تقييمات السلوكية للحركة عفوية في نموذج مورين MPTP الناجمة عن مرض باركنسون

Summary

يصف لنا إنشاء نموذج مورين لمرض باركنسون باستخدام مبتب، وتقييمات السلوكية باستخدام الاسطوانة والاختبارات الميدانية مفتوحة لقياس وظيفة الحركة. ثم نستخدم لدوبا كمثال واحد لإظهار كيفية تطبيق هذا النموذج في دراسة المخدرات PD.

Abstract

مرض باركنسون (PD) مرض اضطراب الأعصاب مشتركة، مما تسبب في ظاهرة تهتز، والصلابة، وبطء حركة والخرف. 1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (مبتب) يمكن أن يؤدي إلى بعض الأعراض مثل الرعاش عن طريق تدمير الخلايا العصبية تتميز في المادة الرمادية في الدماغ. وهكذا استخدمت لإنشاء نماذج PD في مختلف الدراسات الحيوانية. هنا، تظهر الفئران حقن مبتب (20 مغ/كغ/يوم) لمدة سبعة أيام والاختبارات السلوكية تتم في اليوم الثامن. هذا النموذج هو تكييف كفاءة في دراسة PD. وتشمل الاختبارات السلوكية هنا واختبار اسطوانة فتح الحقل. التجربة اسطوانة تستخدم للكشف عن الحيوانات القدرة على رفع براثنهم الجبهة عندما وضعت في بيئة مختلفة. كما PD تظهر الفئران نموذجية شاملة – الماوس الأقواس ظهرها – عدد مخلب الحمولات النقصان. من السهل تنفيذ هذا الاختبار. اختبار حقل مفتوح يستخدم للكشف عن مقدار الوقت تقضيه الفئران على تشغيل، والمشي، وتبقى غير متحرك. نقوم بتحليل حركات الحيوانات في حقل مفتوح باستخدام البرمجيات والحصول على البيانات. وأخيراً، نحن نستخدم لدوبا، واحدة من الأكثر استخداماً المخدرات PD، كمثال واحد لإظهار كيفية تطبيق هذا النموذج على دراسة المخدرات PD. نتائجنا تشير إلى أن يستحث السمية العصبية MPTP العجز الحركي الذي يمكن تخفيفه لدوبا.

Introduction

مرض باركنسون (PD)، واحد من الأمراض الأكثر شيوعاً بين الأفراد الأكبر سنا، وهي طويلة الأجل الأعصاب اضطراب¹_. المرضى تظهر دائماً ظاهرة تهز، والصلابة، وبطء حركة والخرف التي تزداد سوءا على مر الزمن². الأعراض الأخرى بما في ذلك الحواس، والنوم، ومشاكل عاطفية كما يشيع لوحظت². قضية PD لا يزال غير واضح، ولكن يعتقد عموما تشمل العوامل الوراثية والبيئية على السواء، مما يدفع الخسارة تتميز الخلايا العصبية في المادة الرمادية في المادة³، وتطوير هيئات ليفي ونيوريتيس ليفي في مناطق مختلفة من الدماغ⁴_.

بين دراسات PD، هو تكييف 1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)⁵ على نطاق واسع في إعادة بعض الأعراض PD في النماذج التجريبية. في عام 1984، وجد لانغستون et al. أولاً أن حقن مبتب في القرود السنجاب أسفرت باركينسون⁶. على الرغم من أن نموذج القوارض MPTP لا تظهر وجود هيئات ليفي، وهي العلامات البيولوجية لشعبة المشتريات، يسبب MPTP أعراض باركنسون تشبه بتدمير الخلايا العصبية تتميز في المادة الرمادية في الدماغ⁷. مقارنة بسائر المخدرات النموذجي ل PD كتلك الناجمة عن 6-هيدروكسيدوباميني (6-أوهدا)⁸ و 1-الميثيل-4-فينيلبيريدينيوم (MPP +)⁹، حقن مبتب من السهل لتنفيذ ونموذج MPTP وقتاً أقل. الفئران تتلقى حقن مبتب (20-30 ملغ/كغ/يوم) لمدة سبعة أيام، والاختبارات السلوكية تتم في اليوم الثامن¹⁰.

اختبار حقل مفتوح¹¹ تضعها كالفن س. هول، طائرة أمريكية¹²لأول مرة. في دراسات مختلفة، ويتم اختبار أنواع مختلفة من السلوكيات. في البحوث التي تركز على أمراض باركنسون والسلوكيات مثل أنشطة الحركة وسرعة الحركة يتم اختبارها لمعرفة إذا كان يتأثر الحيوان القدرة على التحرك في جميع أنحاء. بالمقارنة مع الأساليب الأخرى المستخدمة لاختبار إنشاء الحيوانات PD، اختبار حقل مفتوح من السهل للاضطلاع بسبب بسيط للمعدات اللازمة، ويمكن استخدام برمجيات تحليل النماذج والبيانات (مثلاً، MATLAB، Excel) لجمع والرسم البياني بسهولة البيانات. أيضا، هو معامل التباين صغيرة نسبيا¹³، مما يعني أن نتيجة الاختبار الميداني مفتوحة يمكن الاعتماد عليها. وهناك ميزة أخرى عبر طرق أخرى أن السلوكيات المدرجة في هذه التجربة سهلة للتمييز؛ الفئران يمكن أن تكون أما تشغيل أو المشي أو لا يزال قائما. عادة ما يمكن استخدام اختبار حقل مفتوح على القوارض عندما يحتاج الباحث تقييم الحراك في هذا الموضوع.

ويسمى أيضا اختبار اسطوانة اختبار الاستخدام غير المتناظر للأمامية. عندما تم تصميم هذا الاختبار لأول مرة، فإنه كان يستخدم لاختبار الاستخدام غير المتناظر للفئران واﻷمامية¹⁴. هنا، يمكننا استخدام هذا الاختبار لتحليل قدرة الحيوان على تمتد خارج واستخدام كل من به الأمامية لاستكشاف محيطة الجديد. عند تلف الرمادية في الدماغ والمخطط الإحضار التي مبتب في المخ، يميل إلى قوس ظهره الحيوان ويصبح أقل احتمالاً لتمتد واستكشاف البيئة غير معروف. هذا الاختبار من السهل تنفيذها ويمكن أن يعطي نتائج أولية. إلا أن هذا الاختبار قد تقلب الداخلية عالية، حيث أنه يستخدم عادة مع جنبا إلى جنب مع غيرها من التجارب السلوك.

أخذ لدوبا، وهو يعرف أيضا باسم ليفودوبا أو لام-3 و 4-ديهيدروكسيفينيلالانيني، طريقة شائعة لعلاج مرض باركنسون منذ قضية واحدة من شعبة المشتريات هو انخفاض الدوبامين في. لدوبا هو سلف الدوبامين. ولكن بخلاف الدوبامين، من عبور حاجز الدم في الدماغ، مما يعني أنه سيكون أكثر فعالية في زيادة تركيز الدوبامين في منطقة الدماغ. بعد ذلك يعبر حاجز الدم في الدماغ، يتم تحويل لدوبا إلى الدوبامين decarboxylase الأحماض الأمينية ل¹⁵.

هنا يصف لنا بقياس وتحليل وظيفة المحركات في PD MPTP الناجمين عن نموذج الفئران باستخدام اختبار اسطوانة¹⁴ واختبار حقل مفتوح تم تعديل. ونحن إدارة لدوبا كمثال واحد لإظهار كيفية تطبيق هذا النموذج في دراسة المخدرات PD. نتائجنا تشير إلى أن يدفع MPTP العجز الحركي الذي يمكن تخفيفه لدوبا.

Protocol

وأجريت هذه الدراسة وفقا للقواعد الدولية والوطنية والمؤسسية النظر في التجارب على الحيوانات. وأقر البروتوكول دراسة لجنة الأخلاقيات الحيوان من جامعة نانكاى.

1-مبتب ولدوبا الإدارة

ملاحظة: قدمت عشرة عاماً الأسبوع الإناث بالب/ج الفئران معهد علم الحيوان، الأكاديمية الصينية للعلوم. كانت الفئران ستة مساكن في قفص تحت دائرة ضوء/الظلام ح 12 (الأنوار في الساعة 08:00-20:00)، درجة حرارة ثابتة من 21-22 درجة مئوية ورطوبة النسبية من 55% ± 5%. تشو يعقم الفئران القياسية للمياه وصياغة نفس إعلانية libitum أعطيت لجميع الحيوانات.

1. وبعد أسبوع واحد من التأقلم، تقسيم الحيوانات إلى ثلاث مجموعات من الفئران ستة كل.
2. إلى المجموعة 1، إدارة الحقن داخل (راجع الخطوة 1.5) 250 ميليلتر/الماوس/يوم من المياه المالحة من يوم 1 إلى يوم 7 ثم قم بتنفيذ إجراء الإدارة (راجع الخطوة 1، 6) من 250 ميليلتر/الماوس من المحلول الملحي في يوم 8.
3. إلى المجموعة 2، إدارة الحقن داخل 20 مغ/كغ/يوم من مبتب كل يوم من يوم 1 إلى يوم 7 ثم قم بتنفيذ إجراء إدارة 250 ميليلتر/الماوس من المحلول الملحي في يوم 8.
4. 3 الفريق، إدارة الحقن داخل 20 مغ/كغ/يوم من مبتب من يوم 1 إلى يوم 7 ثم قم بتنفيذ إجراء إدارة 5 ملغ/كغ لدوبا في يوم 8.
5. إجراء الحقن داخل كما يلي.
   1. تحميل المخدرات في محقن معقم 1 مل بإبرة ز 26. القضاء على الهواء من المحاقن.
   2. القفا الماوس مع البطن مواجهة. الاحتفاظ بالرأس والرقبة والجسم من الماوس في خط مستقيم كذلك مع رئيس ثابت.
   3. زاوية الإبرة لاختراق الصفاق. دفع الإبرة لمسافة مناسبة حتى يكون هناك مقاومة تذكر، ومن ثم حقن المخدرات. سحب الإبرة بسلاسة.
6. أداء الإدارة إجراء على النحو التالي.
   1. إعداد الدواء في المحاقن معقمة 1 مل مع إبرة تزقيمية مدتها عن طريق الفم. القضاء على الهواء من المحاقن.
   2. أمسك الماوس بالبطن مواجهة. الاحتفاظ بالرأس والرقبة والجسم من الماوس في خط مستقيم مع الرأس ثابت.
   3. تبقى الإبرة موازية لجسم الماوس، وأدخله من زاوية الفم الماوس، والضغط على اللسان ويدفع إلى الداخل ضد الفك العلوي.
   4. مع القليل من المقاومة، مما يدل على الإبرة يدخل المريء بسلاسة، دفع الإبرة بعناية في مسافة مناسبة. قبل غيض الإبرة تصل إلى الجزء السفلي من الصدر، حقن الدواء.
   5. سحب الإبرة بسلاسة.

2-اسطوانة الاختبار

ملاحظة: أجريت الاختبارات السلوكية في يوم 8. تم حقن لدوبا إلى المجموعة الثالثة من الفئران 40 دقيقة قبل الاختبارات السلوكية. إذا لم يتم إجراء اختبار سلوكية في نفس الغرفة حيث يتم إيواء الحيوانات، تحتاج الحيوانات إلى تأقلم إلى غرفة جديدة لمدة 30-60 دقيقة قبل الاختبار.

1. إجراء اختبار 24 ساعة بعد الجرعة الأخيرة من مبتب.
2. وضع اسطوانة زجاجية شفافة (الطول = 19.5 سم، القطر = 15 سم، الوزن إيه وان كجم) في وسط الجدول. تحيط الاسطوانة على الأطراف الثلاثة مع الورق المقوى الأسود التقليل من تأثير الإضاءة البيئية. ترك أحد جانبي الاسطوانة التي تواجه الكاميرا لتسجيل الفيديو.
   ملاحظة: يجب أن تكون المسافة بين الورق المقوى واسطوانة حوالي 4 إلى 8 سم.
3. إرفاق كاميرا (> 1 مليون بكسل) ~ 40-60 سم بعيداً عن الاسطوانة التأكد من أن الاسطوانة كاملة مرئية.
   ملاحظة: هذا قريب جداً ولا بعيداً جداً كي لا تخل الماوس أثناء تسجيل فيديو حركتها.
4. ضع الماوس واحد في الاسطوانة في وقت واحد والبدء في تصوير فيلم في وقت واحد. وقف التصوير بعد 3 دقائق.
   ملاحظة: أثناء هذه العملية، في محاولة لتجنب الضوضاء أو ضوء التغييرات في ترتيب تجنب التأثير على سلوك الماوس.
5. ضع الماوس مرة أخرى إلى القفص المنزل بعد الاختبار.
6. تنظيف الاسطوانة بالماء وثم رش 70% v/v الإيثانول على الجدار الداخلي تطهير عليه وإزالة الروائح الماوس. مسح الاسطوانة الجافة قبل أن يتم وضع الماوس آخر إلى.
7. إعادة تشغيل الفيديو بمعدل 0.5 x السرعة العادية، وحساب عدد المصاعد مخلب ضد الجدار من كل الماوس.
   ملاحظة: مخلب المصاعد تحدث عندما تطل الماوس حتى على ما هيندليمبس، يثير كل الأمامية فوق مستوى الكتف والأراضي. لا يتم رفع فوريليمب واحد. عادة ما يثير ماوس به الأمامية تلمس جدران الاسطوانة. إذا كان الماوس يثير به الأمامية فوق مستوى الكتف عدة مرات بشكل مستمر دون الهبوط، فإنه ينبغي أن يحسب كمرة واحدة فقط.

3. فتح مجال الاختبار

1. إجراء اختبار حقل مفتوح 24 ساعة بعد الجرعات مبتب.
   ملاحظة: يمكن أن يتم وفي الوقت نفسه اختبار الاسطوانة.
2. إعداد مربع رد فعل ميدان مفتوحة شفافة (45 سم ل x سم 45 سم × 25 سم ح) مع غطاء لوحة خشبية في الجزء السفلي بقطعة من قماش أسود. إصلاح كاميرا (> 1 مليون بكسل) أكثر من مجال على ارتفاع متر واحد.
   ملاحظة: يجب أن يكون لون أسفل المربع حقل مفتوح مختلفاً عن لون الماوس تم اختبارها التأكد من تباين الألوان في شريط الفيديو.
3. ضبط الكاميرا للتأكد من أن مربع رد الفعل حقل مفتوح على حق في وسط الفيديو.
4. وضع واحد اختبار الماوس في المربع، واسمحوا الماوس تعريف نفسه بالبيئة لحوالي 1 دقيقة.
5. سجل فيديو 5 دقائق باستخدام الكاميرا متصلة بالكمبيوتر.
6. تحليل الفيديو باستخدام أدوات البرمجيات (مثل MATLAB) للحصول على الرقم تتبع الحركة، توزيع ثابت (سرعة < 1 سم/ثانية)، والمشي (السرعة 1-20 سم/s) وتشغيل (السرعة > 20 سم/s) الوقت، مجموع سافر المسافة، ومتوسط سرعة الماوس كل اختبار.
   ملاحظة: عند تحليل الفيديو، يمكننا تتبع الجسم كله من الماوس. يعني متوسط سرعة هيئة تغطي إجمالي طول المسار، مقسمة حسب الوقت المنقضي. ولذلك، إذا لم يتحرك ماوس، سينظر سرعة لحظية كصفر.
7. تنظيف أي البراز في مربع رد فعل فتح الحقل. رش الإيثانول 70% في المربع والقضاء عليه.

النتائج

في اختبار اسطوانة، لوحظ انخفاض الشاسي ضد الجدار في الفئران (المجموعة 2) تعامل مع مبتب من يوم 1 إلى يوم 7 والمالحة في يوم 8 بالمقارنة بالفئران المعالجة بالمياه المالحة (المجموعة 1)، بينما لوحظت زيادة الشاسي في الفئران (المجموعة 3) تعامل مع النائب TP من يوم 1 إلى يوم 7 ولدوبا في يو?...

Discussion

بسبب تدمير الخلايا العصبية تتميز في المادة الرمادية في الدماغ، يسبب MPTP أعراض باركنسون تشبه في الفئران⁷. لدوبا هي المخدرات الأكثر تفضيلاً للمشتريات من أي وقت مضى منذ أن الاستخدام السريري، لأنها تساعد في الحفاظ على نشاطاته اليومية كالمعتاد في المرضى مع PD، مع القمع الفعال لشذوذ...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
70% Ethanol	Ruiboxing Company	RBX-64175
Camera	BASLER	acA645-100gm
Cylinder test	Made in-house at Nankai University	N/A
Excel	Microsoft	N/A
Levodopa	Sigma-Aldrich	72816
Matalb 2017a	Mathworks	N/A
Mice	Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences	Balb/c	Adult female mice(10 weeks)
MPTP	Yuanye Biological Technology Company Ltd., Shanghai	S31504-500mg
Open field test	Made in-house at Nankai University	N/A
Syringe	Solelybio	S-xsgwz-w	Irrigation
Syringe	Jiangxi Fenglin Medical Application Co.	hc3824	Intraperitoneal injection