ALS의 SOD1-G93A 마우스 모델에서 질병의 진행을 평가하기위한 빠른 표현형 신경 채점 시스템
Summary
This video protocol describes a sensitive, reliable, and quick method for evaluating the neuromuscular deficits in a transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis.
Abstract
The SOD1-G93A transgenic mouse is the most widely used animal model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). At ALS TDI we developed a phenotypic screening protocol, demonstrated in video herein, which reliably assesses the neuromuscular function of SOD1-G93A mice in a quick manner. This protocol encompasses a simple neurological scoring system (NeuroScore) designed to assess hindlimb function. NeuroScore is focused on hindlimb function because hindlimb deficits are the earliest reported neurological sign of disease in SOD1-G93A mice. The protocol developed by ALS TDI provides an unbiased assessment of onset of paresis (slight or partial paralysis), progression and severity of paralysis and it is sensitive enough to identify drug-induced changes in disease progression. In this report, the combination of a detailed manuscript with video minimizes scoring ambiguities and inter-experimenter variability thus allowing for the protocol to be adopted by other laboratories and enabling comparisons between studies taking place at different settings. We believe that this video protocol can serve as an excellent training tool for present and future ALS researchers.
Introduction
1990 년대 중반에 개발 SOD1-G93A 형질 전환 마우스 모델은 근 위축성 측삭 경화증 (ALS) 1의 가장 널리 사용되는 동물 모델되었습니다 이래. 이 형질 전환 마우스 모델은 유 전적으로 아미노산 93 (G93A)에 알라닌 돌연변이 ALS 관련 글리신을 품고 인간의 구리 / 아연 슈퍼 옥사이드 디스 뮤 타제 1 (SOD1) 유전자의 돌연변이 형태를 과발현하도록 설계되었다. G93A 돌연변이 일괄 메이크업 가족 ALS 사례 2의 약 5 분의 1 SOD1 유전자에 많은 변이 중 하나입니다.
SOD1-G93A 모델, 그것은 궁극적으로, 이러한 운동 신경 손실, 점진적 근육 약화 및 위축 등 인간 루게릭 병의 병리학 적 특징의 많은 되풀이되었습니다 때문에 루게릭 병에 그것의 명백한 유전 링크에 추가 루게릭 병 치료제 개발 연구의 주력이되었다 마비와 사망 3. 종종 트랜스 제닉 동물 모델의 경우에서와 같이 비록, 고유 BI 존재SOD1-G93A 마우스와 관련된 학적 변화. 스콧 등. 최소 24 쓰레기 일치 성 균형 잡힌 쥐의 동료가 4 생물 다양성에 의해 생성 된 소음을 극복하기 위해 약물 효능 연구 설계에 필요하다고 결정했다. 공격적인 질환 진행과 매일 모니터링에 대한 필요성과 함께 이러한 연구에 필요한 동물의 다수의 신경 근육 강도 및 기능을 측정하기위한 정교한 시간 소모적 잠재적 스트레스 기법의 사용을 금지한다 (예를 들면, 근전도, 악력, 로토 등). 대신에, 확실하게 빠른 SOD1-G93A 마우스의 신경 근육 기능을 평가 생체 내 선별 도구의 필요성을 강조한다.
ALS TDI에서 프로토콜은 평균에 마우스 미만 30 초에 SOD1-G93A 마우스의 신경 근육 기능의 신뢰성 평가를 허용하는 개발되었다. 이 프로토콜 encompa언론 및 비디오에서이 보고서에 설명되어있는 간단한 신경 학적 평가 시스템 (NeuroScore)를 사용하여 사지 기능의 일일 평가를 SSES. 뒷다리 적자는 초기가 SOD1-G93A 마우스 5,6에서 질병의 신경 학적 기호를보고 있기 때문에 NeuroScore는 뒷다리의 기능에 초점을 맞추고 있습니다. 또한, ALS TDI에 의해 개발 된 프로토콜은 마비 (약간 또는 부분 마비), 진행과 마비의 정도 발병의 공정한 평가를 제공하며 질병의 진행에 약물 유발 변경 사항을 식별 할 정도로 민감하다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 보고서에서 우리는 제대로 적용하는 경우, 안정적으로 SOD1-G93A 마우스에서 질병의 진행을 평가하고 약물 유발 변경을 식별 할 수있는, 빠르고 간단하게 비디오 프로토콜을 설명합니다. 다른 그룹은 SOD1-G93A 마우스 8-10에 대한 표현형 점수 시스템을 개발하는 동안, 그들은 종종 절차에 대한 충분한 정보를 제공하고 복제 부적절하지 않습니다. 따라서, 채점 시스템은 거의들을 개발하고 ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We would like to acknowledge Beth Levine for critically reviewing the manuscript, Valerie Tassinari for developing the genotyping protocol, and Matt Ferola and Carlos Maya for their exceptional animal care.
Materials
| B6SJLTgN(SOD1G93A)1Gur strain | The Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME | 002726 | Strain of mice used in this study |
| Breeders | Biomedical Research Models, Inc., Worcester, MA | Colony maintainance | |
| Scale | Navigator OHAUS, Parsippany, NJ | Model N14120 | Used to weigh mice |
| Nutra-GelH | Bio-Serv, Flemington, NJ | #S4798 | Wet food provided to sick mice |
| Irradiated Lab Animal Diet | Harlan, Indianapolis, IN | 2918-111914M | Chow diet |
| Lab-grade Sani-chips | Harlan Teklad, Indianapolis, IN | 7090 | Bedding |
| JMPH | SAS Institute, Inc., SAS Campus Drive, Cary, NC | v10.0.2 | Statistical software |
| Microsoft Excel | Microsoft, One Microsoft Way, Redmond, WA | Excel 2013 (v 15.0) | Spreadsheet software |
| GraphPad Prism 5 | GraphPad software Inc., La Jolla, CA | v5.4 | Graphing software |
| Mouse Huts | Bio-Serv, Flemington, NJ | K3272 | For environmental enrichment |
Riferimenti
- Gurney, M. E., et al. Motor neuron degeneration in mice that express a human Cu,Zn superoxide dismutase mutation. Science. 264 (5166), 1772-1775 (1994).
- Rosen, D. R., et al. Mutations in Cu/Zn superoxide dismutase gene are associated with familial amyotrophic lateral sclerosis. Nature. 362 (6415), 59-62 (1993).
- Gurney, M. E. The use of transgenic mouse models of amyotrophic lateral sclerosis in preclinical drug studies. J Neurol Sci. 152, Suppl. 1 (6415), (1997).
- Scott, S., et al. Design, power, and interpretation of studies in the standard murine model of ALS. Amyotroph Lateral Scler. 9 (1), 4-15 (2008).
- Hegedus, J., Putman, C. T., Gordon, T. Time course of preferential motor unit loss in the SOD1 G93A mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. Neurobiol. Dis. 28 (2), 154-164 (2007).
- Gordon, T., Ly, V., Hegedus, J., Tyreman, N. Early detection of denervated muscle fibers in hindlimb muscles after sciatic nerve transection in wild type mice and in the G93A mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. Neurol. Res. 31 (1), 28-42 (2009).
- Gurney, M. E., et al. Motor neuron degeneration in mice that express a human Cu,Zn superoxide dismutase mutation. Science. 264 (5166), 1772-1775 (1994).
- Kim, K., Moore, D. H., Makriyannis, A., Abood, M. E. AM1241, a cannabinoid CB2 receptor selective compound, delays disease progression in a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. Eur. J. Pharmacol. 542 (1-3), 1-3 (2006).
- Weydt, P., Hong, S. Y., Kliot, M., Moller, T. Assessing disease onset and progression in the SOD1 mouse model of ALS. Neuroreport. 14 (7), 1051-1054 (2003).
- Azari, M. F., et al. Behavioural and anatomical effects of systemically administered leukemia inhibitory factor in the SOD1(G93A G1H) mouse model of familial amyotrophic lateral sclerosis. Brain Res. 982 (1), 92-97 (2003).
- Guan, Y., et al. Thiazolidinediones expand body fluid volume through PPARgamma stimulation of ENaC-mediated renal salt absorption. Nat. Med. 11 (8), 861-866 (2005).
- Savcheniuk, O. A., et al. The effect of probiotic therapy on development of experimental obesity in rats caused by monosodium glutamate. Fiziol. Zh. 60 (2), 63-69 (2014).
- Smittkamp, S. E., Brown, J. W., Stanford, J. A. Time-course and characterization of orolingual motor deficits in B6SJL-Tg(SOD1-G93A)1Gur/J mice. Neuroscienze. 151 (2), 613-621 (2008).
- C, M., Gurney, M. E. A low expressor line of transgenic mice carrying a mutant human Cu,Zn superoxide dismutase (SOD1) gene develops pathological changes that most closely resemble those in human amyotrophic lateral sclerosis. Acta Neuropathol. 93 (6), 537-550 (1997).
- Wegorzewska, I., Baloh, R. H. TDP-43-based animal models of neurodegeneration: new insights into ALS pathology and pathophysiology. Neurodegener. Dis. 8 (4), 262-274 (2011).
- Hatzipetros, T., et al. C57BL/6J congenic Prp-TDP43A315T mice develop progressive neurodegeneration in the myenteric plexus of the colon without exhibiting key features of ALS. Brain Res. 1584, 59-72 (2014).
