تطبيق البروتوكول منخفضة التكلفة لتحليل البصمة والمعلق اختبار مربع للفئران الإجهاد المزمن من ضبط النفس
Summary
بروتوكول منخفضة التكلفة تتكون من تحليل البصمة والمعلق اختبار مربع بعد ضبط النفس الإجهاد مفيد لتقييم اضطرابات الحركة من طراز الماوس.
Abstract
اضطراب مشيه كثيرا ما لوحظ في المرضى الذين يعانون من اضطرابات الحركة. تحليل مشيه في الماوس النماذج المستخدمة لاضطرابات الحركة، اختبار سلوكية هامة لتحديد ما إذا كانت الفئران تحاكي أعراض المرضى. العجز الحركي هي غالباً الناجمة عن الإجهاد عندما يلاحظ لا النمط الظاهري الحركية العفوية في نماذج الماوس. ولذلك، سيكون تحليل مشيه متبوعاً بالإجهاد تحميل طريقة حساسة لتقييم النمط الظاهري موتور في نماذج الماوس. ومع ذلك، تواجه الباحثين شرط جهاز مكلفة للحصول على النتائج الكمية تلقائياً من تحليل مشيه. للإجهاد، والإجهاد تحميل بأساليب بسيطة دون التجهيزات باهظة الثمن المطلوب لصدمة كهربائية وأجبر على تشغيل مرغوب فيه. ولذلك، نقدم بروتوكول بسيط ومنخفض التكلفة تتكون من تحليل البصمة مع الورق والحبر، والمعلق اختبار مربع لتقييم الوظيفة الحركية، والإجهاد تحميل تعريف بضبط النفس مع أنبوب مخروطي. تم الكشف عن حالات العجز الحركي من الفئران بنجاح بموجب هذا البروتوكول.
Introduction
يتم تعريف اضطرابات الحركة كاضطرابات الجهاز العصبي تبين فائض أو ندرة الحركات الطوعية أو التلقائي1. على وجه الخصوص، كثيرا ما يتم توثيق اضطراب مشيه بين المرضى الذين يعانون من حركة اضطرابات2،،من34. ولذلك، يتم تحليل مشيه اختبار سلوكية مناسبة للتحقق نماذج حيوانية من اضطرابات الحركة. في الفئران، تم إجراء تحليلات مشيه الآلي للمشي على سرعة الطبيعية5 وبسرعة قابل للتعديل بحلقة مفرغة6،7. هذه التحليلات تقديم النتائج الكمية من مشيه تلقائياً. يتم استدعاء أسلوب بديل للكشف عن اضطراب مشيه تحليل البصمة. بعد وضع العلامات القيعان من القدمين مع الحبر، الفئران سيرا على الأقدام على الورق، ويتم تحليل آثار أقدام. في البداية، فازلين ومسحوق الفحم النباتي واستخدمت لتصور البصمة8، وثم استعيض بالحبر على الورق جهاز كشف الكذب9 والمطور التصوير على ورق فوتوغرافي10. ويظل أسلوب أرخص وأقل سمية باستخدام الحبر والورق من الأساليب الأخرى حتى الآن11. تحليل البصمة هو أقل تكلفة بالمقارنة مع التحليل الآلي5،،من67 وسيكون مفيداً لتقييم اضطرابات الحركة في نماذج الماوس للباحثين دون أموال وفيرة للبحث .
معلقة خانة الاختبار نوع من أطرافهم الأربعة شنقاً الاختبارات باستخدام أسلاك القفص غطاء12 وسلك مش شاشة13. المربع جهاز مع شبكة للتدوير الغطاء العلوي من مربع على طول شريط مركز. بالإضافة إلى تحليل مشيه، يمكن تكون غير مكلفة وسهولة الاختبار. ولذلك، أجرينا الشنق خانة الاختبار لتقييم قوة قبضة والتوازن، وبالإضافة إلى ذلك في تحليل البصمة في هذا البروتوكول.
الإجهاد يؤدي إلى أعراض اضطرابات حركة14،15. العجز الحركي هي غالباً ما فعل عدة تؤكد المزمنة حتى عندما يلاحظ لا النمط الظاهري الحركية العفوية في نماذج الماوس حركة اضطراب16،،من1718. ضبط النفس هو أحد الأساليب المستخدمة عادة للإجهاد تحميل في الفئران، لأن الحيوان لا أذى جسديا19 وتكلفة أقل مقارنة بالأساليب الأخرى مثل الصدمات الكهربائية مع جهاز مخصص وأجبر قيد التشغيل باستخدام حلقة مفرغة. ضبط النفس من جانب أنبوب، التي تتم بقصره بماوس في أنبوب مخروطي حملتها 50 مل، أسهل من الطرق الأخرى مثل الأسلاك مش مصفاة واطرافهم مسجلة والتفاف للحيوان مع شاش (استعرض20). في هذه الورقة، يمكننا تلخيص بروتوكولات البصمة اختبار تحليل ومربع شنقاً بعد ضبط النفس بأنبوب. وسيساعد هذا البروتوكول لنا باستخدام نماذج الماوس من اضطرابات الحركة دون النمط الظاهري الحركية العفوية.
Protocol
Representative Results
Discussion
تحليل البصمة ومربع المعلق اختبار اختبارات سلوكية بسيطة وغير مكلفة للدالة السيارات من الفئران. تم اكتشاف تعمل السلوك العصبي في عدة نماذج الماوس بهذه الاختبارات بنجاح. على سبيل المثال، تقصير طول برايد في التصلب العضلي الجانبي24، ازدياد طول خطوة غير متناظرة في ترنح-توسع الشعريا…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
هذا العمل كان يدعمها JSPS (الجمعية اليابانية لتعزيز العلوم) كاكينهي (معونات ج البحوث العلمية)، منح رقم 18 ك 07373 (النظام المنسق)، والإعانات المالية للجامعات الخاصة.
Materials
| Hanging box | O’hara & Co. | http://ohara-time.co.jp/products/wire-hanging-test/ | |
| Marking pen | ZEBRA | MO-120-MC-BK | |
| Goal box | O’hara & Co. | http://ohara-time.co.jp/products/balanced-beam-test/ | Accessory for apparatus of balanced beam test |
| Boxes | O’hara & Co. | – | Side wall of runway |
| Black ink | Shin-asahi | – | |
| Red ink | Maruyamakogyo | BC-6 | |
| Disposable Petri Dish | Corning | 351008 | Petri dishe (35 mm in diameter) |
| Askul Multipaper Super White J Monochrome A3 | Askul | 701-712 | White paper (29.7 cm x 42 cm x 0.09mm) |
| 50 mL Conical tube | Corning | 430829 | |
| Square drill | KAKURI Corporation | DIY FACTORY (K32-0313) |
References
- Warner, T. T. Movement disorders. Practical Guide to Neurogenetics. , (2008).
- Brashear, A., DeLeon, D., Bressman, S. B., Thyagarajan, D., Farlow, M. R., Dobyns, W. B. Rapid-onset dystonia-parkinsonism in a second family. Neurology. 48 (4), 1066-1069 (1997).
- Linazasoro, G., Indakoetxea, B., Ruiz, J., Van Blercom, N., Lasa, A. Possible sporadic rapid-onset dystonia-parkinsonism. Movement Disorders. 17 (3), 608-609 (2002).
- Svetel, M., Ozelius, L. J., et al. Rapid-onset dystonia-parkinsonism: case report. Journal of Neurology. 257 (3), 472-474 (2010).
- Vrinten, D. H., Hamers, F. F. T. “CatWalk” automated quantitative gait analysis as a novel method to assess mechanical allodynia in the rat; a comparison with von Frey testing. PAIN. 102 (1), 203-209 (2003).
- Berryman, E. R. DigigaitTM quantitation of gait dynamics in rat rheumatoid arthritis model. Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions. 9 (2), 89-98 (2009).
- Beare, J. E., Morehouse, J. R., et al. Gait analysis in normal and spinal contused mice using the TreadScan system. Journal of Neurotrauma. 26 (11), 2045-2056 (2009).
- Rushton, R., Steinberg, H., Tinson, C. Effects of a single experience on subsequent reactions to drugs. British Journal of Pharmacology and Chemotherapy. 20, 99-105 (1963).
- Lee, C. C., Peters, P. J. Neurotoxicity and behavioral effects of thiram in rats. Environmental health perspectives. 17, 35-43 (1976).
- van der Zee, C. E., Schuurman, T., Traber, J., Gispen, W. H. Oral administration of nimodipine accelerates functional recovery following peripheral nerve damage in the rat. Neuroscience Letters. 83 (1-2), 143-148 (1987).
- Leroy, T., Stroobants, S., Aerts, J. -. M., D’Hooge, R., Berckmans, D. Automatic analysis of altered gait in arylsulphatase A-deficient mice in the open field. Behavior Research Methods. 41 (3), 787-794 (2009).
- Sango, K., McDonald, M. P., et al. Mice lacking both subunits of lysosomal beta-hexosaminidase display gangliosidosis and mucopolysaccharidosis. Nature Genetics. 14 (3), 348-352 (1996).
- Deacon, R. M. J. Measuring the Strength of Mice. Journal of Visualized Experiments. (76), e2610 (2013).
- Djamshidian, A., Lees, A. J. Can stress trigger Parkinson’s disease?. Journal of Neurology, Neurosurgey, and Psychiatry. 85 (8), 879-882 (2014).
- Brashear, A., Dobyns, W. B., et al. The phenotypic spectrum of rapid-onset dystonia-parkinsonism (RDP) and mutations in the ATP1A3. Brain. 130 (Pt 3), 828-835 (2007).
- Kirshenbaum, G. S., Saltzman, K., Rose, B., Petersen, J., Vilsen, B., Roder, J. C. Decreased neuronal Na+,K+-ATPase activity in Atp1a3 heterozygous mice increases susceptibility to depression-like endophenotypes by chronic variable stress. Genes, Brain and Behavior. 10 (5), 542-550 (2011).
- DeAndrade, M. P., Yokoi, F., van Groen, T., Lingrel, J. B., Li, Y. Characterization of Atp1a3 mutant mice as a model of rapid-onset dystonia with parkinsonism. Behavioral Brain Research. 216 (2), 659-665 (2011).
- Sugimoto, H., Ikeda, K., Kawakami, K. Heterozygous mice deficient in Atp1a3 exhibit motor deficits by chronic restraint stress. Behavioral Brain Research. 272, 100-110 (2014).
- Zimprich, A., Garrett, L., et al. A robust and reliable non-invasive test for stress responsivity in mice. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, 125 (2014).
- Buynitsky, T., Mostofsky, D. I. Restraint stress in biobehavioral research: recent developments. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 33 (7), 1089-1098 (2009).
- Ikeda, K., Satake, S., et al. Enhanced inhibitory neurotransmission in the cerebellar cortex of Atp1a3-deficient heterozygous mice. The Journal of Physiology. 591 (13), 3433-3449 (2013).
- Crawley, J. N. Motor functions. What’s Wrong with My Mouse?. , (2007).
- . R: A language and environment for statistical computing Available from: https://www.R-project.org/ (2014)
- Wils, H., Kleinberger, G., et al. TDP-43 transgenic mice develop spastic paralysis and neuronal inclusions characteristic of ALS and frontotemporal lobar degeneration. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (8), 3858-3863 (2010).
- Eilam, R., Peter, Y., et al. Selective loss of dopaminergic nigro-striatal neurons in brains of Atm-deficient mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (21), 12653-12656 (1998).
- Lin, C. -. H., Tallaksen-Greene, S., et al. Neurological abnormalities in a knock-in mouse model of Huntington’s disease. Human Molecular Genetics. 10 (2), 137-144 (2001).
- Dang, M. T., Yokoi, F., et al. Generation and characterization of Dyt1 ΔGAG knock-in mouse as a model for early-onset dystonia. Experimental Neurology. 196 (2), 452-463 (2005).
- Glynn, D., Drew, C. J., Reim, K., Brose, N., Morton, A. J. Profound ataxia in complexin I knockout mice masks a complex phenotype that includes exploratory and habituation deficits. Human Molecular Genetics. 14 (16), 2369-2385 (2005).
- Becker, E. B. E., Oliver, P. L., et al. A point mutation in TRPC3 causes abnormal Purkinje cell development and cerebellar ataxia in moonwalker mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (16), 6706-6711 (2009).
- Heck, D. H., Zhao, Y., Roy, S., LeDoux, M. S., Reiter, L. T. Analysis of cerebellar function in Ube3a-deficient mice reveals novel genotype-specific behaviors. Human Molecular Genetics. 17 (14), 2181-2189 (2008).
- Kirshenbaum, G. S., Dawson, N., et al. Alternating hemiplegia of childhood-related neural and behavioural phenotypes in Na+,K+-ATPase α3 missense mutant mice. PLoS ONE. 8 (3), e60141 (2013).
- Klein, A., Wessolleck, J., Papazoglou, A., Metz, G. A., Nikkhah, G. Walking pattern analysis after unilateral 6-OHDA lesion and transplantation of foetal dopaminergic progenitor cells in rats. Behavioral Brain Research. 199 (2), 317-325 (2009).
- Geldenhuys, W. J., Guseman, T. L., Pienaar, I. S., Dluzen, D. E., Young, J. W. A novel biomechanical analysis of gait changes in the MPTP mouse model of Parkinson’s disease. PeerJ. 3 (Pt 7), e1175 (2015).
- Cecchi, M., Khoshbouei, H., Morilak, D. A. Modulatory effects of norepinephrine, acting on alpha1 receptors in the central nucleus of the amygdala, on behavioral and neuroendocrine responses to acute immobilization stress. Neuropharmacology. 43 (7), 1139-1147 (2002).
- Chu, X., Zhou, Y., et al. 24-hour-restraint stress induces long-term depressive-likephenotypes in mice. Scientific Reports. 6, 32935 (2016).
- Freeman, M. L., Sheridan, B. S., Bonneau, R. H., Hendricks, R. L. Psychological Stress Compromises CD8+ T cell control of latent herpes simplex virus type 1 infections. The Journal of Immunology. 179 (1), 322-328 (2007).
- Lauretti, E., Di Meco, A., Merali, S., Praticò, D. Chronic behavioral stress exaggerates motor deficit and neuroinflammation in the MPTP mouse model of Parkinson’s disease. Translational Psychiatry. 6, e733 (2016).
- Quartermain, D., Stone, E. A., Charbonneau, G. Acute stress disrupts risk assessment behavior in mice. Physiology and Behavior. 59 (4-5), 937-940 (1996).
- Bannon, D. . The Behavioural effects of stress and aluminum toxicity on a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis Parkinsonism-dementia complex. , 1-186 (2015).
