An optimized testing protocol is presented in this paper for the Rotarod performance test, used for measuring progressive neurological disability in TMEV-infected mice.
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.
Theiler er Murine encefalomyelitt Virus (TMEV) er en neurotropic single-RNA-virus som vedvarende infiserer murine sentralnervesystemet (CNS). I mottakelige mus, infeksjon med TMEV bevirker en immun-mediert, kronisk progressiv demyeliniserende sykdom, kjent som TMEV-indusert demyeliniserende sykdom (TMEV-IDD). Eksperimentell infeksjon av mus tar en sykdomsforløpet ligner den som er sett i progressive former av multippel sklerose (MS). TMEV-IDD er karakterisert ved to adskilte faser: den akutte fasen og den kroniske fase. Den akutte fasen er en mild, vanligvis subklinisk encefalitt 1,2. Den andre, kronisk fase, som begynner omtrent en måned etter infeksjon, består av en langsomt framover uførhet kjennetegnet ved demyelinering, betennelse, og aksonal skade 1,2. Svakheten observert hos mus er assosiert med spastisitet og noen ganger alvorlige tonic spasmer.
Fordi det er i dag ingen medications å forbedre den progressive uførhet hos pasienter, er forskerne spesielt tiltrukket av TMEV-IDD, som representerer et optimalt dyremodell for å overvåke effekten av sykdomsmodifiserende legemidler på sykdomsprogresjon. Imidlertid, i mus så vel som i MS-pasienter, overvåking av sykdomsutviklingen krever en kontinuerlig klinisk observasjon over lange tidsperioder. Hos mus, kan langsiktig overvåking for uførhet progresjon oppnås med ytelsestest Rotarod.
Den ytelsestest Rotarod er en standard atferdstest som evaluerer motor forbundet funksjoner som koordinasjon, balanse og tretthet hos gnagere. Musene må holde balansen på en svingstang, som roterer under kontinuerlig akselerasjon; tiden ventetid for å falle fra denne stangen blir registrert. Dyr med nevrologisk dysfunksjon ikke klarer å holde seg på den roterende stang så lenge som kontroller, og de normalt frafalt når rotasjonshastigheten overstiger deresmotor kapasitet. Jo mer nevrologisk svekkelse dyrene har, jo raskere de faller av stangen, og jo kortere tid ventetid er.
Fordelen med Rotarod test i løpet av de tradisjonelle visuelle scoring systemer er at det genererer en objektiv, målbar variabel-tiden ventetid-som til slutt kan brukes til statistiske analyser for å kvantifisere effekten av terapi og eksperimentelle prosedyrer 3.
I Laboratory of neuroimmunology (Loni) ved Dartmouth, er mus utsatt for en tilpasning protokoll, der de blir testet før TMEV infeksjon for å gjøre dem kjent med maskinen og for å vurdere deres normal "baseline" balanse koordinasjon og motorstyring 4, 5. Så snart grunnlinjen er fastslått, og musene er infisert med TMEV, blir de testet en gang eller to ganger i uken i løpet av en periode på flere måneder. Selve testprotokollen varer et gjennomsnitt på 150 dager, og dermed gir en vurdering avnedgangen av balanse, koordinasjon og motor kontroll over hele forløpet av demyeliniserende sykdom.
Flere hundre TMEV-IDD og humbug-behandlede mus har blitt testet så langt for nevrologisk dysfunksjon ved Dartmouth. Disse mus hadde fått forskjellige immunmodulerende behandling, men ingen farmakologisk middel er blitt funnet å være effektiv i å lindre sykdomsutviklingen 6,7. Denne artikkelen og tilhørende protokoll beskriver hvordan du karakterisere den progressive nevrologiske verdifall vises ved TMEV-IDD mus. Spesielt protokollen tilbyr anbefalinger av spesifikke tester parametere som antas å være generelt egnet for å studere nevrologisk funksjonshemning hos TMEV-IDD mus bruker Rotarod test. Denne prosedyren gir en baseline mot å vurdere (1) relevansen av denne musen modellen til progressiv MS og (2) sin nytte for testing behandlinger som tar sikte på å behandle progressive nevrologiske tilstander som MS. ÅpenbartRotarod ytelsestest og den gjeldende optimale testparametre og protokollen er ikke bare nyttig ved detektering av progressiv nevrologisk uførhet i TMEV-IDD musemodell, men er også nyttige for å avdekke svekkelser i andre virus-indusert og / eller genetisk musemodeller av neurodegenerative sykdommer.
Til tross for noen begrensninger, representerer ytelsestest Rotarod et viktig verktøy for å vurdere motorisk funksjon og dysfunksjon i TMEV-IDD samt effekten av farmakologiske intervensjoner på sykdomsutviklingen hos mus.
Den Rotarod testen ble først beskrevet i 1957 som et verktøy for å måle nevrologiske underskudd hos gnagere 11. Gnagere har å gå på en roterende stang, med økende rotasjonshastighet, og prøv å unngå å falle til bakken. Ventetid for å falle registr…
The authors have nothing to disclose.
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.
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 |