筋ジストロフィーのマウス ・ モデルで歩行を測定するためのシンプルで低コスト分析
Summary
このプロトコルでは、オープン フィールド活性測定法でマウス歩行を測定するためフレキシブル、低コストのシステムについて説明します。このシステムに基づいて 6 分間歩行試験mdxマウスにおける随意運動の減少を検出し、正確にこれらの動物の筋特異救助の改善を区別することを示す.
Abstract
前臨床試験の重要な側面は、筋ジストロフィーの治療に機能的な成果を測定します。マウスモデルの自主的な歩行の評価は、直接患者の歩行 6 分間歩行試験などの対策に似ています、モビリティのスコアを関連非侵襲的で再現可能な作業の試金。マウス歩行スピードと距離をテストするための多くの一般的な方法は、アリーナ内の動物の自由運動が時間をかけて測定されるオープン フィールド試験に基づいています。このアプローチの 1 つの主要な欠点はその商業ソフトウェアと高解像度モーショントラッ キング用機器は高価なマウスをテストするための専門施設に転送する必要があります。ここでは、無料とオープン ソース ソフトウェアを利用してマウス歩行を測定するための低コスト、ビデオベースのシステムについて述べる。デュシェンヌ型筋ジストロフィー (DMD) は野生型マウスの活動の相対的な減少はジストロフィン null mdxマウス モデルにおいて、自主的な歩行を示すこのプロトコルを使用して、.Mdxの研究遺伝子を発現するマウス、これらの活動の財政赤字は観察されないし、旅の総距離は野生型マウスと区別。このメソッドは、筋ジストロフィーの病理学に関連する自主的な歩行の変化の測定に有効ですし、多様な研究設定に容易に合わせることができる汎用性の高いプラットフォームを提供します。
Introduction
筋機能の信頼性と再現性のある測定は DMD の潜在的な治療の効果を評価するために重要です。DMD は、進歩的な筋肉弱さ、歩行、および最終的な心肺不全の損失につながるジストロフィン遺伝子の変異による遺伝性疾患です。DMD の最も広く利用された動物モデルはジストロフィン null mdxマウスです。機能テストのバッテリは、ジストロフィーなどの筋疾患のような動物モデルの同様、 mdxマウスの病気の進行を評価するためのルーチンのアッセイとして浮上しています。一般的に使用される生体内での試金、前肢握力、トレッドミル、ランニング、モーター アクティビティの追跡中に枯渇する時間、rotarod 最大、時間を掛かっている線があります。前臨床研究間のばらつきを軽減しマウス1,2でテスト治療のトランスレーショナルリサーチの可能性を高める目的と、これらのテストを標準化するフィールドには相当な努力をされています。
前臨床試験の 1 つの重要なカテゴリは、随意運動、筋ジストロフィー症マウスモデル内が頻繁に変更されるパラメーターの測定値です。これはオープン フィールドの活動の監視に基づくアッセイによってテストは通常、数分または数時間の2,3,4のコース上 (歩行) 水平または垂直 (飼育) の動きを評価する可能性があります。研究の数は、運動後特にmdxマウスに変更される随意運動を示しているし、薬物治療と病気の進行を重視するこれらの測定値が示されています。これらの試金の実行の 1 つの主要な制限は、専門的な高額の機器を必要です。ここでは、マウス歩行の容易に利用可能なリソースの使用を追跡する低コストの方法が表示されます。
6 分間歩行距離は、デュシェンヌ型筋ジストロフィー5,6を持つ個人で臨床の評価ツールとして一般的に使用される指標です。このメジャーの変更は、 mdxマウス7ゴールデン ・ リトリーバー (GRMD) 筋ジストロフィー犬8などデュシェンヌ型筋ジストロフィーのモデル動物での結果を評価するために使用されています。本研究では軽度の運動課題の直後 6 分で自主的なオープン フィールドの動きを記録します。歩行距離、時間をかけて水平方向の動きを測定する無料のオープン ソース ソフトウェアを使用してを求めた。
この方法の主な利点は、分析のための専用の機器や高コストの商業ソフトウェアを必要とせずさまざまな設定で動物をテストできることです。この分析の 1 つの重要な側面は、移動または専門中核施設にビバリウムからマウスを転送しなくても基本的な実験室の設定で実行できることです。ここで説明ビデオ追跡プロトコルは比較的短時間の期間にわたって歩行の評価に適してことができます野生型およびmdxマウスの活性の違いを検出し、救助の機能向上を明らかにします。DMD のモデル。
Protocol
Representative Results
Discussion
オープン フィールド試験は筋疾患のマウスモデルの運動機能をテストするのには効果的かつ非侵襲的な方法を提供し、このアッセイのバリエーションは、前臨床試験のための貴重なエンドポイント測定として使用できます。このタイプの試金と 1 つの主要な制限は、活動監視システムの高コストと限られたアクセシビリティです。本研究では、既存の商業ソフトウェアおよび装置と同様の結…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、国立衛生研究所 [R01 AR048179 と R.C.W、T32 AR059033、F32 AR069469to E.M.G R01 HL126204] と [274143 と R.C.W. に 416364] 筋ジストロフィー協会米国からの補助金によって支えられました。
Materials
| Video camera | Apple Inc. | ME553LL/A | For recording ambulation video, iPhone 5S Plus (or equivalent) |
| Kinovea software (version 0.8.15) | Kinovea Association | Open source video analysis software. Free download, PC compatible (Version 0.8.15, www.kinovea.org) | |
| iMovie (version 10.0.6) | Apple Inc. | Any similar software can be used to reduce video frame rate (optional) | |
| Roughneck 32 Gallon Black Round Trash Bin (Open field chamber) | Rubbermaid | # 1778013 | Any open field chamber system can be adapted for recording. This study uses a recording chamber constructed out of a tray on a platform, at the bottom of a large trash bin. |
| Avant White Plastic Tray 15"W x 10"D x 1.45"H (Open field chamber) | US Acrylic, LLC | Any open field chamber system can be adapted for recording. This study uses a recording chamber constructed out of a tray on a platform, at the bottom of a large trash bin. | |
| C57BL/6J | Jackson Laboratory | #000664 | Male 6 month mice |
| C57BL/10ScSn-Dmd/J (mdx) | Jackson Laboratory | #001801 | Male 6 month mice |
| mdx: utrophin-Tg (fiona) | Gift from from James Ervasti, with permission from Kay Davies | Male 6 month mice |
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