Presented is a concise battery of mouse neonatal motor tests. Using these tests, neonatal motor deficits can be demonstrated in a variety of neonatal motor disorders. By having a standardized set of tests, results from different studies can be compared, allowing for better and accurate reporting between groups.
As the sheer number of transgenic mice strains grow and rodent models of pediatric disease increase, there is an expanding need for a comprehensive, standardized battery of neonatal mouse motor tests. These tests can validate injury or disease models, determine treatment efficacy and/or assess motor behaviors in new transgenic strains. This paper presents a series of neonatal motor tests to evaluate general motor function, including ambulation, hindlimb foot angle, surface righting, negative geotaxis, front- and hindlimb suspension, grasping reflex, four limb grip strength and cliff aversion. Mice between the ages of post-natal day 2 to 14 can be used. In addition, these tests can be used for a wide range of neurological and neuromuscular pathologies, including cerebral palsy, hypoxic-ischemic encephalopathy, traumatic brain injury, spinal cord injury, neurodegenerative diseases, and neuromuscular disorders. These tests can also be used to determine the effects of pharmacological agents, as well as other types of therapeutic interventions. In this paper, motor deficits were evaluated in a novel neonatal mouse model of cerebral palsy that combines hypoxia, ischemia and inflammation. Forty-eight hours after injury, five tests out of the nine showed significant motor deficits: ambulation, hindlimb angle, hindlimb suspension, four limb grip strength, and grasping reflex. These tests revealed weakness in the hindlimbs, as well as fine motor skills such as grasping, which are similar to the motor deficits seen in human cerebral palsy patients.
बाल चिकित्सा चोट या बीमारी मूषक का उपयोग कर के नए मॉडल के विकास अक्सर दोनों चूहों और चूहों की अद्भुत क्षमता तेजी से न्यूरोलॉजिकल चोट से उबरने के लिए के कारण मुश्किल है। इसलिए, क्रम में किसी भी नए बाल रोग मॉडल, अच्छी तरह से सेलुलर और आणविक परिवर्तन की जांच के व्यवहार परिणामों के साथ हाथ में हाथ जाना चाहिए मान्य करने के लिए है। कई मायनों में, कार्यात्मक व्यवहार वसूली चिकित्सीय या translational प्रासंगिकता के मामले में अंतर्निहित सेलुलर परिवर्तन की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है। शोधकर्ताओं वयस्क और नवजात शिशु में चोट के बारे में और अधिक जानने के रूप में, यह स्पष्ट है कि उनकी प्रतिक्रिया बहुत अलग हैं और दोनों के बीच extrapolated नहीं किया जा सकता। उदाहरण के लिए, नवजात चूहों तंत्रिका वृद्धि कारक, मस्तिष्क व्युत्पन्न neurotrophic कारक, neurotrophin -3 और glial सेल लाइन व्युत्पन्न neurotrophic कारक रीढ़ की हड्डी में चोट 1,2 निम्नलिखित के विभिन्न स्तरों प्रदर्शित करते हैं। इसके अतिरिक्त, नवजात शिशुओं के बाद स्ट्रोक 3, डी महत्वपूर्ण रक्त मस्तिष्क बाधा रिसावपरिधीय तंत्रिका चोट के बाद 4 cortical न्यूरॉन पुनर्व्यवस्था emonstrate, और रीढ़ की हड्डी में चोट है और हाइपोक्सिया-ischemia 5,6 के बाद एक देरी या धीमा astrogliosis है। इसलिए, यह है कि translational बाल चिकित्सा अनुसंधान विकासात्मक बराबर मॉडल का उपयोग करें और उन मॉडलों दोनों सेलुलर / आणविक परिवर्तन और आयु उपयुक्त व्यवहार परीक्षण के लिए मूल्यांकन कर रहे हैं कि महत्वपूर्ण है।
1000 जीवित जन्म सालाना (एनआईएच): सेरेब्रल पाल्सी (सीपी) एक मोटर विकार 3 प्रभावित करता है। वाणिज्यिक पत्र के साथ बच्चे, लक्षण और सह रोगी की स्थिति की एक श्रृंखला प्रदर्शन रोग की गंभीरता पर निर्भर करता है। आंदोलन और समन्वय के साथ कठिनाई सबसे सामान्य लक्षण, मोटर विकासात्मक मील के पत्थर तक पहुँचने में देरी के साथ साथ कर रहे हैं। अन्य लक्षण असामान्य मांसपेशियों टोन (या तो वृद्धि या कमी), ठीक मोटर कौशल, कठिनाई घूमना, अत्यधिक drooling और निगलने, और भाषण देरी (एनआईएच) कम करना शामिल है। सीपी का मूल कारण माना जा रहा हैपूर्व या peripartum अवधि, या एक साल की प्रसवोत्तर अप करने के दौरान ऑक्सीजन और / या मस्तिष्क में रक्त प्रवाह की कमी है। इसके अलावा, सूजन अब सीपी के विकास में एक महत्वपूर्ण घटक माना जा रहा है।
सीपी मामलों के बहुमत निलय, periventricular leukomalacia (PVL) के रूप में जाना जाता है चारों ओर सफेद पदार्थ के नुकसान के साथ जुड़े रहे हैं। यह मस्तिष्क संबंधी बानगी पता चलता है कि प्रारंभिक अपमान सी.पी. के लिए अग्रणी मस्तिष्क के विकास की अवधि में जब oligodendrocytes अपमान करने के लिए सबसे कमजोर कर रहे हैं के दौरान होता है। 32 सप्ताह के गर्भ – एक मानव में तेजी से oligodendrocyte विकास की अवधि भी समय था जब oligodendrocytes चोट करने के लिए सबसे अतिसंवेदनशील होते हैं, 24 के बीच है। कृंतक में, बराबर अवधि प्रसवोत्तर दिन 2 है – 7 7, और जब सीपी इस मॉडल में प्रेरित किया जाता है।
कि परीक्षण यहाँ रेखांकित संचालन करने के लिए इस्तेमाल किया गया था सी.पी. के नवजात माउस मॉडल एक Inj बनाने के लिए सूजन के साथ हाइपोक्सिया और ischemia को जोड़ती हैury कि बेहतर mimics neurodegeneration मानव सीपी में देखा। यह मॉडल सीपी के अन्य पशु मॉडल में मनाया प्रमुख कमियों, जो अलग मोटर घाटे कि मानव सी.पी. रोगियों जैसा दिखता है, साथ ही अलग सफेद पदार्थ के नुकसान की कमी के कुछ पते। एक सहयोगी के एक ही मॉडल का उपयोग करके पिछले अध्ययनों से दिखा दिया है कि सूजन के अलावा सफेद पदार्थ नुकसान को बढ़ाता है, इस प्रकार बेहतर PVL सी.पी. 8 के साथ बच्चों में देखा नकल की है। पिछले डेटा पर बिल्डिंग, इस पत्र के क्रम में पशु उम्र के रूप में मोटर व्यवहार में परिवर्तन का मूल्यांकन करने में नवजात मोटर परीक्षण के लिए एक व्यापक बैटरी प्रस्तुत करता है।
अगर वहाँ और मानव और कृंतक के बीच उस व्यवहार का प्रदर्शन किया परीक्षण मानव लक्षण के लिए प्रत्यक्ष प्रासंगिकता है सेलुलर और आणविक प्रतिक्रिया के बीच ओवरलैप है मानव रोगों का अध्ययन करने के लिए पशु मॉडल का उपयोग केवल प्रासंगिक है। बाल रोग पढ़ाई के साथ प्रमुख मुद्दों में से एक यह है कि कई शोधकर्ताओं वयस्क मूषक का उपयोग विकास में अंतर यह है कि रोग की प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है पर विचार किए बिना, मॉडल, साथ ही वयस्क कृंतक व्यवहार मूल्यांकन बनाने के लिए है। इन मुद्दों की वजह से, यह महत्वपूर्ण है कि बाल रोग उपयोग पर अनुसंधान न केवल उचित समायोजित विकासात्मक समय अंक (जैसे, मानव सीएनएस 28 में विकास – 32 सप्ताह एक प्रसवोत्तर दिन 2 के बराबर है – 7 दिन कृंतक) 7, लेकिन यह भी उचित व्यवहार परीक्षण मोटर, संवेदी या कर्मकर्त्ता विकासात्मक व्यवहार की जांच करेंगे। इस प्रकार, के रूप में प्रत्येक नए नवजात रोग मॉडल विकसित किया है, यह कड़ाई कि सेलुलर आश्वस्त करने के लिए परीक्षण किया जाना चाहिएऔर व्यवहार प्रतिक्रियाओं कृंतक और मानव के बीच सबसे उपयुक्त अनुवाद डेटा प्रदान करेगा।
सेरेब्रल पाल्सी एक मोटर विकार है, जो वयस्कता में जारी रहती है। मस्तिष्क पक्षाघात आज उपलब्ध मॉडलों में से कई के साथ एक समस्या यह है repeatable, मानकीकृत मोटर परीक्षण है कि घाटे के बाल चिकित्सा रोगियों में देखा के साथ संबंध स्थापित कर सकते हैं की कमी है। इस नए मॉडल है, जो एक नवजात माउस में हाइपोक्सिया, ischemia और सूजन को जोड़ती में, मोटर व्यवहार नवजात चूहों के लिए विशिष्ट परीक्षणों के एक बैटरी का उपयोग कर मूल्यांकन किया गया था। आदेश आत्मीयता कम होती है और मात्रात्मक रिपोर्टिंग बढ़ाने के लिए, कई परीक्षणों के बहुत विशिष्ट है, लेकिन आसान उपायों को मानकीकृत किया जा सकता है कि मूल्यांकन करने के लिए शामिल करने के लिए संशोधित किया गया है। इसके अलावा, सामने और hindlimb मूल्यांकन अलग से प्रदर्शन किया जा सकता है, और बाएँ / सही मतभेद निर्धारित किया जा सकता है। परीक्षण के इस बैटरी की उम्र के दो सप्ताह तक नवजात चूहों के लिए विशिष्ट है।
इस सी.पी. मॉडल को दर्शाता हैविकास की सजगता में घाटा (ambulation, hindlimb पैर कोण) चलने में कठिनाई होती है, साथ ही अंग-विशिष्ट कमजोरी (चार अंग निलंबन, hindlimb निलंबन), और (पलटा लोभी)। हालांकि इस अध्ययन में केवल एक ही timepoint जांच की गई थी, इन घाटों समय के साथ लगाया जा सकता है।
वहाँ इस तरह के परीक्षणों की फॉक्स की बैटरी या विकासात्मक मील के पत्थर 15 के Heyser के आकलन के रूप में परीक्षण के अन्य बैटरी है कि नवजात शिशु पर इस्तेमाल किया जा सकता है, कर रहे हैं। हालांकि, इन परीक्षणों वयस्क, जिसका प्रतिक्रियाएं क्योंकि नवजात शिशु अभी भी विकसित कर रहा है ही नहीं हो सकता करने के लिए नवजात शिशु की तुलना करें। फॉक्स की बैटरी और Heyser के Assement परीक्षण नहीं बल्कि उद्देश्य डेटा (कोण, आसन ताकत के आधार पर, आदि) से डाइकोटोमस (हाँ या नहीं) के आकलन के साथ अवलोकन व्यक्तिपरक जानकारी पर भरोसा करते हैं। इन परीक्षणों के subjectiveness की वजह से, कई वैज्ञानिकों, ढाल लिया है जोड़ा, या हटा दिया मापदंड है, इस प्रकार उनके परिणाम दूसरों के लिए और सीमित करने के लिए अतुलनीय बनाकिसी विशेष बीमारी या विकार के लिए एक आधारभूत घाटे की स्थापना के संदर्भ में डेटा की उपयोगिता हैैं। मानकीकृत मोटर परीक्षण है कि गुणात्मक और विशेष रूप से नवजात शिशुओं का परीक्षण करने के लिए तैयार कर रहे हैं की एक सेट की स्थापना करके, व्यक्तिगत अनुसंधान समूहों से परिणाम सही और मज़बूती की सूचना दी और तुलना की जा सकती।
The authors have nothing to disclose.
We would like to thank everyone at Shriners Hospital Pediatric Research Center, in particular Dr. Mickey Seltzer, of whom without his support, this work would not have been funded. In addition, we would like to thank Isha Srivastava, who contributed to early data collection and Amy He, who helped with the figures. This study was funded by Shriners Hospitals for Children. No funding source played a role in experimental design or decision to submit the paper for publication.
C57BL/6 mice | Charles River Laboratories | STRAIN CODE: 027 | C57BL/6NCrl is the exact strain we use |
Anesthesia Dish, PYREX™ Crystallizing Dish | Corning Life Sciences Glass | 3140125 | Capacity: 25.03 oz. (740mL); Dia. x H: 4.92 x 2.55 in. (125 x 65mm). However, any small round glass container will work. A 2 cup capacity pyrex food storage bowl with flat bottom will also work and is much cheaper (Pyrex model number: 6017399). |
Covered lead ring | Fisher Scientific | S90139C | Lead ring for stablizing flasks in a water bath. It is used inside the anesthesia dish. |
Scalpel Blade #11 | World Precision Instrucments, Inc. | 500240 | |
Small Vessel Cauterizer | Fine Science Tools | 18000-00 | |
Micro Hook | Fine Science Tools | 10064-14 | |
Vetbond Suture Glue | 3M | 1469SB | n-butyl cyanoacrylate adhesive |
Lipopolysaccharide | Sigma Life Science | L4391 | Lipopolysaccaride from e.coli 0111:B4, gamma irradiated |
12×12 inch opaque box | Acrylic Display Manufacturing: A division of Piasa Plastics | C4022 | Colored Acrylic 5-Sided Cube, 3/16" Colored Acrylic, 12"W x 12"D x 12"H; http://www.acrylicdisplaymfg.com/html/cubes_19.html |
Camera/camcorder | JVC | GC-PX100BUS | Any camcorder that works well in low light and can be imported and edited. We use the JVC GC-PX100 Full HD Everio Camcorder. |
Covidien Tendersorb™ Underpads | Kendall Healthcare Products Co | 7174 | |
WypAll L40 | Kimberly-Clark Professional | 5600 | Any surface with moderate grip will do |
Surface at 45 degree incline | We use a cardboard box. | ||
Thin wire from a pipe cleaner | Creatology | M10314420 | Any pipe cleaner from any craft store will work. |
50mL conical tube | Falcon | 352070 | |
Fiberglass Screen Wire | New York Wire www.lowes.com | 14436 | Any supplier can be used as long as their screen is 16×16 or 18×16 |
Razor blade | Fisherbrand | 12-640 | A wooden stick applicator or wooden part of a cotton-tipped swab will also work. |
OPTIX 24-in x 4-ft x 0.22-in Clear Acrylic Sheet to make Clear Acrylic Walkway | PLASKOLITE INC | 1AG2196A | Clear acrylic (1/8" thick) with sides and a top to limit exploration. We bought a sheet of acrylic from a local hardware store and had them cut it to size. (2) 2"x2"; (3) 2"x 18"; (1) 2"x15.5"; (1) 2"x3". Using clear tape, tape all sides together, with the 15.5" piece on top. Tape the 3" piece to the end of the 15.5" piece to create a flap/entryway for the mice. Alternatively, part or all of the walkway can be glued together, and only taping on the top pieces. This design will allow for the walkway to be opened for easy cleaning. |
Protractor | Westscott | ACM14371 |