Un sistema de puntuación rápida fenotípica Neurológica para la Evaluación de progresión de la enfermedad en el SOD1-G93A modelo de ratón de la ELA
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
Desde su desarrollo a mediados de la década de 1990 el modelo de ratón transgénico SOD1-G93A ha sido el modelo animal más utilizado de la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) 1. Este modelo de ratón transgénico fue modificado genéticamente para sobreexpresar una forma mutante del gen de la superóxido dismutasa Cu / Zn humana 1 (SOD1) que alberga la glicina asociado-ALS a la mutación de alanina en el aminoácido 93 (G93A). La mutación G93A es una de muchas mutaciones en el gen SOD1 que colectivamente maquillaje aproximadamente un quinto de los casos de ELA familiar 2.
El modelo de SOD1-G93A se ha convertido en un caballo de batalla de la investigación para el desarrollo de drogas ALS porque además de su vínculo genético obvio para la ELA, que recapitula muchas de las características patológicas de la ELA en los seres humanos, como la pérdida de las neuronas motoras, debilidad muscular progresiva y atrofia, con eventual parálisis y muerte 3. Aunque, como es a menudo el caso con modelos de animales transgénicos, hay una bi inherenteological la variabilidad asociada con los ratones SOD1 G93A-. Scott et al. han determinado que son necesarios cohortes de al menos 24 ratones basura emparejados con equilibrio de género en el diseño de los estudios fármaco-eficacia para superar el ruido creado por la variabilidad biológica 4. El gran número de animales necesarios en estos estudios en combinación con el avance de la enfermedad agresiva y la necesidad de un seguimiento diario prohíbe el uso de técnicas elaboradas, que consumen mucho tiempo y potencialmente estresantes para medir la fuerza y la función neuromuscular (por ejemplo, la electromiografía, la fuerza de prensión, rotorod , etc.). En su lugar, se destaca la necesidad de un instrumento de cribado en vivo que evalúa de forma fiable la función neuromuscular de los ratones SOD1-G93A de una manera rápida.
En ALS TDI se desarrolló un protocolo que permite la evaluación fiable de la función neuromuscular de los ratones SOD1 G93A-en menos de 30 seg por ratón en promedio. Este encompa protocoloSSES evaluación diaria de la función de las extremidades posteriores utilizando un sistema simple neurológica puntuación (NeuroScore) que se describe en este informe en la prensa y en vídeo. NeuroScore se centra en la función de las extremidades posteriores debido a déficits miembros posteriores son los primeros informó signo neurológico de la enfermedad en ratones SOD1-G93A 5,6. Además, el protocolo desarrollado por ALS TDI proporciona una evaluación imparcial de inicio de la paresia (parálisis ligera o parcial), la progresión y la gravedad de la parálisis y es lo suficientemente sensible para identificar los cambios inducidos por fármacos en progresión de la enfermedad.
Protocol
Representative Results
Discussion
En este informe, se describe un protocolo de vídeo rápida y simple que, si se aplica correctamente, es capaz de evaluar de forma fiable la progresión de la enfermedad en ratones SOD1-G93A y la identificación de los cambios inducidos por las drogas. Mientras que diferentes grupos han desarrollado sistemas de puntuación fenotípicas de ratones SOD1-G93A 8-10, que a menudo no proporcionan suficientes detalles sobre el procedimiento y no son adecuados para la replicación. Como resultado, los sistemas de pun…
Disclosures
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 |
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