Ambulation kas distrofisi, fare modellerinde ölçmek için basit ve düşük maliyetli bir tahlil
29 Aralık 2017
Bu iletişim kuralı fare ambulation bir açık alan faaliyet tahlil ölçmek için esnek, düşük maliyetli bir sistem açıklar. Biz bu sistemine dayalı bir 6 dakika ambulation tahlil gönüllü hareketi bir düşüş mdx farelerde algılar ve doğru bir şekilde ayıran bir kas özel kurtarma düzelme bu hayvanların gösteriyor.
Bu testin genel amacı, kas distrofisinin fare modellerinde istemli ambulasyonu ölçmektir. Bu yöntem, kas distrofisi alanındaki fare kas distrofisi modellerinde kas güçsüzlüğünün ilerlemesi ve potansiyel terapötiklerin etkinliği hakkındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, birçok farklı araştırma ortamına kolayca uyarlanabilen, invaziv olmayan ve tekrarlanabilir bir hayvan aktivitesi ölçümü sağlamasıdır.
Günün tutarlı bir saatinde sessiz, sıcaklık kontrollü bir odada, tüm arenada kayıt yapılmasına izin vermek için etkinlik odasının üzerindeki bir tel örgü üzerine bir kamera yerleştirin ve odayı dezenfektanla temizleyin. Etkinlik kaydından hemen önce, farenin bir dijital kuvvet ölçerin kutup çubuğunu kavramasına izin verin ve kutup çubuğu serbest kalana kadar yavaşça geri çekin. Her deneme için en yüksek gerilimi Newton cinsinden kaydedin.
Denemeler arasında bir dakika dinlenme ile. Kavrama gücü tahlilinin hemen ardından, fareyi hazneye yerleştirin ve video kaydını başlatarak farenin özgürce keşfetmesine izin verin. Altı dakika sonra kaydı durdurun ve fareyi ev kafesine geri koyun.
Video verilerinin analizini izlemek için önce kaydı uygun video düzenleme yazılımında açın ve hızı iki kez olarak ayarlayın. İzleme analizi için kesilen videoyu mp4 dosya biçiminde dışa aktarın ve videoyu uygun video analiz programında açın. Video kaydı için kalibrasyonu ayarlamak için, odanın bir tarafı boyunca bir çizgi çizmek için çizgi aracını kullanın.
Satıra sağ tıklayın, kalibre et'i seçin, ölçüyü seçin ve oda tarafının gerçek boyutunu santimetre cinsinden girin. Fare konumunu yarı otomatik olarak izlemeye başlamak için, hareket ettiren imlecine tıklayın. Videonun ilk karesinden başlayarak, izlenecek noktaya sağ tıklayın.
İzleme noktası mavi bir daire ile işaretlenecektir. Çerçeveyi ilerletmek için klavyenin sağ okunu kullanın. İzleme noktası, kuyruk tabanının konumuna göre otomatik olarak hareket etmelidir.
İzleme konumu belirli bir karedeki ilgi noktasıyla hizalanmamışsa, mavi daireyi manuel olarak izleme konumuna hizalayın. Videonun tamamı izlendiğinde, videoyu ve izleme kaplamasını kaydedin ve izlemenin konumsal verilerini dışa aktarmak için elektronik tabloya aktar'ı seçin. Benzer tahlillerden bildirilen sonuçlarla tutarlı olarak, testten hemen önce bir egzersiz protokolü ile zorlanan distrofin null mdx fareleri, altı dakikalık bir açık alan testinde vahşi tip hayvanlara göre önemli ölçüde daha az gönüllü hareket göstermektedir.
Gerçekten de, bir kavrama kuvveti zorluğunun hafif bir şekilde uygulanmasının ardından, mdx fareleri tipik olarak ambulasyon protokolünün ilk birkaç dakikası boyunca hareketsiz kaldı ve harekette dört ila beş dakika arasında mütevazı bir artış oldu. Bununla birlikte, egzersiz zorluğu olmayan vahşi tip ve mdx hayvanları karşılaştırıldığında, kat edilen mesafede herhangi bir fark tespit edilmemiştir. Ütrofin ekspresyonu için transgenik olan Mdx fareleri, kat edilen toplam mesafede veya gözlemlenen karşılaştırmalı zaman noktalarının herhangi birinde önemli bir fark olmaksızın vahşi tip hayvanlardan ayırt edilemez.
Örnekleme hızını azaltmanın etkisini belirlemek için, bir dakikalık tam kare hızlı videodan kat edilen toplam mesafe ölçüldü ve veri setinin aşağı örneklenmiş sürümlerinden elde edilen mesafe ölçümleriyle karşılaştırıldı. Kare hızının yarıya indirilmesi, ölçülen mesafeyi hesaplanan orijinal mesafenin %5'i kadar azalttı. Ölçülen mesafenin doğruluğu bu noktadan sonra keskin bir şekilde düşüyor, ancak yüksek oranda azalmış veri setleri bile hayvanın yoluna hala çok yakın olsa da, hayvan aktivitesini değerlendirmede kare hızını ve sinyal işlemeyi dikkate almanın önemini vurguluyor ve düşük örneklenmiş video verilerinde yüksek uzamsal çözünürlüğün korunabileceğini gösteriyor.
Bu videoyu izledikten sonra, açık alan ortamında fare ambulasyonunun nasıl kaydedileceğini ve analiz edileceğini iyi anlamış olmalısınız. Bir kez ustalaştıktan sonra, bu analiz uygun şekilde yapılırsa 15 ila 30 dakika içinde tamamlanabilir. Bu düşük maliyetli ve non-invaziv test, araştırmacıların kas distrofisinin fare modellerinde motor aktiviteyi incelemelerine olanak tanır ve daha ileri fonksiyonel ölçümler için bilgilendirici bir ilk adım olarak hizmet edebilir.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu protokol, açık alan aktivite testi ile fare ambulasyonunun ölçümü için esnek ve düşük maliyetli bir sistemi tanımlamaktadır. Bu yöntem, çeşitli araştırma ortamlarına uyarlanabilen, hayvan aktivitesinin invaziv olmayan ve tekrarlanabilir bir ölçümünü sağlar.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Nörobilim
- Kas Distrofisi Araştırmaları
- Davranışsal Analiz
Arka Plan
- Bu analiz, musküler distrofi fare modellerinde gönüllü yürümeyi ölçer.
- Kas güçsüzlüğünün ilerlemesine ilişkin temel sorulara yanıt verir.
- Teknik, potansiyel terapötiklerin etkinliğini değerlendirmek için tasarlanmıştır.
- Tutarlılığı sağlamak amacıyla kayıtlar kontrollü bir ortamda gerçekleştirilir.
Çalışmanın Amacı
- mdx farelerinde istemli hareketi ölçmek.
- Kasa özgü müdahalelerin etkisini değerlendirmek.
- Kas distrofisinin ilerleyişine dair bilgiler sağlamak.
Kullanılan Yöntemler
- Kayıt için aktivite odasının üzerine yerleştirilmiş bir kamera kullanımı.
- Denemelerden önce odanın dezenfektan ile temizlenmesi.
- Pik gerilimi ölçmek için fareye bir direk barını kavramasının sağlanması.
- 6 dakikalık bir ambulasyon testi boyunca aktivitenin kaydedilmesi.
Ana Sonuçlar
- Sistem, mdx farelerdeki istemli hareketlerdeki azalmaları tespit eder.
- Kasa özgü kurtarma sonucu oluşan iyileşmeleri doğru bir şekilde ayırt eder.
- Sonuçlar farklı denemeler arasında tekrarlanabilirdir.
- Yöntem, çeşitli araştırma ortamlarına uyarlanabilir.
Sonuçlar
- Bu analiz, farelerde kas distrofisini incelemek için etkilidir.
- Potansiyel tedavilerin etkinliği hakkında değerli veriler sağlar.
- Yöntem esnektir ve farklı araştırma ortamlarında kullanılabilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Yönetici Endüstriyel İlgisi
Fare modellerinde gönüllü ambülasyonun ölçülmesi, musküler distrofideki motor fonksiyon için, 6 dakika yürüme testi gibi klinik sonlanım noktalarıyla doğrudan benzerlik gösteren translasyonel bir çıktı sağlar. Düşük maliyetli ve video tabanlı olan bu analiz, preklinik çalışmalarda hastalık progresyonunun ve terapötik yanıtın tekrarlanabilir, non-invaziv değerlendirilmesine olanak tanır. Distrofin-null mdx farelerdeki aktivite eksikliklerini ve utrofin ekspresyonu yoluyla sağlanan iyileşmeyi tespit ederek bu yöntem, nöromusküler ilaç keşfinde hedef validasyonunu ve mekanistik risk azaltmayı destekler.
Biyofarma Ar-Ge'de Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Bilimsel Değer: Distrofik modellerde kas gücünün fonksiyonel bir çıktısı olarak istemli yürüyüşü nicelleştirerek terapötik hipotezleri sorgular.
- Operasyonel Değer: mdx farelerin vahşi tip ve kurtarılmış kohortlar ile karşılaştırılmasında tekrarlanabilir genotip-fenotip korelasyonu aracılığıyla biyolojik risk azaltmaya olanak tanır.
- Öngörücü Değer: Aktivite seviyelerini vahşi tipe normalize eden etkili müdahaleleri (örneğin, utrophin transgeni) ayırt ederek portföy önceliklendirmesini destekler.
Tarama ve Analiz Geliştirme
- Analiz Hazırlığı: Standartlaştırılmış açık alan ambülasyon metriklerini kullanarak, aşağı akış bileşik taramaları için valide edilmiş biyolojik sistemler hazırlar.
- Tekrarlanabilirlik: Laboratuvarlar arası analiz standartlaştırmasına uygun, nicel mesafe ve zaman bazlı çıktılar sağlar.
- Ölçeklenebilirlik: Uzmanlaşmış ekipman gerektirmeden, çeşitli araştırma ortamlarında platformun yeniden kullanımına olanak sağlamak için ücretsiz, açık kaynaklı yazılımlar ve erişilebilir donanımlar kullanır.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Hastalıkla İlgililik: Keşif aşamasından preklinik doğrulamaya kadar translasyonel süreklilik sağlayarak, hasta açısından anlamlı ambülasyon defisitlerini modeller.
- Mekanistik Risk Azaltma: Gözlemlenen etkilerin, spesifik kas kurtarma işleminden mi yoksa spesifik olmayan aktivite değişikliklerinden mi kaynaklandığını netleştirir.
- Riski Ayarlanmış Kararlar: Ambülasyon iyileşmesini hedef etkileşimi ve yolak modülasyonu ile ilişkilendirerek devam/durdur kriterlerini bilgilendirir.
Pipeline ve İş Akışı Entegrasyonu
Bu analiz, hedef doğrulamadan öncü bileşik tanımlamaya kadar uzanan keşif sürecine uygun olup, musküler distrofi modellerindeki moleküler mekanizmalar ile fenotipik sonuçlar arasında fonksiyonel bir köprü sunar.
- Keşif Biyolojisi: Genetik veya farmakolojik müdahaleleri, istemli hareketteki ölçülebilir değişikliklerle ilişkilendirerek hipotez testlerini destekler.
- Tarama: Bileşik değerlendirmesi için nicelendirilebilir ambülasyon son noktaları oluşturan, tekrarlanabilir ve video tabanlı takip yoluyla analiz hazır bulunuşluğu sağlar.
- Analitik: Ekiplerin genotipler, tedaviler ve zaman noktaları arasında lokomotor aktiviteyi karşılaştırmasına olanak tanıyan konum ve zaman verisi akışları oluşturur.
- Translasyonel Araştırma: Klinik ambülasyon değerlendirmelerini yansıtarak biyobelirteç uyumunu ve öngörülü modellemeyi kolaylaştırır, böylece preklinik süreklilikle bağlantı kurar.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Özelleşmiş merkezi tesislere olan bağımlılığı azaltan, ambülasyon testleri için yeniden kullanılabilir ve düşük maliyetli bir kapasite oluşturur.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Motor fonksiyon analizlerindeki mekanistik belirsizliği azaltarak hedef doğrulamadaki öngörü güvenini artırır.
- Operasyonel Değer: Açık kaynaklı takip ve kontrollü çevresel koşullar aracılığıyla standardizasyonu ve tekrarlanabilirliği geliştirir.
- Stratejik Değer: Veri kalitesini korurken pahalı hareket takip sistemlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırarak sermaye verimliliğini artırır.
- Portföy Etkisi: Preklinik modellerdeki ambülasyon fenotiplerinin fonksiyonel kurtarılmasına dayalı, riski ayarlanmış ilerleme kararlarına olanak tanır.
Uygulama Hususları
- Video kayıt ve açık kaynaklı takip yazılımları (örneğin, manuel kare kare hizalama) konusunda temel uzmanlık gerektirir.
- Standart görüntüleme ekipmanına ve tutarlı çevresel kontrollere (aydınlatma, sıcaklık, günün saati) bağlıdır.
- Saha ve operatörler arası tekrarlanabilirliği sağlamak için ekipler arası protokol uyumu gereklidir.
- Farklı hazne boyutları, fare suşları ve aktivite seviyeleri için adaptasyon değerlendirmelerini içerir.
- Kare hızı ile ölçüm doğruluğu arasında ödünleşimler içerir; çünkü alt örnekleme (downsampling), mesafe hesaplamasında hassasiyeti azaltır.
