Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

Basso costo protocollo di analisi dell'impronta e appendere casella Test per topi applicato lo Stress cronico ritenuta

Published: January 23, 2019 doi: 10.3791/59027

Summary

Il protocollo di basso costo consistente di analisi dell'impronta e appeso prova box dopo lo sforzo del fermo è utile per valutare i disordini di movimento di modello del topo.

Abstract

Dispersione di andatura è osservata frequentemente in pazienti con disordini del movimento. In modelli murini utilizzati per disturbi del movimento, analisi del passo è importante test comportamentali per determinare se i topi imitano i sintomi dei pazienti. Deficit motori sono spesso indotte da stress quando nessun fenotipo motore spontaneo è osservato nei modelli del mouse. Pertanto, analisi del cammino seguito da carico sarebbe un metodo sensibile per la valutazione del fenotipo motore in modelli murini. Tuttavia, i ricercatori devono affrontare il requisito di un apparecchio costoso per ottenere risultati quantitativi automaticamente da analisi del passo. Per lo stress, lo sforzo di caricamento con metodi semplici senza costosi apparati necessari per scosse elettriche e costretto in esecuzione è auspicabile. Di conseguenza, introduciamo un protocollo semplice e a basso costo, costituito da analisi dell'impronta con carta e inchiostro, appeso test box per valutare la funzione di motore e carico di stress definiti da fermo con un tubo conico. Il deficit del motore dei topi sono stati correttamente rilevati dal presente protocollo.

Introduction

Disordini di movimento sono definiti come disturbi del sistema nervoso mostrando un eccesso o scarsità di movimenti volontari o automatico1. In particolare, disturbi dell'andatura sono frequentemente documentato tra i pazienti con i disordini di movimento2,3,4. Pertanto, l'analisi del passo è un idoneo test comportamento per la validazione di modelli animali di disordini di movimento. Nei topi, sono state effettuate analisi automatizzata di andatura per camminare a velocità naturale5 ed a velocità regolabile da tapis roulant6,7. Queste analisi forniscono risultati quantitativi di andatura automaticamente. Un metodo alternativo per rilevare la dispersione di andatura è chiamato analisi dell'impronta. Dopo l'etichettatura le parti inferiori dei piedi con inchiostro, topi cammino sulla carta, e le impronte vengono analizzate. Inizialmente, vaselina e polvere di carbone sono stati utilizzati per visualizzare l' impronta8e quindi sono stati sostituiti da inchiostro il poligrafo carta9 e dello sviluppatore fotografico su carta fotografica10. Un metodo più economico e meno tossico utilizzando inchiostro e carta rispetto agli altri metodi rimane ad oggi11. Analisi dell'impronta sono meno costoso rispetto con analisi automatica5,6,7 e sarebbero utile per valutare i disordini di movimento in modelli murini per i ricercatori senza fondi di ricerca abbondante .

L'impiccagione prova box è una sorta di quattro test di attaccatura degli arti mediante filo gabbia coperchio12 e rete metallica schermata13. La scatola è un apparato con coperchio girevole maglia sulla parte superiore del riquadro lungo una barra centrale. Oltre alle analisi del passo, il test può essere a buon mercato e facilmente eseguito. Di conseguenza, abbiamo condotto l'impiccagione test box per valutare la forza prensile ed equilibrio, inoltre per l'analisi dell'impronta in questo protocollo.

Lo stress induce i sintomi di disturbi di movimento14,15. I deficit del motore sono spesso indotte da diversi stress cronico anche quando nessun fenotipo motore spontaneo è osservato nei modelli del mouse di un disordine di movimento16,17,18. Moderazione è uno dei metodi comunemente usati per lo sforzo di caricamento nei topi, perché l'animale non è fisicamente danneggiato19 e il costo è inferiore rispetto ad altri metodi come scosse elettriche con apparecchio dedicato e costretto in esecuzione con l'uso di un tapis roulant. Ritenuta da un tubo, che è eseguito da confinare un topo in una provetta conica forata 50 mL, è più facile di altri metodi come filo maglia colino, arto nastrata e avvolgimento di animale con garza (Recensito il20). In questa carta, riassumiamo i protocolli dell'impronta analisi e il riquadro sporgente test dopo ritenuta da un tubo. Questo protocollo ci aiuterebbe ad utilizzare modelli murini di disordini di movimento senza fenotipo motore spontanea.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Tutti gli esperimenti sugli animali sono stati condotti in maniera umana. Istituzionali animale esperimento Comitato di Jichi Università medica approvato lo studio. Lo studio è stato condotto in conformità con il regolamento istituzionale per esperimento animale e linea guida fondamentale per condotta corretta di esperimento di animali e attività connesse nelle istituzioni accademiche di ricerca sotto la giurisdizione del MEXT del Giappone. Topi usati in questo protocollo sono state descritte in precedenza21.

1. Test di scatola d'attaccatura

  1. Registrare il peso di ogni topo. Contrassegnare la coda dalla penna di marcatura per discriminazione individuale (ad es.., una linea, doppie linee e linee triple).
    Nota: Curve di crescita sono utilizzate per un indice di salute generale22.
  2. Posizionare i topi nella camera sperimentale almeno 30 min prima del test comportamento. Impostare il riquadro sporgente, che consiste in una scatola trasparente (25 x 25 x 40 cm3) con un coperchio girevole mesh in alto a sinistra (Figura 1). Il coperchio della maglia può essere ruotato lungo una barra centrale affinché la parte superiore viene capovolta di 180 gradi.
  3. Mettere un mouse al centro del coperchio della maglia. Con attenzione abbassare il coperchio di maglie a lato.
  4. Misurare la latenza di caduta (tempo di sospensione) del mouse dal coperchio della maglia.
    Nota: Se il mouse non rientra entro 5 min, registrare la latenza come 5 min.
  5. Tornare il mouse dalla gabbia. Pulire la scatola d'attaccatura con etanolo al 70% dopo ogni test.

2. analisi dell'impronta

Nota: In seguito il riquadro sporgente test, eseguire l'analisi dell'impronta.

  1. Impostare il Runway (Figura 2A).
    1. Tagliare un pezzo di carta bianca (29,7 x 42 cm x 0,09 mm) longitudinalmente in tre lunghezze di uguale larghezza. Impostare un pezzo di carta bianco (9,9 x 42 cm) sul tavolo.
    2. Mettete la scatola scuro obiettivo all'estremità distale della carta. Mettere altro scatole (circa la stessa lunghezza di quello della carta) con le pareti su entrambi i lati della pista, impedire la fuga dei topi.
    3. Mettere inchiostro nero e inchiostro rosso in piatti separati di Petri (35 mm di diametro).
  2. Sessione di allenamento.
    Nota: Eseguire la sessione di allenamento solo a 4 settimane di età.
    1. Mettere un mouse sull'estremità prossimale della carta (volto la testa verso la casella di obiettivo). Lasciare che il mouse a piedi dall'estremità prossimale alla casella di obiettivo. Rimuovere il mouse dalla casella di obiettivo. Se il mouse si ferma sulla carta, spingere delicatamente il mouse alla casella obiettivo dal dito.
    2. Tenere premuto il mouse afferrando la collottola tra il pollice e l'indice per limitare il movimento delle zampe anteriori. Quindi, afferrare il dorso e la coda tra la sfera del pollice e le altre dita per limitare il movimento delle zampe posteriori.
      Nota: Insufficiente tenuta del mouse provoca macchie di inchiostro sui vestiti.
    3. Immergere le parti inferiori delle zampe anteriori in inchiostro rosso e le parti inferiori delle zampe posteriori in inchiostro nero. Mettere immediatamente il mouse sull'estremità prossimale della carta (volto la testa verso la casella di obiettivo). Lasciare che il mouse a piedi dall'estremità prossimale alla casella di obiettivo. Se il mouse si ferma sulla carta, spingere delicatamente il mouse alla casella obiettivo dal dito.
    4. Rimuovere il mouse dalla casella di obiettivo. Andare per la sessione di test.
  3. Sessione di test.
    1. Dopo la sessione di allenamento, impostare la pista per impronte con un nuovo pezzo tagliato di carta bianca.
    2. Tenere premuto il mouse afferrando la collottola tra il pollice e l'indice per limitare il movimento delle zampe anteriori. Quindi, afferrare il dorso e la coda tra la sfera del pollice e le altre dita per limitare il movimento delle zampe posteriori.
    3. Immergere le parti inferiori delle zampe anteriori in inchiostro rosso e le parti inferiori delle zampe posteriori in inchiostro nero. Mettere immediatamente il mouse sull'estremità prossimale della carta. Lasciare che il mouse a piedi dall'estremità prossimale alla casella di obiettivo.
      Nota: Perché topi preferiscono il buio, camminare diventa più costante mentre il mouse si avvicina la casella obiettivo scuro. Se il mouse si ferma sulla carta, spingere delicatamente il mouse alla casella obiettivo dal dito. Quindi, se affidabile impronte non sono ottenute per l'analisi (vedere il punto 2.4. Analisi delle impronte per dettagli) perché il mouse ha smesso, riprovare a eseguire la sessione di test.
    4. Tornare alla gabbia a casa il mouse dalla casella di obiettivo. Pulire la scatola di obiettivo con etanolo al 70% dopo ogni sessione di test. Asciugare la carta stampata a piedi.
  4. Analisi di impronte
    1. Ottenere tre misurazioni di ogni parametro (lunghezze di arti anteriori e posteriori, anteriori e posteriori larghezze base della falcata, si sovrappongono tra arto anteriore e arto posteriore, fig. 2B) con un righello da carta stampata a piedi.
      Nota: Perché impronte dell'estremità prossimale e distale spesso mostrano ampie variazioni a causa di arresto o in esecuzione, scegliere la parte con un modello di andatura costante delle orme. La parte centrale della carta stampata in piedi solitamente sarà adatta per l'analisi.
      1. Per la lunghezza della falcata, misurare le distanze tra le stesse parti della zampa (ad es., zampa pad o punta).
      2. Per la larghezza della base anteriore, tracciare una linea tra consecutivi orme anteriore destro (o sinistro). Quindi, misurare la lunghezza della linea verticale dal tampone dell'impronta anteriore sinistro (o destro) per la linea tracciata tra le impronte di destra (o sinistra).
      3. Per la larghezza della base posteriore, tracciare una linea tra consecutive impronte posteriori destra (o sinistra). Quindi, misurare la lunghezza della linea verticale dal tampone dell'impronta posteriore sinistro (o destro) per la linea tracciata tra le impronte di destra (o sinistra).
      4. Per sovrapposizione, misurare la distanza tra pastiglie di sinistra (o destra) anteriori e posteriori delle impronte.
    2. Media delle tre misurazioni per ogni individuo. Utilizzare la media individuale di ciascun parametro per l'analisi statistica.
      1. Per la lunghezza della falcata, utilizzare la media delle medie individuali dei passi avanti sinistra e destra.
      2. Asimmetria di lunghezza della falcata, utilizzare il valore assoluto della differenza tra medie individuali dell'arto sinistro e lunghezza della falcata arto destro.
      3. Per l'analisi statistica degli altri parametri (larghezza base frontale, Larghezza base posteriore e sovrapposizione), utilizzare la media individuale direttamente.

3. sistema di ritenuta Stress caricamento

  1. Preparazione dei tubi di contenimento.
    1. Fare 16 fori (circa 2 mm di diametro) in una provetta conica da 50 ml (30 mm di diametro x 115 mm di lunghezza) lungo i segni di scala (5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 mL) e il retro di ogni scala per contrassegnare quadrato trapano (Figura 3). Fare un buco sulla punta del tubo conico 50 mL (circa 5 mm di diametro) per la respirazione, tagliando la punta. Praticare un foro (circa 4 mm di diametro) nel tappo tubo per passare la coda di topi.
  2. Carico di stress
    1. Posizionare i topi in camera sperimentale.
    2. Tenere un mouse afferrando la collottola tra il pollice e l'indice. Inserire il tubo di contenimento il mouse dalla testa. Passare la coda attraverso il foro nel tappo. Chiudere il tappo.
      Nota: Limitare il movimento degli arti anteriori, perché topi rifiutano di entrare nella cannula di quelle anteriori.
    3. Tenere il mouse racchiuso per 2 h su un banco a temperatura ambiente. Rimuovere il mouse dal tubo di moderazione e tornare alla gabbia a casa.
      Nota: I tubi di ritenuta possono essere riutilizzati dopo il lavaggio e asciutto.

4. sperimentale pianificazione (Figura 4):

  1. L'impiccagione di eseguire test e l'analisi dell'impronta della scatola lo stesso giorno alle 4 settimane di età (vedere il passaggio 1. Test di scatola d'attaccatura e il passaggio 2. Analisi dell'impronta per dettagli) come una misurazione di base su tutti i topi prima del raggruppamento in 'gruppo di sollecitazione' e un 'non-sollecita group'.
    Nota: Circa 8-10 topi in 2-3 cucciolate possono essere adatti da utilizzare in un esperimento. Analisi dell'impronta a 4 settimane di età è costituito da sessioni di training e di test.
  2. Dividere in modo casuale i topi in un gruppo di' stress' e un 'non-sollecita group'.
    Nota: Quando i topi sono utilizzati che consiste di diverse cucciolate, dividere littermates uniformemente in entrambi i gruppi. Numero in ogni gruppo è costituito da circa 4-5 topi.
  3. Applicare lo sforzo del fermo per il gruppo di' sforzo' 6 volte nel corso di due settimane (vedere il passaggio 3. Sforzo del fermo di caricamento per i dettagli).
    Nota: 6 volte di contenimento vengono applicate ogni due settimane, seguita da una sospensione casella Analisi test e impronta da 6-12 settimane di età. Non applicare lo sforzo del fermo il giorno dell'esame dell'impiccagione box test e l'analisi dell'impronta.
  4. Eseguire l'impiccagione casella test e la sessione di test di analisi dell'impronta sullo stesso giorno alle ore 6, 8, 10 e 12 settimane di età.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

I topi eterozigoti maschi di Atp1a3 (Atp1a3+ / −) che sono il modello di topo per la rapida insorgenza distonia parkinsonismo e littermates selvaggio-tipo sono stati utilizzati in questo protocollo. Atp1a3+ / − ha mostrato significativamente più brevi lunghezze di falcata della zampa anteriore e hindlimb rispetto a quelli di tipo selvatico a 4 settimane di età (Figura 5A e 5B figura, aprire il cerchio e quadrato). 'Sottolineato' Atp1a3+ / − ha mostrato significativamente più brevi lunghezze di falcata di entrambi gli arti rispetto a quelli di 'non-sollecitato' Atp1a3+ / − a 8 settimane di età (Figura 5A e figura 5B, cerchio chiuso e aperto). Le asimmetrie di lunghezza di falcata di entrambi gli arti non erano significativamente differenti in tutti i gruppi di topi a tutte le età (Figura 5 e Figura 5). La base anteriore e sovrapposizioni di entrambi gli arti erano inoltre simili in tutti i gruppi a tutte le età (Figura 5EG, H). La base posteriore era significativamente più ampia nella 'sottolineato' Atp1a3+ / − di quello nei topi 'stressati' selvaggio-tipo a 10 settimane di età (Figura 5F, chiuso cerchio e quadrato). Così, lo sforzo del fermo causato deficit motori (breve stride e ampia base) di Atp1a3+ / −.

L'impiccagione casella test è stato eseguito per valutare la forza prensile e saldo il giorno dell'esame di analisi dell'impronta. Nessuna differenza significativa nel tempo di sospensione sono stata osservata in 4 a 10 settimane vecchi topi (Figura 6). A 12 settimane di età, il periodo di sospensione della 'sottolineato' topi wild-type era significativamente più lungo di quella degli altri gruppi (Figura 6, chiuso quadrato). Lo sforzo del fermo prolungato tempo di sospensione nei topi wild-type, ma non in Atp1a3+ / −. Così, il deficit del motore di Atp1a3+ / − era distinguibile da topi wild-type dallo sforzo del fermo.

Il peso corporeo è un indice di salute generale22. Abbiamo misurato il peso corporeo dei topi il giorno dell'esame dell'impiccagione casella test e analisi dell'impronta e senza differenze significative sono state osservate in tutti i gruppi di topi a tutte le età (Figura 7). Così, lo sforzo del fermo non ha colpito la salute generale dei topi.

Figure 1
Figura 1: Hanging apparato scatola con un coperchio girevole mesh. Un mouse è stato posto al centro del coperchio della maglia, e poi il coperchio della maglia è stato alzato lato verso il basso. La latenza di caduta del mouse dal coperchio della maglia deve essere misurato. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2: analisi dell'impronta. Pista (A) per l'analisi dell'impronta. Un mouse dipinto a piedi (zampe anteriori: inchiostro rosso; posteriori: inchiostro nero) è stato permesso di camminare dall'estremità prossimale alla casella di obiettivo. (B) immagine rappresentativa dell'impronta e la misurazione dei parametri. Tre misure di ogni parametro (arto anteriore e hindlimb lunghezze, larghezze di anteriori e posteriori base della falcata, si sovrappongono tra arto anteriore e hindlimb) sono stati ottenuti da carta stampata a piedi. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3: lo sforzo del fermo di provetta conica forata da 50 mL. Il tubo di contenimento ha un buco per la respirazione, un foro per il passaggio di coda e 16 fori per la circolazione dell'aria. Mouse è stato mantenuto nel tubo per 2 h a temperatura ambiente. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 4
Figura 4: piano sperimentale dell'impiccagione box test e l'analisi dell'impronta con il carico di stress cronico ritenuta. Analisi dell'impronta e il riquadro sporgente di test sono stati eseguiti a 4 settimane di età. Quindi, i topi sono stati divisi in gruppi '-sollecitato' e 'sottolineato'. Per il gruppo di 'stress', lo stress di ritenuta è stato applicato 6 volte in 2 settimane fino a 12 settimane di età. Per i gruppi, analisi dell'impronta e il riquadro sporgente test sono stati eseguiti una volta per 2 settimane fino a 12 settimane di età. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 5
Figura 5: risultati rappresentativi delle analisi orma. Analisi dell'impronta è stata eseguita con 4-settimana-vecchio Atp1a3+ / − (a3) e topi wild-type (wt) (N = 19 e 17, rispettivamente). Quindi, Atp1a3+ / − e topi wild-type sono stati suddivisi in gruppi di 'stress' e 'non-sollecitato'. Analisi dell'impronta è stata condotta per 'non-sollecitato' Atp1a3+ / −, 'non-sollecitato' wild-type, 'stressato' Atp1a3+ / −e 'sottolineato' topi wild-type da 6-12 settimane di età (aprire cerchi, N = 9; si aprono piazze, N = 8; cerchi pieni , N = 10; quadrati pieni, N = 9, rispettivamente). (A) lunghezza dell'arto anteriore della falcata. (B) lunghezza del hindlimb della falcata. (C) asimmetria di lunghezza strides zampa anteriore. (D) asimmetria di lunghezza strides hindlimb. (E): larghezza tra gli arti anteriori. (F) larghezza fra le zampe posteriori. (G) sovrapposizione tra la zampa anteriore sinistra e hindlimb. (H) sovrapposizione tra la zampa anteriore destra e hindlimb. I dati sono la media ± SD. statistica analisi (t -test per 4-settimana-vecchi topi) e pairwise t -test con il metodo di regolazione di Holm per 6-12-settimana-vecchi topi sono state eseguite da R23. n # p <,05, per 'non-sollecitato' Atp1a3+ / − e 'non-sollecitato' topi wild-type. p <,05, per 'sottolineato' Atp1a3+ / − e 'sottolineato' topi wild-type. + p <,05, per 'non-sollecitato' e 'sottolineato' Atp1a3+ / − topi. Figura 5A -F è stato modificato da riferimento18 con permesso del Elsevier. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 6
Figura 6: risultati rappresentativi di appendere box test. L'impiccagione casella test è stato eseguito con Atp1a3+ / − (a3) e topi wild-type (wt) a 4 settimane di età. Quindi, Atp1a3+ / − e topi wild-type sono stati suddivisi in gruppi di 'stress' e 'non-sollecitato'. Appeso il tempo del 4-settimana-vecchio Atp1a3+ / − (aprire cerchi, N = 19) e wild-type (si aprono piazze, N = 17) topi e appendere tempo di 6-12-week-old 'non-ha sottolineato' Atp1a3+ / − (aprire cerchi, N = 9), 'non-sollecitato' selvaggio-tipo (piazze aperte N = 8), 'sottolineato' Atp1a3+ / − (cerchi pieni, N = 10) e 'sottolineato' wild-type (quadrati pieni, N = 9) topi sono stati tracciati su una scala logaritmica. I dati sono la media ± SD. statistica analisi (t -test per 4-settimana-vecchi topi) e pairwise t -test con il metodo di regolazione di Holm per 6-12-settimana-vecchi topi sono state eseguite da R23. p <,05, per 'stressato' Atp1a3+ / − e 'sottolineato' topi wild-type. $ p <,05, per 'non-sollecitato' e 'stressati' topi wild-type. + p <,05, per 'non-sollecitato' Atp1a3+ / − e 'sottolineato' topi wild-type. Dati sono stati ristampati da riferimento18 con permesso del Elsevier. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 7
Figura 7: risultati rappresentativi delle curve di sviluppo. Peso corporeo sono stato misurato di Atp1a3+ / − (a3) e topi wild-type (wt) a 4 settimane di età (aprire cerchi, N = 19; si aprono piazze, N = 17, rispettivamente). Quindi, Atp1a3+ / − e topi wild-type sono stati suddivisi in gruppi di 'stress' e 'non-sollecitato'. Corporei tra 6 e 12 settimane di età di 'non-sollecitato' Atp1a3+ / − (aprire cerchi, N = 9), 'non-sollecitato' selvaggio-tipo (si aprono piazze, N = 8), 'stressato' Atp1a3+ / − (cerchi pieni, N = 10) e 'sottolineato' wild-type (solido piazze, N = 9) topi sono stati misurati. I dati sono la media ± SD. statistica analisi (t -test per 4-settimana-vecchi topi) e pairwise t -test con il metodo di regolazione di Holm per 6-12-settimana-vecchi topi sono state eseguite da R23. Figura 7 è stato modificato da riferimento18 con permesso del Elsevier. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

L'analisi dell'impronta e il riquadro sporgente di test sono test comportamentali semplici e poco onerose per la funzione motoria dei topi. I fenotipi di neurobehavioral in diversi modelli di mouse sono stati rilevati con successo da queste prove. Ad esempio, accorciato la lunghezza della falcata nella sclerosi laterale amiotrofica24, maggiore lunghezza della falcata asimmetrica all'atassia-telangiectasia25, maggiore lunghezza di sovrapposizione nella malattia di Huntington26 e distonia27, e base allargata all'atassia28,29, Angelman sindrome30 e distonia31 sono stati dimostrati tramite l'analisi dell'impronta. Inoltre, tempo appeso più breve di quella dei topi di controllo è stato osservato nel modello murino di distrofia muscolare di Duchenne32. Così, entrambi i test descritti in questa carta sarebbe utili per valutare la disfunzione del motore dei topi.

C'è un passaggio fondamentale di questo protocollo per ottenere le impronte nitide. È molto importante mettere un mouse su carta immediatamente dopo l'immersione le parti inferiori degli arti in inchiostro per evitare la disidratazione. È necessario completare la procedura di immersione (punti 2.2.3 e 2.3.3) in breve tempo. Uno svantaggio di questo protocollo di analisi dell'impronta è che i parametri ottenuti sono limitati a quelli semplici che non includono informazioni temporali (ad es., durata di andatura ciclo e passo la sequenza di ogni piede) e informazioni fisiche (ad es., pressione di impronta basato su pannello LED sensibile al tocco). Quando sono necessarie informazioni temporali e fisiche, deve essere utilizzato un apparecchio di analisi automatizzata di andatura. In alternativa, informazioni temporali di deambulazione sono ottenibili dalla telecamera ad alta velocità33. Un altro svantaggio è che la misurazione dei parametri su carta stampata a piedi è più laborioso rispetto analisi automatizzata di andatura. Per la futura applicazione, lo sviluppo di un programma per la raccolta dati automatica o semiautomatica da carta stampata a piedi sarà necessario diminuire i parametri di misurazione di sforzo.

Per il carico di stress, il numero totale e la durata per ogni sessione può essere variate in questo protocollo. Lo sforzo del fermo è stato condotto con varie durate e numero di applicazioni (ad es.., singolo per 5 min34, singole per 24 h35, h 12 x 5 sessioni36e 6 h x 31 sessioni37, recensione in rif. 20). A nostra conoscenza, nessuno studio sistematico riguarda gli effetti del numero totale e la durata per la sessione sulla funzione motoria dei topi. L'attività dei topi in campo aperto è influenzata dallo sforzo singolo caricamento di 1 h38 o 2 h ma non da quello di 15 min19. Durata di carico di stress prolungato può portare a gravi deficit motori. Per il numero di carichi di stress, l'atteggiamento dei topi diventa più ampia di quella dei topi non stressati dopo 36 volte di carico (1 h due volte a settimana), ma non dopo 30 volte39. Lo sforzo del fermo cronica (6 h al giorno per 31 giorni consecutivi) aggrava rotarod performance nel modello murino di malattia di Parkinson37. I nostri risultati hanno mostrato il tempo di sospensione di 'sottolineato' Atp1a3+ / − topi è diventato più breve di quella dei topi wild type 'stressati' dopo 24 volte lo stress (a 12 settimane di età), ma non dopo 18 dei tempi di caricamento o meno (a 4, 6, 8 e 10 settimane di età). Pertanto, lo sforzo ripetuto caricamento è necessaria per l'induzione di alcuni deficit motori in topi, anche se l'induzione di deficit del motore dopo un lungo periodo dall'inizio di un singolo o più volte di stress di carico non può essere escluso. Quando i topi non mostrano un fenotipo di neurobehavioral in questo protocollo, la raccomandazione è di aumentare il numero totale e la durata dello sforzo di caricamento per ogni sessione. Al contrario, quando i topi mostrano anomalia di andatura da un singolo o più volte di stress di carico, durata e numero può essere diminuiti.

Infine, prestazioni di camminare e di sospensione possono essere influenzate da emotivi caratteri comportamentali (ad esempio, l'ansia e attività) diversi da quelli di disfunzione del motore. Topi con alta ansia e con l'iperattività, spesso eseguito (invece che a piedi) alla casella di obiettivo. Topi che mostrano il comportamento del tipo di depressione possono camminare con frequenti fermate. Di conseguenza, un modello di aberrante impronta non può essere a causa di deficit motori. Così, per confermare l'anomalia di andatura risultanti soltanto da deficit motori, esecuzione di ulteriori prove che valutare caratteristiche emozionali (attività: prova in loco aperta; ansia: Apri campo ed elevato più l'analisi del labirinto; depressione-come comportamento: costretto nuotata test) dopo questo protocollo come descritto in precedenza18 è consigliabile.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Acknowledgments

Questo lavoro è stato supportato da JSP (Japan Society for Promotion of Science) KAKENHI (sovvenzione per Scientific Research C), concedere numero 18K 07373 (A.S.) e sovvenzioni per le Università Private.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Hanging box O’hara & Co. http://ohara-time.co.jp/products/wire-hanging-test/
Marking pen ZEBRA MO-120-MC-BK
Goal box O’hara & Co. http://ohara-time.co.jp/products/balanced-beam-test/ Accessory for apparatus of balanced beam test
Boxes O’hara & Co. - Side wall of runway
Black ink Shin-asahi -
Red ink Maruyamakogyo BC-6
Disposable Petri Dish Corning 351008 Petri dishes (35 mm in diameter)
Askul Multipaper Super White J Monochrome A3 Askul 701-712 White paper (29.7 cm x 42 cm x 0.09mm)
50 mL Conical tube Corning 430829
Square drill KAKURI Corporation DIY FACTORY (K32-0313)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Warner, T. T. Movement disorders. Practical Guide to Neurogenetics. , Elsevier Health Sciences. (2008).
  2. Brashear, A., DeLeon, D., Bressman, S. B., Thyagarajan, D., Farlow, M. R., Dobyns, W. B. Rapid-onset dystonia-parkinsonism in a second family. Neurology. 48 (4), 1066-1069 (1997).
  3. Linazasoro, G., Indakoetxea, B., Ruiz, J., Van Blercom, N., Lasa, A. Possible sporadic rapid-onset dystonia-parkinsonism. Movement Disorders. 17 (3), 608-609 (2002).
  4. Svetel, M., Ozelius, L. J., et al. Rapid-onset dystonia-parkinsonism: case report. Journal of Neurology. 257 (3), 472-474 (2010).
  5. Vrinten, D. H., Hamers, F. F. T. "CatWalk" automated quantitative gait analysis as a novel method to assess mechanical allodynia in the rat; a comparison with von Frey testing. PAIN. 102 (1), 203-209 (2003).
  6. Berryman, E. R. DigigaitTM quantitation of gait dynamics in rat rheumatoid arthritis model. Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions. 9 (2), 89-98 (2009).
  7. Beare, J. E., Morehouse, J. R., et al. Gait analysis in normal and spinal contused mice using the TreadScan system. Journal of Neurotrauma. 26 (11), 2045-2056 (2009).
  8. Rushton, R., Steinberg, H., Tinson, C. Effects of a single experience on subsequent reactions to drugs. British Journal of Pharmacology and Chemotherapy. 20, 99-105 (1963).
  9. Lee, C. C., Peters, P. J. Neurotoxicity and behavioral effects of thiram in rats. Environmental health perspectives. 17, 35-43 (1976).
  10. van der Zee, C. E., Schuurman, T., Traber, J., Gispen, W. H. Oral administration of nimodipine accelerates functional recovery following peripheral nerve damage in the rat. Neuroscience Letters. 83 (1-2), 143-148 (1987).
  11. Leroy, T., Stroobants, S., Aerts, J. -M., D'Hooge, R., Berckmans, D. Automatic analysis of altered gait in arylsulphatase A-deficient mice in the open field. Behavior Research Methods. 41 (3), 787-794 (2009).
  12. Sango, K., McDonald, M. P., et al. Mice lacking both subunits of lysosomal beta-hexosaminidase display gangliosidosis and mucopolysaccharidosis. Nature Genetics. 14 (3), 348-352 (1996).
  13. Deacon, R. M. J. Measuring the Strength of Mice. Journal of Visualized Experiments. (76), e2610 (2013).
  14. Djamshidian, A., Lees, A. J. Can stress trigger Parkinson's disease? Journal of Neurology, Neurosurgey, and Psychiatry. 85 (8), 879-882 (2014).
  15. Brashear, A., Dobyns, W. B., et al. The phenotypic spectrum of rapid-onset dystonia-parkinsonism (RDP) and mutations in the ATP1A3. Brain. 130 (Pt 3), 828-835 (2007).
  16. Kirshenbaum, G. S., Saltzman, K., Rose, B., Petersen, J., Vilsen, B., Roder, J. C. Decreased neuronal Na+,K+-ATPase activity in Atp1a3 heterozygous mice increases susceptibility to depression-like endophenotypes by chronic variable stress. Genes, Brain and Behavior. 10 (5), 542-550 (2011).
  17. DeAndrade, M. P., Yokoi, F., van Groen, T., Lingrel, J. B., Li, Y. Characterization of Atp1a3 mutant mice as a model of rapid-onset dystonia with parkinsonism. Behavioral Brain Research. 216 (2), 659-665 (2011).
  18. Sugimoto, H., Ikeda, K., Kawakami, K. Heterozygous mice deficient in Atp1a3 exhibit motor deficits by chronic restraint stress. Behavioral Brain Research. 272, 100-110 (2014).
  19. Zimprich, A., Garrett, L., et al. A robust and reliable non-invasive test for stress responsivity in mice. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, 125 (2014).
  20. Buynitsky, T., Mostofsky, D. I. Restraint stress in biobehavioral research: recent developments. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 33 (7), 1089-1098 (2009).
  21. Ikeda, K., Satake, S., et al. Enhanced inhibitory neurotransmission in the cerebellar cortex of Atp1a3-deficient heterozygous mice. The Journal of Physiology. 591 (13), 3433-3449 (2013).
  22. Crawley, J. N. Motor functions. What's Wrong with My Mouse?. , John Wiley & Sons. (2007).
  23. R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. , R Foundation for Statistical Computing. Vienna, Austria. Available from: https://www.R-project.org/ (2014).
  24. Wils, H., Kleinberger, G., et al. TDP-43 transgenic mice develop spastic paralysis and neuronal inclusions characteristic of ALS and frontotemporal lobar degeneration. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (8), 3858-3863 (2010).
  25. Eilam, R., Peter, Y., et al. Selective loss of dopaminergic nigro-striatal neurons in brains of Atm-deficient mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (21), 12653-12656 (1998).
  26. Lin, C. -H., Tallaksen-Greene, S., et al. Neurological abnormalities in a knock-in mouse model of Huntington's disease. Human Molecular Genetics. 10 (2), 137-144 (2001).
  27. Dang, M. T., Yokoi, F., et al. Generation and characterization of Dyt1 ΔGAG knock-in mouse as a model for early-onset dystonia. Experimental Neurology. 196 (2), 452-463 (2005).
  28. Glynn, D., Drew, C. J., Reim, K., Brose, N., Morton, A. J. Profound ataxia in complexin I knockout mice masks a complex phenotype that includes exploratory and habituation deficits. Human Molecular Genetics. 14 (16), 2369-2385 (2005).
  29. Becker, E. B. E., Oliver, P. L., et al. A point mutation in TRPC3 causes abnormal Purkinje cell development and cerebellar ataxia in moonwalker mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (16), 6706-6711 (2009).
  30. Heck, D. H., Zhao, Y., Roy, S., LeDoux, M. S., Reiter, L. T. Analysis of cerebellar function in Ube3a-deficient mice reveals novel genotype-specific behaviors. Human Molecular Genetics. 17 (14), 2181-2189 (2008).
  31. Kirshenbaum, G. S., Dawson, N., et al. Alternating hemiplegia of childhood-related neural and behavioural phenotypes in Na+,K+-ATPase α3 missense mutant mice. PLoS ONE. 8 (3), e60141 (2013).
  32. Klein, A., Wessolleck, J., Papazoglou, A., Metz, G. A., Nikkhah, G. Walking pattern analysis after unilateral 6-OHDA lesion and transplantation of foetal dopaminergic progenitor cells in rats. Behavioral Brain Research. 199 (2), 317-325 (2009).
  33. 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 (Pt 7), e1175 (2015).
  34. Cecchi, M., Khoshbouei, H., Morilak, D. A. Modulatory effects of norepinephrine, acting on alpha1 receptors in the central nucleus of the amygdala, on behavioral and neuroendocrine responses to acute immobilization stress. Neuropharmacology. 43 (7), 1139-1147 (2002).
  35. Chu, X., Zhou, Y., et al. 24-hour-restraint stress induces long-term depressive-likephenotypes in mice. Scientific Reports. 6, 32935 (2016).
  36. Freeman, M. L., Sheridan, B. S., Bonneau, R. H., Hendricks, R. L. Psychological Stress Compromises CD8+ T cell control of latent herpes simplex virus type 1 infections. The Journal of Immunology. 179 (1), 322-328 (2007).
  37. Lauretti, E., Di Meco, A., Merali, S., Praticò, D. Chronic behavioral stress exaggerates motor deficit and neuroinflammation in the MPTP mouse model of Parkinson's disease. Translational Psychiatry. 6, e733 (2016).
  38. Quartermain, D., Stone, E. A., Charbonneau, G. Acute stress disrupts risk assessment behavior in mice. Physiology and Behavior. 59 (4-5), 937-940 (1996).
  39. Bannon, D. The Behavioural effects of stress and aluminum toxicity on a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis Parkinsonism-dementia complex. , 1-186 (2015).

Tags

Comportamento numero 143 analisi dell'impronta appeso prova box lo sforzo del fermo test comportamentali mouse funzione motoria
Basso costo protocollo di analisi dell'impronta e appendere casella Test per topi applicato lo Stress cronico ritenuta
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Sugimoto, H., Kawakami, K. Low-costMore

Sugimoto, H., Kawakami, K. Low-cost Protocol of Footprint Analysis and Hanging Box Test for Mice Applied the Chronic Restraint Stress. J. Vis. Exp. (143), e59027, doi:10.3791/59027 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter