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Method Article
この記事では、パーキンソン病のラットモデルにおけるレボドパ誘発性ジスキネジアを誘導および評価する方法について説明します。このプロトコルは、ジストニックおよび過運動性の両方のさまざまな運動異常行動の強度と頻度に関する詳細な情報を提供し、この満たされていない医療ニーズを標的とする治療をテストするための信頼性の高いツールを提供します。
レボドパ(L-DOPA)は、パーキンソン病(PD)の運動症状の治療に使用されるゴールドスタンダード療法のままです。しかしながら, L-DOPA誘発性ジスキネジアとして知られている不要な不随意運動 (LID) このドーパミン前駆体の長期使用で発症します。.LIDの発生率は、治療から10〜15年以内にPD患者の約90%にエスカレートすると推定されています。この疾患のメカニズムを理解し、新規かつ効果的な抗ジスキネジア治療薬を開発するには、治療介入の前臨床試験のための一貫した正確なモデリングが必要です。PDのラットモデルにおける6-OHDA誘導性黒質病変後のLIDの信頼性の高い誘導および包括的な評価のための詳細な方法をここに提示する。ラットにおける信頼性の高いLID評価は、PD患者に対するこの一般的な治療誘発性の負担を軽減または排除することに焦点を当てた新しい治療法をテストするために、実験室全体で容易に利用できる強力なツールを提供する。
レボドパ(L-DOPA)がPD 1,2の患者の治療法として最初に導入されてから50年以上が経ちましたが、パーキンソン病の運動症状に対する最も効果的な治療法として非常に効果的です。PDに関連する臨床運動症状は、黒質(SN)パースコンパクタにおけるドーパミン(DA)ニューロンの喪失に由来し、線条体において利用可能なドーパミンの劇的な減少をもたらす。L-DOPAは線条体DAレベルを効果的に回復させ、疾患の早期に運動利益をもたらす3,4。不適切なことに、長期治療では、PDを有するほとんどの個人は、舞踏病、ジストニア、およびアテトーシスを含むL-DOPA誘発性ジスキネシア(LID)を発症し、これはしばしば日常生活の活動に重大な影響を及ぼす5,6,7。
げっ歯類におけるLIDの行動モデルはいくつか存在するが、LIDのモデリングと行動評価の違いは、実験室間の結果の再現性、および前臨床PD研究のためのこれらの実験ツールの信頼性に疑問を投げかけている。臨床運動障害専門医8と共同で開発された現在のプロトコルは、LID誘導および評価のための簡単な方法であり、6-ヒドロキシドーパミン(6-OHDA)誘発片側性ニグラル病変9,10を利用するPDのラットモデルでの使用に適している。ここで提供されるLID評価尺度には、さまざまな個々の身体部分における運動異常行動の強度と頻度の両方についてのスコアリングが含まれる。実験のワークフロー最適化、パーキンソン病およびジスキネティック動物の適切なケアおよび取り扱いに関する関連情報も提供される。
ここに提示された動物は、制度上のガイドラインに従って維持され、取り扱われた。すべての動物処置は、ミシガン州立大学機関動物ケアおよび使用委員会(IACUC)によって、連邦および州の規制に準拠して承認されました。
1. 6-OHDA病変状態の無薬物確認
2. 試薬および供給品の調製
図1:治療タイムラインの例。 実施例L-DOPA用量漸増タイムラインは全長で12週間、6-OHDA病変後3週間後および実験的処置後4週間後に開始される8週間のL-DOPA注射を用いた。この例では、L-DOPAは、毎日ほぼ同じ時間に、各処方L-DOPA用量(3、6、9、および12mg / kg)で2週間、週に5回(月曜日〜金曜日)皮下注射される。行動LID評価は、各L-DOPA投与量の1日目、6日目、および10日目に行われます。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
3. 部屋とケージのセットアップ
図2:大規模ラット実験のLID評価用に設置されたケージの例 (A)各動物を最適に見ることができる大きな金属ラックを使用して、LID定格用に複数のケージを設定できます。ケージは45°の角度で広げ、IDカードを上向きにひっくり返し(B)、食べ物、水筒、ネスティング材料、その他の濃縮物を取り除き、ラットの視覚的な不明瞭さを制限し、ラットの気を散らすようにします(C)。金属製のラックは、必要に応じてケージの前面または背面にあるラットを検査できるように、壁から数フィート離れている必要があります。濃縮装置(例えば、C-レッドラットの隠れ家)に個々の動物IDをラベル付けして、それらが来たのと同じケージに交換することが不可欠です。これは、実験対象へのストレスを増大させないように、性別の異なる動物を使用する場合に特に重要である。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
4.レボドパ注射およびジスキネジア評価
パーキンソン病ラットのLIDは、ジストニック、過運動、およびステレオタイプの行動を含む、異常な不随意運動(AIM)の範囲として現れる可能性がある。このような動作のLID評価基準は、強度(表1)と周波数(表2)の両方を含むようにここに示されています。これにより、各ラットの全体的なLID重症度スコアが提供され、各評価時点でのこれらの行動に関与するのに費やさ?...
ここでは、黒質線条体DA系の片側的6-OHDA病変後のパーキンソン病ラットモデルにおけるLIDの再現性のある誘導および評価の詳細を提示する。かつてはげっ歯類はLIDを発症しておらず、回転非対称性はラット31のLIDの類似体である可能性があると考えられていましたが、ラットとマウスのモデルは過去20年間に特徴付けられており、LID研究のためのよく受け入れられたツールで?...
利益相反は宣言されませんでした。
私たちは、パーキンソン病を患っているすべての人々の闘いと、彼らが毎日示す強さと回復力、特にKSCの最愛の父、マーク・スティースに感謝したいと思います。ここに示されている研究は、国立神経障害・脳卒中研究所(NS090107、NS110398)とパーキンソン病財団国際研究助成プログラム(現在のパーキンソン財団)の支援を受けました。また、Molly VanderWerpの優れた編集支援にも感謝します。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
100 Minutes Digital Timer | Staples | 1111764 | |
Compass CX Compact Scale | Ohaus | 30428202 | |
5-(2-aminoethyl)-1,2,4-benzenetriol, monohydrobromide | Cayman Chemicals | 25330 | 6-OHDA is a catecholaminergic neurotoxin that is used to induce dopaminergic lesions and parkinsonian symptoms in rodents. |
Allentown cages | Allentown, LLC | Rat900 | Allentown cages provide the ability to view the rats from all sides. |
BD Allergist Trays with Permanently Attached Needle | BD | BD 305540 | For subcutaneous L-DOPA injections |
Benserazide hydrochloride | Sigma-Aldrich | B7283 | Benserazide is a peripheral decarboxylase inhibitor used with L-DOPA to to induce dyskinesia in rodent models of PD. |
Glass amber scintillation vials | Thermo Scientific | B7921 | Used for storage of L-DOPA/benserazide at -20 °C until mixed with sterile saline. |
L-3,4-Dihydroxyphenylalanine methyl ester hydrochloride | Sigma-Aldrich | D1507 | L-3,4-Dihydroxyphenylalanine methyl ester is a precursor to L-DOPA that crosses the blood-brain barrierand use to treat parkinsonian symptoms in rodents. |
Paper Mate Sharpwriter Mechanical Pencils | Staples | 107250 | |
Rodent nutritionally complete enrichment treats | Bio-Serv | F05478 | |
Round Ice Bucket with Lid, 2.5 L | Corning | 432129 | |
Standard Plastic Clipboard | Staples | 1227770 | |
Steel wired 6' long movable shelving units | Uline | H9488 | Width/Height can be adjusted to need/number of rats per experiment |
Sterile Saline 0.9% | Covidien/Argyle | 1020 | For mixing with L-DOPA/benserazide prior to subcutaneous injections. |
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