Summary

कम लागत प्रोटोकॉल पदचिह्न विश्लेषण और चूहों के लिए फांसी बॉक्स परीक्षण के पुराने संयम तनाव लागू

Published: January 23, 2019
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Summary

कम लागत पदचिह्न विश्लेषण और फांसी बॉक्स परीक्षण के बाद संयम तनाव से मिलकर प्रोटोकॉल माउस मॉडल के आंदोलन विकारों के मूल्यांकन के लिए उपयोगी है ।

Abstract

चाल अशांति अक्सर आंदोलन विकारों के साथ रोगियों में मनाया जाता है । माउस को आंदोलन विकारों के लिए इस्तेमाल किया मॉडल में, चाल विश्लेषण महत्वपूर्ण व्यवहार परीक्षण के लिए निर्धारित है कि क्या चूहों रोगियों के लक्षणों की नकल है । मोटर घाटे अक्सर तनाव से प्रेरित कर रहे है जब कोई सहज मोटर phenotype माउस मॉडल में मनाया जाता है । इसलिए, चाल विश्लेषण तनाव लदान के बाद माउस मॉडल में मोटर phenotype मूल्यांकन के लिए एक संवेदनशील तरीका होगा । हालांकि, शोधकर्ताओं ने एक महंगी उपकरण की आवश्यकता का सामना करने के लिए मात्रात्मक परिणाम स्वचालित रूप से चाल विश्लेषण से प्राप्त । तनाव के लिए, बिजली के झटके और जबरिया चलने के लिए आवश्यक उपकरणों के बिना सरल तरीके से लोड तनाव वांछनीय है । इसलिए, हम एक सरल और कम लागत कागज और स्याही के साथ पदचिह्न विश्लेषण से मिलकर प्रोटोकॉल परिचय, हैंगिंग बॉक्स परीक्षण मोटर समारोह का मूल्यांकन करने के लिए, और तनाव एक शंकु ट्यूब के साथ संयम से परिभाषित लोड हो रहा है । इस प्रोटोकॉल द्वारा चूहों के मोटर घाटे का सफलतापूर्वक पता लगाया गया ।

Introduction

आंदोलन विकारों तंत्रिका तंत्र की गड़बड़ी के रूप में परिभाषित कर रहे है एक अतिरिक्त या स्वैच्छिक या स्वचालित आंदोलनों की धनाभाव1दिखा । विशेष रूप से, चाल अशांति अक्सर आंदोलन विकारों2,3,4के साथ रोगियों के बीच प्रलेखित है । इसलिए, चाल विश्लेषण आंदोलन विकारों के पशु मॉडलों के सत्यापन के लिए एक उपयुक्त व्यवहार परीक्षण है । चूहों में, स्वचालित चाल विश्लेषण6,7ट्रेडमिल से प्राकृतिक गति5 और समायोज्य गति पर चलने के लिए प्रदर्शन किया गया है । ये विश्लेषण स्वचालित रूप से चाल के मात्रात्मक परिणाम प्रदान करते हैं । एक वैकल्पिक विधि चाल अशांति का पता लगाने के लिए पदचिह्न विश्लेषण कहा जाता है । स्याही के साथ पैर के नीचे के लेबल के बाद, चूहों कागज पर चलते हैं, और पैरों के निशान विश्लेषण कर रहे हैं । शुरू में, वैसलीन और पाउडर चारकोल के पदचिह्न8कल्पना करते थे, और फिर polygraph कागज9 पर स्याही से बदल रहे थे और फोटो कागज10पर फोटो डेवलपर । एक सस्ता और कम विषाक्त अंय तरीकों से स्याही और कागज का उपयोग विधि11तारीख को रहता है । पदचिह्न विश्लेषण कम स्वचालित विश्लेषण5,6,7 के साथ तुलना में महंगा है और प्रचुर मात्रा में अनुसंधान कोष के बिना शोधकर्ताओं के लिए माउस मॉडलों में आंदोलन विकारों का मूल्यांकन करने के लिए उपयोगी होगा .

फांसी बॉक्स परीक्षण चार पैर तार पिंजरे ढक्कन12 और तार मेष स्क्रीन13का उपयोग कर परीक्षण फांसी का एक प्रकार है । बॉक्स एक केंद्र पट्टी के साथ बॉक्स के शीर्ष पर घूर्णन योग्य मेष ढक्कन के साथ एक उपकरण है । चाल विश्लेषण के अलावा, परीक्षण महंगा और आसानी से किया जा सकता है । इसलिए, हम फांसी बॉक्स परीक्षण आयोजित की पकड़ शक्ति और संतुलन का मूल्यांकन करने के लिए, इस प्रोटोकॉल में पदचिह्न विश्लेषण के अलावा ।

तनाव आंदोलन विकारों14,15के लक्षण लाती है । मोटर घाटे अक्सर कई पुरानी तनाव से प्रेरित भी जब कोई सहज मोटर phenotype एक आंदोलन विकार के माउस मॉडल में मनाया जाता है16,17,18। संयम चूहों में तनाव लदान के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किया तरीकों में से एक है, क्योंकि पशु शारीरिक रूप से19 नुकसान नहीं है और लागत कम समर्पित तंत्र के साथ बिजली के झटके के रूप में अंय तरीकों के साथ तुलना में है और एक ट्रेडमिल के उपयोग के साथ चलने को मजबूर । एक ट्यूब, जो एक छिद्रित ५० मिलीलीटर शंकु ट्यूब में एक माउस को परिष्कृत द्वारा किया जाता है द्वारा संयम, तार जाल छलनी, टेप अंग के रूप में अंय तरीकों की तुलना में आसान है, और धुंध के साथ जानवर के लपेटकर (20की समीक्षा की) । इस पत्र में, हम पदचिह्न विश्लेषण और एक ट्यूब द्वारा संयम के बाद फांसी बॉक्स परीक्षण के प्रोटोकॉल संक्षेप । इस प्रोटोकॉल हमें सहज मोटर phenotype बिना आंदोलन विकारों के माउस मॉडल का उपयोग करने में मदद मिलेगी ।

Protocol

सभी पशु प्रयोग एक मानवीय तरीके से आयोजित किया गया । जीची चिकित्सा विश्वविद्यालय की संस्थागत पशु प्रयोग समिति ने अध्ययन को मंजूरी दे दी । अध्ययन में पशु प्रयोग के लिए संस्थागत विनियमन और जापान के MEXT के क…

Representative Results

Atp1a3 (Atp1a3+/−) के heterozygous नर चूहे जो तेजी से शुरुआत दुस्तानता पार्किंसंस और वाइल्ड-टाइप littermates के लिए माउस मॉडल हैं, इस प्रोटोकॉल में उपयोग किए गए थे । Atp1a3+/− उम्र के 4 हफ्तों में जंगली प?…

Discussion

पदचिह्न विश्लेषण और फांसी बॉक्स परीक्षण चूहों की मोटर समारोह के लिए सरल और सस्ती व्यवहार परीक्षण कर रहे हैं । इन परीक्षणों के द्वारा कई माउस मॉडलों में neurobehavioral phenotypes सफलतापूर्वक पाया गया है । उदाहरण के लि?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

इस काम JSPS (जापान सोसायटी विज्ञान के संवर्धन के लिए) KAKENHI (अनुदान में वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए सहायता सी), अनुदान संख्या 18K07373 (H.S.) और निजी विश्वविद्यालयों के लिए सब्सिडी द्वारा समर्थित किया गया था ।

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

  1. Warner, T. T. Movement disorders. Practical Guide to Neurogenetics. , (2008).
  2. 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).
  3. Linazasoro, G., Indakoetxea, B., Ruiz, J., Van Blercom, N., Lasa, A. Possible sporadic rapid-onset dystonia-parkinsonism. Movement Disorders. 17 (3), 608-609 (2002).
  4. Svetel, M., Ozelius, L. J., et al. Rapid-onset dystonia-parkinsonism: case report. Journal of Neurology. 257 (3), 472-474 (2010).
  5. 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).
  6. Berryman, E. R. DigigaitTM quantitation of gait dynamics in rat rheumatoid arthritis model. Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions. 9 (2), 89-98 (2009).
  7. 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).
  8. 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).
  9. Lee, C. C., Peters, P. J. Neurotoxicity and behavioral effects of thiram in rats. Environmental health perspectives. 17, 35-43 (1976).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Deacon, R. M. J. Measuring the Strength of Mice. Journal of Visualized Experiments. (76), e2610 (2013).
  14. Djamshidian, A., Lees, A. J. Can stress trigger Parkinson’s disease?. Journal of Neurology, Neurosurgey, and Psychiatry. 85 (8), 879-882 (2014).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. Buynitsky, T., Mostofsky, D. I. Restraint stress in biobehavioral research: recent developments. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 33 (7), 1089-1098 (2009).
  21. 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).
  22. Crawley, J. N. Motor functions. What’s Wrong with My Mouse?. , (2007).
  23. . R: A language and environment for statistical computing Available from: https://www.R-project.org/ (2014)
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. 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).
  30. 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).
  31. 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).
  32. 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).
  33. 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).
  34. 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).
  35. Chu, X., Zhou, Y., et al. 24-hour-restraint stress induces long-term depressive-likephenotypes in mice. Scientific Reports. 6, 32935 (2016).
  36. 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).
  37. 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).
  38. Quartermain, D., Stone, E. A., Charbonneau, G. Acute stress disrupts risk assessment behavior in mice. Physiology and Behavior. 59 (4-5), 937-940 (1996).
  39. Bannon, D. . The Behavioural effects of stress and aluminum toxicity on a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis Parkinsonism-dementia complex. , 1-186 (2015).
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Cite This Article
Sugimoto, H., Kawakami, K. Low-cost Protocol of Footprint Analysis and Hanging Box Test for Mice Applied the Chronic Restraint Stress. J. Vis. Exp. (143), e59027, doi:10.3791/59027 (2019).

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