid houdt, maar gestaag niet wordt uitgevoerd, beperken de lengte van de kamer om te resulteren in meer stabiele werking.
- Als de bovengenoemde metingen bestandstests niet slaagt, opnemen op de volgende dag uitgevoerd. Als het dier nog steeds weigert te lopen na proeven op slechts drie dagen, dit als de bevinding opnemen en uitsluiten dat het dier verder te worden getest.
Opmerking: De resultaten van de ganganalyse afhankelijk van goede kwaliteit video-opname. Er is geen reden om uit te sluiten van video's tijdens de analyse als de video's zijn zorgvuldig vastgelegd. Als de video kwaliteit onvoldoende is, zal het duidelijk geworden tijdens stap 3.6 wanneer de parameters voor de oprichting van de digitale paw afdruk worden gesteld. Als elke andere lichaamsdeel behalve de poten en de snuit rood verschijnt (bijvoorbeeld als gevolg van de ontbrekende vacht rond de geslachtsdelen of vinger verf sprinklings op de buik), de kwaliteit aanzienlijk daalt. De aanpassingen in stap 3.6 toestaan alleen kleine problemen te corrigeren, en als dit kan niet de video naar een acceptabel signaal/ruisverhouding brengen, de video moet worden uitgesloten van de analyse, en opname moet worden herhaald. Dus, is het aanbevolen om het analyseren van video's, kort na de opnames worden uitgevoerd.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Ter illustratie van het gebruik van kinematische ganganalyse, we hebben uitgevoerd ganganalyse op WT C57BL/6J muizen met het bevorderen van de leeftijd, evenals verschillende endophilin mutant lijnen, met behulp van commercieel verkrijgbare instrumentatie en software (gelieve te verwijzen naar de tabel van Materialen). Bij deze instelling een high-speed camera onder een transparante loopband registreert de werking van een muis (figuur 1A). De software herkent dan het contrast tussen de rood gekleurde poten en de witte of zwarte vacht. Aangezien onze proefdieren had donkere bruine vacht kleur, hebben we de poten van alle onderwerpen met rode vinger verf geschilderd. We hebben op verschillende loopsnelheden proefdieren getest: wandelen (10 cm/s), uitgevoerd (20 cm/s) en snel (30 cm/s). De contactpunten en de tijd die de poten waren op de loopband en in de lucht werden gemeten. Van deze informatie, de parameters die gait ritme (bijvoorbeeld swing/houding tijd, rem/voortstuwing) of houding (bijvoorbeeld poot hoek, SW recapituleren) werden berekend (figuur 1B).
We ganganalyse als onderdeel van een batterij van verschillende motor gedrag tests uitgevoerd. We beoordeeld grijpkracht (GS), achterste ledematen (HLC), omklemde gait en versnelde rotarod prestaties (arr.). Terwijl de motor gedrag is niet wordt beïnvloed door eerdere ervaringen en experimentele tests als, bijvoorbeeld, cognitie, het is nog steeds belangrijk dat elk dier ondergaan dezelfde accu van tests in dezelfde volgorde en op de dezelfde leeftijd. De volgorde moet van laag naar hoog moeilijkheid voor het dier om te minimaliseren van invloeden uit eerdere experimenten op de huidige test gaan.
We hebben geselecteerd endophilin mutanten voor deze studie sinds, afhankelijk van hoeveel van de drie endophilin allelen ontbreken, de resulterende fenotype varieert van geen fenotype in de enkele KOs tot een milde neurodegeneratieve fenotype in jonge endophilin 1KO-2HT-3KO muizen die vordert met veroudering. Om deze reden presenteren deze dierlijke lijnen een adequate model om te bestuderen van subtiele veranderingen die alleen als dieren leeftijd ontwikkelen. Gezien het feit dat de meeste endophilin mutanten een beperkte levensduur tonen, hebben wij onderzocht de motor gedrag van endophilin mutanten in de loop van achttien maanden (het punt 18 maanden tijd werd geselecteerd sinds zelfs de muizen in de endophilin 1KO-2HT-3KO lijn waarin de sterkste fenotype, hebben geen verlamming). De ganganalyse werd uitgevoerd in acht keer punten over een periode van 18 maanden (Figuur 1 c). Op 18 maanden oud, waren de dieren euthanized, en bewaard voor biochemische en/of histologische analyse.
Muis kolonie onderhoud:
Heterozygoot en homozygoot muizen voor de endophilin 1, 2 en 3 allelen werden oorspronkelijk gemeld in Milosevic et al. 21 C57BL/6J muizen werden gebruikt naast littermate muizen als besturingselementen in. Muizen werden gehuisvest in open kooien met ad libitum toegang tot voedsel en water in groepen met een maximum van 5 dieren, op een 12-h licht/donker cyclus. Alleen mannelijke muizen werden gebruikt in deze studie uit te sluiten van de effecten van de cyclus-afhankelijke variaties bij vrouwtjes.
Genotypering van Endophilin A1, A2 en A3 Muismodellen:
Genotypering van endophilin mutant muizen werd uitgevoerd door de polymerase-kettingreactie (PCR) versterking gebruikend genomic DNA geëxtraheerd uit staart of oor stoten. PCRs voor drie endophilin-A genen werden uitgevoerd met respectieve inleidingen: endophilin-A1: toekomen primer 5' CCACGAACGAACGACTCCCAC3' en omgekeerde inleidingen 5'-CGCACCTGCACGCGCCCTACC-3' voor WT, 5'-TCATAGCCGAATAGCCTCTCC-3' voor KO; endophilin-A2: toekomen inleidingen 5'-CTTCTTGCCTTGCTGCCTTCCTTA-3' voor WT; 5'-CCTAGGGGCTTGGGTTG-TGATGAGT-3' voor KO en omgekeerde inleidingen 5'-GCCCCACAACCTTCTCGCTGAC-3' voor WT, 5'-CGTATGCAGCCGCCGCATTGCATC-3' voor KO; endophilin-A3: toekomen primer 5'-CTCCCCATGGTGGAAAGGTCCATTC-3' en omgekeerde inleidingen 5'-TGTGACAGTGGTGACCACAG-3' voor WT, 5-'CAACGGACAGACGAGAG-ATTC-3' voor KO. De resulterende PCR producten op een 1% agarose gel, opbrengst onderscheidend band maten voor WT en KO allelen worden uitgevoerd: endophilin-A1 WT ~ 384 bps, KO ~ 950 bps; endophilin-A2 WT ~ 1280 bps, KO ~ 1000 bps; endophilin-A3 WT ~ 325 bps, KO ~ 465 bps. PCR producten met WT zowel KO bands geven een heterozygoot (HT) dier.
Resultaten:
Karakteriseren gait en houding in WT muizen met het bevorderen van de leeftijd, hebben we kinematische ganganalyse uitgevoerd in deze dieren (afbeelding 2; Film 1). Terwijl sommige parameters, bijvoorbeeld SW (gemiddelde afstand tussen voorgrond of hind ledematen genormaliseerd naar dierlijke breedte; Zie ook tabel 1), blijven ongewijzigd in WT dieren met leeftijd vordert, andere parameters veranderen geleidelijk (figuur 2A- C). bijvoorbeeld de dubbele steun van hind-limb (tijd ten opzichte van de duur van de houding die beide hind ledematen in contact met de grond op hetzelfde moment zijn) stijgt van 38% tot 55% van 1 maand tot 18 maanden (figuur 2B). Deze parameter wordt vaak geassocieerd met houding instabiliteit35. Bovendien stijgt de ledemaat laden (maximale snelheid van verandering van het paw-gebied in het breken-fase) van 38 cm2/s tot 59 cm2/s vanaf 1 maand tot 18 maanden (figuur 2C). Snelle vertraging kan worden geïnterpreteerd als een indicator voor verminderde spierkracht. De totale lopende mogelijkheid wordt niet beïnvloed in WT dieren (94% zijn kundig voor stormloop op 30 cm/s op 18 maanden, figuur 3A). Naast het karakteriseren van gait en houding parameters die onaangetast blijven, of geleidelijk veranderen met de leeftijd in WT-muizen te bevorderen, hebben we gedocumenteerd dat de kinematische ganganalyse met behulp van VPI is een geschikte methode om te studeren van de leeftijdsgebonden milde veranderingen in gait en houding.
Terwijl de totale lopende mogelijkheid niet wordt beïnvloed in WT dieren, tonen verscheidene endophilin mutant lijnen veranderde vermogen om te lopen of het lopen op de gemotoriseerde loopband (figuur 3A), zoals gemeld in Murdoch et al. 13 op de kleinere gegevensset. Met name, terwijl op 1 maand oud alle endophilin 1KO-2HT-3KO muizen alle kundig voor stormloop op 30 cm/s zijn, op 18 maanden oud 81% van dezelfde dieren zijn niet kundig voor stormloop (figuur 3A, opmerking dat grotere cohorten werden geanalyseerd dan de eerder gemelde in 13). Interessant is dat de endophilin-mutanten die geen minder endophilin allelen (dat wil zeggen, endophilin 1KO-2HT-3WT) zijn ook aangetast, maar een lagere graad (figuur 3A).
Hoewel endophilin 1KO-2HT-3KO mutanten Toon ernstige motor waardeverminderingen met het bevorderen van de leeftijd13, zijn verschillende gait parameters niet veranderd in vergelijking met de WT-controle, ook op leeftijd van 18 maanden. Bijvoorbeeld, blijft stap hoek variabiliteit (de standaarddeviatie van de stap-hoek) ongewijzigd (figuur 3B). Met name veel andere parameters, voor voorbeeld voortbewegen tijd (het percentage van houding destijds de poten in de fase van de voortstuwing zijn), zijn niet verschillend op 1 maand oud, maar geleidelijk verergeren met veroudering (Figuur 3 c; Zie ook Movie 2). Dit illustreert dat zowel leeftijd-afhankelijke parameters evenals de neurodegeneratieve mutant-specifieke variabelen met een kinematische gait analyse aanpak kunnen worden bestudeerd.
Figuur 1. Ventrale vliegtuig imaging setup en beginsel. (A) foto en schematische tekening van een gait analyse setup. (B) analyse software principe: uit de opgenomen onderkant van de muis op een transparante loopband uitgevoerd, de software berekent de digitale paw prints. Hun dynamiek tijdens het spelen wordt gemeten als paw oppervlakte na verloop van tijd, en dit wordt gebruikt als een basis posturele parameters te berekenen gait ritme. (C) tijdsverloop van het experiment gait analyse uitgevoerd op endophilin mutanten. De motoriek en gait werden beoordeeld op 1, 2, 3, 6, 9, 12, 15 en 18 maanden. Afbeeldingen tonen de endophilin 1KO-2HT-3KO muis op 2, 12 en 18 maanden. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 2. Analyse in wild-type muizen met het bevorderen van leeftijd Gait. De motoriek en de gang in WT (C57BL/6J) muizen werden beoordeeld op 1, 2, 3, 6, 9, 12, 15 en 18 maanden. (A) de houding breedte genormaliseerd naar dierlijke breedte van WT dieren verandert niet met de leeftijd vordert. (B) de dubbele steun van hind-limb toeneemt met de leeftijd in WT dieren. De grafiek toont het percentage houding tijd die beide hind ledematen ter plaatse op hetzelfde moment. Een toename van deze parameter weerspiegelt gait instabiliteit. (C) de ledemaat laden (de maximale snelheid van verandering van het paw-gebied in het breken-fase) toeneemt met de leeftijd in WT dieren. Snellere vertraging mogelijk een indicator voor verminderde spierkracht. Alle grafieken vertegenwoordigen gemiddelde waarde ± SEM; p -waarden werden berekend op basis van 2-tailed t-test versus de 1 - maand oud WT, en worden weergegeven als * p < 0,05, ** p < 0,01, *** p < 0.001 Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 3. Analyse in endophilin mutanten met het bevorderen van leeftijd Gait. (A) de rijsnelheid van endophilin mutanten op 1, 12 en 18 maanden, berekend op basis van een uitgebreide dataset in vergelijking met Murdoch et al. 13 bar kleuren weerspiegelen het percentage dieren kunnen lopen op 30 (donkerblauw), 20 (blauw) of een 10 cm/s (lichtblauw) op de gemotoriseerde loopband of weigeren waarop de setup (grijs). Hoewel alle geteste dieren op 30 m/s bij 1 maand uitvoeren kunnen, ontwikkelen de endophilin-mutanten tekorten lopen naarmate ze ouder worden. (B-C) De stap hoek variabiliteit en voortbewegen van tijd in WT (zwart), endophilin 1KO-2WT-3WT (turquois), endophilin 1KO-2HT-3WT (donker blauw) en endophilin 1KO-2HT-3KO (bruin) muizen. De variabiliteit van de hoek stap toont geen verschil in veroudering WT dieren, of tussen WT en endophilin mutanten. De propel keer (als het percentage van houding) niet aanzienlijk gewijzigd tussen endophilin mutanten en WT op 1 maand, maar in de endophilin-mutanten afneemt naarmate de leeftijd van de muizen. Alle grafieken vertegenwoordigen de gemiddelde waarde ± SEM; p -waarden werden berekend op basis van 2-tailed t-test versus leeftijd-matched WT, en worden weergegeven als * p < 0,05, ** p < 0,01, *** p < 0.001 Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Film 1. Gait van analyse in wild-type (C57BL/6J) muis op 3 (links) en 18 maanden oud (rechts). De originele video (boven) is vertaald naar een "digitale poot afdrukken" video (onder). De snelheid van de video heeft vertraagd 5 keer zodat details beter kunnen worden gewaardeerd. Opmerking op het tijdstip van 18 maanden, de aarzeling van de juiste hind paw (rood in de digitale paw print) op ~ 2 s, en voor het rechter voorpand paw (blauw in de digitale paw print) op ~ 4 s. De snelheid van de video heeft vertraagd door een factor 10. Gelieve Klik hier om deze video te bekijken. (Klik met de rechtermuisknop om te downloaden.)
Film 2. Analyse in endophilin 1KO-2WT-3WT (controle; links) versus endophilin 1KO-2HT-3KO (rechts) muizen op 18 maanden oud gait. De snelheid van de video heeft vertraagd met een factor 5 dus details kunnen beter worden gewaardeerd. De endophilin 1KO-2HT-3KO muis weergegeven gait wijzigingen die kunnen worden gezien als de minder stabiel functioneren van het dier. Gelieve Klik hier om deze video te bekijken. (Klik met de rechtermuisknop om te downloaden.)
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bestuderen van de motorische coördinatie is een nuttige benadering in de karakterisering van modellen van neurodegeneratieve ziekten, met name voor ziekten zoals PD waarin motor coördinatie is zwaar getroffen. We kunnen met behulp van een analyse van de functionele test van kinematische gait, subtiele veranderingen in de gang van de dieren aan het begin van de problemen van de motoriek, of modellen identificeren met zwakke neurodegeneratie en dus relatief bescheiden fenotype. Gezien het brede scala van fenotypen in verschillende modellen van neurodegeneratieve ziekten die omvat kleine gait afwijkingen en ernstige verkeer waardeverminderingen, is deze methode zeer geschikt voor het beoordelen van gait parameters gebaseerd op de leeftijd van het dier en de mogelijkheid om te verplaatsen. Ernstig verminderde dieren kunnen opgenomen worden op een vliegtuig loopband, terwijl minder verminderde modellen kunnen worden vastgelegd met bergop of bergaf met een hoge snelheid bij een lage snelheid lopen. Dit kan onthullen gait verschillen tussen de neurodegeneratieve model en de controle van de littermate zonder overexerting van de dieren.
Wij tonen met dit protocol, de geschiktheid van de VPI-methode om het toezicht op de ontwikkeling van motorische beperkingen die met veroudering in muizen. Testen WT muizen op meerdere tijdstippen hebben zoals hun leeftijd voorschotten konden we identificeren van leeftijd-afhankelijke gait afwijkingen en karakteriseren hoe ze vooruitgang met veroudering. Bovendien, bij de behandeling van Muismodellen voor neurodegeneratie, een probleem dat vaak presenteert is dat als gevolg van de symptomen die niet corresponderen met motor gedrag (bijvoorbeeld angst, apathie, moeilijkheden bij het leren), de bereidheid van het dier te voeren zelfs een eenvoudige motor taak zoals hardlopen, wordt verminderd. Hier, raden we methode wijzigingen en motiverende hulpmiddelen ertoe op de verlichte gemotoriseerde loopband die nuttig zijn kan voor succesvol kinematische ganganalyse toepassen veroudering muis lijnen met neurodegeneratieve wijzigingen uitgevoerd. Verder gebruiken we een eenvoudige truc vinger verf toe te passen op de poten en laten zien dat het aanzienlijk bijdragen kan tot verbetering van de kwaliteit van de opgenomen gegevens van het dier. Verkrijgen van goede video-opnamen is de meest kritische stap van ganganalyse: het succes van de analyse zoals elke automatische of semi-geautomatiseerde analyse van beelden of video's, hangt af van de kwaliteit van de ruwe gegevens. Lage kwaliteit video's kunnen niet worden verbeterd op latere stappen in de analyse, en meestal moeten worden uitgesloten van het analyseproces.
Tijdens zijn studie systematisch gait en houding van zowel de WT en de verscheidene endophilin mutant lijnen over een tijdsspanne van 18 maanden, hebben we gemerkt dat zelfs WT muizen en muizen met geen problemen voor de hand liggende motoriek/lopen (dat wil zeggen, endophilin 1KO-WT-WT), Toon wijzigingen in verschillende gait en houding parameters met het bevorderen van leeftijd op een progressieve manier (Figuur 2 en figuur 3A). Interessant, we hebben ook gemerkt dat terwijl abnormaliteiten in verschillende gait en houding parameters waargenomen in endophilin mutanten veroudering in dezelfde richting ontwikkelen en helling net als in de WT/controledieren, anderen dat niet doen (Figuur 3). Tot slot is het belangrijk op te merken dat zelfs als leeftijd WT muizen en jonge endophilin mutanten niet wordt weergegeven elke voor de hand liggende motoriek, gait en houding gebreken als waargenomen door oog, veranderingen in de selectieve gait en houding parameters kunnen worden opgespoord met deze aanpak.
Het testen van de motor muisgedrag is een van de meest uitgebreide manieren om te illustreren dat een muismodel belangrijke aspecten van een menselijke conditie manifesteert. Dientengevolge, zijn een aantal tests ontwikkeld om te beoordelen van verschillende aspecten van het gedrag van de motor. Deze tests omvatten het open veldtest (algemene motorische activiteit), rotarod (motorische coördinatie, ataxie), grip sterkte (spierkracht), uitvoeren van de wiel (activiteit), opknoping draad test (uithoudingsvermogen), ladder lichtbundel taak (fijne motorische coördinatie, wandelen sensomotorische vaardigheid), gait analyse (motoriek, coördinatie van de ledematen), e.a. (samengevat in Wahlstein36). De verschillende testen hebben specifieke voordelen en nadelen en hun read-outs zijn meestal beperkt tot het aspect (of aspecten) van motor gedrag dat ze bedoeld waren. Om die reden is het gebruikelijk om uit te voeren van een batterij van motor gedrag tests ter dekking van de belangrijkste aspecten van dit gebied geworden.
Ganganalyse is vaak niet opgenomen in deze batterijen, gedeeltelijk als gevolg van een verslag door Guillot op al. 37, die vond dat ganganalyse motor tekorten in diermodellen van PD en ALS, en gedeeltelijk als gevolg van de moeizame methode en beperkte output niet herkent. Echter de Guillot et al. verslag heeft aangevochten door onderzoek waarin verschillende beperkingen in de studie ontwerp38. Het nut van deze methode bij de analyse van de gang in muismodellen met neurodegeneratie is aangetoond door een aantal recente publicaties10,11,12,39,40 ,41,42,43, waaronder ook onze werkzaamheden13.
VPI opnames is voorzien van diverse voordelen ten opzichte van de conventionele methode van schilderen de poten met inkt en laten de muis draaien op een wit vel papier44. De meest voor de hand liggende is het feit dat met de gemotoriseerde loopband, de rijsnelheid van het dier wordt beheerst, die een sterke invloed op verschillende gait parameters1 heeft. Bovendien, sommige gait afwijkingen worden detecteerbare alleen wanneer het dier loopt op een veeleisende hoge snelheid en/of een helling/daling, die niet zou worden gezien in vrijwillige lopen. Bovendien is de uitgebreide analyse met de hand wordt vervangen door een semi-automatische, hoge-doorvoer analyse. Om die reden kan het aantal dieren in elke groep getest worden verhoogd, die op zijn beurt vermindert het effect wordt veroorzaakt door de variabiliteit die onvermijdelijk in levende dieren. Kortom, is het raadzaam dat de gewijzigde versie van de VPI ganganalyse is opgenomen in de motor standaardtest batterijen ter aanvulling van de analyse van motor bijzondere waardeverminderingen in knaagdier modellen van neurodegeneratie en/of veroudering.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs verklaren geen concurrerende financiële belangen.
Acknowledgments
Wij danken dierlijke verzorgers van de ENI dier faciliteit voor hulp bij het fokken, en Dr. Nuno Raimundo voor nuttige commentaren op het manuscript. I.M. wordt ondersteund door de subsidies uit de Duitse Research Foundation (DFG) dwars door onderzoek in samenwerkingsverband SFB-889 (project A8) en SFB-1190 (project P02) en de Emmy Noether Young Investigator Award (1702/1). C.M.R. wordt ondersteund door de fellowship van de Göttingen Onderzoekschool voor Neurowetenschappen, biofysica en moleculaire Biosciences (GGNB).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| DigiGait | Mouse Specifics, Inc., Framingham, Massachusetts, USA | DigiGait Imager and Analysis Software are included with the hardware | |
| non-transparent blanket or dark cloth | cover the test chamber to reduce the animal's feeling of exposure/stress | ||
| balance | e.g. Satorius | balance with 0.1 g accuracy and a maximum load of at least 100 g | |
| red finger paint | e.g. Kreul or Staedtler | for increasing the contrast between paws and animal’s body | |
| small paint brush | soft brush to apply finger paint to the animal paws | ||
| diluted detergent | for cleaning | ||
| disinfectant, e.g. Meliseptol or 70% ethanol | e.g. B.Braun | for desinfection |
References
- Clarke, K. A., Still, lJ. Gait analysis in the mouse. Physiology and Behavior. 66, 723-729 (1999).
- Kale, A., Amende, I., Meyer, G. P., Crabbe, J. C., Hampton, T. G. Ethanol's effects on gait dynamics in mice investigated by ventral plane videography. Alcohol Clin Exp Res. 28 (2), 1839-1848 (2004).
- Amende, I., Kale, A., McCue, S., Glazier, S., Morgan, J. P., Hampton, T. Gait dynamics in mouse models of Parkinson's disease and Huntington's disease. J Neuroeng Rehabil. 25, 2-20 (2005).
- Herbin, M., Hackert, R., Gasc, J. P., Renous, S. Gait parameters of treadmill versus overground locomotion in mouse. Behavioural Brain Res. 181 (2), 173-179 (2007).
- Powell, E., Anch, A. M., Dyche, J., Bloom, C., Richtert, R. R. The splay angle: A new measure for assessing neuromuscular dysfunction in rats. Physiol Behav. 67 (5), 819-821 (1999).
- Blin, O., Ferrandez, A. M., Serratrice, G. Quantitative analysis of gait in Parkinson patients: increased variability of stride length. J Neurol Sci. 98 (1), 91-97 (1990).
- Švehlík, M. D., et al. Gait Analysis in Patients With Parkinson's Disease Off Dopaminergic Therapy. Arch Phys Med Rehabil. 90 (11), 1880-1886 (2009).
- Roome, R. B., Vanderluit, J. L. Paw-dragging: a novel, sensitive analysis of the mouse cylinder test. J Vis Exp. (98), e52701 (2015).
- Roiz Rde, M., Cacho, E. W., Pazinatto, M. M., Reis, J. G., Cliquet, A. Jr, Barasnevicius-Quagliato, E. M. Gait analysis comparing Parkinson's disease with healthy elderly subjects. Arg Neuropsiquiatr. 68 (1), 81-86 (2010).
- Wang, X. H., et al. Quantitative assessment of gait and neurochemical correlation in a classical murine model of Parkinson's disease. BMC Neurosci. 13, 142 (2012).
- Lao, C. L., Kuo, Y. H., Hsieh, Y. T., Chen, J. C. Intranasal and subcutaneous administration of dopamine D3 receptor agonists functionally restores nigrostriatal dopamine in MPTP-treated mice. Neurotox Res. 24 (4), 523-531 (2013).
- Zhao, Q., Cai, D., Bai, Y. Selegiline rescues gait deficits and the loss of dopaminergic neurons in a subacute MPTP mouse model of Parkinson's disease. Int J Mol Med. 32 (4), 883-891 (2013).
- Murdoch, J. D., et al. Endophilin-A deficiency induces the FoxO3a-Fbxo32 network in the brain and causes dysregulation of autophagy and the ubiquitin-proteasome system. Cell Rep. 17 (4), 1071-1086 (2016).
- Dai, M., et al. Progression of Behavioral and CNS Deficits in a Viable Murine Model of Chronic Neuronopathic Gaucher Disease. PLoS One. 11 (9), e0162367 (2016).
- Szalardy, L., et al. Lack of age-related clinical progression in PGC-1α-deficient mice - implications for mitochondrial encephalopathies. Behav Brain Res. , 272-281 (2016).
- Rustay, N. R., Wahlsten, D., Crabbe, J. C. Influence of task parameters on rotarod performance and sensitivity to ethanol in mice. Behavioural Brain Research. 141 (2), 237-249 (2003).
- Majdak, P., et al. A new mouse model of ADHD for medication development. Sci Rep. 6, 39472 (2016).
- Ishige, A., Sasaki, H., Tabira, T. Chronic stress impairs rotarod performance in rats: implications for depressive state. Behavior. (1-2), 79-84 (2002).
- Fukui, D., Kawakami, M., Matsumoto, T., Naiki, M. Stress enhances gait disturbance induced by lumbar disc degeneration in rat. European Spine Journal. 27 (1), 205-213 (2017).
- Stuart, S., Galna, B., Delicato, L. S., Lord, S., Rochester, L. Direct and indirect effects of attention and visual function on gait impairment in Parkinson's disease: influence of task and turning. Eur J Neuroscience. 46 (1), 1703-1716 (2017).
- Milosevic, I., et al. Recruitment of endophilin to clathrin coated pit necks is required for efficient vesicle uncoating after fission. Neuron. 72 (4), 587-601 (2011).
- Shi, M., et al. Identification of glutathione S-transferase pi as a protein involved in Parkinson disease progression. Am. J. Pathol. 175 (1), 54-65 (2009).
- Arranz, A. M., et al. LRRK2 functions in synaptic vesicle endocytosis through a kinase-dependent mechanism. J. Cell Sci. 128, 541-552 (2015).
- Quadri, M., et al. Mutation in the SYNJ1 gene associated with autosomal recessive, early-onset Parkinsonism. Hum. Mutat. 34 (9), 1208-1215 (2013).
- Krebs, C. E., et al. The Sac1 domain of SYNJ1 identified mutated in a family with early-onset progressive Parkinsonism with generalized seizures. Hum. Mutat. 34 (9), 1200-1207 (2013).
- Edvardson, S., et al. A deleterious mutation in DNAJC6 encoding the neuronal-specific clathrin-uncoating co-chaperone auxilin, is associated with juvenile parkinsonism. PLoS ONE. 7 (5), e36458 (2012).
- Cao, M., Milosevic, I., Giovedi, S., De Camilli, P. Upregulation of parkin in endophilin mutant mice. J neurosci. 34 (49), 16544-16549 (2014).
- Cao, M., et al. Parkinson sac domain mutation in synaptojanin 1 impairs clathrin uncoating at synapses and triggers dystrophic changes in dopaminergic axons. Neuron. 93 (4), 882-896 (2017).
- Farsad, K., Ringstad, N., Takei, K., Floyd, S. R., Rose, K., De Camilli, P. Generation of high curvature membranes mediated by direct endophilin bilayer interactions. J. Cell Biol. 155, 193-200 (2001).
- Ringstad, N., Nemoto, Y., De Camilli, P. The SH3p4/Sh3p8/SH3p13 protein family: binding partners for synaptojanin and dynamin via a Grb2-like Src homology 3 domain. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 94 (16), 8569-8574 (1997).
- Ringstad, N., et al. Endophilin/SH3p4 is required for the transition from early to late stages in clathrin-mediated synaptic vesicle endocytosis. Neuron. 24 (1), 143-154 (1999).
- Ringstad, N., Nemoto, Y., De Camilli, P. J. Differential expression of endophilin 1 and 2 dimers at central nervous system synapses. Biol. Chem. 276 (44), 40424-40430 (2001).
- Verstreken, P., et al. Endophilin mutations block clathrin-mediated endocytosis but not neurotransmitter release. Cell. 109 (1), 101-112 (2002).
- Boucrot, E., et al. Endophilin marks and controls a clathrin-independent endocytic pathway. Nature. 517, 460-465 (2015).
- Takezawa, N., Mizuno, T., Seo, K., Kondo, M., Nakagawa, M. Gait disturbances related to dysfunction of the cerebral cortex and basal ganglia. Brain Nerve. 62 (11), Article in Japanese 1193-1202 (2010).
- Wahlsten, D. Mouse Behavioral Testing: How to Use Mice in Behavioral Neuroscience. , Academic Press. (2010).
- Guillot, T. S., Asress, S. A., Richardson, J. R., Glass, J. D., Miller, G. D. Treadmill Gait Analysis Does Not Detect Motor Deficits in Animal Models of Parkinson's Disease or Amyotrophic Lateral Sclerosis. J Mot Behav. 40 (6), 568-577 (2008).
- Hampton, T. G., Amende, I. Treadmill gait analysis characterizes gait alterations in Parkinson's disease and amyotrophic lateral sclerosis mouse models. J Mot Behav. 42 (1), 1-4 (2010).
- Glajch, K. E., Fleming, S. M., Surmeier, D. J., Osten, P. Sensorimotor assessment of the unilateral 6-hydroxydopamine mouse model of Parkinson's disease. Behav Brain Res. 230 (2), 309-316 (2012).
- Takayanagi, N., et al. Pelvic axis-based gait analysis for ataxic mice. J Neurosci Methods. 219 (1), 162-168 (2013).
- Zhou, M., et al. Gait analysis in three different 6-hydroxydopamine rat models of Parkinson's disease. Neurosci Lett. 584, 184-189 (2015).
- Geldenhuys, W. J., Guseman, T. L., Pienaar, I. S., Dluzen, D. E., Young, J. W. A novel biomechanical analysis of gait changes in the MPTP mouse model of Parkinson's disease. PeerJ. 3, e1175 (2015).
- Baldwin, H. A., Koivula, P. P., Necarsulmer, J. C. Step Sequence is a Critical Gait Parameter of Unilateral 6-OHDA Parkinson's Rat Models. Cell Transplant. 26 (4), 659-667 (2017).
- Carter, R. J., Morton, J., Dunnett, S. B. Motor coordination and balance in rodents. Curr Protoc Neurosci. , Chapter 8: Unit 8.12 (2001).
- Milosevic, I. Revisiting the Role of Clathrin-Mediated Endocytosis in Synaptic Vesicle Recycling. Front Cell Neurosci. , (2018).
