ALS SOD1-G93A Fare Modeli hastalığın ilerlemesine değerlendirilmesi için Hızlı Fenotipik Nörolojik Puanlama Sistemi
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'ların ortalarında, kalkınma SOD1-G93A transgenik fare modeli Amyotrofik lateral skleroz (ALS) 1 en yaygın olarak kullanılan hayvan modeli olmuştur beri. Bu transjenik fare modeli, genetik olarak amino asit 93 (G93A) alanin mutasyona ALS ilişkili glisin barındıran insan Cu / Zn süperoksit dismutaz 1 (SOD1) geni, bir mutant formu aşın ifade etmek üzere geliştirilmiş. G93A mutasyonu topluca makyaj ailesel ALS vakalarının 2 yaklaşık beşte biri SOD1 genindeki mutasyonlar biridir.
SOD1-G93A modeli, bu nihai birlikte, bu tür motor nöron kaybı, ilerleyici kas güçsüzlüğü ve atrofi gibi insanlarda ALS patolojik özellikleri birçok özetlediği çünkü ALS onun bariz genetik bağlantıya ek olarak ALS ilaç geliştirme araştırma beygir haline gelmiştir felç ve ölüm 3. Genellikle transjenik hayvan modellerinde olduğu gibi olsa da, doğal bir iki oradaSOD1-G93A fareler ile bağlantılı rahatsızlık derecesinde değişkenliğin. Scott ve ark. En az 24 çöp eşleştirilmiş cinsiyet dengeli farelerin Kusaklara 4 biyolojik değişkenlik yarattığı gürültüyü aşmak için uyuşturucu etkinlik çalışması tasarımlarda gerekli olduğunu tespit ettik. Agresif hastalığın ilerlemesi ve günlük izleme ihtiyacı ile birlikte bu çalışmalarda gerekli hayvanların çok sayıda nöromusküler gücünü ve işlevini ölçmek için mükellef, zaman alıcı ve potansiyel stresli tekniklerin kullanılmasını yasaklayan (örneğin, elektromiyografi, kavrama kuvveti, rotorod , vs.). Bunun yerine, güvenilir hızlı bir şekilde SOD1-G93A farelerin kas fonksiyonunu değerlendirir de vivo tarama aracı ihtiyacını vurgulamaktadır.
ALS TDI bir protokol ortalama fare başına en az 30 sn SOD1-G93A farelerin kas fonksiyonlarının değerlendirilmesi güvenilir sağlar geliştirildi. Bu protokol, encompabasında ve video Bu raporda açıklanan basit bir nörolojik skorlama sistemi (NeuroScore) kullanarak hindlimb fonksiyonun günlük değerlendirmesini de kapsar. Hindlimb açıkları erken SOD1-G93A farelerin 5,6 hastalığın nörolojik belirtisi bildirdi çünkü NeuroScore hindlimb fonksiyonu odaklanmıştır. Dahası, ALS TDI tarafından geliştirilen protokol parezi (hafif veya kısmi felç), ilerlemesi ve felç şiddetinin başlangıç tarafsız bir değerlendirme sağlar ve hastalığın ilerlemesinde ilaca bağlı değişiklikleri belirlemek için yeterli hassastır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu yazıda, doğru uygulandığı takdirde, güvenilir SOD1-G93A farelerde hastalığın ilerlemesini değerlendirmek ve ilaca bağlı değişikliklerin belirlenmesi yeteneğine sahip, hızlı ve basit bir video protokol açıklar. Farklı gruplar SOD1-G93A farelerin 8-10 için fenotipik skorlama sistemleri geliştirdiler ederken, sık sık prosedürü hakkında yeterli bilgi sağlamak ve replikasyon için yetersiz kalmaktadır yok. Sonuç olarak, skorlama sistemleri nadiren onları geliştiren belirli bir gr…
Declarações
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 |
Referências
- 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. Neurociência. 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).
