Rimelig protokollen fotavtrykk analyse og hengende boks Test for mus brukes kronisk tilbakeholdenhet Stress
Summary
Rimelig protokollen bestående av fotavtrykk analyse og hengende boks test etter tilbakeholdenhet stress er nyttig for å vurdere bevegelsesforstyrrelser av musemodell.
Abstract
Gangart forstyrrelser er ofte observert hos pasienter med bevegelsesforstyrrelser. I musen modeller brukes for bevegelsesforstyrrelser, er gait analyse viktig atferdsmessige test for å fastslå om musene etterligne symptomene på pasienter. Motor underskudd er ofte forårsaket av stress når ingen spontan motor fenotypen er observert i musen modeller. Derfor ville gait analyse etterfulgt av stress lasting være en følsom metode for å vurdere motor fenotypen musen modeller. Men møte forskere kravet til et dyr apparat å få kvantitative resultater automatisk fra gait analyse. For stress er stress lasting av enkle metoder uten dyre apparatene kreves for elektrisk støt og tvunget kjører ønskelig. Derfor vi introdusere en enkel og rimelig protokoll bestående av fotavtrykk analyse med papir og blekk, hengende boks test for å vurdere funksjon, og stress lasting definert av tilbakeholdenhet med et konisk rør. Motor underskudd av mus oppdaget ble av denne protokollen.
Introduction
Bevegelsesforstyrrelser defineres som forstyrrelser av nervesystemet viser et overskudd eller mangelen på frivillige eller automatiske bevegelser1. Spesielt er gangart forstyrrelser ofte beskrevet hos pasienter med bevegelse lidelser2,3,4. Derfor er gait analyse en passende behavioral test for validering av dyr modeller av bevegelsesforstyrrelser. I mus, er automatisert gangart analyser utført for å gå naturlig hastighet5 og justerbar hastighet av tredemøllen6,7. Disse analysene gir kvantitative resultater av gangart automatisk. En alternativ metode å oppdage gangart forstyrrelser kalles fotavtrykk analyse. Etter merking bunnen av føttene med blekk, mus gå på papir og avtrykk analyseres. I utgangspunktet vaselin og pulverisert kull ble brukt til å visualisere fotavtrykk8, og deretter ble erstattet av blekk på polygraph papir9 og fotografiske utvikler på fotopapir10. Billigere og mindre giftige metode bruke blekk og papir enn de andre metodene fortsatt hittil11. Fotavtrykk analyse er billigere sammenlignet med automatisk analyse5,6,7 og ville være nyttig å vurdere bevegelsesforstyrrelser musen modeller for forskerne uten rikelig forskningsmidler .
Hengende boks test er en slags fire lem hengende tester med wire bur lokket12 og netting skjermen13. Boksen er en apparat med roterbare mesh lokket på boksen langs midten bar. I tillegg til gait analyse, kan testen rimelig og enkelt utføres. Derfor vi gjennomførte hengende boks test å evaluere grep styrke og balanse, i tillegg til fotavtrykk analyse i denne protokollen.
Stress induserer symptomene på bevegelse lidelser14,15. Motor underskudd er ofte forårsaket av flere kronisk stress selv når ingen spontan motor fenotypen er observert i musen modeller av en bevegelse lidelse16,17,18. Selvbeherskelse er en av de vanligste bruke metodene for stress lasting i mus, fordi dyret ikke fysisk skadet19 og kostnader er mindre sammenlignet med andre metoder som elektrisk støt med dedikert apparater og tvunget kjører med bruk av en tredemølle. Beherskelse av en tube, som er utført av confining en mus i en hullet 50 mL konisk tube, er enklere enn andre metoder som ledning maske sil, teipet lem og innpakning av dyr med gasbind (anmelder20). I dette papiret, vi oppsummere protokoller av fotavtrykk analyse og boksen hengende test etter beherskelse av et rør. Denne protokollen vil hjelpe oss å bruke musen modeller av bevegelsesforstyrrelser uten spontan motor fenotypen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Fotavtrykk analyse og boksen hengende teste er enkel og rimelig atferdsmessige tester for funksjonen motor mus. Av neurobehavioral fenotyper i flere musen modeller har blitt vellykket oppdaget av testene. For eksempel forkortet skrittlengde i amyotrofisk lateral sklerose24, økte lengden på asymmetrisk skride i ataksi-telangiectasia25, økte lengden på overlapping i Huntingtons sykdom26 og Dystoni27, og utvidet base i ataksi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble støttet av JSP (Japan Society for fremme av vitenskap) KAKENHI (Grant-in-Aid for vitenskapelig forskning C), gi nummer 18K 07373 (HS) og subsidier for Private universiteter.
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).
