Unterstützt durch Zuschüsse aus dem Canadian Institutes of Health Research, der kanadischen Stroke Network, und der Alberta Heritage Foundation for Medical Research.

Drehstabtest Fuß Apparat Die Drehstabtest wurde ein rotierender Zylinder, 4 cm im Durchmesser, fixiert 35 cm über dem Boden und umschlossen von transparentem Plexiglas. Die Drehstabtest Zylinder wurde in strukturierte Gummierung, die Traktion ermöglicht abgedeckt. Der Boden der Apparatur war mit einer Schicht aus Schaumstoff, um Verletzungen zu vermeiden, wenn die Tiere fielen abgedeckt. Ein kleiner Elektromotor vorgesehen Macht, die Drehstabtest über ein Gummiband machen. Die Drehstabtest wurde auf einmal drehen alle 5 s. Video-Aufnahmen und Kinematik Ein High-Speed-Digital-Videokamera verwendet wurde, um die Tiere Film, mit einer Verschlusszeit von einer 1000 von einer Sekunde. Die vorderen, seitlichen und hinteren Ansichten wurden gefilmt, während das Tier auf dem Drehstabtest ging. Ein Zwei-Arm Nikon, MII Kaltlichtquelle und einem Satz von LWL-Lichter wurden verwendet, um eine ausreichende Beleuchtung während der Aufnahme bieten. Die Bänder wurden Frame-by-Frame-Analyse mit einem Sony DSR mit 20 DV CAM-Deck. Video-Frames erfasst wurden mit Hilfe eines Frame-Grabber-und Macintosh-Computer. Prüfverfahren und-analyse Um die Unterschiede zwischen den Bewegungsablauf des 6-OHDA und Kontrollratten auszuwerten, die Video-Aufzeichnungen von postoperativen Tage 15 - wurden 30 (nach einer Erholung von der Läsion nicht anders zu erwarten, um weitgehend abgeschlossen sein werden) durch zwei unabhängige Prüfung Beobachter blind für die experimentellen Bedingungen. Die nigrostriatalen 6-OHDA Läsion in der rechten Hemisphäre induziert, was zu bleibenden Beeinträchtigungen in der linken Vorder-und Hinterbeine. Eine Rating-Skala war die Rate der Ratten Haltung und die Intensivierung Bewegungen der Vorderbeine entwickelt (Whishaw et al., 2003). Fünf Komponenten verstärkt wurden bewertet: <ol><li> Körperhaltung, wurde das Rating der Haltung durch die Untersuchung der Lage der Ratte auf der Trommel gemacht; </li><li> Hub-und Release, die Teil der Stepping-Zyklus, in dem die Pfote aus der Trommel gehoben wurde; </li><li> tragen, die Teil des Schrittmotors Zyklus, in dem das Bein oberhalb der Trommel gehalten wurde, als die Ratte vorwärts bewegt; </li><li> Voraus, den Anteil der Reichweite, in denen die Gliedmaßen erweitert, um Kontakt mit der Trommel wieder war, und </li><li> Platzierung, in der die Pfote wieder auf die Trommel gelegt wurde. </li></ol> Folgende Kriterien wurden verwendet, um eine normale Bewegung zu definieren: <ul><li> Haltung: Der Körper der Ratte wurde über die Trommel mit dem Kopf hielt orientiert. </li><li> Lift-und Release: Die Schulter-, Ellenbogen-und Handgelenk sind gebeugt Anheben der Pfote von der Oberfläche der Trommel. </li><li> Carry: Die Pfote ist über der Oberfläche der Trommel gehalten wird, werden die Ziffern locker gebeugt, und die Ziffer Spitzen sind auf der Mittellinie des Körpers zentriert. Advance: Das Bein ist vorne mit den Ziffern Übergang von einem halb flectirt Lage, eine erweiterte und offene Position erweitert. </li><li> Placement: Das Glied wird an der Schulter, Ellenbogen und Handgelenk erweitert und die Ziffern sind geöffnet, um die Pfote nach vorne und auf der Oberfläche der Trommel Platz, mit der Ziffer 2 (zweite Ziffer von der Mittellinie) in etwa der Mitte der Ratte liegt Körper. </li></ul> Jede Bewegung wurde auf einer 3-Punkte-Skala bewertet: 1 = / die Bewegung ähnelte einer Kontrolle Ratte, 0,5 = / die Bewegung leicht abnormal erschienen, und 0 = / die Bewegung war eindeutig abnormal (Whishaw et al, 2003.). Diese Rating-Skala wurde dann zu fünf Schrittbewegungen von jeder Ratte auf postoperativen Tagen 1, 3, 5, 7, 9 und 15 zu bewerten. Die Noten aus den fünf Maßnahmen wurden für jede Ratte an jedem Tag gemittelt und die Ergebnisse in eine ANOVA mit Tagen ausgesetzt als wiederholt zu messen. Übersicht der Drehstabtest Fuß in 6-OHDA und Kontrollratten Die Bewegung Rating-Skala war die postoperative Testfahrten für qualitative Bewegungsanalyse angewendet. Während der Test-Sessions erhielten die 6-OHDA Läsion Gruppe signifikant niedrigere Werte als die Kontrollgruppe, F (1,8) = 33.2, p &lt;0,001, aber es gab keinen signifikanten Effekt von Test-Tag, noch gab es eine bedeutende Gruppe von Test Day-Interaktion. Die Partituren von Schrittmotoren wurden dann getrennt mit dem Vorderbein als Variable (; für die Bekämpfung von Ratten, die linke Pfote gegen den Rest der rechten Pfote für die 6-OHDA Ratten forelimb kontralateral zur Läsion gegenüber dem Vorderbein ipsilateral zur Läsion) analysiert. Es gab einen signifikanten Effekt der Vorderpfote, F (1,40) = 15,8, p &lt;0,01, und es gab eine signifikante Interaktion der Gruppe von Vorderbein, F (1,40) = 15,0, p &lt;0,01. Follow-up t-Tests ergaben, dass die kontralaterale-to-Läsion Vorderbein des 6-OHDA-Gruppe signifikant niedrigere Werte als die ipsilateral-to-Läsion forelimb oder die Vorderbeine der Kontrollratten, die nicht unterscheiden sich erhalten hat. Um festzustellen, welche Komponenten der Bewegung für die Armen Noten von der 6-OHDA-Gruppe erhalten, die Maßnahmen der Haltung beigetragenund die einzelnen Komponenten des Schrittmotors Zyklus aus dem ipsi-und kontralateralen Vorderbeine des 6-OHDA-Gruppe wurden die Werte aus den Kontrollratten verglichen. Die 6-OHDA-Gruppe unterschied sich in Haltung und all den Schrittmotor-Komponenten von der kontralateralen Extremität, aber keine der Komponenten des ipsilateralen Extremität (p &lt;0,05). Qualitative und beschreibenden Unterschiede in der Haltung in Steuer-und 6-OHDA Ratten In einer Kontrollgruppe Ratte, ist der Kopf in eine horizontale Position gehalten, und die unterstützenden Vorderbein und Hinterbeine bewegen sich an der Trommel bilden eine tragende Bogen. Die 6-OHDA Ratten in der Regel ging mit dem Kopf nach unten mit ihren beeinträchtigt Vorderbeine (dem Betrachter zugewandt) positioniert näher zusammen und höher auf der Oberfläche der Trommel als für die ipsilateral Gliedmaßen oder der Gliedmaßen der Kontrollratten auftrat (siehe Video für ein Steuerelement Ratte mit score &quot;1&quot; für Körperhaltung und ein 6-OHDA Läsion Tier mit einem Score von &quot;0&quot;). In der Regel können die Anomalie in der Haltung auf einen Blick aus der relativen Position einer Ratte den Kopf zu sehen. Vorderbein Stepping Im Programmablauf wird der Schrittmotor forelimb durch Beugen der Schulter, Ellenbogen und Handgelenk angehoben. Als das Bein gehoben wird, werden die Ziffern locker gebeugt und das Bein ist weit über die Oberfläche der Trommel gehoben. Wenn das Bein weit fortgeschritten ist, ist es an den Schultern, Ellenbogen und Handgelenk erweitert und als sie abgelegt ist, die Ziffern sind erweitert und geöffnet. Im Vergleich zu den Kontrollratten, ist die Amplitude der alle Komponenten des DA-abgereicherten Ratten kontralateral zur Läsion des Körpers geschwächt. Das Glied gibt die Trommel später aufgehoben wird weniger und fortgeschritten ist eine kürzere Distanz als die Kontrolle Vorderbein. Darüber hinaus, wenn das Bein angehoben wird, werden die Ziffern gebeugt mehr, und wenn das Bein gelegt wird, die Ziffern sind erweitert und eröffnet weniger als denen einer Kontrollgruppe Ratte. Die Steuerung Vorderbein angehoben wird, sobald sie die Oberseite der Trommel erreicht, wird das Handgelenk gebeugt, um die Pfote heben und nach vorne, und das Handgelenk ist als das Glied Fortschritte verlängert. Im Gegensatz dazu ist der 6-OHDA Ratte kontralateral zur Läsion Vorderbein ist weiter kaudal durch die Bewegung der Trommel durchgeführt, und gibt damit später mit dem Handgelenk noch erweitert. Flexion des Handgelenks zu sein scheint passiv und tritt als die Ziffern rückwärts durch die Bewegung der Trommel durchgeführt werden, und wenn das Vorderbein nach vorne gebracht wird, die Pfote und Unterarm sind nicht klar von der Trommel Oberfläche abgehoben. Das Vorderbein einer Steuerung Ratte reicht weit nach vorne und die Ziffern offen wie der Leib Fortschritte. Als das Bein gelegt wird, ist es mit einem Arpeggio Bewegung gesetzt, mit Ziffer 5 Kontakt mit der Oberfläche der Trommel erster Stelle, gefolgt sukzessive durch Ziffern 4, 3, und 2. Im Gegensatz dazu ist der Teil des 6-OHDA Ratte angehoben und erweitert weniger, die Ziffern sind weniger ausgedehnt, und sie an die Oberfläche der Trommel fast gleichzeitig mit einer &quot;Ohrfeige&quot;. Das Video zeigt forelimb treten Bewegungen in einer Kontrolle Tier, das als &quot;1&quot; bewertet wurden, und forelimb treten Bewegungen in einer 6-OHDA Läsion Tier, das vor allem als &quot;0&quot; wurden erzielt. Hinterbein Stepping Es gab auch Beeinträchtigungen in der kontralateralen-to-Läsion Hinterbeine des 6-OHDA Ratten. Da die Steuerung Hinterbein nach hinten bewegt, scheint es gegen die Wendetrommel schieben und als sie dies tut, die Zehen nach außen drehen. Da das Bein nach vorne bewegt, wird der Fuß nach außen geschwenkt. Die hinteren Gliedmaßen des 6-OHDA Ratte bewegt sich direkt nach hinten mit Trommeldrehung und wenn etwas, dreht leicht nach innen. Da das Bein nach vorne bewegt, wird der Fuß durchgeführt direkt nach vorne. Der Fuß der Kontrolle Ratte schwingt nach außen und wie es fortgeschritten ist, die Zehen sind gehalten höher als die Knöchel und die Zehen zu verlängern. Während der Kontrolle Ratte Platzierung Zehe 5 berührt die Oberfläche der Trommel erste und Gewicht ist in den Zehen und Palmen verteilt. Im Gegensatz dazu sind die Zehen der 6-OHDA Ratte während der Durchführung gebeugt und Platzierung ist ohne ein Arpeggio Bewegung machte. Die Zehen der Kontrolle Ratte sind in umgekehrter Arpeggio veröffentlicht als Zehe 5 wird zuerst angehoben und Zehen 1 angehoben dauern. Diese Bewegung wurde in der 6-OHDA Läsion Ratte fehlt, während die Knöchel behauptete seine gebeugte Haltung während der Durchführung Bewegung. Auch der Vormarsch Bewegungen der 6-OHDA Ratte gedämpft, mit der Extremität weniger exorotated, hob weniger und erweiterte weniger als bei der Kontrollgruppe Ratte. Als Kontrollratten Ort ihrer Zehen, sind sie erweitert und geöffnet, so dass Zehe 5 Punkte seitlich relativ zum Körper der Ratte. Toe 5 Kontakte der Trommel zuerst von den übrigen Zehen, so dass die Ratten ihr Gewicht unterstützt die Zehenspitzen folgte. Für die 6-OHDA Ratte, die Zehen sind etwas gebeugt, da der Fuß nach vorne getragen wird, die Zehen senken, um horizontal in Bezug auf den Knöchel sind, gibt es weniger Eröffnung der Zehen, wenn der Fuß auf der Trommel gelegt wird. Schrittlänge ist auch etwas kürzer als die der Kontrollratten. Zur Quantifizierung der Unterschiede zwischen control und 6-OHDA Hinterbein Bewegungen, die Komponenten des Hub-und Release-tragen, den Fortschritt und Platzierung wurden auf einem 3-Punkte-Skala bewertet, ebenso wie die Vorderbeine. Die Maßnahmen wurden von Videoaufzeichnungen auf post-operativen Tag 20 hergestellt ist, und drei Schritt Zyklen wurden für jede Ratte bewertet. Es zeigten sich signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen, F (1,8) = 47,6, p &lt;0,001. Follow-up t-Tests auf die Komponenten angegeben, dass alle Komponenten der Kontrollratten signifikant höhere Werte erhalten als die Komponenten des 6-OHDA Ratten. Das Video zeigt Hinterbein treten Bewegungen in einer Kontrolle Tier, das als &quot;1&quot; bewertet wurden. Hind Gliedmaßen treten Bewegungen in den 6-OHDA in dem Video zu sehen waren vor allem mit einem Score von &quot;0&quot; bewertet.

<ol>
	<li>Chang, J. W., Wachtel, S. R., Young, D., Kang, U. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemical+and+anatomical+characterization+of+forepaw+adjusting+steps+in+rat+models+of+Parkinson's+disease:+studies+on+medial+forebrain+bundle+and+striatal+lesions.">Biochemical and anatomical characterization of forepaw adjusting steps in rat models of Parkinson's disease: studies on medial forebrain bundle and striatal lesions.</a> Neuroscience. 88, 617-628 (1999).</li><li>Metz, G. A., Tse, A., Ballermann, M., Smith, L. K., Fouad, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+unilateral+6-OHDA+rat+model+of+Parkinson's+disease+revisited:+an+electromyographic+and+behavioural+analysis.">The unilateral 6-OHDA rat model of Parkinson's disease revisited: an electromyographic and behavioural analysis.</a> Eur J Neurosci. 22, 735-744 (2005).</li><li>Miklyaeva, E. I., Castaneda, E., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skilled+reaching+deficits+in+unilateral+dopamine-depleted+rats:+impairments+in+movement+and+posture+and+compensatory+adjustments.">Skilled reaching deficits in unilateral dopamine-depleted rats: impairments in movement and posture and compensatory adjustments.</a> J Neurosci. 14, 7148-7158 (1994).</li><li>Miklyaeva, E. I., Martens, D. J., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impairments+and+compensatory+adjustments+in+spontaneous+movement+after+unilateral+dopamine+depletion+in+rats.">Impairments and compensatory adjustments in spontaneous movement after unilateral dopamine depletion in rats.</a> Brain Res. 68, 23-40 (1995).</li><li>Morrissey, T. K., Pellis, S. M., Pellis, V. C., Teitelbaum, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seemingly+paradoxical+jumping+in+cataleptic+haloperidol-treated+rats+is+triggered+by+postural+instability.">Seemingly paradoxical jumping in cataleptic haloperidol-treated rats is triggered by postural instability.</a> Behav Brain Res. 35, 195-207 (1989).</li><li>Muir, G. D., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complete+locomotor+recovery+following+corticospinal+tract+lesions:+measurement+of+ground+reaction+forces+during+overground+locomotion+in+rats.">Complete locomotor recovery following corticospinal tract lesions: measurement of ground reaction forces during overground locomotion in rats.</a> Behav Brain Res. 103, 45-53 (1999).</li><li>Muir, G. D., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ground+reaction+forces+in+locomoting+hemiparkinsonian+rats:+a+definitive+test+for+impairments+and+compensations.">Ground reaction forces in locomoting hemiparkinsonian rats: a definitive test for impairments and compensations.</a> Exp Brain Res. 126, 307-314 (1999).</li><li>M, O. l. s. s. o. n., Nikkhah, G., Bentlage, C., Bjorklund, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Forelimb+akinesia+in+the+rat+Parkinson+model:+differential+effects+of+dopamine+agonists+and+nigral+transplants+as+assessed+by+a+new+stepping+test.">Forelimb akinesia in the rat Parkinson model: differential effects of dopamine agonists and nigral transplants as assessed by a new stepping test.</a> J Neurosci. 15, 3863-3875 (1995).</li><li>Schallert, T., DeRyck, M., Whishaw, I. Q., Ramirez, V. D., Teitelbaum, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excessive+bracing+reactions+and+their+control+by+atropine+and+LDOPA+in+an+animal+analog+of+Parkinsonism.">Excessive bracing reactions and their control by atropine and LDOPA in an animal analog of Parkinsonism.</a> Exp Neurol. 64, 33-43 (1979).</li><li>Schallert, T., Norton, D., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+clinically+relevant+unilateral+rat+model+of+Parkinsonian+akinesia.">A clinically relevant unilateral rat model of Parkinsonian akinesia.</a> J Neural Transpl Plasticity. 3, 332-333 (1992).</li><li>Whishaw, I. Q., Gorny, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arpeggio+and+fractionated+digit+movements+used+in+prehension+by+rats.">Arpeggio and fractionated digit movements used in prehension by rats.</a> Behav Brain Res. 60, 15-24 (1994).</li><li>Whishaw, I. Q., O'Connor, W. T., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+contributions+of+motor+cortex,+nigrostriatal+dopamine+and+caudate-putamen+to+skilled+forelimb+use+in+the+rat.">The contributions of motor cortex, nigrostriatal dopamine and caudate-putamen to skilled forelimb use in the rat.</a> Brain. 109, 805-843 (1986).</li><li>Whishaw, I. Q., Pellis, S. M., Gorny, B., Kolb, B., Tetzlaff, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proximal+and+distal+impairments+in+rat+forelimb+use+in+reaching+follow+unilateral+pyramidal+tract+lesions.">Proximal and distal impairments in rat forelimb use in reaching follow unilateral pyramidal tract lesions.</a> Behav Brain Res. 56, 59-76 (1993).</li><li>Whishaw, I. Q., Woodward, N. C., Miklyaeva, E., Pellis, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+limb+use+by+control+rats+and+unilateral+DA-depleted+rats+in+the+Montoya+staircase+test:+movements,+impairments+and+compensatory+strategies.">Analysis of limb use by control rats and unilateral DA-depleted rats in the Montoya staircase test: movements, impairments and compensatory strategies.</a> Behav Brain Res. 89, 167-177 (1997).</li></ol>

Der Zweck der vorliegenden Studie war es zu prüfen, ob die Drehstabtest für Nager Fortbewegung Geschick für die qualitative Untersuchung der Körperhaltung, forelimb Stepping und hinteren Gliedmaßen treten in Nervensystems verletzten Ratten verwendet werden kann. Für die Analyse wurden Ratten mit unilateraler DA Abreicherungen und Kontrollratten Video von vorne, seitlichen und hinteren Ansichten aufgenommen. Eine Rating-Skala von Körperhaltung und Bewegungen forelimb angegeben, dass die Intensivierung Bewegungen chronisch waren nach d...

A correction was made to: <a href="http://www.jove.com/video/1030/">Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat</a>. An additional paragraph was added to the discussion, the abstract was modified, and another reference was included.
Additional reference:
15. Whishaw IQ, Li K, Whishaw PA, Gorny B, Metz GA. Distinct forelimb and hind limb stepping impairments in unilateral dopamine-depleted rats: use of the rotorod as a method for the qualitative analysis of skilled walking. J Neurosci Meth 126, 13-23 (2003).
Revised Abstract:
High speed videoanalysis of the details of movement can provide a source of information about qualitative aspects of walking movements. When walking on a rotorod, animals remain in approximately the same place making repetitive movements of stepping. Thus the task provides a rich source of information on the details of foot stepping movements. Subjects were hemi-Parkinson analogue rats, produced by injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) into the right nigrostriatal bundle to deplete nigrostriatal dopamine (DA). The present report provides a video analysis illustration of animals previously were filmed from frontal, lateral, and posterior views as they walked (15). Rating scales and frame-by-frame replay of the video records of stepping behavior indicated that the hemi-Parkinson rats were chronically impaired in posture and limb use contralateral to the DA-depletion. The contralateral limbs participated less in initiating and sustaining propulsion than the ipsilateral limbs. These deficits secondary to unilateral DA-depletion show that the rotorod provides a use task for the analysis of stepping movements.
Additional Discussion Paragraph:
A more detailed presentation of the present study has been made (Whishaw et al, 2003), but the present study presents the video support describing the stepping movement in the good and affected limbs of unilateral dopamine-depleted rats. For the analysis, rats with unilateral DA depletions and control rats were video recorded from front, lateral and posterior views. A rating scale of posture and forelimb movements indicated that stepping movements were chronically impaired following surgery. Examination of limb movements indicated that whereas the DA-depleted rats could use the limbs contralateral to the lesion for support, they received minimal use for shifting weight. The results of this study indicate that the rotorod task, in addition to providing quantitative measures of motor impairments, can also provide insights into the qualitative impairments.
Original Abstract:
The rotorod test, in which animals walk on a rotating drum, is widely used to assess motor status in laboratory rodents. Performance is measured by the duration that an animal stays up on the drum as a function of drum speed. Here we report that the task provides a rich source of information about qualitative aspects of walking movements. Because movements are performed in a fixed location, they can readily be examined using high-speed video recording methods. The present study was undertaken to examine the potential of the rotorod to reveal qualitative changes in the walking movements of hemi-Parkinson analogue rats, produced by injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) into the right nigrostriatal bundle to deplete nigrostriatal dopamine (DA). Beginning on the day following surgery and then periodically over the next two months, the rats were filmed from frontal, lateral, and posterior views as they walked on the rotorod. Behavior was analyzed by frame-by-frame replay of the video records. Rating scales of stepping behavior indicated that the hemi-Parkinson rats were chronically impaired in their posture and in the use of the limbs contralateral to the DA-depletion. The contralateral limbs not only displayed postural and movement abnormalities, they participated less in initiating and sustaining propulsion than did the ipsilateral limbs. These findings not only reveal new deficits secondary to unilateral DA-depletion, but also show that the rotorod can provide a robust tool for the qualitative analysis of movement.

A correction was made to: <a href="http://www.jove.com/video/1030/">Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat</a>. An additional paragraph was added to the discussion, the abstract was modified and another reference was included.

Erratum: Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat

use of rotorod as a method for the qualitative analysis of walking in rat

Die Drehstabtest, in denen die Tiere zu Fuß auf einer rotierenden Trommel, ist weit verbreitet, um Motor-Status in Labornagern beurteilen. Die Performance wird von der Dauer, die ein Tier bleibt auf der Trommel als Funktion der Trommeldrehzahl gemessen. Hier berichten wir, dass die Aufgabe eine reiche Quelle von Informationen über qualitative Aspekte des Wanderns Bewegungen bietet. Da Bewegungen in einem festen Standort durchgeführt werden, können sie leicht untersucht Verwendung von Hochgeschwindigkeits-Videoaufnahmen Methoden. Die vorliegende Studie wurde durchgeführt, um das Potenzial der Drehstabtest zu qualitativen Veränderungen in den Bewegungsablauf des Hemi-Parkinson analogen Ratten durch Injektion von 6-Hydroxydopamin (6-OHDA) in den rechten nigrostriatalen Bündel produziert offenbaren nigrostriatalen Dopamin führen (prüfen DA ). Beginnend am Tag nach der Operation und dann in regelmäßigen Abständen in den nächsten zwei Monaten wurden die Ratten aus frontal, lateral und posterior Ansichten gefilmt, wie sie auf der Drehstabtest ging. Verhalten wurde von Frame-by-Frame-Aufzeichnung der Videoaufnahmen analysiert. Rating-Skalen zu treten Verhalten zeigten, dass die Hemi-Parkinson-Ratten chronisch waren in ihrer Haltung und in der Nutzung der Gliedmaßen kontralateral zur DA-Depletion beeinträchtigt. Die kontralateralen Gliedmaßen nicht nur Haltungs-und Bewegungsstörungen angezeigt, nahmen sie weniger in der Initiierung und Aufrechterhaltung Antrieb als die ipsilateral Gliedmaßen. Diese Ergebnisse zeigen nicht nur neue Defizite sekundäre einseitige DA-Depletion, sondern auch zeigen, dass die Drehstabtest kann ein robustes Werkzeug für die qualitative Analyse der Bewegung.

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Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat

Die Drehstabtest wird verwendet, um Motor-Status in der Laufbewegung des Hemi-Parkinson analogen Ratten zu beurteilen.

Verwendung von Drehstabtest als Methode für die qualitative Analyse von Walking in Rat

High speed videoanalysis of the details of movement can provide a source of information about qualitative aspects of walking movements. When walking on a ...

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Research

JoVE Journal

Biology

12.9K Aufrufe.  University of Lethbridge. Die Drehstabtest wird verwendet, um Motor-Status in der Laufbewegung des Hemi-Parkinson analogen Ratten zu beurteilen.

Serie: Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat

Pyrosequencing: A Simple Method for Accurate Genotyping

Pharmacogenetic research benefits first-hand from the abundance of information provided by the completion of the Human Genome Project. With such a tremendous amount of data available comes an explosion of genotyping methods. Pyrosequencing(R) is one of the most thorough yet simple methods to date used to analyze polymorphisms. It also has the ability to identify tri-allelic, indels, short-repeat polymorphisms, along with determining allele percentages for methylation or pooled sample assessment. In addition, there is a standardized control sequence that provides internal quality control. This method has led to rapid and efficient single-nucleotide polymorphism evaluation including many clinically relevant polymorphisms. The technique and methodology of Pyrosequencing is explained.


Pyrosequencing(R) is one of the most thorough yet simple methods to date used to analyze polymorphisms. This method has led to rapid and efficient single-nucleotide polymorphism evaluation including many clinically relevant polymorphisms. The technique and methodology of Pyrosequencing is explained.

Pyrosequencing: Eine einfache Methode für genaue Genotypisierung

Pharmacogenetic research benefits first-hand from the abundance of information provided by the completion of the Human Genome Project. With such a ...

Forschung

Biologie

The Ladder Rung Walking Task: A Scoring System and its Practical Application.

Progress in the development of animal models for/stroke, spinal cord injury, and other neurodegenerative disease requires tests of high sensitivity to elaborate distinct aspects of motor function and to determine even subtle loss of movement capacity. To enhance efficacy and resolution of testing, tests should permit qualitative and quantitative measures of motor function and be sensitive to changes in performance during recovery periods. The present study describes a new task to assess skilled walking in the rat to measure both forelimb and hindlimb function at the same time. Animals are required to walk along a horizontal ladder on which the spacing of the rungs is variable and is periodically changed. Changes in rung spacing prevent animals from learning the absolute and relative location of the rungs and so minimize the ability of the animals to compensate for impairments through learning. In addition, changing the spacing between the rungs allows the test to be used repeatedly in long-term studies. Methods are described for both quantitative and qualitative description of both fore- and hindlimb performance, including limb placing, stepping, co-ordination. Furthermore, use of compensatory strategies is indicated by missteps or compensatory steps in response to another limb&#x2019;s misplacement. 

The ladder rung walking task is a new test to assess skilled walking and measure both forelimb and hindlimb placing, stepping, and inter-limb co-ordination.

Die Leitersprosse Walking-Aufgabe: Ein Scoring-System und seine praktische Anwendung.

Progress in the development of animal models for/stroke, spinal cord injury, and other neurodegenerative disease requires tests of high sensitivity to ...

Analysis of the Development of a Morphological Phenotype as a Function of Protein Concentration in Budding Yeast

Gene deletion and protein overexpression are common methods for studying functions of proteins. In this article, we describe a protocol for analysis of phenotype development as a function of protein concentration at population and single-cell levels in Saccharomyces cerevisiae. Although this protocol is based on the overexpression of a protein, it can easily be adapted for morphological phenotypes dependent on suppression of protein expression. Our lab is interested in studying the signaling properties of the endocytic adaptor protein epsin. To that purpose we used a dominant negative approach in which we over-expressed the conserved Epsin N-Terminal Homology (ENTH) domain in order to interfere with the functions of endogenous epsin-2 (Ent2 or YLR206W). We observed that overexpression of the ENTH domain of Ent2 (ENTH2) in wild type cells led to a cell division defect that is dependent on the mislocalization of a family of scaffolding proteins, septins.

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Die Analyse der Entwicklung eines morphologischen Phänotyp als Funktion der Protein-Konzentration in Hefezellen

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Microinjection of Medaka Embryos for use as a Model Genetic Organism

In this video, we demonstrate the technique of microinjection into one-cell stage medaka embryos. Medaka is a small egg-laying freshwater fish that allows both genetic and embryological analyses and is one of the vertebrate model organisms in which genome-wide phenotype-driven mutant screens were carried out 1, as in zebrafish and the mouse. Divergence of functional overlap of related genes between medaka and zebrafish allows identification of novel phenotypes that are unidentifiable in a single species 2, thus medaka and zebrafish are complementary for genetic dissection of vertebrate genome functions.
To take advantage of medaka fish whose embryos are transparent and develop externally, microinjection is an essential technique to inject cell-tracers for labeling cells, mRNAs or anti-sense oligonucleotides for over-expressing and knocking-down genes of interest, and DNAs for making transgenic lines.

Medaka and zebrafish are complementary for genetic dissection of vertebrate genome functions. This protocol highlights the key points for successful microinjection into medaka embryos, an important technique for embryological and genetic analysis using medaka and zebrafish in a laboratory.

Mikroinjektion von Medaka Embryonen für die Verwendung als Modell Genetic Organism

In this video, we demonstrate the technique of microinjection into one-cell stage medaka embryos. Medaka is a small egg-laying freshwater fish that allows ...

A Simple Method for Imaging Arabidopsis Leaves Using Perfluorodecalin as an Infiltrative Imaging Medium

The problem of acquiring high-resolution images deep into biological samples is widely acknowledged1. In air-filled tissue such as the spongy mesophyll of plant leaves or vertebrate lungs further difficulties arise from multiple transitions in refractive index between cellular components, between cells and airspaces and between the biological tissue and the rest of the optical system. Moreover, refractive index mismatches lead to attenuation of fluorophore excitation and signal emission in fluorescence microscopy. We describe here the application of the perfluorocarbon, perfluorodecalin (PFD), as an infiltrative imaging medium which optically improves laser scanning confocal microscopy (LSCM) sample imaging at depth, without resorting to damaging increases in laser power and has minimal physiological impact2. We describe the protocol for use of PFD with Arabidopsis thaliana leaf tissue, which is optically complex as a result of its structure (Figure 1). PFD has a number of attributes that make it suitable for this use3. The refractive index of PFD (1.313) is comparable with that of water (1.333) and is closer to that of cytosol (approx. 1.4) than air (1.000). In addition, PFD is readily available, non-fluorescent and is non-toxic. The low surface tension of PFD (19 dynes cm-1) is lower than that of water (72 dynes cm-1) and also below the limit (25 - 30 dyne cm-1) for stomatal penetration4, which allows it to flood the spongy mesophyll airspaces without the application of a potentially destructive vacuum or surfactant. Finally and crucially, PFD has a great capacity for dissolving CO2 and O2, which allows gas exchange to be maintained in the flooded tissue, thus minimizing the physiological impact on the sample. These properties have been used in various applications which include partial liquid breathing and lung inflation5,6, surgery7, artificial blood8, oxygenation of growth media9, and studies of ice crystal formation in plants10. Currently, it is common to mount tissue in water or aqueous buffer for live confocal imaging. We consider that the use of PFD as a mounting medium represents an improvement on existing practice and allows the simple preparation of live whole leaf samples for imaging.

A Simple Method for Imaging Arabidopsis Leaves Using Perfluorodecalin as an Infiltrative Imaging Medium

We describe the use of perfluorodecalin as an infiltrative mounting medium. This is a simple method for improving depth of imaging in Arabidopsis thaliana leaf tissue with minimal physiological impact.

Eine einfache Methode zur Bildgebung Arabidopsis Leaves Mit Perfluordecalin als Infiltrative Imaging Medium

The problem of acquiring high-resolution images deep into biological samples is widely acknowledged1. In air-filled tissue such as the spongy mesophyll of ...

Using SecM Arrest Sequence as a Tool to Isolate Ribosome Bound Polypeptides

Extensive research has provided ample evidences suggesting that protein folding in the cell is a co-translational process1-5. However, the exact pathway that polypeptide chain follows during co-translational folding to achieve its functional form is still an enigma. In order to understand this process and to determine the exact conformation of the co-translational folding intermediates, it is essential to develop techniques that allow the isolation of RNCs carrying nascent chains of predetermined sizes to allow their further structural analysis.
SecM (secretion monitor) is a 170 amino acid E. coli protein that regulates expression of the downstream SecA (secretion driving) ATPase in the secM-secA operon6. Nakatogawa and Ito originally found that a 17 amino acid long sequence (150-FSTPVWISQAQGIRAGP-166) in the C-terminal region of the SecM protein is sufficient and necessary to cause stalling of SecM elongation at Gly165, thereby producing peptidyl-glycyl-tRNA stably bound to the ribosomal P-site7-9. More importantly, it was found that this 17 amino acid long sequence can be fused to the C-terminus of virtually any full-length and/or truncated protein thus allowing the production of RNCs carrying nascent chains of predetermined sizes7. Thus, when fused or inserted into the target protein, SecM stalling sequence produces arrest of the polypeptide chain elongation and generates stable RNCs both in vivo in E. coli cells and in vitro in a cell-free system. Sucrose gradient centrifugation is further utilized to isolate RNCs.
The isolated RNCs can be used to analyze structural and functional features of the co-translational folding intermediates. Recently, this technique has been successfully used to gain insights into the structure of several ribosome bound nascent chains10,11. Here we describe the isolation of bovine Gamma-B Crystallin RNCs fused to SecM and generated in an in vitro translation system.

We describe here a technique that is now routinely used to isolate stably bound ribosome nascent chain complexes (RNCs). This technique takes advantage of the discovery that a 17 amino acid long SecM "arrest sequence" can halt translation elongation in a prokaryotic (E. coli) system, when inserted into (or fused to the C-terminus) of virtually any protein.

Mit SECM Arrest Sequenz als Werkzeug zum Ribosom gebunden Polypeptide isolieren

Extensive research has provided ample evidences suggesting that protein folding in the cell is a co-translational process1-5. However, the exact pathway ...

The Use of Chemostats in Microbial Systems Biology

Cells regulate their rate of growth in response to signals from the external world. As the cell grows, diverse cellular processes must be coordinated including macromolecular synthesis, metabolism and ultimately, commitment to the cell division cycle. The chemostat, a method of experimentally controlling cell growth rate, provides a powerful means of systematically studying how growth rate impacts cellular processes - including gene expression and metabolism - and the regulatory networks that control the rate of cell growth. When maintained for hundreds of generations chemostats can be used to study adaptive evolution of microbes in environmental conditions that limit cell growth. We describe the principle of chemostat cultures, demonstrate their operation and provide examples of their various applications. Following a period of disuse after their introduction in the middle of the twentieth century, the convergence of genome-scale methodologies with a renewed interest in the regulation of cell growth and the molecular basis of adaptive evolution is stimulating a renaissance in the use of chemostats in biological research.

Cell growth rate is a regulated process and a primary determinant of cell physiology. Continuous culturing using chemostats enables extrinsic control of cell growth rate by nutrient limitation facilitating the study of molecular networks that control cell growth and how those networks evolve to optimize cell growth.

Der Einsatz von Chemostate in Microbial Systems Biology

Cells regulate their rate of growth in response to signals from the external world. As the cell grows, diverse cellular processes must be coordinated ...

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

The folding and assembly of proteins is essential for protein function, the long-term health of the cell, and longevity of the organism. Historically, the function and regulation of protein folding was studied in vitro, in isolated tissue culture cells and in unicellular organisms. Recent studies have uncovered links between protein homeostasis (proteostasis), metabolism, development, aging, and temperature-sensing. These findings have led to the development of new tools for monitoring protein folding in the model metazoan organism Caenorhabditis elegans. In our laboratory, we combine behavioral assays, imaging and biochemical approaches using temperature-sensitive or naturally occurring metastable proteins as sensors of the folding environment to monitor protein misfolding. Behavioral assays that are associated with the misfolding of a specific protein provide a simple and powerful readout for protein folding, allowing for the fast screening of genes and conditions that modulate folding. Likewise, such misfolding can be associated with protein mislocalization in the cell. Monitoring protein localization can, therefore, highlight changes in cellular folding capacity occurring in different tissues, at various stages of development and in the face of changing conditions. Finally, using biochemical tools ex vivo, we can directly monitor protein stability and conformation. Thus, by combining behavioral assays, imaging and biochemical techniques, we are able to monitor protein misfolding at the resolution of the organism, the cell, and the protein, respectively.

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

To study the relationship between protein homeostasis, stress and aging, we monitored changes in protein folding by following protein dysfunction, protein localization in the cell and protein stability at the organismal, cellular and protein levels, using the genetically tractable metazoan Caenorhabditis elegans as a model system.

The folding and assembly of proteins is essential for protein function, the long-term health of the cell, and longevity of the organism. Historically, the ...

A Hybrid DNA Extraction Method for the Qualitative and Quantitative Assessment of Bacterial Communities from Poultry Production Samples

The efficacy of DNA extraction protocols can be highly dependent upon both the type of sample being investigated and the types of downstream analyses performed. Considering that the use of new bacterial community analysis techniques (e.g., microbiomics, metagenomics) is becoming more prevalent in the agricultural and environmental sciences and many environmental samples within these disciplines can be physiochemically and microbiologically unique (e.g., fecal and litter/bedding samples from the poultry production spectrum), appropriate and effective DNA extraction methods need to be carefully chosen. Therefore, a novel semi-automated hybrid DNA extraction method was developed specifically for use with environmental poultry production samples. This method is a combination of the two major types of DNA extraction: mechanical and enzymatic. A two-step intense mechanical homogenization step (using bead-beating specifically formulated for environmental samples) was added to the beginning of the &#8220;gold standard&#8221; enzymatic DNA extraction method for fecal samples to enhance the removal of bacteria and DNA from the sample matrix and improve the recovery of Gram-positive bacterial community members. Once the enzymatic extraction portion of the hybrid method was initiated, the remaining purification process was automated using a robotic workstation to increase sample throughput and decrease sample processing error. In comparison to the strict mechanical and enzymatic DNA extraction methods, this novel hybrid method provided the best overall combined performance when considering quantitative (using 16S rRNA qPCR) and qualitative (using microbiomics) estimates of the total bacterial communities when processing poultry feces and litter samples.

A novel semi-automated hybrid DNA extraction method for use with environmental poultry production samples was developed and demonstrated improvements over a common mechanical and enzymatic extraction method in terms of the quantitative and qualitative estimates of the total bacterial communities.

Ein Hybrid-DNA-Extraktionsmethode für die qualitative und quantitative Bewertung der bakteriellen Gemeinschaften aus Zucht Proben

The efficacy of DNA extraction protocols can be highly dependent upon both the type of sample being investigated and the types of downstream analyses ...

High-resolution Time-lapse Imaging and Automated Analysis of Microtubule Dynamics in Living Human Umbilical Vein Endothelial Cells

The physiological process by which new vasculature forms from existing vasculature requires specific signaling events that trigger morphological changes within individual endothelial cells (ECs). These processes are critical for homeostatic maintenance such as wound healing, and are also crucial in promoting tumor growth and metastasis. EC morphology is defined by the organization of the cytoskeleton, a tightly regulated system of actin and microtubule (MT) dynamics that is known to control EC branching, polarity and directional migration, essential components of angiogenesis. To study MT dynamics, we used high-resolution fluorescence microscopy coupled with computational image analysis of fluorescently-labeled MT plus-ends to investigate MT growth dynamics and the regulation of EC branching morphology and directional migration. Time-lapse imaging of living Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVECs) was performed following transfection with fluorescently-labeled MT End Binding protein 3 (EB3) and Mitotic Centromere Associated Kinesin (MCAK)-specific cDNA constructs to evaluate effects on MT dynamics. PlusTipTracker software was used to track EB3-labeled MT plus ends in order to measure MT growth speeds and MT growth lifetimes in time-lapse images. This methodology allows for the study of MT dynamics and the identification of how localized regulation of MT dynamics within sub-cellular regions contributes to the angiogenic processes of EC branching and migration.

Protocols for Human Umbilical Vein Endothelial Cell (HUVEC) culture, transient transfection of fluorescently-labeled markers of microtubule growth, live-cell imaging and automated analysis of interphase microtubule growth dynamics are detailed.

Hochauflösende Zeitraffer-Imaging und automatische Analyse von Dynamik der Mikrotubuli in lebenden menschlichen Endothelzellen aus der Nabelvene

The physiological process by which new vasculature forms from existing vasculature requires specific signaling events that trigger morphological changes ...