Low-cost protokol fodaftryk analyse og hængende boks Test for mus anvendes kronisk tilbageholdenhed Stress
Summary
Lavpris-protokollen bestående af fodaftryk analyse og hængende boks test efter tilbageholdenhed stress er nyttige til at vurdere bevægelsesforstyrrelser af musemodel.
Abstract
Gangart forstyrrelser er ofte observeret i patienter med bevægelsesforstyrrelser. I musemodeller for bevægelsesforstyrrelser, er gangart analyse vigtige adfærdsmæssige test for at afgøre, om mus efterligne symptomerne på patienter. Motor underskud er ofte induceret af stress når ingen spontan motor fænotype er observeret i musemodeller. Derfor ville ganganalyse efterfulgt af stress lastning være en følsom metode til evaluering af motor fænotype i musemodeller. Forskerne står imidlertid over for kravet om et dyrere apparat til at få kvantitative resultater automatisk fra ganganalyse. For stress er stress lastning ved simple metoder uden dyre apparater kræves for elektrisk stød og tvunget kører ønskeligt. Derfor, vi indføre en enkel og billig protokol bestående af fodaftryk analyse med papir og blæk, hængende boks test til at vurdere motorik, og stress lastning defineret af tilbageholdenhed med en konisk slange. De motor underskud af mus blev med held opdaget af denne protokol.
Introduction
Bevægelsesforstyrrelser defineres som forstyrrelser i nervesystemet viser en overskydende eller mangel af frivillig eller automatiske bevægelser1. Især er gangart forstyrrelser ofte dokumenteret blandt patienter med bevægelse lidelser2,3,4. Gangart analyse er derfor en velegnet adfærdsmæssige test for validering af dyremodeller for bevægelsesforstyrrelser. Mus, har automatiseret gangart analyser udført for at gå på naturlige hastighed5 og med justerbar hastighed af løbebånd6,7. Disse analyser giver kvantitative resultater af gangart automatisk. En alternativ metode til at registrere gangart forstyrrelser kaldes fodaftryk analyse. Efter mærkning bunden af fødderne med blæk, mus gå på papir og fodspor er analyseret. I første omgang, Vaseline og pulveriseret trækul blev brugt til at visualisere fodaftryk8, og derefter blev erstattet af blæk på polygraph papir9 og fotografiske udvikler på fotografisk papir10. En billigere og mindre giftige metode ved hjælp af blæk og papir end de andre metoder er stadig til dato11. Fodaftryk analyse er billigere i forhold til automatiseret analyse5,6,7 og ville være nyttigt at evaluere bevægelsesforstyrrelser i musemodeller for forskere uden rigelige forskningsmidler .
Hængende boks test er en form for fire lemmer hængende test ved hjælp af wire bur låg12 og wire mesh skærm13. Boksen er et apparat med drejelig mesh låg på toppen af boksen langs en center bar. Ud over ganganalyse, kan testen billigt og let udføres. Derfor, vi gennemførte hængende boks test til at evaluere greb styrke og balance, desuden den fodaftryk analyse i denne protokol.
Stress inducerer symptomerne på bevægelse lidelser14,15. Motor underskud er ofte induceret af flere kroniske understreger selv når ingen spontan motor fænotype er observeret i musemodeller af en bevægelse lidelse16,17,18. Tilbageholdenhed er et af de almindeligt anvendte metoder for stress lastning i mus, fordi dyret er ikke fysisk skadet19 og omkostningerne er mindre sammenlignet med andre metoder såsom elektrisk stød med dedikeret apparater og tvunget kører med brug af et løbebånd. Tilbageholdenhed ved en slange, som udføres ved at begrænse en mus i en hul 50 mL konisk slange, er lettere end andre metoder såsom wire mesh si, tapede lemmer og indpakning af dyr med gaze (gennemgik20). I dette papir, vi opsummere protokollerne fodaftryk analyse og boksen hængende test efter tilbageholdenhed ved en tube. Denne protokol vil hjælpe os med at bruge musemodeller af bevægelsesforstyrrelser uden spontan motor fænotype.
Protocol
Representative Results
Discussion
Fodaftryk analyse og boksen hængende test er enkel og billig adfærdsmæssige test for motorik af mus. Neurobehavioral fænotyper i flere musemodeller har påvist med succes af disse test. For eksempel, forkortet skridtlængde i Amyotrofisk lateral sklerose24, øget længde af asymmetrisk skridtlængde i ataksi telangiectasia25, øget længde af overlap i Huntington’s chorea26 og dystoni27, og udvidet base i ataksi<sup class=…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet af JSP’ER (Japan samfund til fremme af videnskab) KAKENHI (licensbetaling for videnskabelig forskning C), give nummer 18K 07373 (højsæson) og tilskud til Private universiteter.
Materials
| Hanging box | O’hara & Co. | http://ohara-time.co.jp/products/wire-hanging-test/ | |
| Marking pen | ZEBRA | MO-120-MC-BK | |
| Goal box | O’hara & Co. | http://ohara-time.co.jp/products/balanced-beam-test/ | Accessory for apparatus of balanced beam test |
| Boxes | O’hara & Co. | – | Side wall of runway |
| Black ink | Shin-asahi | – | |
| Red ink | Maruyamakogyo | BC-6 | |
| Disposable Petri Dish | Corning | 351008 | Petri dishe (35 mm in diameter) |
| Askul Multipaper Super White J Monochrome A3 | Askul | 701-712 | White paper (29.7 cm x 42 cm x 0.09mm) |
| 50 mL Conical tube | Corning | 430829 | |
| Square drill | KAKURI Corporation | DIY FACTORY (K32-0313) |
Riferimenti
- Warner, T. T. Movement disorders. Practical Guide to Neurogenetics. , (2008).
- Brashear, A., DeLeon, D., Bressman, S. B., Thyagarajan, D., Farlow, M. R., Dobyns, W. B. Rapid-onset dystonia-parkinsonism in a second family. Neurology. 48 (4), 1066-1069 (1997).
- Linazasoro, G., Indakoetxea, B., Ruiz, J., Van Blercom, N., Lasa, A. Possible sporadic rapid-onset dystonia-parkinsonism. Movement Disorders. 17 (3), 608-609 (2002).
- Svetel, M., Ozelius, L. J., et al. Rapid-onset dystonia-parkinsonism: case report. Journal of Neurology. 257 (3), 472-474 (2010).
- Vrinten, D. H., Hamers, F. F. T. “CatWalk” automated quantitative gait analysis as a novel method to assess mechanical allodynia in the rat; a comparison with von Frey testing. PAIN. 102 (1), 203-209 (2003).
- Berryman, E. R. DigigaitTM quantitation of gait dynamics in rat rheumatoid arthritis model. Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions. 9 (2), 89-98 (2009).
- Beare, J. E., Morehouse, J. R., et al. Gait analysis in normal and spinal contused mice using the TreadScan system. Journal of Neurotrauma. 26 (11), 2045-2056 (2009).
- Rushton, R., Steinberg, H., Tinson, C. Effects of a single experience on subsequent reactions to drugs. British Journal of Pharmacology and Chemotherapy. 20, 99-105 (1963).
- Lee, C. C., Peters, P. J. Neurotoxicity and behavioral effects of thiram in rats. Environmental health perspectives. 17, 35-43 (1976).
- van der Zee, C. E., Schuurman, T., Traber, J., Gispen, W. H. Oral administration of nimodipine accelerates functional recovery following peripheral nerve damage in the rat. Neuroscience Letters. 83 (1-2), 143-148 (1987).
- Leroy, T., Stroobants, S., Aerts, J. -. M., D’Hooge, R., Berckmans, D. Automatic analysis of altered gait in arylsulphatase A-deficient mice in the open field. Behavior Research Methods. 41 (3), 787-794 (2009).
- Sango, K., McDonald, M. P., et al. Mice lacking both subunits of lysosomal beta-hexosaminidase display gangliosidosis and mucopolysaccharidosis. Nature Genetics. 14 (3), 348-352 (1996).
- Deacon, R. M. J. Measuring the Strength of Mice. Journal of Visualized Experiments. (76), e2610 (2013).
- Djamshidian, A., Lees, A. J. Can stress trigger Parkinson’s disease?. Journal of Neurology, Neurosurgey, and Psychiatry. 85 (8), 879-882 (2014).
- Brashear, A., Dobyns, W. B., et al. The phenotypic spectrum of rapid-onset dystonia-parkinsonism (RDP) and mutations in the ATP1A3. Brain. 130 (Pt 3), 828-835 (2007).
- Kirshenbaum, G. S., Saltzman, K., Rose, B., Petersen, J., Vilsen, B., Roder, J. C. Decreased neuronal Na+,K+-ATPase activity in Atp1a3 heterozygous mice increases susceptibility to depression-like endophenotypes by chronic variable stress. Genes, Brain and Behavior. 10 (5), 542-550 (2011).
- DeAndrade, M. P., Yokoi, F., van Groen, T., Lingrel, J. B., Li, Y. Characterization of Atp1a3 mutant mice as a model of rapid-onset dystonia with parkinsonism. Behavioral Brain Research. 216 (2), 659-665 (2011).
- Sugimoto, H., Ikeda, K., Kawakami, K. Heterozygous mice deficient in Atp1a3 exhibit motor deficits by chronic restraint stress. Behavioral Brain Research. 272, 100-110 (2014).
- Zimprich, A., Garrett, L., et al. A robust and reliable non-invasive test for stress responsivity in mice. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, 125 (2014).
- Buynitsky, T., Mostofsky, D. I. Restraint stress in biobehavioral research: recent developments. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 33 (7), 1089-1098 (2009).
- Ikeda, K., Satake, S., et al. Enhanced inhibitory neurotransmission in the cerebellar cortex of Atp1a3-deficient heterozygous mice. The Journal of Physiology. 591 (13), 3433-3449 (2013).
- Crawley, J. N. Motor functions. What’s Wrong with My Mouse?. , (2007).
- . R: A language and environment for statistical computing Available from: https://www.R-project.org/ (2014)
- Wils, H., Kleinberger, G., et al. TDP-43 transgenic mice develop spastic paralysis and neuronal inclusions characteristic of ALS and frontotemporal lobar degeneration. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (8), 3858-3863 (2010).
- Eilam, R., Peter, Y., et al. Selective loss of dopaminergic nigro-striatal neurons in brains of Atm-deficient mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (21), 12653-12656 (1998).
- Lin, C. -. H., Tallaksen-Greene, S., et al. Neurological abnormalities in a knock-in mouse model of Huntington’s disease. Human Molecular Genetics. 10 (2), 137-144 (2001).
- Dang, M. T., Yokoi, F., et al. Generation and characterization of Dyt1 ΔGAG knock-in mouse as a model for early-onset dystonia. Experimental Neurology. 196 (2), 452-463 (2005).
- Glynn, D., Drew, C. J., Reim, K., Brose, N., Morton, A. J. Profound ataxia in complexin I knockout mice masks a complex phenotype that includes exploratory and habituation deficits. Human Molecular Genetics. 14 (16), 2369-2385 (2005).
- Becker, E. B. E., Oliver, P. L., et al. A point mutation in TRPC3 causes abnormal Purkinje cell development and cerebellar ataxia in moonwalker mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (16), 6706-6711 (2009).
- Heck, D. H., Zhao, Y., Roy, S., LeDoux, M. S., Reiter, L. T. Analysis of cerebellar function in Ube3a-deficient mice reveals novel genotype-specific behaviors. Human Molecular Genetics. 17 (14), 2181-2189 (2008).
- Kirshenbaum, G. S., Dawson, N., et al. Alternating hemiplegia of childhood-related neural and behavioural phenotypes in Na+,K+-ATPase α3 missense mutant mice. PLoS ONE. 8 (3), e60141 (2013).
- Klein, A., Wessolleck, J., Papazoglou, A., Metz, G. A., Nikkhah, G. Walking pattern analysis after unilateral 6-OHDA lesion and transplantation of foetal dopaminergic progenitor cells in rats. Behavioral Brain Research. 199 (2), 317-325 (2009).
- Geldenhuys, W. J., Guseman, T. L., Pienaar, I. S., Dluzen, D. E., Young, J. W. A novel biomechanical analysis of gait changes in the MPTP mouse model of Parkinson’s disease. PeerJ. 3 (Pt 7), e1175 (2015).
- Cecchi, M., Khoshbouei, H., Morilak, D. A. Modulatory effects of norepinephrine, acting on alpha1 receptors in the central nucleus of the amygdala, on behavioral and neuroendocrine responses to acute immobilization stress. Neuropharmacology. 43 (7), 1139-1147 (2002).
- Chu, X., Zhou, Y., et al. 24-hour-restraint stress induces long-term depressive-likephenotypes in mice. Scientific Reports. 6, 32935 (2016).
- Freeman, M. L., Sheridan, B. S., Bonneau, R. H., Hendricks, R. L. Psychological Stress Compromises CD8+ T cell control of latent herpes simplex virus type 1 infections. The Journal of Immunology. 179 (1), 322-328 (2007).
- Lauretti, E., Di Meco, A., Merali, S., Praticò, D. Chronic behavioral stress exaggerates motor deficit and neuroinflammation in the MPTP mouse model of Parkinson’s disease. Translational Psychiatry. 6, e733 (2016).
- Quartermain, D., Stone, E. A., Charbonneau, G. Acute stress disrupts risk assessment behavior in mice. Physiology and Behavior. 59 (4-5), 937-940 (1996).
- Bannon, D. . The Behavioural effects of stress and aluminum toxicity on a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis Parkinsonism-dementia complex. , 1-186 (2015).
