Mess Progressive neurologische Behinderungen in einem Mausmodell der Multiplen Sklerose
Summary
An optimized testing protocol is presented in this paper for the Rotarod performance test, used for measuring progressive neurological disability in TMEV-infected mice.
Abstract
After intracerebral infection with the Theiler’s Murine Encephalomyelitis Virus (TMEV), susceptible SJL mice develop a chronic-progressive demyelinating disease, with clinical features similar to the progressive forms of multiple sclerosis (MS). The mice show progressive disability with loss of motor and sensory functions, which can be assessed with multiple apparatuses and protocols. Among them, the Rotarod performance test is a very common behavioral test, its advantage being that it provides objective measurements, but it is often used assuming that it is straightforward and simple. In contrast to visual scoring systems used in some models of MS, which are highly subjective, the Rotarod test generates an objective, measurable, continuous variable (i.e., length of time), allowing almost perfect inter-rater concordances. However, inter-laboratory reliability is only achieved if the various testing parameters are replicated. In this manuscript, recommendations of specific testing parameters, such as size, speed, and acceleration of the rod; amount of training given to the animals; and data processing, are presented for the Rotarod test.
Introduction
Theiler des Murine Encephalomyelitis Virus (TMEV) ist ein neurotropen einzelsträngige RNA-Virus, das das murine zentralen Nervensystems persistent infiziert (CNS). Bei anfälligen Mäusen eine Infektion mit TMEV verursacht eine immunvermittelte, chronische progressive demyelinisierende Krankheit, bekannt als TMEV-induzierte demyelinisierende Erkrankung (TMEV-IDD). Experimentelle Infektion von Mäusen nimmt einen Krankheitsverlauf, dass bei der progressiven Formen der Multiplen Sklerose (MS) gesehen ähnelt. der akuten Phase und der chronischen Phase: TMEV-IDD wird durch zwei unterschiedliche Phasen gekennzeichnet. Die akute Phase ist eine milde, in der Regel subklinischen Enzephalitis 1,2. Der zweite, der chronischen Phase, etwa einen Monat nach der Infektion beginnt, besteht aus einer langsam fortschreitende Behinderung durch Demyelinisierung gekennzeichnet, Entzündung und axonalen Schädigung 1,2. Die Schwäche in Mäusen beobachtet, die mit Spastik und gelegentlich schwere tonische Krämpfe.
Da es derzeit keine medications den progressiven Behinderung bei Patienten zu verbessern, sind die Forscher besonders angezogen von TMEV-IDD, die für die Überwachung der Auswirkungen von disease modifying Drogen auf den Krankheitsverlauf eines optimalen Tiermodell darstellt. bei Mäusen als auch bei MS-Patienten jedoch erfordert die Überwachung des Fortschreitens der Behinderung eine kontinuierliche klinische Beobachtung über längere Zeiträume. Bei Mäusen kann die Langzeitüberwachung für Behinderungsprogression mit dem Rotarod Leistungstest durchgeführt werden.
Die Rotarod Performance-Test ist ein Standard-Verhaltenstest, der Motor-assoziierten Funktionen wie Koordination, Gleichgewicht und Müdigkeit bei Nagern auswertet. Die Mäuse haben ihr Gleichgewicht auf einer Drehstange zu halten, die unter ständiger Beschleunigung dreht; die Zeit, die Latenz zu fallen aus dieser Stab aufgezeichnet wird. Tiere, die mit neurologischen Störungen sind nicht in der Lage auf dem rotierenden Stab solange Kontrollen zu bleiben, und sie normalerweise abfallen, wenn die Drehzahl übersteigt ihreMotorleistung. Je mehr neurologische Beeinträchtigung der Tiere haben, fallen je früher sie von der Stange, und je kürzer die Zeit Latenz ist.
Der Vorteil der Rotarod – Test gegenüber den traditionellen optische Bonitur Systemen ist , dass es ein Ziel erzeugt, messbare variabler die Zeit latenz die letztlich für statistische Analysen verwendet werden können , um die Auswirkungen von Therapien und experimentellen Verfahren 3 zu quantifizieren.
Im Labor für Neuroimmunologie (LONI) in Dartmouth, Mäuse zu einem Anpassungsprotokoll unterzogen werden, wo sie vor der TMEV Infektion, um sie mit der Maschine vertraut zu machen getestet und ihre normalen "Baseline" Balance Koordination und Motorsteuerung zu bewerten 4, 5. Sobald der Basislinie festgelegt wird, und die Mäuse werden mit TMEV infiziert, werden sie einmal oder zweimal pro Woche über einen Zeitraum von mehreren Monaten getestet. Die eigentliche Testprotokoll dauert durchschnittlich 150 Tage, so dass eine Beurteilung ermöglichender Rückgang der Balance, Koordination und Motorsteuerung über den gesamten Verlauf der demyelinisierende Erkrankung.
Mehrere hundert TMEV-IDD und scheinbehandelten Mäuse wurden bisher für neurologische Dysfunktion bei Dartmouth getestet. Diese Mäuse hatten verschiedene immunmodulatorische Behandlungen erhielten, aber keine pharmakologischen Wirkstoff gefunden wurde in Lindern Behinderungsprogression 6,7 wirksam zu sein. Der vorliegende Artikel und die damit verbundene Protokoll beschreibt, wie die schrittweise von TMEV-IDD Mäuse zeigten neurologische Beeinträchtigung zu charakterisieren. Insbesondere auf das Protokoll bietet Empfehlungen spezifischer Testparameter glaubte für die Untersuchung neurologische Behinderungen bei TMEV-IDD-Mäuse im Allgemeinen geeignet sein, die Rotarod-Test. Dieses Verfahren stellt eine Basislinie, gegen die zur Beurteilung (1) die Relevanz dieses Mausmodell progressive MS und (2) ihre Nützlichkeit für Therapien bei der Behandlung von progressiven neurologischen Erkrankungen wie MS Ziel zu testen. Offensichtlich ist dieRotarod Leistungsprüfung und die aktuelle optimierte Testparameter und das Protokoll sind nicht nur nützlich bei progressive neurologische Behinderungen bei der TMEV-IDD-Maus-Modell zu erfassen, sondern sind auch nützlich bei der Beeinträchtigungen in anderen Virus-induzierten und / oder genetischen Mausmodellen von neurodegenerativen Erkrankungen aufzudecken.
Protocol
Representative Results
Discussion
Trotz einiger Einschränkungen stellt die Rotarod Performance-Test ein wichtiges Instrument der motorischen Funktion und Dysfunktion in TMEV-IDD sowie die Wirkung von pharmakologischen Interventionen auf Behinderungsprogression bei Mäusen für die Beurteilung.
Der Rotarod Test wurde zum ersten Mal für die Messung neurologische Defizite bei Nagern 11 im Jahr 1957 als ein Werkzeug beschrieben. Nagetiere haben auf einem rotierenden Stab zu gehen, mit Drehgeschwindigkeit zu erhöhen…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors thank the staff of the Center for Comparative Medicine and Research (CCMR) at Dartmouth for their expert care of the mice used for these studies. The authors also acknowledge Emily Clough for her excellent administrative support.
Materials
| Mice SJL/JCrHsd 4 to 6 week old | Envigo | #052 | |
| TMEV virus stock | |||
| Isoflurane vaporizer | Harvard Apparatus | #340471 | |
| Insulin Syringes U- 100 29g x 0.5cc | BD | #328203 | |
| Rotamex-5 4 Lane Rota-Rod for Mice with RS-232 and Software | Columbus Instruments | #0890M |
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