Låg kostnad protokollet av Footprint-analys och hängande Box Test för möss tillämpas fasthållningsanordningen för kronisk Stress
Summary
Låg kostnad protokollet bestående av footprint-analys och hängande box test efter återhållsamhet stress är användbar för att utvärdera rörelsestörningar av musmodell.
Abstract
Gångrubbning observeras ofta hos patienter med rörelsestörningar. I musmodeller används för rörelsestörningar, är gånganalys viktigt beteendemässiga test för att avgöra om mössen efterlikna symtomen på patienter. Motoriska brister induceras ofta av stress när inga spontana motoriska fenotyp observeras i musmodeller. Gånganalys följt av stress lastning skulle därför vara en känslig metod för att utvärdera den motoriska fenotypen i musmodeller. Dock möta forskare kravet på en dyr apparat att få kvantitativa resultat automatiskt från gånganalys. Stress är stress lastning av enkla metoder utan dyra apparaturar krävs för elektriska stötar och tvingade kör önskvärt. Därför introducerar vi en enkel och billig protokoll bestående av footprint-analys med papper och bläck, hängande box test för att utvärdera motorik och stress lastning definieras av återhållsamhet med ett koniskt rör. De motoriska bristerna av möss upptäcktes framgångsrikt av detta protokoll.
Introduction
Rörelsestörningar definieras som störningar i nervsystemet visar ett överskott eller brist på frivillig eller automatiska rörelser1. Gångrubbning dokumenteras särskilt vanligt bland patienter med rörlighet störningar2,3,4. Gånganalys är därför ett lämpligt beteende test för validering av djurmodeller av rörelsestörningar. Hos möss, har automatiserade gait analyser utförts för promenader på naturliga hastighet5 och justerbar hastighet av löpband6,7. Dessa analyser ger kvantitativa resultat av gångart automatiskt. En alternativ metod att upptäcka gångrubbning kallas footprint-analys. Efter märkning bottnar i fötterna med bläck, möss gå på papper, och fotspår analyseras. Initialt, vaselin och kolpulver användes för att visualisera den fotavtryck8, och då ersattes av bläck på lögndetektor papper9 och fotografiska utvecklare på fotografiskt papper10. Ett billigare och mindre giftiga metod med bläck och papper än de andra metoderna återstår datum11. Footprint-analys är billigare jämfört med automatiserad analys5,6,7 och skulle vara lämpligt att utvärdera rörelsestörningar i musmodeller för forskare utan riklig forskningsmedel .
Hängande box test är en typ av fyra lem hängande tester använder tråd bur lock12 och wire mesh skärm13. Rutan är en apparat med vridbar mesh lock på toppen av rutan längs en center bar. Utöver gånganalys, kan testet billigt och enkelt utföras. Därför genomförde vi hängande box-test för att utvärdera greppstyrka och balans, i tillägg till den footprint-analysen i detta protokoll.
Stress framkallar symptomen av rörlighet störningar14,15. Motoriska brister induceras ofta av flera kroniska betonar även när inga spontana motoriska fenotyp observeras i musmodeller av en rörelse sjukdom16,17,18. Återhållsamhet är en av de vanligaste metoderna för stress som laddar hos möss, eftersom djuret är inte fysiskt skadade19 och kostnaden är mindre jämfört med andra metoder såsom elektriska stötar med särskild apparatur och tvingas köra med användning av ett löpband. Fasthållning av ett rör, som utförs av inskränker en mus i en hålad 50 mL koniska tub, är lättare än andra metoder såsom wire mesh SIL, tejpade lem och inslagning av djur med gasväv (över20). I detta papper, vi sammanfattar protokoll av fotavtryck analys och rutan hängande testa efter återhållsamhet genom ett rör. Detta protokoll skulle hjälpa oss att använda musmodeller av rörelsestörningar utan spontana motoriska fenotyp.
Protocol
Representative Results
Discussion
Den footprint-analysen och rutan hängande testa är enkel och billig beteendemässiga tester för motoriska funktionen hos möss. De neurologiskt betingade fenotyperna i flera musmodeller har upptäckts framgångsrikt av dessa tester. Till exempel förkortad steglängd i amyotrofisk lateralskleros24, ökad längd av asymmetriska steglängd i ataxi-telangiektasi25, ökad längd på överlappning i Huntingtons sjukdom26 och dystoni27…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöds av JSPS (Japan Society för främjande av vetenskap) KAKENHI (bidrag för vetenskaplig forskning C), bevilja nummer 18K 07373 (Håkansson) och subventioner för privata universitet.
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).
