İskelet Kası Hastalıkları Açık Saha Aktivite İzleme Sisteminin Kullanılması Davranış ve Hareket Ölçümleri

Behavior
 

Summary

Açık alan aktivite düzeyleri lokomotif ve davranışsal aktivite düzeylerini değerlendirmek için kullanılır. Bu protokol nöromüsküler bozuklukların klinik öncesi çalışmalarda kullanmak için iyi tasarlanmış, standart bir protokol sağlar.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Tatem, K. S., Quinn, J. L., Phadke, A., Yu, Q., Gordish-Dressman, H., Nagaraju, K. Behavioral and Locomotor Measurements Using an Open Field Activity Monitoring System for Skeletal Muscle Diseases. J. Vis. Exp. (91), e51785, doi:10.3791/51785 (2014).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Açık alan etkinliği izleme sistemi kapsamlı lokomotor ve farelerin davranış aktivite düzeylerini değerlendirir. Bu nöromüsküler hastalığı ve hareket ve / veya kas fonksiyonunu artırabilir tedavi edici ilaçlar etkinliğinin hayvan modellerinde lokomotif değer düşüklüğünün değerlendirilmesi için yararlı bir araçtır. Açık alan etkinlik ölçümü yaygın kavrama gücü ölçümleri ile değerlendirilir kas gücü, farklı bir ölçü sağlar. Ayrıca ek sonuç ölçütleri ile kullanıldığında ilaçların yanı sıra diğer vücut sistemlerini etkileyebilir nasıl gösterebilir. Ayrıca, katedilen toplam mesafe gibi önlemler 6 dakika yürüme testi, klinik deneme sonuç ölçümlerini ayna. Ancak, açık alan etkinlik izleme de önemli zorluklar ile ilişkili: Açık alan etkinliği ölçümleri hayvan ırk, yaş, cinsiyet, ve sirkadiyen ritmine göre değişir. Ayrıca, oda sıcaklığı, nem, aydınlatma, gürültü, ve hatta koku değerlendirme sonuçlarını etkileyebilir. Genel olarak, bu manuscript nöromüsküler hastalıklar hayvan modellerinde klinik öncesi denemeler için iyi test edilmiş ve standartlaştırılmış açık alan aktivitesi SOP sağlar. Biz önemli hususlar, tipik sonuçları, veri analizi ve detay güçlü ve açık alan testi zayıflıkları bir tartışma sağlar. Bir klinik öncesi deneme açık alan aktivitesi kullanılarak Buna ek olarak, biz en uygun çalışma tasarımı için öneriler sağlamak.

Introduction

Hayvan modelleri hastalık mekanizmaları hakkında öğrenme için yararlı olmuştur, ancak klinik çalışmalarda tedavinin etkinliğini öngörmek kendi programı sıkça 1-3 öne sürülmüştür. Çok sayıda "umut verici" klinik öncesi çalışmalar, her yıl yayınlanmaktadır; Klinik araştırmanın taşındı ancak, önerilen müdahalelerin çok az olumlu sonuçlar göstermektedir. Bu uyumsuzluklar genellikle yayın yanlılığı, aşırı iyimser sonuçlara atfedilen ve kötü tasarlanmış ve tekrarı olmayan sonuçlara 1-3 yol pre-klinik çalışmalar yürütülür.

Nöromüsküler hastalıklar için ilaç geliştirme güncel gelişmeler ile, iyi tasarlanmış klinik öncesi çalışmalarda artan bir ihtiyaç vardır. Özellikle, valide, tekrarlanabilir ve çevrilebilir sonuç ölçümleri ile, bir standart ve kör bir biçimde gerçekleştirilebilir titiz yöntemleri için bir ihtiyaç vardır. Konjenital kas üyesi Hastalık Konsorsiyumu gibidaha titiz preklinik çalışmalar yapmak arzusu, biz burada paylaşmak bizim Standart Operating Procedure Açık Saha Aktivitesi (SOP). Bu SOP önce 4 doğrulanmış ve Duchenne müsküler distrofi (DMD) hayvan modellerinde 5 için TEDAVİ nmd en SOP'ların bir parçası olarak yayınlandı. Biz 6,7 fenotipik ve lama2 dy-2J / J (Dy2J) fareler, konjenital müsküler distrofi (CMD) için hayvan modeli de dahil olmak üzere, nöromüsküler hastalık hayvan modellerinde çeşitli çeşitli ilaçların terapötik etkinliğini test etmek için bu yöntemi kullandık . Buna karşılık, bu makalede daha önce yayınlanmış TEDAVİ NMD SOP 5 uyarlanmıştır.

Açık alan etkinliği izleme sistemi kapsamlı lokomotor ve lokomotif fonksiyonu ile ilişkili olabilir farelerin davranış aktivite düzeylerinin, değerlendiriyor. Test da yaygın gibi anksiyete ve keşif davranışları 8-10 değerlendirmek için kullanılır. Özel olarak, açık alan eşek için yararlı bir araçtırlokomotif nöromüsküler hastalık 11,12 hayvan modellerinde bozukluğu ve hareket ve / veya motor fonksiyon 6,7,13,14 artırabilir tedavi edici ilaçlar etkinliğini essing. Açık alan faaliyet değerlendirme sık kavrama gücü ile ölçülür kas gücü, farklı bir ölçü sağlar ve ilaçların yanı sıra 5 (merkezi sinir sistemi) yani diğer vücut sistemlerini etkileyebilir nasıl gösterir. Ayrıca, açık alanda etkinlik ölçüsü, toplam katedilen mesafe, submaksimal egzersiz performansı ve yaşam 15,16 kalitesi üzerinde duruluyor 6 dakika yürüme testi, klinik deneme sonuç ölçümlerini aynalar. Genel olarak bu açık alan aktivitesi klinik öncesi çalışmalarda kullanmak için yararlı bir ikincil veya yardımcı sonuç ölçü testi yapar. Ancak, açık alan aktivitesi izleme sistemi de onunla ilişkili önemli zorlukları vardır. Test davranışsal ve harici bir çok etkilenir oldukça değişken olabilirfaktörler. Örneğin, bu davranış, motor çıkışı 10 ek olarak, araştırıcı sürücü (örneğin bilişsel), anksiyete, hastalık, sirkadyan ritim, çevre faktörleri, genetik yapı ile etkilenebilir. Sonuç olarak, kontrol edilen bir ortam olan standart bir şekilde, bu tedbire yapılması zorunludur. Burada sunulan protokol ayrıntılı olarak açık alanda faaliyet SOP açıklar. Bu adım adım prosedürleri ve çevre koşullarını kontrol etmek ve daha detaylı değişkenlik, tipik sonuçlar, veri analizi ve Ölçme değerlendirmenin güçlü ve zayıf yönlerini azaltmak için önemli hususlar daha fazla tartışma sağlar.

Protocol

Not: Açık alan etkinliği, izleme sistemi fotosel vericiler ve alıcıları ile pleksiglas odaya eşit odasının çevresi boyunca aralıklı olarak yerleştirilmiş bir açık alan (Şekil 1) kullanır. Bu fotoselli yayıcılar ve reseptörler görünmez kızılötesi ışınların bir xy ızgara oluşturmak. Bir hayvan hücresine yerleştirilir, bu kiriş kırılmalara yol açmak, ilgili hareket eder. Dikey sensörler aynı zamanda dikey aktivite düzeyleri (yani yetiştirme davranışlarını) değerlendirmek için mevcuttur. Analizörü ışın mola bilgileri kaydeder ve hızla analiz eder. Bilgisayar yazılımı daha sonra önceden ayarlanmış süre boyunca birden fazla etkinlik ölçülerini hesaplar. Bu önlemler şunlardır: Yatay aktivite (adet), dikey aktivitesi (ünite), toplam mesafe (cm) gitti, hareket zamanı (sn) ve dinlenme zamanı (sn) 5.

NOT: Genel olarak test odası bile aydınlatma, ısıya ve nem kontrollü olmalıdır. Test bölmeleri eşit olmalıdır disoda hakkında Tributed ve doğrudan ışık, karanlık köşelerde, veya gölgeli alanlarda konmamalıdır. Tüm enstrüman alışma ve test (sabah, örneğin) ve aynı kişiler tarafından aynı anda her gün yapılmalıdır. Bu bireyler hayvan tedavi grubuna kör, ve mümkün olduğunda genotiplemesi edilmelidir.

Aşağıdaki protokol rehberlik ve Ulusal Çocuk Tıp Merkezi IACUC onayı altında yapılmıştır.

1. Enstrüman Aklimasyonundan

  1. Alışmaları için yaklaşık 10 dakika boyunca kendi kafeslerine test odasında fareler yerleştirin. Aklimasyonundan döneminde oda bırakın.
  2. Test odasına geri dönün ve aktivite odaları açın. Veriler bu anda toplanan olmayan olsa bile, bu daha test ortamı taklit edecektir.
  3. Yavaşça evlerine kafes her fare kaldırmak ve hemen test odalarına koyun. Eğer aktiviteodacık parçaya bölünür odasını (Şekil 1) bölen bir merkez bölücü içeren, her boş kadranda içine bir fare.
  4. Tüm hayvanlar test odalarına yüklendikten sonra, her bir test odasının üstünde kapağı yerleştirin. Bu alışma süresinde oda bırakın.
  5. 60 dakika sonra odaya geri dönün. Her test odasının kapağını kaldırın ve yavaşça onun ilgili ana kafesine her fare dönün.
  6. Dezenfektan ve kağıt havlu ile her odasını temizleyin. Parçacıklar odacık içinde kalan herhangi bir kir emin olun.
    NOT: Birden fazla toplantıları her gün çalıştırmak ediliyor ise, iyice her seansta arasında her test haznesi temizlenir.
  7. 4 gün üst üste için Adımlar 1-6 tekrarlayın.
    NOT: gerçekleştirin alışma bir hafta başlangıç ​​veri toplama öncesinde. Hayvanlar Araştırma boyunca birden çok kez test edilmiş, yalnızca önce alışmasını önlemek için test ilk turda uyum saglanacagini gerçekleştirin. Buna ek olarak, rasgele bir yeni için hayvanları atamakHer oturum kutusu. Çalışmanın süresi boyunca kutu atamaları takip edin.

2. Veri Toplama

  1. Alışmaları için 10-30 dakika boyunca kendi kafeslerine test odasında fareler yerleştirin. Bu süre içinde oda bırakın.
  2. 10-30 dakika sonra, test odasına geri döner. Etkinlik odaları açın ve odalarına bağlı bilgisayarda ekli bilgisayar yazılımı açın. Bölme, bir kadran bölücü içeriyorsa, bu zamanda bölümü yerleştirin.
    NOT: Test odası bir kadran bölücü içeriyorsa, iki hayvan, veri toplama sırasında test odasına yerleştirilebilir. Bir hayvan ön-sol kadran ve arka-sağ çeyrekte bulunan bir (Şekil 1) konabilir.
    NOT: veri toplama sırasında veya aynı satır veya sütunda dört kadranda hayvanları koymayın. Bu yönlerde hayvanları yerleştirme olacak kızılötesi ışınların xy ızgara ve hayvan hareketlerine engel olacakyanlış ölçülür.
  3. Bir prebeam denetimi gerçekleştirmek için bilgisayar yazılımı yapılandırın. Bu yapılandırma, bir test odalarına deney sisteminde ve önceki hayvanların sokulmasından (aşağıya bakınız), aşağıdaki ön-ışın kontrolünü çalışmasına izin verir.
    NOT: prebeam onay çalıştırdığınızda, bilgisayar yazılım xy kızılötesi ışınların fonksiyonunu değerlendirir. Fotosel yayıcılar ve reseptörleri bloke ve uygun odasının içinde hareketi tespit edemiyoruz eğer Örneğin, belirleyebilir.
  4. (Yani 60 dakika bir toplam veri toplamak) veri altı 10 dk blokları toplamak için bilgisayar yazılımında birincil veri toplama parametrelerini ayarlamak ve daha sonra uygun tarih, dosya adı ve Fare kimlik numaralarını girin.
  5. Tüm parametreler ayarlandıktan sonra, prebeam kontrol çalıştırın. Bir oda geçemezse nedeniyle merkez kadran bölücü veya test odasının kötü uyum büyük olasılıkla kontrol prebeam. Bu durumda, merkez kadran DiVi realignsensörler artık bloke ve sistem test odası hazır olduğunu bildiren kadar der ve test odası. Bu sorunu çözmezse, enstrüman başvuru kılavuzu.
  6. Tüm test odaları hazır olduğunuzda, yavaşça onun evde kafes fare kaldırmak ve hemen test odasına onu ya da onun yerine. Fare kimliği Not ve bilgisayara girilen eşleşen emin olun.
  7. Tüm hayvanlar uygun şekilde test odalarına yerleştirilir sonra, her bölmenin üst kapağı yerleştirin. Sonra veri toplama başlatmak için bilgisayar yazılımında uygun komutu seçin. Bu zamanda, analiz ve bilgisayar programı veri toplama parametrelere uygun olarak kayıt aktivite düzeylerinin başlayacaktır.
  8. Test süresinin kalanı için test odası bırakın.
  9. (Yani 60 dakika sonra) test süresinin tamamlanmasından sonra, hemen test odasına geri dönün. Verileri kaydetmek ve daha sonra saygı her hayvan dönünive ev kafes.
  10. Bir dezenfektan ve kağıt havlu ile tüm birimleri temizleyin.
    NOT: Birden fazla toplantıları her gün çalıştırmak ediliyor ise, iyice her seansta arasında her test haznesi temizlenir.
  11. İhracat bir elektronik veri ve daha sonra yazılım programı çıkın.
  12. Onlar kaydedildi sağlamak için verileri kontrol edin. Veriler kaydedildi değildi, ya da hayvanların veri toplama sürenin tamamı boyunca uyudu varsa, veri toplama fazladan bir gün gerçekleştirin.
    NOT: Bir hayvan, tüm 60 dakikalık test süresi boyunca hareket etmezse "uyku" olarak kabul edilir.
  13. Tekrar 4 gün boyunca 2.1-2.12 Adımları.
    NOT: hayvanlar çalışma süresi boyunca birden fazla zaman noktalarında test ediyorsanız, alışkanlık önlemek için ayda bir defadan daha açık alan etkinliği ölçümlerini yok. Buna ek olarak, rasgele yeni bir kutuya her oturumu hayvanları atayın. Çalışmanın süresi boyunca kutu atamaları takip edin.

3. Veri Analizi

  1. Ortalama yatay aktiviteyi (adet), dikey aktivite (adet) hesaplayın, toplam mesafe, (cm) hareket zamanı (sn) ve fare ve grup başına dinlenme zamanı (sn) gitti. Bilgisayar programı hesaplar ve veri toplama döneminde (yani 60 dakika) için üzerinde toplam yatay aktiviteyi (adet), dikey etkinlik (adet), toplam katedilen mesafe (cm), hareket saati (sn) ve dinlenme zamanı (sn) raporları her bir fare. Veri toplama 4 gün daha önce zikredilen parametrelerin her biri için ortalama hesaplanır.
  2. Istatistiksel analizler gerçekleştirerek önce, Shapiro-Wilk testi kullanılarak verilerin normallik değerlendirmek ve Grubb testi kullanılarak aykırı kontrol edin. Önemli outliers (p <0.05) çıkarın.
  3. Normal dağılım verileri için çoklu karşılaştırmalar için düzeltilmiş p-değerleri bağımlı olan bağımsız örnek t-testi veya tek yönlü ANOVA ve post-hoc testi kullanılarak gruplar arasında aracı karşılaştırmakTedavi gruplarının toplam sayısına ing.
  4. Olmayan normal dağılım verileri için, Wilcoxon rank sum testi, veya tedavi gruplarının toplam sayısına bağlı olarak çoklu karşılaştırmalar için düzeltilmiş p-değerleri ile sonuçlanan bir Kruskal-Wallis testi ve rank sum testi kullanılarak gruplar arasındaki medyan değerleri karşılaştırın.

Representative Results

Açık alan faaliyet verileri analiz ederken, biz genellikle lokomotif işlevini yansıtan aktivite seviyelerinin değerlendirilmesini sağlamak birkaç seçme ölçümleri odaklanmak. Bu parametreler şunlardır: yatay etkinlik, dikey etkinlik, hareket saati, dinlenme zamanı, ve katedilen toplam mesafe. Genel olarak, azalmış kas fonksiyonu ile hayvanlar daha az aktif ve daha düşük ayaktan aktiviteye sahip olacaktır. Bu genellikle yatay etkinlik, dikey etkinlik, toplam katedilen mesafe ve hareket zamanı azalması ile ilişkili, ve dinlenme zamanı 5,6,12,17 artar. Aksine, bozulmamış kas fonksiyonu bozulan veya kas patolojisinin ve ilerlemesini azaltmak ilaçlarla tedavi edilen hayvanlar daha yüksek aktivite seviyelerini 6,7,14,17 göstermek için daha fazladır.

Nöromüsküler hastalık hayvan modellerinde bu protokolü kullanılarak elde edilen tipik sonuçlarının bir örneğini göstermek için, bir uzunlamasına çalışmada w verilerini sağladığıe önce Dy2J konjenital müsküler distrofi (CMD) hayvan modeli 6 yürütülmüştür. Kısacası, Dy2J modeli arka bacak felci, demiyelinizasyon ve distrofik iskelet kası değişiklikler ortaya LAMA2 genin kesik bir form içerir. Bu aktivite düzeyleri kas patolojisinin etkisi bu farelerde gözlenmiştir. Örneğin, çalışmaya Dy2J farenin alt yatay aktivite seviyelerini göstermeye başladı ve daha az mesafe çalışma süresi boyunca, yaş ve cinsiyeti eşleştirilmiş BL / 6, vahşi tipli kontroller (Şekil 2) ile karşılaştırıldığında, seyahat; Bununla birlikte bu farklılıklar, her zaman anlamlı değildir. Önemi olmaması nedeniyle BL6 veri küçük örneklem büyüklüğü ve yüksek grup içi varyasyon muhtemeldir. Varyasyon açık tarla faaliyet verilerinin tipik; Bu gruplar birbirlerinden istatistiksel olarak farklı ise ancak, özellikle eksikliği yeterli gücü bu veriler belirlemek. Tipik haliyle, bir n = 10-12 s tespit etmek için kullanılmalıdırtatistically önemli farklılıklar 5,17. SJL çalışmada yapıldığı gibi büyük bir örneklem büyüklüğü, kullanılan örneğin, gruplar arasında anlamlı farklılıklar görülebilir (Şekil 3B, 3D, ve 3E ikinci BL6 çubuğunu bakınız). Dy2J hayvanlar da kendi arka bacak felci aynalı dikey aktivite seviyeleri tam kaybı, gösterdi, ve sırayla, arka için bir yetersizlik (Şekil 2B) 6. Son olarak, bu aktivite düzeyleri cinsiyet farkları dikkat etmek önemlidir. Örneğin, dişiler yatay etkinliğin, dikey aktivite yüksek düzeyde gösteren, erkeklere göre daha aktif olma eğilimi, ve toplam mesafe (Şekil 2) gitti; Ancak bu fark istatistiksel olarak anlamlı değildi.

Biz de hareket etkileyen çeşitli faktörler vurgulamak için de, nöromüsküler hastalıklar diğer hayvan modellerinde yapılan birkaç önceki çalışmalardan veriler sağlamıştırivity düzeyleri (Şekil 3). Örneğin, aktivite düzeyleri genetik kökenli 10 göre değişir. BL10 vahşi tipteki fare, büyük bir yatay etkinlik, dikey etkinlik ve denenen kestirim göre ve cinsiyet BL6 yabani tip sıçanlar (Şekil 3) eşleşen katedilen toplam mesafe sergilerler. Bu kullanışsız verileri işleyebilen bir çalışmada yanlış kontrol suşları kullanarak gibi, dikkat etmek önemli bir gözlemdir. İkincisi, aktivite düzeyleri hastalık modeli ve fenotip (Şekil 3) göre değişir. Örneğin, SJL faresi, bacak kuşağı için hayvan modeli müsküler distrofi-2B (LGMD-2B), fare ve Dy2J MDX fare, Duchenne için hayvan modeli takip yatay etkinliğin ve katedilen toplam mesafe en düşük seviyesini göstermektedir kas distrofisi (Şekil 3A, 3C). Bununla birlikte, Dy2J farenin, çünkü bunların arka bacak paralizi, dikey aktivitesi (Şekil 3B) en düşük seviyesini gösterir. Bu yüksek seviyesine dikkat etmek de önemlidirMDX fenotipinde aktivitesi büyük olasılıkla BL10 arka soyunun artan aktivite düzeyi atfedilir. Son olarak, bu rakamın test sırasında hayvan yaş / hastalık patoloji önemini vurgulamaktadır. Örneğin, yaş 30 hafta, hiçbir fark mdx farelerden ve yaş ve cinsiyet eşleştirilmiş BL10 vahşi tip kontrollere (Şekil 3) arasındaki aktivite düzeyleri tespit edilebilir. Ancak, yaş 6 haftalıkken, MDX fare modelinde tepe nekrotik faz etrafında, MDX farenin dikey aktivitesinde önemli bir azalma, ve yatay bir aktivite göstermektedirler. Bir azalma da katedilen toplam mesafe görülmektedir, ancak bu fark istatistiksel olarak anlamlı (Şekil 3) değil 4.

Şekil 1
Şekil 1. Açık alan etkinliği aparatları. İki açık alan merkezi kadranlarına cihazlarındant bölücüler ve üstleri. Çıkarılabilir merkezi kadran bölücüler varsa, hayvanlar sadece (2, 4) Her kutunun geçerli okumaları elde etmek için test sırasında ön sol (1, 3) ve sağ arka odaları konulmalıdır.

Şekil 2
Şekil 2. Açık alan faaliyet verileri. Dy2J için tipik açık alan faaliyet verileri (gri çizgi, n = 3) ve yaş ve cinsiyet eşleştirilmiş BL6 kontrol suşu (siyah çizgi, n = 3) farenin 14, 19, 23, 25, ve yaş 30 hafta (A - F) A) Yatay aktivitesi (keyfi birimleri) erkek, B) Yatay aktivitesi (keyfi birimleri) kadın, C) Dikey aktivitesi (keyfi birimleri) erkek, D) Dikey aktivitesi (keyfi birimleri) kadın. E) Toplam mesafe traveled (cm) erkek, E) Toplam mesafe (cm) kadın gitti. Veri birbirini takip eden 4 gün boyunca toplanmış ve fare grubu için ortalaması alınmıştır. Aynı farenin her zaman noktasında test edilmiştir. Veriler ortalama ± SEM olarak ifade edildi. Veri önce 6 yayınladı. Dy2J ve BL6 farenin her zaman noktasında bir Bağımsız örnek t-testi ile karşılaştırıldı. P-değeri <0.05 anlamlı olarak kabul edildi. * P <0.05, ** p <0.01, *** p <0.001.

Şekil 3,
Şekil 3. Açık alan faaliyet verileri birden fazla suşları erkek BL10 Tipik davranış faaliyet verileri (6 yaş hafta n = 8; yaş 25-30 hafta, n = 10)., Mdx (6 yaş hafta n = 9; 25-30 yaş hafta, n = 15) Dy2J fareler için, BL6 (kontrol, n = 3, kontrol SJL farelerinde için, n = 13), Dy2J (n = 3) ve SJL (n = 13) farenin va da. A) Yatay aktivitesi (keyfi birimleri) 6'da BL10 ve mdx fareler veri ve yaş 25-30 haftalık yaş rying, B) Yatay aktivitesi (keyfi adet) 25-30 hafta BL6, Dy2J ve SJL farelerin veri yaş, C) Dikey aktivitesi (keyfi birimleri) 6'da BL10 ve Mdx farelerin verileri ve yaş 25-30 hafta D) Dikey aktivitesi (keyfi birimleri) yaşı 25-30 hafta BL6, Dy2J ve SJL farelerin veri E) toplam mesafenin (cm) toplam mesafenin BL10 ve 6 MDX fareler ve yaşı 25-30 haftalık, ve F) veri (cm) yaşı 25-30 haftalık BL6, Dy2J ve SJL farelerden alınan veriler . Dy2J, BL6 arka plan üzerinde laminin α2 gen mutasyonu ile CMD için hayvan modeli; SJL, ekstremite kuşağı müsküler distrofi-2B (LGMD-2B) için hayvan modeli; MDX, BL10 arka plan üzerinde DMD için hayvan modelidir. Hiçbir Disferlin-yeterli SJL denetimi yoktur. Veri ± SEM araçlardır. B, C ve D, daha önce veri içeren PUBLI6,17 döken. Veriler normal dağılım değil; Bu nedenle, veri Wilcoxon rank toplamları testi ile karşılaştırıldı. P <0.05 p değeri anlamlı kabul edildi. Aşağıdaki karşılaştırmalar her bir parametre için yapılmıştır: a) 6 haftalıkken de BL10 ve mdx farenin, p <0.05; b) yaş 25-30 hafta BL10 ve mdx farenin, anlamlı değil; c) Dy2J ve BL6 yaş, p <0.05 25-30 haftalarında kontrol suşu fareler eşleşti; d) SJL ve BL6 yaş, p <0.001 25-30 haftalarında kontrol gerginlik eşleşti; yaşı 25 haftalık yaş ve BL6 (Dy2J fareler için kontrol grubu) farelerinin 25-30 haftalık E) BL10 farenin, p <0.01; yaşı 25-30 hafta, p <0,001 yaş ve BL6 SJL fareler için (kontrol grubu) 25-30 haftalık f) BL10.

Discussion

Açık alan etkinliği, ölçüm nöromüsküler hastalık 6,7,11-14 hayvan modellerinde hastalık ilerlemesi ve ilaç etkinliğinin değerlendirilmesi için yararlı bir in vivo deneydir. Şekil 2'de gösterildiği gibi, genel olarak lokomotif fonksiyonunu yansıtmaktadır aktivite seviyelerinin değerlendirilmesini içerir. Bu klinik öncesi bir ilaç çalışmasında gerçekleştirmek için ideal bir sekonder veya yardımcı sonuç ölçüsü yapmak kas gücü farklı bir ölçüsüdür. Buna ek olarak, bir çalışma süresi boyunca birden fazla kez yapılabilir klinik olarak anlamlı bir 15, invaziv olmayan ölçüsüdür. Ancak, davranışsal ve lokomotif aktivite de açık alanda faaliyet verilerinin varyasyon oluşturma (yani deneyci işleme, çevre koşulları, ve biliş) gibi ek faktörler tarafından etkilenmektedir. Bu yazının amacı değişimini azaltır ve sonuçları c olmasını sağlayan iyi test edilmiş ve standart bir protokol sağlamaktırBizim alanında çeviri geliştirilmesi umuduyla, birden laboratuarları karşısında ompared.

Bu yöntemin bir dezavantajı, büyük bir çok değişken ve çok sayıda dış faktörler tarafından etkilenir olmasıdır. Protokolünün geliştirilmesi Ancak, biz bu dikkate aldı. Veri toplama 1-5 gün süresi değişen test protokolleri çeşitli değerlendirildi. Sonunda, biz veri toplamadan önce enstrüman uyum saglanacagini performans test odası çevre ile hayvanları oldum ve veri toplama gerçekleştirmeden 4 gün anlamlı sonuç verileri 5 varyasyon miktarı azaltılmış olduğu tespit. Bu protokol başlangıçta mdx fare modelinde davranışsal ve lokomotif aktivite düzeylerini değerlendirmek için tasarlanmıştır; ancak, yakın zamanda bu protokol oyuk 6 olarak Dy2J hayvan modelinde doğrulandı. Bu protokol bir preklinik çalışmada kullanmadan önce her hayvan modeli için laboratuvar içinde standardize edilmesi önerilmektedir.

Açık alan etkinliği genetik arka plan 17, cinsiyet 18-20, 18 yaş ve sirkadiyen ritim 21 göre değişir. Bu, aynı zamanda değerlendirilecek aynı yaş, cinsiyet, ve genetik arka hayvanlar gerektirir. Planlama aşamalarında, dikkatli düşünce değerlendirilecektir açık ne yaş veya yaşları alan aktivite düzeyleri de karar içine konulmalıdır. Her hayvan modeli şiddeti ve yaş 6,15 (Şekil 2 ve Şekil 3) göre değişir kendi farklı hastalığın ilerlemesini ve lokomotif ve davranışsal fenotip vardır. Bu nedenle, açık alan aktivitesi tedbirleri değerlendirmek için klinik ve patolojik ilgili zaman noktalarını belirlemek önemlidir. Istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık tespit etmek için, her tedavi grubunda ihtiyaç duyulan hayvan sayısı hem de hayvan modellerinde, yaş ve cinsiyete göre değişir. Sonuç olarak, ilgili örneklem büyüklüğü hesaplamaları da belirler için planlama aşamalarında yapılmalıdırHer bir tedavi grubunda ihtiyaç duyulan hayvan sayısı ine istatistiksel olarak önemli farklar tespit etmek. Bu hesaplamalar da çalışmada kullanılan dikkate ek sonuç tedbirleri (örneğin, kavrama gücü ölçümleri veya histolojik analizler) dikkate almalıdır. Bizim güç hesapları dayanarak, biz genellikle tedavi grubu başına 10-12 hayvanları kullanmak. Buna ek olarak, özel bir dikkat çalışmada kullanılan ne kontrol suşu için dikkat edilmelidir. Klinik çalışmalarda kullanılmak üzere uygun olmayan kontrol suşları için bir eğilimi vardır. Örneğin, sık sık BL6 fareler MDX fareler için bir kontrol suşu olarak kullanılır; Ancak, mdx fare BL10 arka plan üzerinde. Şekil 3'te görüldüğü gibi, BL10 farenin çok daha aktif imkansız MDX ve BL6 verileri karşılaştırmak BL6 farelerinde, daha vardır. MDX fareler ile ilgili klinik öncesi çalışmalar yapılırken, BL10 farenin kontrol suşu olarak kullanılmalıdır. Bir çalışma Dy2J fareleri ile yürütülen Dahası, farenin BL6 Contr olarak kullanılmalıdırol süzün.

Küçük çevresel değişiklikler de önemli aktivite düzeylerini etkileyebilir. Bu aydınlatma, sıcaklık, nem, koku, gürültü, insan aktivite 4,15 bulunur. Bu nedenle, test, aynı zamanda, her gün 5 ile doğrudan olmayan aydınlatma sıcaklık ve nem kontrollü bir odada yapılması çok önemlidir. Test odaları eşit oda boyunca aralıklı ve doğrudan ışık altında ya da gölgeli veya karanlık köşelerde 5 yerleştirilir edilmelidir. Hayvanlar rastgele oda boyunca çevresel koşulları değişen etkilerini azaltmak için her gün kendi test odaları tahsis edilmelidir, ve onlar, veri toplamadan önce 10-30 dakika boyunca test odasına gelmesini izin verilmelidir. Kutu / çevre üzerinde bir etkisi eşit farklı tedavi grupları arasında dağıtılır sağlamak için çalışma süresi boyunca her bir hayvanın kutu atama izlemek için emin olun. Anima yükleme bireylerTest kapları ve bu çalışma süresi boyunca hayvanlar işleme içine mi kör tedavi grubuna ve hayvansal gerilme mümkün olmalıdır. Birçok durumda etkilendiğini genotipleri ilgili kontrollerden önemli ölçüde farklıdır ve kör mümkün değildir. Ancak, bireylerin her zaman tedavi edilen ve edilmeyen gruplar arasında kör olmalıdır. Ayrıca, tüm bireylerin oda içinde gürültü ve dikkat dağıtıcı unsurları azaltmak için veri toplama sırasında odayı terk etmeli ve tüm odaları iyice veri toplama Her oturumda aşağıdaki temizlenmelidir. Bu işlemler büyük ölçüde veri değişimini azaltacaktır. Bu hayvanlar da adaptasyon 15 derece duyarlı olduğunu not etmek önemlidir. Bu nedenle, hayvanların ayda bir defadan fazla değerlendirilebilir doğrudan veri toplama 60 dakika her gün ve açık alan etkinliği düzeyleri aşağıdaki test bölmesinden çıkarılır önerilmektedir.

Toplam katedilen mesafe ve toplam hareketment zaman ölçümleri en hassas Açık alan etkinliği, 5 ölçümleri olma eğilimindedir. Dy2J modelde, dikey aktivite ölçümü en hassas Açık alan etkinliği ölçümü (Şekil 3) olmaktadır; Bununla birlikte, daha küçük hayvanlar doğru dikey etkinlik ölçümleri yakalamak zor olabilir. Örneğin, küçük bir hayvan besleme davranışı sergiler ve sensör, dikey sensörünün yüksekliğe yakalayamaz olanaklıdır. Sonuç olarak, biz erken yaşta 5 hafta daha test hayvanları öneririz. Bir hayvan, bir veri alma işleminin süresi boyunca uyku olması da mümkündür. Bu durumda, verilerin toplanması, bir gün daha eklenmesi tercih edilebilir. Son olarak, kutu içinde kadran bölücü veya sensörlerin blokaj yeterince düzgün yanı sıra doğru verilerin bulunmasına neden olabilir. Bu nedenle, sonuna aşağıdaki tüm verileri test öncesinde, bir sensör önceden kontrol gerçekleştirmek ve yorumlayan çok önemlidirHer veri toplama oturumu.

Açık alan aktivitesi veriler analiz edildiğinde Dikkat da alınmalıdır. Açık alan faaliyet verileri olmayan normal dağılım olabilir ve outliers 4 için bir eğilimi vardır. Istatistiksel analizler gerçekleştirerek öncesinde, bizim biyoistatistikçi derece normallik ve aykırı için verileri kontrol öneririz. Veri olmayan normal dağılım ise, bir aracı karşılaştırırken bir parametrik olmayan testi kullanılarak düşünmelisiniz. Buna ek olarak, tüm veriler Tedavi grupları ne kör bir birey tarafından analiz edilmelidir.

Genel olarak, açık alan aktivitesi ölçümü büyük avantajları vardır: a) güçlü, ama her zaman lokomotif işlevi ile korelasyon hem lokomotor ve davranışsal aktiviteleri, kapsamlı bir değerlendirmesidir; b) gerçekleştirmek için kolay bir ölçüdür; c) test sırasında hiçbir hayvan işleme gerektirir; d) bir Stu süresi boyunca bir defadan fazla uygulanabilir invazif olmayan bir ölçüsüdürdy; e) özel bir eğitim testi gerçekleştirmek için gerekli olan; f) Birden hayvanlar tek seferde test edilebilir; ve g) klinik olarak anlamlı bir sonuç ölçütü 5,16 olduğunu. Terapötikleri test Ancak, diğer faktörler bir hayvanın davranışlarını etkileyen ve sırayla açık alan aktivitesi ölçümleri aklınızda bulundurun. İlaçlar CNS ve veya diğer vücut geniş etkileri olabilir, ve davranış da stresli bir ortamda etkilenmiş olabilir. Bunun bir sonucu olarak, bu lokomotif ya da davranışsal etkinlik seviyelerinde değişiklikler, kas fonksiyonunda değişikliklere, kas gücü ile ilgili olarak veya ilaca bağlı yan etkilerin bir sonucu olup olmadığını ayırt etmek zor olabilir. Bu nedenle ek olarak, işlevsel ve histolojik ve moleküler deneyleri de yapılmalıdır. Bu standart bir protokol de başarıyla diğer kas hastalıklarında 4,17 kullanılmıştır; Şekil 3'te görüldüğü gibi, ancak, pilot çalışma hayvanda önlemin duyarlılığını değerlendirmek için, ilk yapılmalıdırmodeli.

Disclosures

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Acknowledgments

Bu yayın Cure CMD, Fransız Atletik distrofi Derneği (AFM), Musküler Distrofi Derneği, Sağlık (1K26RR032082, 1P50AR060836-01, 1U54HD071601, 2R24HD050846-06) Ulusal Enstitüleri, Savunma Bakanlığı bir öteleme araştırma bursu (yoluyla finanse edilmektedir W81XWH-11-1-0330, W81XWH-11-1-0782, W81XWH-10-1-0659, W81XWH-11-1-0809, W81XWH-09-1-0599) ve Veli Projesi Musküler distrofi gelen bir pilot hibe ( PPMD).

Bu kağıt doğuştan kas hastalığı alanında rutin olarak kullanılan metodolojiler için SOP'ların bir dizi birkaç biridir. Bu çabalar Washington, DC Nisan 2013'te yapılan son Doğuştan kas hastalığı Konsorsiyumu Atölyesi, doğuştan kas hastalığı alanında üzerinde 20 uzmanları tarafından tartışıldı ve kurulan yansıtır

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Equipment
VersaMax Open Field Activity Monitoring system with acrylic test chambers, and X, Y, Z axis sensors AccuScan Instruments, Inc. Columbus Ohio, USA Retired
Fusion Open Field Activity Monitoring system with acrylic test chambers, and X, Y, Z axis sensors Omnitech Electronics, Inc. Columbus Ohio, USA Suggested system currently on the market
Computer Dell, Inc. 
Materials
Virkon-S Broad spectrum disinfectant (potassium peroxymonosulfate/ sodium chloride) Pharmacal Research Laboratories, Inc.
Mice
B6.WK-Lama2dy-2J/J (Dy2J) Jackson Lab 000524
C57BL/6J (BL6) Jackson Lab 000664
SJL/J (SJL) Jackson Lab 000686
C57BL/10ScSn-Dmdmdx/J (mdx) Jackson Lab 001801
C57BL/10ScSnJ (BL10) Jackson Lab 000476

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Worp, H. B., Howells, D. W., Sena, E. S., Porritt, M. J., Rewell, S., O'Collins, V., Macleod, M. R. Can Animal Models of Disease Reliably Inform Human Studies?. PLoS Med. 7, (3), 1000245-10 (2010).
  2. Begley, C. G., Ellis, L. M. Drug development: Raise standards for preclinical cancer research. Nature. 483, 531-533 (2012).
  3. Landis, S. C., et al. A call for transparent reporting to optimize the predictive value of preclinical research. Nature. 490, (7419), 187-191 (2012).
  4. Spurney, C., et al. Preclinical drug trials in the mdx mouse: Assessment of reliable and sensitive outcome measures. Muscle Nerve. 39, 591-602 (2009).
  5. Nagaraju, K., Carlson, G., De Luca, A. Behavioral and locomotor measurements using open field animal activity monitoring system. TREAT-NMD SOP Number M2.1.002. 2, (2010).
  6. Yu, Q., et al. Omigapil treatment decreases fibrosis and improves respiratory rate in dy(2J) mouse model of congenital muscular dystrophy. PLoS One. 8, (6), e65468 (2013).
  7. Sali, A., et al. Glucocorticoid-treated mice are an inappropriate positive control for long-term preclinical studies in the mdx mouse. PLoS One. 7, (4), e34204 (2012).
  8. Belzung, C., Griebel, G. Measuring normal and pathological anxiety-like behaviour in mice: a review. Behav Brain Res. 125, 141-149 (2001).
  9. Prut, L., Belzung, C. The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors: a review. Eur J Pharmacol. 463, 3-33 (2003).
  10. Walsh, R. N., Cummings, R. A. The open-field test: A critical Review. Psychological Bulletin. 83, 482-504 (1976).
  11. Raben, N., Nagaraju, K., Lee, E., Plotz, P. Modulation of disease severity in mice with targeted disruption of the acid alpha-glucosidase gene. Neuromuscul Disord. 10, 283-291 (2000).
  12. Nagaraju, K., et al. Conditional up-regulation of MHC call I in skeletal muscle leads to self-sustaining autoimmune myositis and myositis-specific autoimmune myositis and myositis-specific autoantibodies. Proc Natl Acad Sci USA. 97, (16), 9209-9214 (2000).
  13. Erb, M., et al. Omigapil ameliorates the pathology of muscle dystrophy caused by laminin-alpha2 deficiency. J Pharmacol Exp Ther. 331, (3), 787-795 (2009).
  14. Malerba, A., et al. Chronic systemic therapy with low-dose morpholino oligomers ameliorates the pathology and normalizes locomotor behavior inmdxmice. Mol Ther 1. 9, (2), 345-354 (2011).
  15. Grounds, M. D., Radley, H. G., Lynch, G. S., Nagaraju, K., De Luca, A. Towards developing standard operating procedures for pre-clinical testing in the mdx mouse model of Duchenne muscular dystrophy. Neurobiol Dis. 31, (1), 1-19 (2008).
  16. Kobayashi, Y. M., Rader, E. P., Crawford, R. W., Campbell, K. P. Endpoint measures in the mdx mouse relevant for muscular dystrophy pre-clinical studies. Neuromuscul Disord. 22, (1), 34-42 (2012).
  17. Rayavarapu, S., Van de meulen, J. H., Gordish-Dressman, H., Hoffman, E. P., Nagaraju, K., Knoblack, S. M. Characterization of Dysferlin Deficient SJL/J Mice to Assess Preclinical Drug Efficacy: Fasudil Exacerbates Muscle Disease Phenotype. PLoSOne. 5, (9), e12981 (2010).
  18. Valle, F. P. Effects of strain, sex, and illumination on open-field behavior of rats. Am J Psychol. 83, 103-111 (1970).
  19. Ramos, A., et al. Evaluation of Lewis and SHR rat strains as a genetic model for the study of anxiety and pain. Behav Brain Res. 129, 113-123 (2002).
  20. Bowman, R. E., Maclusky, N. J., Diaz, S. E., Zrull, M. C., Luine, V. N. Aged rats: sex differences and responses to chronic stress. Brain Res. 1126, 156-166 (2006).
  21. Sakai, K., Crochet, S. Differentiation of presumed serotonergic dorsal raphe neurons in relation to behavior and wake-sleep states. Neuroscience. 104, 1141-1155 (2001).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics