RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
tr_TR
Menu
Menu
Menu
Menu
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Osmotik pompalara bağlı bazal ganglia ve serebelluma kanüllerin implantasyonu yoluyla farmakolojik DYT/PARK-ATP1A3 distoni fare modeli oluşturmak için bir protokol salıyoruz. Distopya benzeri hareketlerin indüksiyonunu bir motor meydan okuma uygulaması ve fenotipin davranışsal skorlama sistemleri ile karakterizasyonu ile tanımlarız.
Genetiği değiştirilmiş fare modelleri, özellikle mevcut transgenik kemirgen modellerinin çoğunun insan hastalığının klinik yönlerini andıran bir motor fenotip sunmuyorhareket bozuklukları incelerken sınırlamalarla karşı karşıyadır. Farmakolojik fare modelleri patomekanizmaların ve bunların davranışsal fenotip üzerindeki etkilerinin daha doğrudan incelenmesine olanak sağlar. Beyin kanüllerine bağlı ozmotik pompalar, lokal ve kronik ilaç dağıtımı yoluyla farmakolojik fare modelleri oluşturma olasılığını ortaya çıkar. Hızlı başlangıçlı distoni-parkinsonizmin kalıtsal hareket bozukluğu için, Na+/K+-ATPaz'ın α3-alt ünitesindeki fonksiyon kaybı mutasyonu glikozit ouabain yoluyla son derece spesifik bir abluka ile simüle edilebilir. Hızlı başlangıçlı distoni-parkinsonizmpatogenezinde yoğun rol yaptığı düşünülen iki beyin yapısı olan bazal gangliyon ve beyincikteki α3-alt ünitesini lokal olarak bloke etmek için, bilateral bir kanül stereotaksik olarak striatuma yerleştirilir ve beyincik içine ek bir kanül yerleştirilir. Kanüller hayvanların arkasına deri altı implante edilen ve ouabain kronik ve hassas teslim için izin iki ozmotik pompalar, vinil tüp ile bağlanır. Hızlı başlangıçlı distoni-parkinsonizm için farmakolojik fare modeli, asemptomatik ve semptomatik mutasyon taşıyıcılarının klinik ve patolojik özelliklerini yeniden formüle etme avantajını taşır. Hızlı başlangıçlı distoni parkinsonizmmutasyon taşıyıcıları gibi, ouabain perfüzyon fareler sadece strese ek maruz kaldıktan sonra distoni benzeri hareketler geliştirmek. Biz hafif bir stres paradigması göstermek ve bir motor fenotip değerlendirilmesi için iki modifiye skorlama sistemleri tanıtmak.
Doğrudan beyne sürekli bir ilaç teslim avantajları çoktur. Hayvanlar için gereksiz bir stres faktörünü temsil eden tekrarlayan ve sık enjeksiyonlardan kaçınılabilir ve ilacın daha sabit bir intraserebral konsantrasyonu sağlanabilir. Bu özellikle sistemik olarak uygulanan ilaçlar kolayca kan beyin bariyerini nüfuz başarısız geçerlidir. Ayrıca, ozmotik pompalar aracılığıyla kronik ilaç teslim aksi takdirde sistem çapında yan etkileri olurdu substratların lokalize teslimat için izin verir. İlaçlar istenilen beyin yapılarına hedefli bir şekilde teslim edilebilir, ortaya çıkan etkisi böylece doğrudan izlenebilir. Bu, terapötik etkilerin incelenmesi ve patomekanizmaların incelenmesi gibi bir dizi uygulama için kullanılabilir. Bu son uygulama distoni için farmakolojik bir fare modeli oluşturmak amacıyla burada projede kullanılmıştır.
Üçüncü en yaygın hareket bozukluğunu temsil eden distonik sendromların analizi ve anlaşılması, genetik hayvan modellerinin hastalıklı insanda bulunan hastalık fenotipinin yanı sıra patofizyolojiyi yeniden üretememesi ile büyük ölçüde sınırlandırılmıştır. Bu sorun disttonik sendromlar ile sınırlı değildir, ama aslında hareket bozuklukları alanında birçok transgenik kemirgen modelleri ile ilgilidir1,2. Transgenik kemirgen modellerde fenotip eksikliğinin nedeni son derece etkili telafi mekanizmalarına dayanıyor olabilir3. Distoni durumunda, hastalık büküm hareketleri ve anormal duruşlar neden istemsiz kas kasılmaları ile karakterizedir4. Distonik semptomların ikincil nedenler (yani beyin hasarı) çalışması, bazal ganglia5gibi bu motor anormalliklerin tezahürü ile ilgili yapıların belirlenmesine yardımcı oldu. Distoninin kalıtsal formlarının beyin görüntüleme çalışmaları motor kontrol ve sensorimotor entegrasyonu sorumlu hemen hemen tüm beyin bölgelerinde fonksiyonel anormallikler göstermiştir6,7. Ancak, kemirgen modelleri hala moleküler ve büyük ölçekli ağ düzeyinde nöral disfonksiyonlar anlayışını derinleştirmek için yanı sıra terapötik seçeneklerin geliştirilmesi için gereklidir. Farmakolojik fare modellerinin bir hastalığın klinik ve patolojik özelliklerini daha kesin bir şekilde kopyalama olanağı sunduğu yer burasıdır.
Hızlı başlangıçlı distoni-parkinsonizm (DYT/PARK-ATP1A3; RDP; DYT12) distoninin kalıtsal formlarından biridir. Na+/K+ -ATPase8'inα3-alt birimini kodlayan ATP1α3 genindeki fonksiyon kaybı mutasyonlarından kaynaklanır. Ayrıca, gen mutasyonu taşıyıcılarının stresli bir olaya maruz kaldıktan sonra akut olarak kalıcı yaygın distoni ve Parkinsonizm gelişmeden önce yıllarca semptomlardan arınmış olabileceği kabul edilmektedir. Nitekim, DYT / PARK-ATP1A3 penetratif eksik ve stresli olaylar alkol ve enfeksiyonların aşırı tüketimi fiziksel aşırı efor ve aşırı sıcaklıklardan bir tetikleyici aralığı olarak hareket eden9,10. DYT/PARK-ATP1A3'ü incelemek ve potansiyel terapötik müdahaleleri bulmak için kemirgen modellerinde strese bağlı hastalık gelişimini taklit etmek defalarca denenmiştir. Ancak, bir kenara bir mevcut genetik DYT / PARK-ATP1A3 fare modeli, burada geçici anormal ve konvülsiyon benzeri hareketleri hipotermi tarafından indüklenen, DYT / PARK-ATP1A3 için tüm yayınlanan genetik fare modelleri distonik belirtiler üretmek için başarısız oldu1,11,12. Calderon ve ark. daha önce göstermiştir ki, yabani tip farelerde kardiyak glikozit ouabain ile bazal gangliyonlarda ve beyincikte α3-alt ünitenin iki taraflı olarak bloke olması hafif yürüyüş bozukluğuna yol açarak13. Sıcak bir ortamda elektrik ayak şoklarına ek maruz kalma bir distonik ve bradikinetik fenotip yol açtı, böylece stres takip ouabain kronik ve hedefli perfüzyon başarıyla DYT / PARK-ATP1A3 fenotip taklit gösteren.
Ancak hayvanların iki saatlik bir süre boyunca 38-40 °C sıcak bir ortamda elektrik ayak şoklarına maruz kalmaları hayvanlarda ağrı ve endişeye neden olur ve bu da özellikle distoni gelişimine bağlı katekolamin sistemindeki değişikliklerin değerlendirilmesi nde şaşırtıcı faktörlere yol açmaktadır. Böylece, burada dyt/ PARK-ATP1A3 hastalarda tetikleyiciolarak hafif ve orta egzersiz olarak tarif edilmiştir gerçeğine geri ilgilidir yüksek çevirideğeri ile stres paradigması farklı bir tür açıklar9. Ayrıca, tekrarlayan egzersiz fokal distoni için iyi bilinen bir tetikleyici dir14. Fareler, bir tahta direğin üç inme ("kutup testi") ve rotarod aygıtı ("Rotarod performans testi") üzerinde üç koşudan oluşan zorlu motor görevlere maruz kaldılar. Hayvanların 50 cm'lik ahşap direğin üstüne yerleştirilmesi hayvanları alçalmaya zorlamak için kullanılırken, Rotarod cihazı fareleri döner bir çubuk üzerine yerleştirerek zorla aktiviteye tabi tutulmak için kullanıldı.
Bir fare modelinin distoni için motor fenotipinin karakterizasyonu, önceden tanımlanmış testlerin ve skorların eksikliği nedeniyle özellikle zordur. Ancak, bir motor sakatlık değerlendirme bir varyasyon tekrar tekrar son yıllarda şiddeti ve kemirgenler13,15,,16distoni benzeri hareketlerin dağılımı nı değerlendirmek için kullanılmıştır. Burada distoni derecelendirme ölçeğinin değiştirilmiş bir versiyonunu salıyoruz, bu da dört dakikalık bir süre boyunca gözlendiğinde hayvanların distoni benzeri fenotipinin değerlendirilmesinde etkili olduğunu kanıtladı. Distoni benzeri hareketleri değerlendirmenin ikinci bir yöntemi olarak, kuyruk süspansiyon testi sırasında anormal hareketlerin değerlendirilmesi için yeni geliştirilmiş bir skorlama sistemi salıyoruz. Bu sıklık ve distoni benzeri hareketler ve ön ekstremite, arka bacaklar yanı sıra gövde duruşlarının süresinin değerlendirilmesi için izin verir.
Tüm prosedürler, hayvanların bakımı ve kullanımı için geçerli uluslararası, ulusal ve/veya kurumsal yönergelere uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Almanya'nın Würzburg eyaletindeki Regierung von Unterfranken'deki yerel yetkililer tüm hayvan deneylerini onayladılar.
1. Ozmotik pompaların astarlanması
NOT: Bu adımın ameliyattan önce en az 48 saat önce yapılması gerekmektedir. ALZET ozmotik pompalar implantasyon dan önce pompalama hızı nın sabit bir duruma ulaşmasını sağlamak için önceden doldurulmalıdır.
2. Kanül ve ozmotik pompa implantasyonu
3. Motor mücadelesi
4. Distoni benzeri hareketlerin değerlendirilmesi için puanlama sistemleri
NOT: Deneyci, önyargıyı önlemek için analiz edilen grup atamasına kör edilmelidir. Farelerin fenotipini karakterize etmek için kullanılan davranıştestleri iki skorlama sistemidir: anormal, distoni benzeri hareketler ve kuyruk süspansiyon testi kullanılarak davranışsal skor olan bir distoni derecelendirme ölçeği. Hafif strese maruz kaldıktan sonra 30 dakikalık bir iyileşme süresinden sonra distoni benzeri hareketleri değerlendirin.
Şekil 4 Rauschenberger ve ark.17değiştirilmiştir. Hem distoni derecelendirme ölçeğinin(A)hem de kuyruk süspansiyon testinin(B)veri analizi için, her hayvan için her zaman puanının toplam Puanını hesaplayın. Her zaman noktasının ve her grubun ortalaması uygun bir grafik üzerinde çizilmelidir. Değerlerin dağılımı araştırılmalı ve önemi belirlemek için uygun istatistiksel test uygulanmalıdır. Yeterli sayıda hayvanla, hem distoni derecelendirme ölçeğinde hem de kuyruk süspansiyon testinde anormal hareketlerin değerlendirilmesi ile bir motor fenotip saptanabilir. Distoni benzeri fenotip ouabain perfüzyon, stresli grup ouabain perfüzyon, stresli olmayan fareler yanı sıra kontrol fareleri ile karşılaştırıldığında her iki değerlendirmede önemli ölçüde daha yüksek motor skoru ile gösterilmiştir.

Şekil 1: Kanül ve ozmotik pompa implantasyonu için ana cerrahi adımlar. (A) Belirtilen koordinatlar için bazal gangliyon için belirlenen çift kanül ve beyincik orta hattına yerleştirilen tek kanül için deliklerin iki taraflı olarak delinmeleri gerekir. İki tam inşa ozmotik pompalar hayvanın her iki tarafında gösterilir. (B) Resim, diş çimentosu ile sabit beyincik içine implante, tek kanül gösterir. Bazal gangliyonun çift kanülü çatallanma adaptörüne bağlanmalı ve implantasyondan önce ouabain ile önceden doldurulmalıdır. (C) Tamamlanan yordamın görüntüsü. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Distoni benzeri hareketlerin distoni derecelendirme ölçeği ile değerlendirilmesi. 4 dk video sırasında, distoni benzeri hareketler vücut dağılımı ve süresine göre puanlandı. Ön ekstremitelerin istemsiz hiperuzantısı, geniş bir duruş veya arka ekstremitelerin hiperuzantısı ve kifoz distoni benzeri olarak değerlendirildi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Kuyruk süspansiyon testi sırasında distoni benzeri hareketlerin değerlendirilmesi.
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Osmotik pompalara bağlı bazal ganglia ve serebelluma kanüllerin implantasyonu yoluyla farmakolojik DYT/PARK-ATP1A3 distoni fare modeli oluşturmak için bir protokol salıyoruz. Distopya benzeri hareketlerin indüksiyonunu bir motor meydan okuma uygulaması ve fenotipin davranışsal skorlama sistemleri ile karakterizasyonu ile tanımlarız.
Bu çalışma Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı (BMBF DysTract to C.W.I.) ve Würzburg Üniversitesi'ndeki Disiplinlerarası Klinik Araştırma Merkezi (IZKF) (Z2-CSP3'ten L.R.'a) tarafından desteklenmiştir. Yazarlar Louisa Frieß, Keali Röhm, Veronika Senger ve Heike Menzel'e ve teknik yardımları için helga Brünner'e hayvan bakımı için teşekkür eder.
| % 0.9 tuzlu | Fresenius Kabi | PZN06178437 | |
| Alzet ozmotik pompalar | Durect | 4317 | model 1002, akış hızı 0.25 μ L / h |
| Ankraj | Vidaları AgnTho'nun | MCS1x2 | 2 mm uzunluğunda, 1 mm OD dişli |
| Bulldog, | AgnTho'nun | 13-320-035 | düz, 3,5 cm |
| Bupivacain %0,25 Jenapharm | mibe GmbH Arzneimittel | ||
| Kanül ve Minipump Holder | Stoelting Co. | 'yu Kelepçeler.51636 | 3,4 mm kanül başlarını tutacak şekilde tasarlanmıştır |
| Kanül Bifurkasyon | Plastikleri Bir | 21Y | özel yapım |
| Kanül boru | Plastikler Bir | C312VT/PKG | vinil, 0,69 mm x 1,14 mm |
| Dumont #5SF forseps | Güzel Bilim Araçları | 11252-00 | ince forseps |
| göz kremi Bepanthen | Bayer Vital GmbH | ||
| Gazlı Anestezi Maskesi Stereotaksik, Fare | Çalma A.Ş. | 56109M | |
| Sertleştirilmiş ince makas | Güzel Bilim Araçları | 14090-09 | |
| Yüksek Hızlı Döner Mikromotor Kiti | Foredom | K.1070-2 | |
| İzofluran CP 1 mL/mL, 250 mL | cp-pharma | 1214 | reçete gerekli |
| İzofluran Sistemi Drä ger Buhar 19.3 | Dr. Wilfried Mü ller GmbH | ||
| Kallocryl A/C | Speiko | 1615 | diş çimentosu, sıvı |
| Kallocryl CPGM rot | Speiko | 1692 | diş çimentosu, kırmızı toz |
| Fare ve yenidoğan adaptörü | Stoelting Co. | 51625 | geleneksel U-çerçeve iğne tutucusu için fareler için adaptör |
| KLS Martin Group | 20-526-14 | ||
| Yırtılmayan Kulak Çubukları ve Kauçuk Uçlar f/ Mouse Stereotaxic | Stoelting Co. | 51649 | |
| Octenisept | Schü Fareler için lke | 118211 | |
| Ozmotik Pompa Konnektör Kanülü, çift | Plastik Bir | 3280PD-3.0 / SPC | 28 Ölçer, uzunluk 4.0 mm, c / c mesafesi 3.0 mm |
| Fareler için Ozmotik Pompa Konnektör Kanülü, tek | Plastik Bir | 3280PM / SPC | 28, Ölçer, özel uzunluk 3.0 mm |
| Ouabain oktahidrat 250 mg | Sigma-Aldrich | 03125-250MG | DİKKAT: toksik |
| Hassas denge | Kern & Sohn | PFB 6000-1 | |
| Rektal Termal Prob | Çalma A.Ş. | 50304 | |
| Rimadyl 50 mg / mL, enjekte edilebilir | Zoetis | Carprofen, reçete gerekli | |
| Kemirgen Isıtıcı X1, Fare Isıtma Yastığı | Stoelting Co. | ile53800M | |
| RotaRod İleri | TSE Sistemleri | ||
| tornavida seti | AgnTho'nun | 30090-6 | |
| Paslanmaz Çelik Çapakları | AgnTho'nun | HM71009 | 0,9 mm & Oslash; çapak |
| Paslanmaz Çelik Çapaklar | AgnTho'nun | HM71014 | 1.4 mm & Oslash; çapak |
| StereoDrive | Neurostar | yazılım | |
| Stereotaksik alet | Stoelting Co. | Neurostar tarafından özel olarak üretilmiştir | |
| Stereotaksik robot | Neurostar | ||
| sütür: kaplamalı vicryl, poliglatin 910 | Ethicon | V797D | |
| ThermoMixer C | Eppendorf AG | 5382000015 |