Ringraziamo il Sig John Crowell e il signor Terry Upshall per la loro esperienza e assistenza tecnica con la fotografia e videografia. Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni a JLV dal Canadian Institutes of Health Research e la ricerca e sviluppo Corporation di Terranova e un cuore e Stroke Foundation of Canada Canadian partnership operativa per Stroke Recovery Catalyst sovvenzione. RBR era destinatario di un Keith Griffiths Memorial Heart &amp; Stroke Foundation Graduate Scholarship.

Dichiarazione etica: Tutti gli esperimenti sono stati approvati dal Memorial University of Animal Care Comitato Etico di Terranova secondo le linee guida del Consiglio canadese cura degli animali. 1. Mice <ol><li> Utilizzare topi adulti. In questo studio, sono stati utilizzati topi maschi adulti FVBN (n = 10) tra 2-4 mesi. Topi di casa su un 12:12 ora inversione del ciclo luce-buio e forniscono chow roditore standard ed acqua ad libitum. </li></ol> 2. I materiali richiesti per il Test cilindro <ol><li> Ottenere un tavolo con un top trasparente per filmare il test del cilindro. Le dimensioni della tabella sono irrilevanti, il superiore deve essere plexiglass o vetro, e ci deve essere abbastanza spazio per posizionare uno specchio in calce. Questo permette il mouse per essere videoregistrate dal basso. Usare uno specchio calce per riflettere l&#39;immagine attraverso il cilindro. In alternativa, utilizzare una telecamera capovolta se disponibile. Le dimensioni del tavolo utilizzati in questo protocollo sono 54 x 56 x 66,5 centimetri (WxLxH) con un 51 x 51 centimetri superiore (axl). </li><li> Ottenere uno specchio. Le dimensioni dello specchio utilizzati nel presente protocollo sono 34 x 58cm (axl). </li><li> Ottenere un cilindro trasparente / plexiglass per il mouse per eseguire in. Le dimensioni del cilindro utilizzati in questo protocollo sono 17,5 centimetri alto, 8,8 centimetri ID, 9,5 centimetri diametro con uno spessore di 0,35 centimetri. Un cilindro più alto può essere richiesto per i ceppi più attivi del mouse. </li><li> Posizionare il cilindro sul tavolo e filmare il riflesso nello specchio di seguito. </li><li> Sono necessarie una videocamera e cavalletto. Registrare video a circa 650KB / s, che è di circa 190 MB per ogni 5 minuti di video di cilindro. Assicurarsi che la fotocamera ha una funzionalità di zoom per garantire che il cilindro abbraccia l&#39;intero campo visivo. NOTA: La videocamera utilizzata in questo protocollo è una Sony DCR-SR42, zoom ottico 40x, zoom digitale 2,000x, 680kpix che utilizza la definizione standard, NTSC video interlacciato). </li><li> Ottenere software per l&#39;analisi - un pl multimedialeayer con supporto video e modulazione della velocità di riproduzione. Il lettore multimediale utilizzata in questo protocollo è la v2.1.2 VLC Media Player. </li><li> Ottenere un computer con un sistema operativo in grado di eseguire il lettore multimediale e un monitor. </li><li> Per una conservazione elettronica per i video. Scaricare video da un disco rigido esterno o copiarlo su DVD per la conservazione a lungo termine. NOTA: A 190MB per video, 84 sessioni di stare su una scheda SD da 16 GB e 168 sessioni di stare su una scheda SD da 32 GB. A causa della relativa economicità dei media SD, e l&#39;incertezza in quanto tempo alcuni topi richiedono di completare 20 gomme posteriori, si consiglia una scheda da 32 GB. In questo studio, i video sono stati copiati dalla fotocamera a un hard disk esterno da 2 TB e poi ricopiati su DVD come backup. </li></ol> 3. Setup sperimentale della prova Cilindro <ol><li> Fissare mirror qui sotto il tavolo in un angolo di 45 gradi al piano del tavolo. Farlo utilizzando due staffe di supporto attaccati alle gambe del tavolo a support la parte superiore e inferiore dello specchio, rispettivamente. Località staffe sono noti in una vista laterale della tabella (Figura 1A) e una vista faccia sul tavolo (Figura 1B). </li><li> Posizionare cilindro sul centro del tavolo. Disegnare quattro linee equidistanti cui il cilindro si siede sul tavolo con un pennarello nero (Sharpie) in modo che il cilindro può essere sollevato e restituito alla stessa posizione (figura 2). Li disegno sul lato inferiore del tavolo trasparente permette il tavolo da pulire tra sperimentazione animale senza dissolvere l&#39;inchiostro indicatore. </li><li> Fissare la macchina fotografica e cavalletto. Puntare la fotocamera a specchio in modo che l&#39;immagine guarda direttamente attraverso la canna del cilindro. Assicurarsi che la parete interna del cilindro pieno è visibile e ostruita dalla base (Figura 3). Vedere una vista laterale-on della configurazione, compreso l&#39;angolo relativo della configurazione della telecamera e specchio, dall&#39;alto (figura 4A) e dallivello della falda, compreso un allevamento mouse (Figura 4B). </li><li> Preparare le carte cue per identificare ogni mouse prima delle riprese. Assicurarsi che le carte includono tipicamente un numero di identificazione per ciascun topo, il time-point della prova (ad es., 3 giorni dopo il trattamento) e la data della sessione riprese. Non includere il gruppo di trattamento sulla carta spunto per garantire lo sperimentatore è accecato. </li><li> Film in condizioni di illuminazione interna standard come questo livello di luce è necessaria per vedere chiaramente i movimenti del mouse intorno al cilindro. NOTA: Se disponibile riprese al buio con una fotocamera luce rossa può essere sufficiente, ma ci si deve prima verificare se tocchi zampa e trascina sono chiaramente visibili per la quantificazione. </li></ol> 4. Esecuzione <ol><li> Iniziare le riprese. Visualizza la scheda spunto del mouse adeguato davanti all&#39;obiettivo della fotocamera. </li><li> Abbassare il mouse nel cilindro dall&#39;alto aperto subito dopo aver girato la scheda cue. </li><li> Iniziate le riprese del mouse. Ridurre al minimo il rumore durante questo periodo, come i topi potrebbero perdere interesse ad esplorare se spaventato. </li><li> Osservare la parte posteriore topi di esplorare il cilindro. Cattura il video fino a quando il mouse esegue un minimo di venti posteriori. NOTA: A posteriori si verifica quando entrambi zampe anteriori perdono contatto con il pavimento e il mouse si erge sulle zampe posteriori. </li><li> Pulire tavolo e cilindro con una soluzione di pulizia adeguato tra ogni mouse per igienizzare ed eliminare profumi del mouse. </li><li> Il congelamento è quando i topi smettere di esplorare e rimanere tranquillamente seduto a quattro zampe per circa 5 minuti. Se topi congelare prima che si verifichino venti retri, può essere necessario rimuoverli dal cilindro per 10-20 minuti prima di riprendere la prova. Se i topi non eseguono venti posteriori, vengono rimossi dallo studio. NOTA: Nella nostra esperienza, i topi hanno mai avuto bisogno di essere esclusi a causa di mancanza di esplorare il cilindro. </li></ol> 5. Valutazione del Test Cilindro con Paw-trascinamentoAnalisi <ol><li> Riprodurre il video a un tasso compreso tra 0,25x e 0.67x velocità normale a seconda di quanto velocemente il mouse esplora il cilindro. Utilizzare un lettore multimediale che offre una velocità di riproduzione lenta. </li><li> Quantificare il numero totale di tocchi zampa. Tocchi Paw si verificano quando le ruote posteriori del mouse (Figura 5A), tocca il lato del cilindro (Figura 5B), poi smonta con entrambe le zampe contemporaneamente (Figura 5C) e terre (Figura 5D). La zampa può o non può contattare la parete del cilindro con una palma piena, ma qualche contatto con la parete del cilindro deve avvenire. Valutare tocchi zampa contando il numero di volte che il mouse entra in contatto (per quanto breve) con la parete del cilindro con una o entrambe le zampe anteriori mentre permanente sulle sue arti posteriori durante una posteriore. Si noti che il contatto con la parete del cilindro viene conteggiato solo come &quot;touch paw&quot; o &quot;zampa trascinare&quot; se il mouse è in posizione arretrata - piedisui suoi arti posteriori con entrambe le zampe anteriori fuori del piano del tavolo. Se il mouse rimane in una posizione di 3 punti - entrambi gli arti posteriori e una zampa sul tavolo e comincia a toccare il muro con la zampa libera - questo non viene conteggiato come un tocco zampa. I topi possono posteriore e toccare la parete del cilindro con una sola zampa anteriore e questo viene considerato come un tocco di zampa. Nota: un mouse può spostare il proprio corpo intorno al cilindro durante una posteriore, rendendo più di due contatti. Questi contatti sono conteggiati - uno per ogni tocco di zampa anteriore sinistra e uno per ogni tocco zampa anteriore destra. </li><li> Quantificare il numero di zampa-trascina. Comportamento trascinando Paw è distinta dalle normali tocchi zampa. <ol><li> Se i contatti zampa parete del cilindro con un pieno palma aperta (Figura 6B), che cadrà lentamente dalla parete, spesso con un leggero tremore. Il movimento inizia con le cifre trascinamento contro la parete del cilindro sia in direzione mediale o verso il basso, (Figura 6C) prima allontanamento completely (Figura 6D). Il mouse sarà quindi smontare con la sua zampa inalterato (Figura 6E) prima di atterrare a quattro zampe (Figura 6F). Questo è considerato una zampa-resistenza e dovrebbe essere considerata in un conteggio. </li><li> Se il paw non tocchi la parete del cilindro con una palma completamente aperta, esso sfiorare la parete del cilindro con le cifre prima allontanamento dalla parete del cilindro. Allo stesso modo, un mouse può trascinare la zampa contro la parete del cilindro, ma non rilasciarlo completamente prima di scendere. Questi sono entrambi considerati zampa-trascina così come tocchi e dovrebbe essere considerato come sia in un conteggio. </li><li> La zampa può anche trascinare lungo la parete del cilindro, mentre un mouse esplora il cilindro. In questo caso, la zampa seguirà la torsione del busto del mouse come esplora sinistra oa destra della sua posizione originale (Figura 7A-D) prima di smontaggio (Figura 7E). Questo non è considerato una zampa-trascinamento, in quanto dipende mouse scelta casualeuna direzione di esplorare e non dipende da quale emisfero corticale è stato danneggiato. </li></ol></li><li> Paw-trascina sono espressi in percentuale di zampa trascina per numero totale di tocchi zampa durante una sessione. Esprimere il numero di zampa-trascina come percentuale di contatti totali zampa per ogni zampa anteriore separatamente. </li><li> Tocchi conseguente una zampa trascinare contano come una zampa trascinare e un tocco contemporaneamente. Così, se un mouse trascina la zampa ogni volta i contatti zampa la parete del cilindro, la percentuale paw trascinamento è espressa come 100%. </li></ol> 6. Ulteriori design sperimentale Suggerimenti <ol><li> Per ridurre al minimo le variabili estranee: <ol><li> Testare i topi allo stesso tempo ogni giorno test. Testare i topi durante il loro ciclo di veglia. Mantenere topi su un ciclo di luce retromarcia 12 ore facilita la prestazione. </li><li> I topi possono essere riluttanti a esplorare il cilindro se ha sottolineato sia da rumore o un ambiente nuovo. Test topi nella loro camera di conservazione animale o di una stanza che abbiano ieen confidenza con riduce lo stress. Ciò si può verificare se la stanza è rumorosa, se il mouse è stato spintonato prima di entrare nel cilindro o per assuefazione. NOTA: Il test dovrebbe essere effettuato una volta prima di manipolazione sperimentale di servire come una lettura di base. Dopo manipolazione, giorni di test sono a discrezione dello sperimentatore, se si consiglia di evitare un eccessivo numero di esposizioni al cilindro in un breve periodo di tempo. </li><li> Topi può diventare riluttanti a posteriori dopo 6-7 esposizioni verso il cilindro. Per questo studio, i topi sono stati testati nel cilindro per un totale di sette volte, prima di ischemia e nei giorni 1, 3, 7, 14, 21 e 28 post-intervento chirurgico. NOTA: In questo studio abbiamo utilizzato il ceppo FVBN mouse. Abbiamo precedentemente testato topi C57BL / 6 nel cilindro e comportamento paw trascinando osservati dopo un ET-1 danno ischemico (dati non mostrati). C57BL / 6 topi sono stati più attivi che FVBN topi quando allevamento e spesso saltato sul bordo del cilindroprima di salire fuori. Cilindri Taller dovrebbero essere usati se i topi cercano di fuggire saltando. </li></ol></li></ol> 7. L&#39;endotelina-1 Chirurgia e infarto misurazioni del volume <ol><li> Eseguire endotelina-1 chirurgia e misurazioni del volume dell&#39;infarto secondo protocolli precedentemente pubblicati 4. Per indirizzare anteriore corteccia motoria degli arti anteriori, ogni mouse dovrebbe ricevere tre ET-1 iniezioni alle seguenti coordinate: (i) +0,7 anteriorposterior (AP) /1.5 medio-laterale (ml) / - 1.2 dorso-ventrale (DV), ( ii) +0.4 AP / 1,25 ml / - 1.2 DV e (iii) +0,1 AP / 1,75 ml / -1.2 DV 4. </li></ol> 8. Analisi statistica <ol><li> Si raccomanda un due vie misure ripetute analisi della varianza (ANOVA) per analizzare la percentuale di zampa trascinamento per le zampe affetti e non tra i diversi punti di tempo. </li></ol>

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</ol>

Gli autori non hanno interessi finanziari concorrenti.

I punti chiave per stabilire quando quantificazione comportamento zampa trascinando nella prova del cilindro sono i seguenti: i) quantificare il numero di zampa trascina contro tocchi zampa totali per ogni zampa prima di lesioni cerebrali per stabilire una linea di base; ii) quantificare il numero di zampa-trascina contro tocchi zampa totali per ogni zampa dopo l&#39;infortunio ischemico; e iii) di discriminare tra una zampa-resistenza e il movimento laterale della zampa lungo la parete del cilindro durante la rotazione...

L&#39;obiettivo di strategie di risanamento neurali è quello di dimostrare sia la riparazione dei tessuti e recupero funzionale. Il recupero funzionale è in genere valutata con test comportamentali che misurano deficit funzionali, in questo caso che coinvolge le abilità motorie che sono associati con danni alle regioni specifiche del cervello. Lesione cerebrale traumatica o danno ischemico all&#39;area forelimb sensomotoria della corteccia possono essere dimostrati da una serie di test comportamentali. Uno di questi test, il test del cilindro è ampiamente utilizzata nei ratti per valutare deficit funzionali all&#39;attività degli arti anteriori 1. Il test ha un basso costo di set-up che richiede solo un cilindro, fotocamera e tavolino con trasparente. E &#39;facile da gestire in quanto si basa sul comportamento esplorativo naturale dei roditori, quindi non sono necessari pre-allenamento e privazione di cibo o ricompense. Nonostante questi numerosi vantaggi, il test cilindro è sottoutilizzato per valutare i deficit degli arti anteriori nei topi dopo lesioni focali alla zampa anteriore sensorimotor corteccia, che si attribuisce all&#39;analisi del comportamento topo nel test del cilindro. Asimmetria forelimb è la misura classica di analisi per il test del cilindro. Quando è inserito nel cilindro, roditori naturalmente esplorare le pareti del cilindro da allevamento sui loro arti posteriori e toccando le pareti del cilindro con le zampe degli arti anteriori per l&#39;equilibrio posturale. Il numero di tocchi zampa muro con ogni zampa anteriore è facilmente quantificato riprese roditori durante questa esplorazione del cilindro. Asimmetria zampa anteriore si verifica quando la zampa zampa anteriore colpita rende meno tocchi con la parete che la zampa anteriore zampa inalterato ed è indicativa di un danno alla corteccia sensomotoria controlaterale. Nei ratti, le iniezioni intra-corticali dell&#39;agente vasocostrittiva, endotelina (ET-1), nella corteccia sensomotoria forelimb provoca una lesione ischemica focale che si traduce in deficit comportamentali nella zampa anteriore controlaterale. Deficit in uso forelimb controlaterale sono facilmente rilevati come variazioni di forelimb asimmetria nel test del cilindro in ratti 1-3. A differenza di ratti però, i cambiamenti nella zampa anteriore asimmetria sono variabili e meno consistente nei topi dopo comparabili ET-1 iniezioni 4-6. Qui mostriamo una nuova analisi del comportamento degli arti anteriori nel test del cilindro - analisi del comportamento-zampa di trascinamento. Abbiamo precedentemente dimostrato che l&#39;analisi zampa trascinamento è una misura più sensibile di danno al forelimb sensorimotor corteccia nei topi rispetto all&#39;analisi forelimb asimmetria classica e quindi è applicabile ad una varietà di modelli di lesioni focali corticali. L&#39;esame di come i contatti delle zampe anteriori la parete del cilindro seguente danno ischemico alla corteccia sensomotoria forelimb rivelato un comportamento romanzo nei topi - zampa-trascinamento 4. Una zampa-trascinamento si verifica quando il mouse si trova sulle zampe posteriori per esplorare la parete del cilindro poi trascina il suo affetto zampa (contra-lesionale) lungo la parete del cilindro verso la sua linea mediana o verso il basso il tempo murola sua zampa inalterato fornisce supporto posturale contro il muro. Paw-trascina raramente si verificano nei topi incolumi dunque l&#39;aspetto di una zampa-resistenza è un indicatore positivo di lesioni alla corteccia sensomotoria forelimb 4. Abbiamo già quantificato comportamento zampa trascinando nei topi dopo ET-1 danno ischemico al forelimb sensomotorio corteccia e abbiamo dimostrato il comportamento-zampa trascinando sostenuta nei topi fino a due settimane post-ictus 4. Qui mostriamo che il comportamento-zampa trascinamento è sostenuta fino a quattro settimane post-ictus. Analisi del comportamento della zampa trascinando fornisce uno strumento nuovo e sensibile per la valutazione danno ischemico focale alla corteccia sensomotoria arti anteriori nei topi. Il suo basso costo di set-up, la facilità di amministrazione e segnando fanno di questo uno strumento semplice, ma utile per valutare rapidamente deficit comportamentali degli arti anteriori nei topi.

<table><tbody><tr><td>Plexi-glass cylinder</td><td></td><td></td><td>17.5 cm high, 9.5 cm outer diameter, 8.8 cm inner diameter, wall thickness 0.35 cm (or 3.5 mm)</td></tr><tr><td>viewing table</td><td></td><td></td><td>54x56x66.5 cm (width x length x height), top of table is a 51x51 cm sheet of plexiglass.</td></tr><tr><td>mirror</td><td></td><td></td><td>34x58 cm mirror</td></tr><tr><td>video camera</td><td>Sony</td><td>DCR-SR42</td><td>Video camera with onboard storage, SD functionality, 40x optical zoom</td></tr><tr><td>computer</td><td>Dell</td><td>Optiplex 760</td><td>Processor: Intel, 3.0 GHz, Memory 4.00GB (RAM)&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>computer monitor</td><td>Samsung</td><td>S22C350H</td><td></td></tr><tr><td>Excel (Microsoft Office Professional Plus)</td><td>Microsoft</td><td>v14.0.7106.5003</td><td></td></tr><tr><td>VLC Media Player</td><td>Video LAN</td><td>v2.1.2</td><td>Media player with playback speed modulation and video support</td></tr><tr><td>External Hard Drive</td><td>Western Digital</td><td>WDBAAU0020HBK-01</td><td>2 TB</td></tr></tbody></table>

paw-dragging: a novel, sensitive analysis of the mouse cylinder test

Il test del cilindro è abitualmente utilizzato per prevedere il danno ischemico focale alla corteccia motoria degli arti anteriori nei roditori. Quando è inserito nel cilindro, roditori esplorano da allevamento e toccando le pareti del cilindro con le zampe degli arti anteriori per il supporto posturale. A seguito di danno ischemico alla corteccia sensomotoria zampa anteriore, i ratti si affidano maggiormente alle loro arti anteriori zampa inalterata per il supporto posturale conseguente minor numero di tocchi con la zampa interessata che è chiamato arti anteriori asimmetria. Al contrario, danno ischemico focale nel cervello di topo non riesce a portare a deficit consistenti simili in forelimb asimmetria. Mentre i deficit forelimb asimmetria sono raramente osservati, i topi non mostrano un romanzo comportamento post ictus chiamato &quot;zampa-trascinamento&quot;. Paw-trascinamento è la tendenza per un mouse per trascinare la zampa interessata lungo la parete del cilindro, piuttosto che spingere direttamente fuori dal muro quando smontando da un posteriore per una presa di posizione a quattro zampe. Abbiamo già dimostrato checomportamento trascinando la zampa è molto sensibile alle piccole lesioni ischemiche corticali alla corteccia motoria degli arti anteriori. Qui forniamo un protocollo dettagliato per l&#39;analisi-zampa di trascinamento. Definiamo cosa una zampa-resistenza è e dimostrare come quantificare il comportamento-zampa di trascinamento. Il test del cilindro è un test semplice ed economico da gestire e non richiede pre-formazione o strategie privazione alimentare. Utilizzando analisi-zampa trascinando al test del cilindro, si riempie una nicchia per predire le lesioni ischemiche corticali, come photothrombosis e endotelina-1 (ET-1) ischemia indotta - due modelli che sono sempre più in popolarità e producono lesioni focali più piccoli di occlusione dell&#39;arteria cerebrale media. Infine, misurando il comportamento-zampa trascinando nel test del cilindro permetterà studi di recupero funzionale dopo lesione corticale utilizzando una vasta coorte di ceppi di topi transgenici in cui precedente analisi forelimb asimmetria non è riuscita a rilevare i deficit consistenti.

Abbiamo già dimostrato che il comportamento-zampa trascinando appare a seguito di una focale danno ischemico al forelimb sensomotorio corteccia ed è un indicatore positivo di danni 4. Iniezioni intra-corticali di ET-1 nella corteccia forelimb sensorimotor stati usati per indurre una lesione ischemica (Figura 8A, B). Questo studio ha esaminato se il comportamento-zampa trascinando prorogato per più di 14 giorni post-infortunio per il suo uso potenziale per valutare il recupero funzionale. I...

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Paw-Dragging: a Novel, Sensitive Analysis of the Mouse Cylinder Test

Classica analisi forelimb asimmetria del test del cilindro viene normalmente utilizzato per valutare deficit comportamentali nei ratti seguenti lesione cerebrale o ictus; tuttavia, esso non riesce a rilevare deficit consistenti in topi. Questo studio dimostra che quantificare il comportamento zampa-trascinamento è un&#39;analisi più sensibile di lesioni cerebrali nei topi.

Paw-trascinamento: un romanzo, analisi sensibile del cilindro di prova del mouse

The cylinder test is routinely used to predict focal ischemic damage to the forelimb motor cortex in rodents. When placed in the cylinder, rodents explore ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

23.5K Views.  Memorial University of Newfoundland.  Classica analisi forelimb asimmetria del test del cilindro viene normalmente utilizzato per valutare deficit comportamentali nei ratti seguenti lesione cerebrale o ictus; tuttavia, esso non riesce a rilevare deficit consistenti in topi. Questo studio dimostra che quantificare il comportamento zampa-trascinamento è un'analisi più sensibile di lesioni cerebrali nei topi. 

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Assessment of Sensorimotor Function in Mouse Models of Parkinson's Disease

Sensitive and reliable behavioral outcome measures are essential to the evaluation of potential therapeutic treatments in preclinical trials for many neurodegenerative diseases. In Parkinson's disease, sensorimotor tests sensitive to varying degrees of nigrostriatal dysfunction are fundamental for testing the efficacy of potential therapeutics. Reliable and quite elegant sensorimotor measures exist for rats, however many of these tests measure sensorimotor asymmetry within the rat and are not entirely suitable for the newer genetic mouse models of PD. We have put together a battery of sensorimotor tests inspired by the sensitive tests in rats and adapted for mice. The test battery highlighted in this study is chosen for a) its sensitivity in a wide variety of mouse models of PD, b) its ease in implementing into a study, and c) its low expense. These tests have proven useful in characterizing novel genetic mouse models of PD as well as in testing potential disease-modifying therapies.

In Parkinson's disease and movement disorders in general, sensitive and reliable behavioral assays are essential for testing novel potential therapeutics. Here, we describe a manageable battery of sensorimotor tests for mice that are sensitive to varying degrees of injury to the nigrostriatal system and useful for preclinical studies.

Valutazione della Sensorimotor funzione in modelli murini di malattia di Parkinson

Sensitive and  reliable behavioral outcome measures are essential to the evaluation of  potential therapeutic treatments in preclinical trials for many  ...

Ricerca

Comportamento

The Vermicelli and Capellini Handling Tests: Simple quantitative measures of dexterous forepaw function in rats and mice

Previous characterizations of rodent eating behavior have revealed that they use coordinated forepaw movements to manipulate food pieces. We have extended upon this work to develop a simple quantitative measure of forepaw dexterity that is sensitive to lateralized impairments and age-dependent changes. Rodents learn skillful forepaw and digit movements to manage thin pasta pieces, which they eagerly consume. We have previously described methods for quantifying vermicelli handling in rats and showed that the measures are very sensitive to forelimb impairments resulting from unilateral ischemic lesions, middle cerebral artery occlusions and unilateral striatal dopamine depletion [Allred, R.P., Adkins, D.L., Woodlee, M.T., Husbands, L.C., Maldonado M.A., Kane, J.R., Schallert, T. &amp; Jones, T.A. The Vermicelli Handling Test: a simple quantitative measure of dexterous forepaw function in rats. J. Neurosci. Methods 170, 229-244 (2008)]. Here we present a more detailed protocol for this test in rats and compare it with a newly developed version for mice, the Capellini Handling Test. Rats and mice are videotaped while handling short lengths of uncooked vermicelli or capellini pasta, respectively, with a camera positioned to optimize the view of paw movements. Slow motion video playback allows for the identification of forepaw adjustments, defined as any distinct removal and replacement of the paw, or of any number of digits, on the pasta piece after eating commences. Forepaw adjustments per piece are averaged over trials per each testing session. Repeated testing permits sensitive quantitative analysis of changes in forepaw dexterity over time. Protocols for pre-testing habituation and handling practice, as well as procedures for characterizing atypical handling patterns, are described. Because rats and mice perform the pasta handling tests slightly differently, species-specific differences in administration and scoring of these tests are highlighted. All animal use was in accordance with protocols approved by the University of Texas at Austin Animal Care and Use Committee.

The Vermicelli and Capellini Handling Tests of forepaw dexterity take advantage of the natural inclination of rodents to manipulate food items using skillful forepaw and digit movements. Animals are videotaped while handling short strands of uncooked dry pasta. Slow motion video playback allows for the quantification of forepaw adjustments.

I vermicelli e test Manipolazione Capellini: Semplici misure quantitative della funzione zampe anteriori abile nel ratto e nel topo

Previous characterizations of rodent eating behavior have revealed that they use coordinated forepaw movements to manipulate food pieces. We have extended ...

Neuroscienze

The Sciatic Nerve Cuffing Model of Neuropathic Pain in Mice

Neuropathic pain arises as a consequence of a lesion or a disease affecting the somatosensory system. This syndrome results from maladaptive changes in injured sensory neurons and along the entire nociceptive pathway within the central nervous system. It is usually chronic and challenging to treat. In order to study neuropathic pain and its treatments, different models have been developed in rodents. These models derive from known etiologies, thus reproducing peripheral nerve injuries, central injuries, and metabolic-, infectious- or chemotherapy-related neuropathies. Murine models of peripheral nerve injury often target the sciatic nerve which is easy to access and allows nociceptive tests on the hind paw. These models rely on a compression and/or a section. Here, the detailed surgery procedure for the &#34;cuff model&#34; of neuropathic pain in mice is described. In this model, a cuff of PE-20 polyethylene tubing of standardized length (2 mm) is unilaterally implanted around the main branch of the sciatic nerve. It induces a long-lasting mechanical allodynia, i.e., a nociceptive response to a normally non-nociceptive stimulus that can be evaluated by using von Frey filaments. Besides the detailed surgery and testing procedures, the interest of this model for the study of neuropathic pain mechanism, for the study of neuropathic pain sensory and anxiodepressive aspects, and for the study of neuropathic pain treatments are also discussed.

Neuropathic pain is a consequence of a lesion or disease affecting the somatosensory system. The &#8220;cuff model&#8221; of neuropathic pain in mice consists of the implantation of a polyethylene cuff around the main branch of the sciatic nerve. Mechanical allodynia is tested using von Frey filaments.

Il nervo sciatico ammanettare modello di dolore neuropatico nei topi

Neuropathic pain arises as a consequence of a lesion or a disease affecting the somatosensory system. This syndrome results from maladaptive changes in ...

Medicina

Measuring Changes in Tactile Sensitivity in the Hind Paw of Mice Using an Electronic von Frey Apparatus

Measuring inflammation-induced changes in thresholds of hind paw withdrawal from mechanical pressure is a useful technique to assess changes in pain perception in rodents. Withdrawal thresholds can be measured first at baseline and then following drug, venom, injury, allergen,&#160;or otherwise evoked inflammation by applying an accurate force on very specific areas of the skin. An electronic von Frey apparatus allows precise assessment of mouse hind paw withdrawal thresholds that are not limited by the available filament sizes in contrast to classical von Frey measurements. The ease and rapidity of measurements allow for incorporation of assessment of tactile sensitivity outcomes in diverse models of rapid-onset inflammatory and neuropathic pain as multiple measurements can be taken within a short time period. Experimental measurements for individual rodent subjects can be internally controlled against individual baseline responses and exclusion criteria easily established to standardize baseline responses within and across experimental groups. Thus, measurements using an electronic von Frey apparatus represent a useful modification of the well-established classical von Frey filament-based assays for rodent mechanical allodynia that may also be applied to other nonhuman mammalian models.

Electronic von Frey measurements are an effective and improved alternative to classical von Frey filaments, as they allow rapid and precise measurement of changes in rodent mechanical withdrawal thresholds to continuously applied pressure stimuli before and after an inflammatory event.

Measuring inflammation-induced changes in thresholds of hind paw withdrawal from mechanical pressure is a useful technique to assess changes in pain ...

Urokinase-type Plasminogen Activator-induced Mouse Back Pain Model

A model of persisting lower back pain can be induced in mice with the simple methodology described herein. Step-by-step methods for simple, rapid induction of a persisting back pain model in mice are provided here using an injection of urokinase-type plasminogen activator (urokinase), a serine protease present in humans and other animals. The methodology for induction of persisting lower back pain in mice involves a simple injection of urokinase along the ligamentous insertion region of the lumbar spine. The urokinase inflammatory agent activates plasminogen to plasmin. Typically, the model can be induced within 10 min and hypersensitivity persists for at least 8 weeks.
Hypersensitivity, gait disturbance, and other standard anxiety- and depression-like measures can be tested in the persisting model.&#160;Back pain is the most prevalent type of pain. To improve awareness of back pain, the International Association for the Study of Pain (IASP) named 2021 the &#34;Global Year about Back Pain&#34; and 2022 the &#34;Global Year for Translating Pain Knowledge to Practice.&#34; One limitation of the therapeutic advancement of pain therapeutics is the lack of suitable models for testing persistent and chronic pain. The&#160;features of this model&#160;are suitable for testing potential therapeutics aimed at the reduction of back pain and its ancillary characteristics, contributing to IASP&#39;s naming 2022 as the Global Year for Translating Pain Knowledge to Practice.

Methods for simple, rapid induction of a back pain model in mice are provided here using an intraligament injection of urinary plasminogen activator.

Modello di mal di schiena di topo indotto dall'attivatore del plasminogeno di tipo urochinasi

A model of persisting lower back pain can be induced in mice with the simple methodology described herein. Step-by-step methods for simple, rapid ...

The Monoiodoacetate Model of Osteoarthritis Pain in the Mouse

A major symptom of patients with osteoarthritis (OA) is pain that&#160;is triggered by peripheral as well as central changes within the pain pathways. The current treatments for OA pain such as NSAIDS or opiates are neither sufficiently effective nor devoid of detrimental side effects. Animal models of OA are being developed to improve our understanding of OA-related pain mechanisms and define novel pharmacological targets for therapy. Currently available models of OA in rodents include surgical and chemical interventions into one knee joint. The monoiodoacetate (MIA) model has become a standard for modelling joint disruption in OA in both rats and mice. The model, which is easier to perform in the rat, involves injection of MIA into a knee joint that induces rapid pain-like responses in the ipsilateral limb, the level of which can be controlled by injection of different doses. Intra-articular injection of MIA disrupts chondrocyte glycolysis by inhibiting glyceraldehyde-3-phosphatase dehydrogenase and results in chondrocyte death, neovascularization, subchondral bone necrosis and collapse, as well as inflammation. The morphological changes of the articular cartilage and bone disruption are reflective of some aspects of patient pathology. Along with joint damage, MIA injection induces referred mechanical sensitivity in the ipsilateral hind paw and weight bearing deficits that are measurable and quantifiable. These behavioral changes resemble some of the symptoms reported by the patient population, thereby validating the MIA injection in the knee as a useful and relevant pre-clinical model of OA pain.
The aim of this article is to describe the methodology of intra-articular injections of MIA and the behavioral recordings of the associated development of hypersensitivity with a mind to highlight the necessary steps to give consistent and reliable recordings.

Osteoarthritis (OA), or degenerative joint disease, is a debilitating condition associated with pain that remains only partially controlled by available analgesics. Animal models are being developed to improve our understanding of OA-related pain mechanisms. Here we describe the methodology for the monoiodoacetate model of OA pain in the mouse.

Il modello Monoiodoacetate di osteoartrite Pain in the mouse

A major symptom of patients with osteoarthritis (OA) is pain that&#160;is triggered by peripheral as well as central changes within the pain pathways. The ...

Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury

The von Frey test is a classical method that has been widely used to examine the sensory function of neuropathic pain animals. However, it has some disadvantages such as subjective data and the requirement of a skilled, experienced experimenter. To date, a variety of modifications have improved the von Frey method, but it still has a few limitations. Recent reports have suggested that gait analysis produces more accurate and objective data from the neuropathic animals. This protocol demonstrates how to perform the automated gait analysis to determine the degree of neuropathic pain in mice. After several days of acclimation, the mice were allowed to walk freely on the glass floor to illuminate footprints. Then, quantification of the footprints and gait were performed through video clips with automatic analysis of various walking parameters, such as area of paw print, swing time, angle of paw, etc.
The main purpose of this study is to describe the methodology of automated gait analysis and briefly compare it with data from the classical sensory test using von Frey filament.

The precise assessment of pain response in a neuropathic animal model is critical to investigate the pathophysiology of pain diseases and develop new analgesics. We present a sensitive and objective method to determine the sensory function of the rodent hind paw by an automated gait analysis system.

Analisi automatizzata di andatura in topi con lesione da costrizione cronica

The von Frey test is a classical method that has been widely used to examine the sensory function of neuropathic pain animals. However, it has some ...

Establishing a Mouse Model of a Pure Small Fiber Neuropathy with the Ultrapotent Agonist of Transient Receptor Potential Vanilloid Type 1

Patients with diabetes mellitus (DM) or those experiencing the neurotoxic effects of chemotherapeutic agents may develop sensation disorders due to degeneration and injury of small-diameter sensory neurons, referred to as small fiber neuropathy. Present animal models of small fiber neuropathy affect both large- and small-diameter sensory fibers and thus create a neuropathology too complex to properly assess the effects of injured small-diameter sensory fibers. Therefore, it is necessary to develop an experimental model of pure small fiber neuropathy to adequately examine these issues. This protocol describes an experimental model of small fiber neuropathy specifically affecting small-diameter sensory nerves with resiniferatoxin (RTX), an ultrapotent agonist of transient receptor potential vanilloid type 1 (TRPV1), through a single dose of intraperitoneal injection, referred to as RTX neuropathy. This RTX neuropathy showed pathological manifestations and behavioral abnormalities that mimic the clinical characteristics of patients with small fiber neuropathy, including intraepidermal nerve fiber (IENF) degeneration, specifically injury in small-diameter neurons, and induction of thermal hypoalgesia and mechanical allodynia. This protocol tested three doses of RTX (200, 50, and 10 &#181;g/kg, respectively) and concluded that a critical dose of RTX (50 &#181;g/kg) is required for the development of typical small fiber neuropathy manifestations, and prepared a modified immunostaining procedure to investigate IENF degeneration and neuronal soma injury. The modified procedure is fast, systematic, and economic. Behavioral evaluation of neuropathic pain is critical to reveal the function of small-diameter sensory nerves. The evaluation of mechanical thresholds in experimental rodents is particularly challenging and this protocol describes a customized metal mesh that is suitable for this type of assessment in rodents. In summary, RTX neuropathy is a new and easily established experimental model to evaluate the molecular significance and intervention underlying neuropathic pain for the development of therapeutic agents.

This study establishes an experimental model of pure small fiber neuropathy with resiniferatoxin (RTX). A unique dose of RTX (50 &#181;g/kg) is optimal for developing a small fiber neuropathy model that mimics patient characteristics and could help investigate the nociceptive molecular significance underlying neuropathic pain.

Che istituisce un modello murino di una neuropatia pura piccola fibra con l'agonista Ultrapotent di Transient Receptor potenziali vanilloidi tipo 1

Patients with diabetes mellitus (DM) or those experiencing the neurotoxic effects of chemotherapeutic agents may develop sensation disorders due to ...

Development of Recombinant Proteins to Treat Chronic Pain

Chronic pain is difficult to treat and new approaches to resolve persistent pain are urgently needed. Anti-inflammatory cytokines are promising candidates for treating debilitating pain conditions due to their capacity to regulate aberrant neuro-immune interactions. However, physiologically they work in a network of various cytokines, and therefore their therapeutic effect may not be optimal when used as stand-alone drugs. To overcome this limitation, we developed a fusion protein of the anti-inflammatory cytokines IL4 and IL10. Here, we describe the methods for production and quality control of IL4-10 recombinant fusion protein and we test the effectiveness of the IL4-10 fusion protein to resolve pain in a mouse model of persistent inflammatory pain.

In this paper we provide details for the methods of production and quality control of an IL4-10 recombinant fusion protein. We also show how to test the effectiveness of this protein to resolve pain in a mouse model of inflammatory pain.

Sviluppo di proteine ricombinanti per trattare il dolore cronico

Chronic pain is difficult to treat and new approaches to resolve persistent pain are urgently needed. Anti-inflammatory cytokines are promising candidates ...

Mechanical Conflict-Avoidance Assay to Measure Pain Behavior in Mice

Pain comprises of both sensory (nociceptive) and affective (unpleasant) dimensions. In preclinical models, pain has traditionally been assessed using reflexive tests that allow inferences regarding pain's nociceptive component but provide little information about the affective or motivational component of pain. Developing tests that capture these components of pain are therefore translationally important. Hence, researchers need to use non-reflexive behavioral assays to study pain perception at that level. Mechanical conflict-avoidance (MCA) is an established voluntary non-reflexive behavior assay, for studying motivational responses to a noxious mechanical stimulus in a 3 chamber paradigm. A change in a mouse's location preference, when faced with competing noxious stimuli, is used to infer the perceived unpleasantness of bright light versus tactile stimulation of the paws. This protocol outlines a modified version of the MCA assay which pain researchers can use to understand affective-motivational responses in a variety of mouse pain models. Though not specifically described here, our example MCA data use the intraplantar complete Freund's adjuvant (CFA), spared nerve injury (SNI), and a fracture/casting model as pain models to illustrate the MCA procedure.

The mechanical conflict-avoidance assay is used as a non-reflexive readout of pain sensitivity in mice which can be used to better understand affective-motivational responses in a variety of mouse pain models.

Saggio meccanico di prevenzione dei conflitti per misurare il comportamento del dolore nei topi

Pain comprises of both sensory (nociceptive) and affective (unpleasant) dimensions. In preclinical models, pain has traditionally been assessed using ...