계단 및 실린더 테스트 : 소설 접근은 Hemiparkinsonian 쥐에 깊은 뇌 자극 효과의 모터 결과를 평가하는

Summary

Deep brain stimulation (DBS) is an effective treatment option for Parkinson’s disease. We established a study design to screen novel stimulation paradigms in rats. The protocol describes the use of the staircase test and cylinder test for motor outcome assessment in DBS treated hemiparkinsonian rats.

Abstract

시상 핵의 깊은 뇌 자극은 파킨슨 병에 대한 효과적인 치료 옵션입니다. 우리의 실험실에서 우리는 hemiparkinsonian (일방적 인 병변) 쥐에서 다른 신경 자극 패턴을 선별 할 수있는 프로토콜을 설립했다. 이는 케이블 바인딩 외부 신경 자극의 24 시간주기의 끝에서 모터 결과를 우측 중간 전뇌 다발로 -6- hydroxydopamine (6-OHDA)을 주입 시상 핵으로 만성 자극 전극을 주입하고 평가함으로써 일방적 파킨슨 병변을 생성 이루어져 . 자극은 자극의 정전류로 행 하였다. 진폭은 부작용에 ​​대한 개별적인 임계 값 20 % 이하로 설정 하였다. 모터 결과 평가 Shallert하고 몬토야에 따른 계단 시험에서 도달 당업자의 평가에 의해 따른 실린더 테스트 자발적 발을 사용하여 평가를 수행 하였다. 이 프로토콜은 자세히 계단 상자의 훈련에 대해 설명을 cylinder 테스트뿐만 아니라 hemiparkinsonian 쥐에서 모두 사용. 계단 테스트가 미세 운동 기술 장애에 더 민감한 것으로 보인다 신경 자극하는 동안 변경 민감도를 나타 내기 때문에 두 테스트의 사용은 필요하다. 일방적 파킨슨 모델 두 행동 검사의 조합은 표준화 된 방식으로 서로 다른 자극 파라미터의 평가를 허용한다.

Introduction

시상 핵 (STN)의 깊은 뇌 자극은 파킨슨 병 ⁽¹⁾ 및 기타 운동 장애에 대한 효과적인 치료 옵션입니다. 기전은 아직 잘 이해되지 및 인성하지만, 주요 기능은 자극 전극 ^2-4 부근 축삭 반복 탈분극 의한 신경 네트워크 활동의 조절이다된다. 높은 주파수 (> 100 Hz에서) 자극은 대부분 뇌의 목표와 DBS 대부분의 지시 사항에 대해 유익한 효과가 필요합니다. 자극 부피 덮고 다른 섬유 부주의 coactivati​​on에서 뇌 심부 자극 결과 부작용은 피라미드 기관 등 다양한 기능을 보조하다. 그러므로, 부작용 소자의 ^5,6- coactivation 피해서 우선적 유익한 신경 요소를 활성화 자극 파라미터를 개발하는 것이 바람직 할 것이다. 신경 생리학은 잘 tuni을 제공 할 수 있지만프로그래밍 전략은 주로 오히려 신경 생리 학적 통찰력을 사용하는 것보다, 상업적으로 이용 가능한 DBS 장치의 제한된 프로그래밍 옵션에 의해 환자의 '시행 착오'에 의해 평가 및 제한 되었기 때문에 DBS의 NG 옵션은 과학적 진보는, 지난 20 년 동안 최소있다 체계적으로 전체 매개 변수 공간을 탐구하는 실험 설정을 정의했다.

우리가 이전에 임상 탐사 파킨슨의 설치류 모델에서 다른 자극 매개 변수를 선별 할 수있는 프로토콜을 제안하는 DBS 조사에서 번역 장애물을 극복합니다. 쥐에서 일방적 인 파킨슨 병은 오른쪽 내측 전뇌 다발 ^7,8로 6-hydroxydopamine 주사를 사용하여 모델링된다. 그 결과 병변, hemiparkinsonian로 더 설명, 티로신 수산화의 immunohist으로 저용량 아포 모르핀 주입 후 회전 점수의 평가에 의해 아포 모르핀 시험에서 평가 및 확인 사후ochemistry. 낮은 사망률과 이환율 베어링 동안이 방법은 적용하기 쉽고 높은 재현성이다. 그 결과 모터 적자는 ^{7,8 매우} 이산이다; 동물 자발적인 탐구 복잡한 파지 모두 동작 중에 ^9,10 반대측 왼쪽 발에 약간의 손상을 나타낸다.

모터 성능에 신속하고 신뢰성있게 변화를 측정 및 다른 신경 자극 설정 시간에 따라 반복 될 수있는 테스트가 필요 깊은 뇌 자극 프로토콜의 효과를 평가한다. 몇몇 그룹은 매우 다양하고 일관성 결과 ^11-14 래트 ^(11)에 모터의 기능을 평가하기 위해 다른 자극 방법 및 다른 테스트를 제안 하였다. 이 유효성 및 보완 예측 높은와 테스트 세트를 선택하라고 강요했다. 또한, 뇌 심부 자극 조건에서 모터 결과의 평가를 위해, 테스트 ANI 의해 수행 될 수있는 선호 된MALS는 자극 발생기에 케이블을 통해 연결되어 있습니다. 이러한 목적을 위해 우리는 발 사용 비대칭 하나의 테스트 및 숙련에 도달하기위한 하나의 테스트로 구성된 우리의 테스트 배터리를 설립했다. 이 연구 디자인은도 1에 도시되어있다.

자연 발 사용을 위해 우리는 수직 탐사하는 동안 발 사용하기 위해 널리 사용되는 시험이다 Shallert ^(15)에 의해 기술 된 실린더 시험을 수행 하였다. 동물의 어떤 훈련이 필요하지 않습니다. 더 복잡한 파지 동작의 평가를 위해 우리는 몬토야 ^(16)에 따라 계단 테스트를 설립했다. 우리의 프로토콜은 Kloth ^(17)에 따라 수정됩니다. 래트는 시험 상자 펠릿 도달 열두 일 동안 훈련된다. 훈련 기간 이후에 테스트 먹게 알갱이의 수로서 기술 성공률을 계산하여 파지 복잡한 거동을 측정하기 위해 적용될 수있다. 이 기사는 BEH 계단 상자에 대한 자세한 교육뿐만 아니라 모두의 성능을 제공합니다순진, hemiparkinsonian과 깊은 뇌 자극 조건에서 avioral 테스트합니다.

Protocol

동물 실험은 동물 보호 지침 및 유럽 공동체위원회 지침 (: 55.2-2531.01 11분의 76 승인 번호)에 따라 뷔르츠부르크 대학과 운터 프랑켄 현의 법적 상태 당국에 의해 승인되었다. 모든 노력은 사용되는 동물의 통증 또는 불편 함을 최소화하기 위해 만들어졌다. 주의 : 다른 한 바와 같이 전극 (18)의 주입을 수행 하였다. 1. 실린더 테스트 (그림 2) <l…

Representative Results

모든 동물은 도파민 병변 전극 위치 모두 후 부검 학적 검증을 시행 하였다. STN 내부 올바른 전극 배치 (그림 6) 완전한 도파민 성 병변 (> 흑질에서 도파민 뉴런의 90 % 손실) 만 동물은 결과 섹션 (그림 7)에 포함되었다. 병변 조건에서 수행되는 실린더 검사는 병변 왼쪽 발 사용이 15.11 % (평균)에 약 50…

Discussion

이 문서에서는 실린더와 계단 테스트에 대한 자세한 훈련 프로토콜을 설명합니다. 후자 인해 숙련 된 쥐 ^{16, 17에} 도달 복잡한 파지 행동과 미세 운동의 움직임을 평가하기 위해 설계되었습니다. 결과 측정은 객관적으로 측정되는 테스트 기간 동안 식사 펠릿의 숫자로 표현된다. 프로토콜은 파킨슨 병 및 다른 운동 질환 모델 랫트 모델에서 이용 될 수있다. 실린더 시험은 래트에서 발 사용…

Materials

Staircase box witout lid	Glas Keil, Germany		custom made
Cylinder box	Glas Keil, Germany		custom made
Dustless precision pellets, 45 mg	Bio Serv	F0021