Summary
पदचिह्न विश्लेषण चूहों में आंदोलन असामान्यताएं परिमाणित शोधकर्ताओं के लिए डिजीटल चाल विश्लेषण कार्यक्रमों के लिए एक कम लागत विकल्प है. अपनी गति, सादगी, और अनुदैर्घ्य क्षमता की वजह से, यह माउस मॉडल के व्यवहार phenotyping के लिए आदर्श है.
Abstract
पशु चलन का मापन एक आम व्यवहार उपकरण है जिसका उपयोग किसी दी गई बीमारी, चोट, या दवा मॉडल के फीनोटाइप का वर्णन करने के लिए किया जाता है। चाल विश्लेषण की कम लागत विधि यहाँ प्रदर्शन murine मॉडल में चाल असामान्यताएं का एक सरल लेकिन प्रभावी उपाय है. पैरों के निशान गैर विषैले धोने योग्य रंग के साथ एक माउस के पैर पेंटिंग और विषय कागज के एक पत्रक पर एक सुरंग के माध्यम से चलने के लिए अनुमति देकर विश्लेषण कर रहे हैं. परीक्षण सुरंग के डिजाइन प्राकृतिक माउस व्यवहार और छोटे अंधेरे स्थानों के लिए उनके आत्मीयता का लाभ लेता है. प्रगति लंबाई, प्रगति चौड़ाई, और प्रत्येक माउस के बाएँ प्रसार आसानी से एक शासक और एक पेंसिल का उपयोग कर मापा जाता है. यह एक अच्छी तरह से स्थापित और विश्वसनीय विधि है, और यह कई मैट्रिक्स कि डिजिटल सिस्टम के अनुरूप हैं उत्पन्न करता है. यह दृष्टिकोण काफी संवेदनशील है कि फीनोटाइप प्रस्तुति में जल्दी प्रगति में परिवर्तन का पता लगाने के लिए, और इसके गैर इनवेसिव दृष्टिकोण के कारण, यह जीवन-स्पैन या फीनोटाइप प्रस्तुति में समूहों के परीक्षण के लिए अनुमति देता है।
Introduction
लोकोमोशन के लिए जटिल स्नायविक और मस्क्यूलोस्केटल समन्वय की आवश्यकता होती है और मोटर मार्ग के एक ही पहलू में कमी प्रेक्षणीय चाल असामान्यताओं1,2का उत्पादन कर सकती है . गैट विश्लेषण माउस मॉडल का परीक्षण शोधकर्ताओं के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है क्योंकि यह कैसे एक दिया रोग, चोट, या दवा एक जानवर के आंदोलन3प्रभावों पर परिमाणात्मक व्यवहार डेटा प्रदान करता है. हालांकि, डिजीटल चाल विश्लेषण एक ट्रेडमिल की खरीद की आवश्यकता है, एक कैमरा, और जुड़े सॉफ्टवेयर, जो शोधकर्ताओं के लिए प्रतिषेधात्मक रूप से महंगा हो सकता है. गैट विश्लेषण अक्सर मोटर समारोह में अनुदैर्घ्य परिवर्तन को ट्रैक करने के लिए आवर्तक रूप से प्रयोग किया जाता है, इसलिए यह व्यय का औचित्य साबित करने के लिए मुश्किल हो सकता है अगर छिटपुट रूप से इस्तेमाल किया4. हालांकि डिजीटल विश्लेषण सरल पदचिह्न विश्लेषण की तुलना में अधिक विस्तृत चाल मैट्रिक्स प्रदान कर सकते हैं, इन अधिक जटिल उपाय हमेशा आवश्यक या एक व्यवहार phenotype5के लक्षण के लिए प्रासंगिक नहीं हैं.
यहाँ हम डिजीटल चाल विश्लेषण कार्यक्रम6,7के लिए एक त्वरित और संवेदनशील विकल्प के रूप में एक कम लागत मैनुअल पदचिह्न विश्लेषण विधि पेश करते हैं। मैनुअल पदचिह्न विश्लेषण murine रोग मॉडल4,7,8,9,10,11 की एक भीड़ में महत्वपूर्ण चाल मतभेदों का पता लगाने के लिए प्रदर्शन किया गया है ,12,13,14,15,16,16,और कम से कम एक मामले में , इस कम लागत वाली विधि ने चाल में परिवर्तन की पहचान की कि एक सामान्य डिजीटल चाल विश्लेषण कार्यक्रम12द्वारा पता नहीं लगाया गया. सामग्री की कुल लागत नाममात्र है, और यह आसानी से अन्य कृंतक अनुसंधान मॉडल के लिए अनुकूलित किया जा सकता है.
हालांकि कई अलग-अलग चाल मीट्रिक हैं जिनसे डेटा निकाला जा सकता है, लेकिन हमारे द्वारा वर्णन की जाने वाली विधि तीन विशिष्ट मीट्रिक पर केंद्रित है: प्रगति लंबाई, प्रगति चौड़ाई (a.k.a. "ट्रैक चौड़ाई"), और बाएँ का प्रसार. यह नोट करना महत्वपूर्ण है कि मूल्यांकन किए जाने वाले पैरामीटरों का निर्धारण मॉडल-बाय-मॉडल के आधार पर किया जाना चाहिए। चाल विश्लेषण की यह विधि संज्ञानात्मक समारोह को मापने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, और यह चाल16के जटिल biomechanical माप की आवश्यकता होती है कि अध्ययन के लिए अनुशंसित नहीं है.
हम पूर्व के एक सहगण से व्यवहार डेटा प्रस्तुत करते हैं और बाद-लक्षणीय चूहों मॉडलिंग एक्स से जुड़े स्पाइनल और बुलबार पेशी शोष (SBMA), एक neuromuscular मोटर न्यूरॉन अध: पतन और मांसपेशियों शोष की विशेषता रोग. इन चूहों चाल है कि अन्य रोग विशेष phenotypes की शुरुआत के साथ मेल में प्रगतिशील घाटे का विकास. यह वैधता और इस विधि की विशिष्टता को दर्शाता है, और पुष्टि करता है कि यह मज़बूती से प्रभावित और गैर प्रभावित जानवरों के बीच भेदभाव कर सकते हैं.
इस अध्ययन में प्रयोगात्मक चूहों थे 2.5 (पूर्व लक्षण) और 9 महीने पुराने (पोस्ट-लक्षण) BAC fxAR121 एक C57BL/6 पृष्ठभूमि पर ट्रांसजेनिक चूहों (nexpt$ 12). इस मॉडल हमारी प्रयोगशाला में उत्पन्न किया गया था और पूरी तरह से SBMA9के एक शक्तिशाली माउस मॉडल के रूप में विशेषता है. गैर-ट्रांसजेनिक litermates नियंत्रण के रूप में इस्तेमाल किया गया (nCtrl$8). SBMA एक सेक्स सीमित रोग है जो पूरी तरह से केवल पुरुषों में प्रकट होता है, तो पुरुष चूहों विशेष रूप से इस अध्ययन के लिए इस्तेमाल किया गया. योजना चरणों के दौरान, शोधकर्ताओं को समूह आकार और संरचना18निर्धारित करने के लिए एक जैविक चर के रूप में सेक्स के राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थानों को ध्यान में रखना चाहिए।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
चूहों के साथ किए गए सभी परीक्षणों की समीक्षा की गई और ड्यूक विश्वविद्यालय की संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (IACUC) द्वारा अनुमोदित किया गया। परीक्षण और स्कोरिंग के लिए जिम्मेदार कर्मियों को पशु जीनोटाइप या प्रयोगात्मक स्थिति के लिए अंधा किया जाना चाहिए जब तक चाल विश्लेषण और कागज के स्कोरिंग पूरे सहगण के लिए पूरा कर लिया गया है.
1. परीक्षण सामग्री की तैयारी
- 3 पूर्व कट स्पष्ट एक्रिलिक पैनलों कि 0.375 इंच मोटी हैं से बनाया गया एक सुरंग के साथ आचरण परीक्षण. एक सीलेंट है कि विशेष रूप से बांड एक्रिलिक और जब सूखे odors उत्सर्जन नहीं होगा के साथ एक साथ gluing पैनलों द्वारा सुरंग इकट्ठा.
- मानक C57BL/6 चूहों के लिए, निम्नलिखित सुरंग माप का उपयोग करें: 2.5 में व्यापक, 3 में उच्च, और 13 में लंबे समय. चूहे आराम से सुरंग के माध्यम से चलने के लिए और पर्याप्त कदम उठाने में सक्षम होना चाहिए (gt;4) इतना है कि चाल मापा जा सकता है.
- पूर्व कट ग्रे एक्रिलिक पैनलों 0.375 इंच मोटी, सुरंग पर इस्तेमाल के रूप में एक ही सीलेंट के साथ एक साथ चिपके के साथ लक्ष्य कक्ष का निर्माण। कक्ष के आंतरिक माप 4 में व्यापक, 4 में लंबे, और 3 में लंबा कर रहे हैं. सुरंग के उद्घाटन के लिए इस कक्ष के उद्घाटन मैच (2.5 में विस्तृत x 3.0 में लंबा). क्योंकि चूहों स्वाभाविक रूप से अच्छी तरह से जलाया रिक्त स्थान के लिए अंधेरे रिक्त स्थान पसंद करते हैं, सामग्री है कि अपारदर्शी और रंग में अंधेरा है का उपयोग करें.
- कदम है कि मोटी और चिकनी है ट्रैकिंग के लिए कागज का प्रयोग करें (पानी के रंग कागज अच्छी तरह से काम करता है). सुरंग की चौड़ाई और लंबाई से थोड़ा चौड़ा और लंबा होने के लिए अलग-अलग कागजात स्ट्रिप्स काटें। यदि यहाँ वर्णित सुरंग आयामों का उपयोग कर, कागज में कटौती 15 में लंबे समय तक 3.5 में व्यापक.
- गैर विषैले धोने योग्य पानी आधारित रंग के दो विषम रंग (उदा., हरे और बैंगनी) का उपयोग करें। पश् च-अंग के लिए एक रंग असाइन करें, दूसरा एक forelimbs के लिए. चूहे परीक्षण के बाद अपने पैरों से शेष रंग चाटना होगा, तो चयनित रंग पूरी तरह से गैर विषैले होना चाहिए.
- दो दौर बैरल paintbrushes, प्रत्येक रंग रंग के लिए एक का प्रयोग करें ($0.5 सेमी व्यास में, पतला /
- मिलीमीटर के लिए नीचे चिह्नों के साथ एक शासक का चयन करें, और 0.1 मिमी करने के लिए नीचे माप के साथ एक कैलिपर स्कोरिंग कागजात पर लिखने के लिए सिफारिश की है।
- वैकल्पिक:उच्च चिंता या कम प्रेरणा के साथ जानवरों के लिए, लक्ष्य कक्ष में एक व्यवहार प्रोत्साहन प्रदान करते हैं. यह बाँझ सूरजमुखी के बीज की छोटी मात्रा में शामिल कर सकते हैं (घर पिंजरे में रखा 2 दिन habituation की अनुमति देने के लिए परीक्षण करने से पहले). परीक्षण के दिन, लक्ष्य कक्ष के अंदर सूरजमुखी के बीज जगह चूहों को रोकने के बिना के माध्यम से चलने के लिए प्रोत्साहित करने के लिए.
2. डेटा संग्रह
- यदि परीक्षण एक अलग कमरे में किया जाता है, acclimate चूहों के लिए नए कमरे में 30 मिनट और फिर व्यवहार assays शुरू करते हैं. इसके अतिरिक्त, क्योंकि चूहों स्वाभाविक रूप से रात में कर रहे हैं, सुनिश्चित करें कि सभी चूहों पूरी तरह से जाग रहे हैं और परीक्षण से पहले कम से कम 5 मिनट के लिए चेतावनी.
- कागज पर सुरंग स्थिति और माउस आईडी और परीक्षण की तारीख के साथ कागज अंकन द्वारा परीक्षण सेटअप तैयार करें। सुरंग के अंत में लक्ष्य कक्ष स्थिति, दोनों खुले सिरों को जोड़ने. सुरंग के अंत में सूरजमुखी के बीज जोड़ें (लक्ष्य कक्ष के अंदर) प्रेरणा के लिए यदि आवश्यक हो.
- माउस निकालें अपने पिंजरे से परीक्षण किया जा करने के लिए और यह मजबूती से पकड़ अपनी scruff द्वारा, अपने पिछले अंगों के आंदोलन को स्थिर करने के लिए पूंछ पकड़ करने के लिए सुनिश्चित कर रही है.
- सभी पैर की उंगलियों के पूरे नीचे और पैर के केंद्र पूरी तरह से रंग में कवर कर रहे हैं तो forepaws पेंट। इसके पिछले पंजे पर रंग के एक विषम रंग के साथ इस दोहराएँ. किसी भी रंग है कि माउस एक साफ नम कपड़े के साथ अपने शरीर के अन्य भागों पर हो जाता है साफ धब्बा है कि डेटा संग्रह के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं रोकने के लिए.
नोट: माउस हैंडलिंग पशु तनाव को कम करने के लिए अनुभवी शोधकर्ताओं द्वारा किया जाना चाहिए. - सुरंग के शुरू में माउस प्लेस और यह लक्ष्य कक्ष में सभी तरह से चलने के लिए अनुमति देते हैं, और फिर माउस पुनः प्राप्त, धीरे से एक पानी से बने कपड़े के साथ अपने पैरों को पोंछ, और इसे अपने घर पिंजरे में वापस.
- स्कोरिंग से पहले पूरी तरह से सूखने के लिए पैरों के निशान के साथ कागज की अनुमति दें। प्रत्येक जानवर के बीच में इथेनॉल या एक बराबर सफाई समाधान के साथ परीक्षण क्षेत्र और सुरंग को साफ करें।
3. स्कोरिंग मापदंड
- उन चरणों का उपयोग करें जो लगातार स्कोरिंग के लिए स्पष्ट, गैर-स्मग्ड पदचिह्नों के साथ स्थान पर हैं। चित्र 1B एक पदचिह्न अनुक्रम का एक अच्छा उदाहरण है जिसे बनाया जा सकता है। पर्याप्त स्कोरिंग डेटा जनरेट करने के लिए, प्रत्येक पैर से कम से कम 2 लगातार चरण होने चाहिए, लेकिन प्रति पैर 4-6 कदम की सिफारिश की है। कागज पर पहले और अंतिम पदचिह्नों को शामिल न करें, क्योंकि वे सामान्य चाल का प्रतिनिधित्व करने की संभावना नहीं है क्योंकि माउस अपने चलने की गति बदल रहा है।
- प्रगति लंबाई, प्रगति चौड़ाई का प्रयोग करें, और चाल है कि इस विधि का उपयोग कर विश्लेषण किया जा सकता है के तीन अलग अलग उपायों के रूप में फैले.
नोट: स्ट्राइड लंबाई और चौड़ाई स्पष्ट अनुक्रमिक प्रिंट जहां forefoot क्षेत्र अच्छी तरह से रंग में परिभाषित किया गया है की आवश्यकता होती है। पैर की अंगुली का प्रसार स्कोरिंग के लिए अनुक्रमिक प्रिंट की आवश्यकता नहीं है, केवल एक पैर पर पहले और अंतिम पैर की उंगलियों के स्पष्ट प्रिंट. हालांकि, अगर एक दिया पदचिह्न प्रगति लंबाई या चौड़ाई के माप में शामिल नहीं है, यह हाथ की अंगुली प्रसार के लिए नहीं बनाया जा सकता है. इन तीनों उपायों का आकलन सेंटीमीटर में किया जाता है।- एक ही पैर द्वारा बनाई गई दो अनुक्रमिक पदचिह्नों के बीच की दूरी के रूप में प्रगति लंबाई को परिभाषित करें (अर्थात्, एक प्रगति) (चित्र1A,1B)।
- एक पेंसिल के साथ, एक ही प्रगति में दोनों forelimb पैरों के निशान (ऊपर सौंपा रंग द्वारा पहचान) के पूर्व पैर क्षेत्र के चारों ओर एक 2-4 मिमी चक्र आकर्षित और एक शासक का उपयोग कर उन दोनों के बीच एक लाइन आकर्षित।
- प्रत्येक वृत्त के मध्य से दो प्रिंटों के बीच की दूरी को रिकॉर्ड करें (यानी प्रत्येक पैर पैड के केंद्र) के रूप में दाएँ-फोर 1 (RF1) या बाएँ-फोर 1 (LF1) के रूप में।
- रन बनाए जा सकते हैं कि सभी कदम (RF2, LF2, RF3, LF3 और इतने पर) के लिए दोहराएँ.
- दाएँ और बाएँ-लिम्ब पदचिह्नों के लिए दोहराएँ.
- औसत सभी व्यक्ति प्रत्येक अंग के लिए प्रगति दूरी दर्ज की गई. सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए, अलग-अलग सहगण सदस्यों को एक साथ औसत किया जा सकता है.
- प्रगति चौड़ाई को बाएँ और दाएँ forelimbs या पीछे-पीछे के बीच की दूरी के माप के रूप में परिभाषित करें (चित्र 1A,1B)।
- इस दूरी का आकलन करने के लिए, एक हिन्द-अंग के वृत्तवाले फोरफुट क्षेत्र से एक रेखा को खींचना और मापें जो विपरीत ओरानला हिंद-लिंब पर प्रगति लंबाई के लिए रेखा के साथ लंबवत प्रतिच्छेद करती है।
- सभी पिछले लिंब प्रिंट है कि रन बनाए जा सकते हैं के लिए इस दोहराएँ, और फिर माप औसत. प्रगति चौड़ाई के लिए गणना की विधि के लिए एक ही है- और पिछले limbs.
- एक ही फोर-या हिँदे पदचिन्ह पर पहले और अंतिम पांव के बीच की दूरी के रूप में फैले हुए पैरों को परिभाषित करें (चित्र 1ए, 1ख)।
- पहले पैर की अंगुली प्रिंट की नोक और पिछले पैर की अंगुली प्रिंट की नोक के बीच की दूरी को मापने के लिए कैलिपर्स का उपयोग करें।
- सभी पिछले लिंब प्रिंट है कि रन बनाए जा सकते हैं और औसत माप के लिए दोहराएँ. पैर की अंगुली के प्रसार के लिए गणना की विधि के लिए एक ही है- और पिछले limbs.
- एक ही पैर द्वारा बनाई गई दो अनुक्रमिक पदचिह्नों के बीच की दूरी के रूप में प्रगति लंबाई को परिभाषित करें (अर्थात्, एक प्रगति) (चित्र1A,1B)।
- यदि कागज स्कोर नहीं किया जा सकता है, तो फिर से कोशिश करने से पहले जानवर को 10 मिनट के लिए आराम करने की अनुमति दें।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
जानवरों की पर्याप्त संख्या के साथ, इस प्रक्रिया माउस genotypes के बीच चाल मतभेद का पता लगाने में सक्षम है, समय के साथ एक ही तनाव के भीतर. चित्रा 1B हमारी प्रयोगशाला में एकत्र पदचिह्न छवियों के प्रतिनिधि निशान से पता चलता है, एक्स से जुड़े स्पाइनल और Bulbar पेशी शोष (SBMA), कम मोटर न्यूरॉन्स और कंकाल की मांसपेशियों को प्रभावित करने वाले एक neurodegenerative विकार के एक माउस मॉडल का उपयोग कर. हम पहले की सूचना दी है कि पुरुष BAC fxAR121 ट्रांसजेनिक चूहों महत्वपूर्ण वजन घटाने का विकास, पकड़ शक्ति में हानि, और बाद में लक्षण उम्र में प्रगति लंबाई छोटा जब गैर-ट्रांसजेनिक littermate नियंत्रण9.
यहाँ हम पूर्व-लक्षण (2.5 वर्ष की आयु के) और बाद के लक्षण (9 महीने की उम्र) बीएसी fxAR121 ट्रांसजेनिक और लिटरमेट नियंत्रण पुरुष चूहों के एक सहगण से चाल विश्लेषण परिणाम प्रस्तुत (चित्र 2) . रोग शुरुआत से पहले, BAC fxAR121 ट्रांसजेनिक चूहों इसी तरह की प्रगति लंबाई, प्रगति चौड़ाई, और उनके littermate गैर ट्रांसजेनिक नियंत्रण की तुलना में फैल प्रदर्शन. रोग की शुरुआत के बाद, BAC fxAR121 ट्रांसजेनिक चूहों काफी कम प्रगति लंबाई प्रदर्शित (pforelimb$ 0.001, pहिंद-लिम्ब] 0.009) (चित्र 2A).। इसी प्रकार के अनुदैर्घ्य विश्लेषण से या तो परीक्षण की गई आयु में प्रगति चौड़ाई में कोई अंतर नहीं प्रकट हुआ (च2.5 माह$0.709, च9 माह(चित्र2B)। पश् च-लक्षणीय BAC fxAR121 ट्रांसजेनिक चूहों में भी आयु-मिलानित कूड़े के नियंत्रण की तुलना में काफी संकीर्ण हिन्द बाएँ का प्रसार (p$0.01)होताहै। BAC fxAR121 चूहों मॉडल एक neuromuscular रोग है कि मुख्य रूप से पिछले limbs को प्रभावित करता है, तो forelimb चाल के विस्तृत उपाय एकत्र नहीं थे. हम इस चाल विश्लेषण विधि का उपयोग शोधकर्ताओं को प्रोत्साहित करने के लिए अपने माउस मॉडल के phenotype पर विचार करें और forelimb या पीछे लिंब चाल मैट्रिक्स तदनुसार चुनें.
चित्र 1: गैट विश्लेषण उपाय और समस्या निवारण.
चूहों पर चाल विश्लेषण के एकSchematic प्रतिनिधित्व, प्रगति लंबाई, प्रगति चौड़ाई, और टो के प्रसार जानकारी का चित्रण. एकचाल विश्लेषण पदचिह्न अनुक्रम है कि रन बनाए जा सकते हैं के बी प्रतिनिधि उदाहरण, सभी तीन मापदंडों की माप का चित्रण. सी. समस्याग्रस्त चाल विश्लेषण पदचिह्न दृश्यों कि रन नहीं किया जा सकता है के प्रतिनिधि उदाहरण. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 2: SBMA BAC fxAR121 ट्रांसजेनिक चूहों एक प्रगतिशील प्रदर्शन, neurodegenerative चाल phenotype कि चाल विश्लेषण के माध्यम से पता लगाया जा सकता है.
A.पूर्व-लक्षणात्मक उम्र में कोई मतभेद नहीं होने के बावजूद (2.5 महीने, एनctl$11, nexpt$12), BAC fxAR121 चूहों के बाद लक्षण चरणों में उनके गैर ट्रांसजेनिक litermate नियंत्रण की तुलना में काफी कम प्रगति लंबाई विकसित (9 महीने, nctl[8, nexpt]12). B. किसी भी आयु में प्रगति चौड़ाई में कोई परिवर्तन नहीं पाया गया . सी. लक्षणात्मक SBMA BAC fxAR121 ट्रांसजेनिक चूहों प्रदर्शन काफी कम पिछले अंग टो का प्रसार गैर ट्रांसजेनिक litermate नियंत्रण की तुलना में. N] 8-12/ पोस्ट-हॉक Tukey परीक्षण के साथ ANOVA * पी और lt; 0.05, * * पी और lt; 0.01. त्रुटि पट्टियाँ SEM का प्रतिनिधित्व करती हैं. कृपया इस आकृति का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
ऊपर वर्णित कम लागत वाली चाल विश्लेषण विधि का उपयोग करके, हम SBMA के बीएसी fxAR121 माउस मॉडल में पोस्ट-प्रतीकात्मक उम्र में चाल रोग के कई मापदंडों की सफल पहचान दिखाते हैं। प्रगति लंबाई में कमी माउस मॉडल और मानव रोगियों9के पूर्व SBMA अध्ययन के साथ संगत कर रहे हैं . हम यह भी पहली बार के लिए दिखाने के लिए कि वहाँ पिछले लिंब में महत्वपूर्ण अंतर रोगसूचक SBMA चूहों में फैल गैर ट्रांसजेनिक litermate नियंत्रण की तुलना में कर रहे हैं. दिलचस्प है, पिछले पैर की अंगुली फैल में कमी पंजा विस्तारक मांसपेशियों में कमजोरी, पंजा फ्लेक्सर मांसपेशियों में जकड़न, या गरीब तंत्रिका innervation2,19,जो भी SBMA के ईटियोलॉजी के साथ संगत है के कारण हो सकता है.
चूहों को आसानी से छोटे अंधेरे रिक्त स्थान के लिए अपने प्राकृतिक व्यवहार वरीयता के कारण लक्ष्य कक्ष के लिए चलाना चाहिए, लेकिन कुछ चूहों लगातार सुरंग के माध्यम से स्थानांतरित नहीं हो सकता है. यदि माउस कूदता है, रुकता है, या सुरंग के भीतर घूमता है (चित्र 1Cमें उदाहरण देखें), तो एक नए स्कोरिंग काग़ज़ पर विराम अवधि के बाद परख दोहराएँ. परिणाम बचाव योग्य हो सकता है अगर एक माउस सुरंग के बहुत शुरुआत में बंद हो जाता है क्योंकि यह अक्सर धीरे लक्ष्य बॉक्स को चलाने में prodded किया जा सकता है.
माउस के पैरों पर बहुत अधिक या बहुत कम पेंट लगाने से अनुपयोगी परिणाम हो सकते हैं। अतिरिक्त रंग धब्बा या विकृत प्रिंट करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं, जबकि अपर्याप्त रंग बेहोश या पहचानने योग्य प्रिंट का उत्पादन कर सकते हैं (चित्र 1C) . या तो मामले में, गलत माप को रोकने के लिए एक साफ स्कोरिंग कागज पर परख दोहराएँ.
बहुत युवा चूहों (और 3 महीने पुराने) अधिक सुरंग में आगे कूद की संभावना है, जबकि पुराने (gt; 8 महीने पुराने) या बहुत phenotypic चूहों को रोकने के लिए या आगे आंदोलन पूरी तरह से विरोध की संभावना है. लक्ष्य कक्ष में एक व्यवहार प्रोत्साहन (सूरजमुखी के बीज) को जोड़ने से बिना किसी रोक के सुरंग पार करने के लिए प्रेरित करने वाले चूहों को प्रोत्साहित करके समस्याग्रस्त व्यवहार की आवृत्ति को कम करने में मदद मिल सकती है।
सुरंग आयाम विषय के आयामों को प्रतिबिंबित करना चाहिए; यदि चूहों का उपयोग कर कि काफी बड़ा या एक औसत प्रयोगशाला माउस से छोटे हैं (आयु के कारण, आहार, या आनुवंशिक उत्परिवर्तन), हम सुरंग और लक्ष्य कक्ष आयाम बदलने के लिए जानवर के आकार से मेल करने की सलाह देते हैं. सुरंग में, चूहों को एक सीधी रेखा में आराम से चलने में सक्षम होना चाहिए, लेकिन इस व्यवहार को हतोत्साहित करने के लिए चारों ओर मोड़ कुछ कठिनाई होनी चाहिए. लक्ष्य कक्ष सुरंग की ऊंचाई से मेल खाना चाहिए और चूहों कक्ष के अंदर आराम से फिट होना चाहिए.
शोधकर्ताओं ने जो अपने चूहों के लिए पहचान के toe-clipping विधि का उपयोग करने के लिए हाथ के प्रसार पर डेटा एकत्र करने में सक्षम नहीं हो सकता है, लेकिन प्रगति लंबाई और प्रगति चौड़ाई की तरह चाल के अन्य उपायों अभी भी एकत्र किया जा सकता है. टो-क्लिपिंग चूहों में चाल को तब तक महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करती है जब तक कि प्रति माउस20प्रति दो से अधिक की टोपियों को काटा नहीं जाता है।
इस चाल विश्लेषण विधि संज्ञानात्मक समारोह को प्रतिबिंबित नहीं करता है, तो यह अनुभूति के एक उपाय के रूप में इस्तेमाल नहीं किया जाना चाहिए. इस विधि का उपयोग करने के इच्छुक अन्य लोगों को अपने माउस मॉडल में प्रभावित न्यूरोमस्क्युलर समूहों पर विचार करना चाहिए, और फिर तदनुसार फोर या पिछला अंग मैट्रिक्स का चयन करें। चाल विश्लेषण की इस विधि शोधकर्ताओं, जो दर्द प्रतिक्रियाओं का अध्ययन footpad इंजेक्शन की आवश्यकता के लिए सिफारिश नहीं है, या चलन के biomechanical उपायों की आवश्यकता होती है कि पैरों के निशान द्वारा अकेले वर्णित नहीं किया जा सकता है अध्ययन के लिए, अंग के अस्थायी माप की तरह गति या संयुक्त रोटेशन21|
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
लेखकों को खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.
Acknowledgments
लेखक पशु पहचान सहायता के लिए ए.एम. यह काम अमेरिका के स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थानों (R01 7 RF1 AG057264 से A.R.L.S. और C.J.C. और R01 NS100023 से A.R.L.S.) और पेशी Dystrophy एसोसिएशन (ए.आर.एल.एस., विकास अनुदान के लिए A.R.L.S.) से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Caliper | n/a | n/a | must have markings down to 0.1 mm |
| Craft Glue | E6000 | n/a | |
| Footprint Paint (Tempera Paint) | Artmind | n/a | must be non-toxic |
| Round Barrel Paintbrushes | Symply Simmons | n/a | 0.5 cm diameter |
| Ruler | n/a | n/a | must have markings down to millimeters |
| Scoring Paper (Watercolor Pads) | Canson | n/a | cut to size |
| Tunnel and Goal Chamber | Interstate Plastics | n/a | cut to size |
References
- Clarke, K. A., Still, J. Development and consistency of gait in the mouse. Physiology & Behavior. 73 (1-2), 159-164 (2001).
- Mendes, C. S., et al. Quantification of gait parameters in freely walking rodents. BMC Biology. 13, 50 (2015).
- Carter, R. J., Morton, J., Dunnett, S. B. Motor coordination and balance in rodents. Current Protocols in Neuroscience. , Chapter 8 Unit 8 (2001).
- Tillerson, J. L., Caudle, W. M., Reveron, M. E., Miller, G. W. Exercise induces behavioral recovery and attenuates neurochemical deficits in rodent models of Parkinson's disease. Neuroscience. 119 (3), 899-911 (2003).
- Pallier, P. N., Drew, C. J., Morton, A. J. The detection and measurement of locomotor deficits in a transgenic mouse model of Huntington's disease are task- and protocol-dependent: influence of non-motor factors on locomotor function. Brain Research Bulletin. 78 (6), 347-355 (2009).
- Sugimoto, H., Kawakami, K. Low-cost Protocol of Footprint Analysis and Hanging Box Test for Mice Applied the Chronic Restraint Stress. Journal of Visualized Experiments. (143), (2019).
- Carter, R. J., et al. Characterization of progressive motor deficits in mice transgenic for the human Huntington's disease mutation. Journal of Neuroscience. 19 (8), 3248-3257 (1999).
- Barlow, C., et al. Atm-deficient mice: a paradigm of ataxia telangiectasia. Cell. 86 (1), 159-171 (1996).
- Cortes, C. J., et al. Muscle expression of mutant androgen receptor accounts for systemic and motor neuron disease phenotypes in spinal and bulbar muscular atrophy. Neuron. 82 (2), 295-307 (2014).
- D'Hooge, R., et al. Neuromotor alterations and cerebellar deficits in aged arylsulfatase A-deficient transgenic mice. Neuroscience Letters. 273 (2), 93-96 (1999).
- Fernagut, P. O., Diguet, E., Labattu, B., Tison, F. A simple method to measure stride length as an index of nigrostriatal dysfunction in mice. Journal of Neuroscience Methods. 113 (2), 123-130 (2002).
- Guillot, T. S., Asress, S. A., Richardson, J. R., Glass, J. D., Miller, G. W. Treadmill gait analysis does not detect motor deficits in animal models of Parkinson's disease or amyotrophic lateral sclerosis. Journal of Motor Behavior. 40 (6), 568-577 (2008).
- Harper, S. Q., et al. RNA interference improves motor and neuropathological abnormalities in a Huntington's disease mouse model. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102 (16), 5820-5825 (2005).
- Lin, C. H., et al. Neurological abnormalities in a knock-in mouse model of Huntington's disease. Human Molecular Genetics. 10 (2), 137-144 (2001).
- Sopher, B. L., et al. Androgen receptor YAC transgenic mice recapitulate SBMA motor neuronopathy and implicate VEGF164 in the motor neuron degeneration. Neuron. 41 (5), 687-699 (2004).
- Tillerson, J. L., Caudle, W. M., Reveron, M. E., Miller, G. W. Detection of behavioral impairments correlated to neurochemical deficits in mice treated with moderate doses of 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine. Experimental Neurology. 178 (1), 80-90 (2002).
- Wheeler, V. C., et al. Early phenotypes that presage late-onset neurodegenerative disease allow testing of modifiers in Hdh CAG knock-in mice. Human Molecular Genetics. 11 (6), 633-640 (2002).
- Clayton, J. A., Collins, F. S. Policy: NIH to balance sex in cell and animal studies. Nature. 509 (7500), 282-283 (2014).
- Maricelli, J. W., Lu, Q. L., Lin, D. C., Rodgers, B. D. Trendelenburg-Like Gait, Instability and Altered Step Patterns in a Mouse Model for Limb Girdle Muscular Dystrophy 2i. PLoS One. 11 (9), e0161984 (2016).
- Castelhano-Carlos, M. J., Sousa, N., Ohl, F., Baumans, V. Identification methods in newborn C57BL/6 mice: a developmental and behavioural evaluation. Lab Animals. 44 (2), 88-103 (2010).
- Lakes, E. H., Allen, K. D. Gait analysis methods for rodent models of arthritic disorders: reviews and recommendations. Osteoarthritis Cartilage. 24 (11), 1837-1849 (2016).
