Name: measuring progressive neurological disability in a mouse model of multiple sclerosis
Uploaded: 2016-11-14T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 11 s
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The authors thank the staff of the Center for Comparative Medicine and Research (CCMR) at Dartmouth for their expert care of the mice used for these studies. The authors also acknowledge Emily Clough for her excellent administrative support.

全ての動物の作業はダートマスで医学のガイゼル学校で検討し、施設内動物管理使用委員会（IACUC）によって承認されたプロトコルを利用しています。 1.マウスモデル<ol><li> TMEV誘導性脱髄性疾患の誘導 <ol><li>快適な作業スペースにラックから4〜6週齢の雌SJL / JHanマウスを含むケージを移動します。臨床および組織学的疾患の個々の評価を可能にするために（耳タグまたは耳パンチと、例えば ）マウスをマークします。 </li><li> 29ゲージのインスリン注射器と針にPBS中、TMEV感染株式（PFU 2×10 6プラーク形成単位）の30μLを描画します。 </li><li>麻酔ガスマシンを準備します。手順の期間中、酸素およびイソフルランの適切な量の存在を確実にするためにシステムをチェック。 </li><li> 1L /分に流量計の電源をオンにします。誘導室に動物を置き、上部を密封します。 VAをオンにします3.5％にporizerとリカンベントまで、動物を監視します。 </li><li>チャンバーから動物を削除し、適切な麻酔を確保するために、フットパッドをつまんでマウスをテストします。強いピンチへの応答の欠如は、十分な麻酔を示しています。 </li><li> 70％イソプロピルアルコールで注射部位をきれいにしてください。 </li><li>フリーハンド注射（ 図1）によって、右大脳半球にTMEV感染株式の30μLを注入します。注射部位は、ほぼ中間の目と耳のラインとの間に、ちょうど正中線から外れています。 </li><li> （ - 5分、通常3）警報や携帯一度完全にその保持ケージにマウスを返します。 </li><li>疾患の発症の速さに応じて、3〜6ヵ月TMEV感染後放血または心臓灌流によってマウスを安楽死させます。 </li></ol></li></ol> 2.ロータロッド分析<ol><li> ロータロッド装置 <ol><li>試験マウスでそれらを理解するためにTMEV感染する前にマシンとそれらの正常なベースラインのバランス調整とモータ制御を評価します。 </li><li> -5日に適応プロトコル感染後（; すなわち、5日TMEV感染前の解像度）を起動します。 </li><li>マウスは、それらが環境に適応することを可能にするために、少なくとも30分前にロータロッドのテストのために試験室に順応することを可能にします。 </li><li>ロータロッド装置とコンピュータの両方が接続され、（ 図2）相互に接続されていることを確認します。 </li><li> 表1に記載したように、-5解像度トレーニングプロトコルパラメータでロータロッドを予め設定。 </li><li>日付と識別情報と作業ファイルを保存します。 </li><li>ロータロッドに隣接テーブルにラックから試験しようとする部隊を含むケージを移動します。マウスは、通常、4の分隊で試験します。 </li><li>尾によってマウスをピックアップし、棒の上に置き、オペレータから離れて直面しています。第マウスを介して第2の手順を繰り返します。マウスFAL場合すべてのマウスが定位置になるまでのlsやジャンプ、ロータロッド上の車線に戻ってそれを置きます。任意のマウスは、オペレータに直面して好転させる場合は無視します。 </li><li>すべてのマウスをロードした後、実験を開始するには、「Enter」ボタンを押してください。タイマーが各レーンのために自動的に起動し、ディスプレイ上の毎分回転数（rpm）を観察。 <ol><li>各動物がロッドから落ちるように、動物がロッド上に残って落下時のロッドの速度だけでなく、時間の長さを記録。ロッドは、最後の動物がロッドアセンブリから低下するまで回転し続けるだろう。 </li></ol></li><li>すべてのマウスが落ちた後、ロッドから任意の糞便丸薬および尿を除去するための組織を使用しています。尿および糞便物質の存在が把持するマウスロッドの能力に影響を及ぼし得ます。 <ol><li> 3分間の休憩の後、マウスを三裁判後、第2とを与えます。単一の試行あたりの最大時間は240秒です。各試験日の間に3試験の合計を管理します。 </li></ol></li><li>彼らのホームケージにマウスを返し、バックラックにそれらを返します。実験セッションの最後に、マシンからすべての糞便を削除するには、石鹸と水でロータロッドをきれいに。 </li><li>エタノール70％できれいにベースプレートを拭いてください。消毒するために二酸化塩素でマシン全体を下にスプレーしてください。 </li><li> 4、 - - 3、 - 2、および-日に1パイ、 表1に記載されているように、適切な訓練プロトコルパラメータでロータロッドをあらかじめ設定し、繰り返しは2.1.12に2.1.2を繰り返します。 </li><li>ベースライン測定を得た後、TMEVをマウスに感染させます。 6日間のパイの回復期間を許可します。 </li></ol></li></ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td rowspan="2"> プロトコル </td><td rowspan="2"> テストデー </td><td rowspan="2"> 周波数 </td><td rowspan="2"> 開始数（rpm） </td><td rowspan="2"> マックス数（rpm） </td><td> 加速度 </td><td> トライアル </td><td> ITI </td></tr><tr><td> （回転/秒） </td><td> （NのX秒） </td><td> （分） </td></tr><tr><td rowspan="4"> トレーニング </td><td> - 5解像度</td><td> 1日</td><td> 1 </td><td> 12 </td><td> 1月3日</td><td> 3x240秒</td><td> 3 </td></tr><tr><td> - 4解像度</td><td> 1日</td><td> 1 </td><td> 13 </td><td> 1月3日</td><td> 3x240秒</td><td> 3 </td></tr><tr><td> - 3解像度</td><td> 1日</td><td> 1 </td><td> 14 </td><td> 1月3日</td><td> 3x240秒</td><td> 3 </td></tr><tr><td> - 2; - 1解像度</td><td> 1日</td><td> 5 </td><td> 40 </td><td> 1月3日</td><td> 3x240秒</td><td> 3 </td></tr><tr><td rowspan="2"> 実験的 </td><td> 7から50解像度へ</td><td> 2 /週</td><td>5 </td><td> 40 </td><td> 5月30日</td><td> 3x240秒</td><td> 3 </td></tr><tr><td> 51から150 dpiのに</td><td> 1週間</td><td> 5 </td><td> 40 </td><td> 5月30日</td><td> 3x240秒</td><td> 3 </td></tr></tbody></table> 表1：トレーニングと実験プロトコールでのロータロッドのパラメータ。 <ol start="2"><li> ロータロッド実験プロトコール <ol><li> 表1に記載されているように、適切な実験プロトコルのパラメータを持つ7 dpiの、予め設定されたロータロッドに。繰り返し2.1.2 2.1.10にステップ。 </li><li>トライアル＃3の終わりに、各マウスを計量し、データシートに体重をメモします。清潔でステップ2.1.11および2.1.12ごとにロータロッドを消毒。 </li><li>前述したように、次の6週間、週2回のマウスをテストします。 （マウスはそうプラトー期に達しているに）6週8,9の後、同じエクスペリで週に一度マウスをテストしますリットルプロトコル。実際の試験プロトコルは、特定の疾患の経過に応じて、150日間の平均を持続します。 </li></ol></li><li> 神経学的機能インデックス <ol><li>スプレッドシートファイルに生データをエクスポートし、結果を分析。 </li><li>走行時間（ 図3A）のようなエクスプレスデータ：これは通常の実行時間を加えた受動回転時間マイナス回転遅延時間（ 表2）10です。一日あたり3回の試験の平均実行時間を計算します。 </li><li>神経学的機能指数（; 図3B NFI）などのデータを表現します。 <ol><li>各個々のマウスのベースラインパフォーマンスのしきい値を計算します。ベースライン性能閾値は+ 15 + 45π6,7日目から実行中のすべての時間の平均値として決定されます。 </li><li>その特定のマウス6,7のベースラインパフォーマンスのしきい値で割った最新の3つの平均実行時間の平均としてNFIを計算します&lt;/ SUP&gt;。 注：そのマウスのために、日+ 72上でのマウスのための試験を実行している回場合は+ 76、および+ 79 piが55秒、45秒、50秒であり、同じマウスのベースライン時間は135秒であった、NFI 79 dpiの上に[（45 + 50 + 55）/ 3] / 135または0.37になります。 </li></ol></li><li>調整後のNFI（adjNFI; 図3C）などのデータを表現する：単一の実験のための人口値によってNFIデータを調整します。 <ol><li>その特定の日に偽処置グループによって得られた平均NFIによってNFI値を割ることによりadjNFIを計算します。 </li></ol></li></ol></li></ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> 期間 </td><td> 定義 </td></tr><tr><td>通常走行時</td><td>マウスが積極的に回転棒上で実行されているに費やす合計時間は、 すなわち 、待ち時間が落下します。 </td></tr><tr><td>受動回転時間</td><td> Aマウスは受動回転モードでロッド上に留まっている時間をマウントします。 </td></tr><tr><td>回転遅延時間</td><td>マウスは受動回転モード時にロッド上に残っている時間の量</td></tr><tr><td>受動回転モード</td><td>マウスは、ロッドをつかみ、歩行することなく回転すると。 </td></tr><tr><td>総セッション時間</td><td>マウスは、セッション中に回転棒上に残っている時間の合計。 </td></tr><tr><td>ベースライン性能</td><td>プリダメージモータの性能は最低性能閾値を決定するために評価します。 </td></tr><tr><td>神経機能指数（NFI） </td><td>各マウスの運動性能を比較した臨床指標、 すなわち、そのピーク性能にいつでも、時間を実行しています。 </td></tr><tr><td>調整後神経機能指数（adjNFI） </td><td>正規化処理は、母集団の値によってNFIデータを調整するために適用される場合単一の実験。 </td></tr><tr><td>母集団値</td><td>特定の日で、偽処置群によって得られた平均NFI値。 </td></tr></tbody></table> 表2：神経学的障害を定量化するために採用したロータロッドパラメータの定義。

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	<li>Lipton, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theiler's+virus+infection+in+mice:+an+unusual+biphasic+disease+process+leading+to+demyelination.">Theiler's virus infection in mice: an unusual biphasic disease process leading to demyelination.</a> Infect Immun. 11, 1147-1155 (1975).</li><li>Pachner, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A Primer of Neuroimmunological Disease. , (2012).</li><li>Rustay, N. R., Wahlsten, D., Crabbe, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+genetic+susceptibility+to+ethanol+intoxication+in+mice.">Assessment of genetic susceptibility to ethanol intoxication in mice.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 100, 2917-2922 (2003).</li><li>McGavern, D. B., Zoecklein, L., Drescher, K. M., Rodriguez, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+assessment+of+neurologic+deficits+in+a+chronic+progressive+murine+model+of+CNS+demyelination.">Quantitative assessment of neurologic deficits in a chronic progressive murine model of CNS demyelination.</a> Exp Neurol. 158, 171-181 (1999).</li><li>Zoecklein, L. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+comparison+of+demyelinating+disease+induced+by+the+Daniel's+strain+and+BeAn+strain+of+Theiler's+murine+encephalomyelitis+virus.">Direct comparison of demyelinating disease induced by the Daniel's strain and BeAn strain of Theiler's murine encephalomyelitis virus.</a> Brain Pathol. 13, 291-308 (2003).</li><li>Gilli, F., Li, L., Campbell, S. J., Anthony, D. C., Pachner, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+B-cell+depletion+in+the+Theiler's+model+of+multiple+sclerosis.">The effect of B-cell depletion in the Theiler's model of multiple sclerosis.</a> J Neurol Sci. 359, 40-47 (2015).</li><li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+FTY720+in+the+Theiler's+virus+model+of+multiple+sclerosis.">The effect of FTY720 in the Theiler's virus model of multiple sclerosis.</a> J Neurol Sci. 308, 41-48 (2011).</li><li>Homanics, G. E., Quinlan, J. J., Firestone, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacologic+and+behavioral+responses+of+inbred+C57BL/6J+and+strain+129/SvJ+mouse+lines.">Pharmacologic and behavioral responses of inbred C57BL/6J and strain 129/SvJ mouse lines.</a> Pharmacol Biochem Be. 63, 21-26 (1999).</li><li>Balkaya, M., Krober, J. M., Rex, A., Endres, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+post-stroke+behavior+in+mouse+models+of+focal+ischemia.">Assessing post-stroke behavior in mouse models of focal ischemia.</a> J Cerebr Blood F Met. 33, 330-338 (2013).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Columbus Instruments Rotamex-5 Manual. , 1-33 (2005).</li><li>Dunham, N. W., Miya, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+note+on+a+simple+apparatus+for+detecting+neurological+deficit+in+rats+and+mice.">A note on a simple apparatus for detecting neurological deficit in rats and mice.</a> J Am Pharm Ass. 46, 208-209 (1957).</li><li>Ulrich, R., Kalkuhl, A., Deschl, U., Baumgartner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Machine+learning+approach+identifies+new+pathways+associated+with+demyelination+in+a+viral+model+of+multiple+sclerosis.">Machine learning approach identifies new pathways associated with demyelination in a viral model of multiple sclerosis.</a> J Cell Mol Med. 14, 434-448 (2010).</li><li>Lynch, J. L., Gallus, N. J., Ericson, M. E., Beitz, A. J. <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+nociception,+sex+and+peripheral+nerve+innervation+in+the+TMEV+animal+model+of+multiple+sclerosis.">Analysis of nociception, sex and peripheral nerve innervation in the TMEV animal model of multiple sclerosis.</a> Pain. 136, 293-304 (2008).</li><li>Pirko, I., Johnson, A. J., Lohrey, A. K., Chen, Y., Ying, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+gray+matter+T2+hypointensity+correlates+with+disability+in+a+murine+model+of+MS.">Deep gray matter T2 hypointensity correlates with disability in a murine model of MS.</a> J Neurol Sci. 282, 34-38 (2009).</li><li>Oleszak, E. L., Chang, J. R., Friedman, H., Katsetos, C. D., Platsoucas, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theiler's+virus+infection:+a+model+for+multiple+sclerosis.">Theiler's virus infection: a model for multiple sclerosis.</a> Clin Microbiol Rev. 17, 174-207 (2004).</li><li>McCarthy, D. P., Richards, M. H., Miller, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+models+of+multiple+sclerosis:+experimental+autoimmune+encephalomyelitis+and+Theiler's+virus-induced+demyelinating+disease.">Mouse models of multiple sclerosis: experimental autoimmune encephalomyelitis and Theiler's virus-induced demyelinating disease.</a> Methods Mol Biol. 900, 381-401 (2012).</li><li>. International Mouse Phenotyping Resource of Standardised Screens Available from: <a target="_blank" href="https://www.mousephenotype.org/impress/protocol/158/1">https://www.mousephenotype.org/impress/protocol/158/1</a> (2016)</li><li>Bohlen, M., Cameron, A., Metten, P., Crabbe, J. C., Wahlsten, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calibration+of+rotational+acceleration+for+the+rotarod+test+of+rodent+motor+coordination.">Calibration of rotational acceleration for the rotarod test of rodent motor coordination.</a> J Neurosci Methods. 178, 10-14 (2009).</li><li>Hopkins, M. E., Bucci, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interpreting+the+effects+of+exercise+on+fear+conditioning:+the+influence+of+time+of+day.">Interpreting the effects of exercise on fear conditioning: the influence of time of day.</a> Behav Neurosci. 124, 868-872 (2010).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

いくつかの制限があるにもかかわらず、ロータロッド性能試験は、運動機能および機能不全TMEV-IDD中だけでなく、マウスでの障害進行に対する薬理学的介入の効果を評価するための重要なツールを表します。 ロータロッド試験は、最初にげっ歯類11で神経学的欠損を測定するためのツールとして、1957年に記載されました。げっ歯類は、回転速度の増加に伴って、?...

タイラーマウス脳脊髄炎ウイルス（TMEV）が持続的に、マウスの中枢神経系（CNS）に感染神経向性一本鎖RNAウイルスです。感受性マウスでは、TMEVによる感染はTMEV誘発性脱髄疾患（TMEV-IDD）として知られる免疫介在性、慢性進行性の脱髄疾患を引き起こします。マウスの実験的感染は、多発性硬化症（MS）の進行形で見られるものに似ている病気のコースを取ります。急性期と慢性期：TMEV-IDDは、2つの異なる相によって特徴付けられます。急性期は軽度、通常は不顕性脳炎1,2です。第二、慢性期は、感染後約一ヶ月始め、脱髄、炎症、および軸索損傷の1,2によって特徴づけゆっくりと進行する障害者で構成されています。マウスで観察された弱さは痙縮と、時折、重度の強直性痙攣に関連しています。 現在のところmedicatioはありませんので、NSは患者に進行性の障害を改善するために、研究者は、特に疾患の進行上の疾患修飾薬の影響を監視するための最適な動物モデルを表しTMEV-IDDによって引き付けられます。しかし、マウスならびにMS患者では、障害の進行のモニタリングは、長期間にわたって連続的に臨床的観察を必要とします。マウスでは、障害の進行の長期的な監視は、ロータロッド性能試験を用いて達成することができます。 ロータロッドの性能試験は、げっ歯類の調整、バランス、疲労などのモータ関連する機能を評価する標準的な行動試験です。マウスは、連続的な加速の下で回転している回転ロッド、上の彼らのバランスを維持する必要があります。このロッドから落ちるまでの時間待ち時間が記録されています。神経機能障害を有する動物は、対照限り、回転ロッド上に留まることができない、と回転速度を超えたとき、彼らは通常、ドロップオフ、それらモータ容量。動物が持っているより多くの神経学的障害は、すぐに彼らは棒から落ちる、と短い時間の待ち時間があります。 従来の視覚的スコアリングシステム上のロータロッド試験の利点は、それが目的を生成することである、測定可能な可変時間遅延の最終的療法および実験手順3の効果を定量化するために統計分析のために使用することができます。 ダートマスでの神経免疫学の研究所（LONI）では、マウスは、それらは機械でそれらを理解し、それらの通常の「ベースライン」のバランス調整とモータ制御4を評価するために、前TMEV感染にテストされ、適応プロトコルに供されています5。ベースラインが確立され、マウスはTMEVに感染していると、それらは数ヶ月の期間にわたって一回又は週二回試験します。実際の試験プロトコルは、このように評価を可能にする、150日の平均持続します脱髄疾患の全体にわたってバランス、調整、およびモータ制御の衰退。 数百TMEV-IDDおよび偽処置マウスは、ダートマスで神経機能障害のために、これまでに試験されています。これらのマウスは、様々な免疫治療を受けていたが、何の薬理学的薬剤は、障害の進行6,7を改善するのに有効であることが見出されていません。現在の記事と関連プロトコルがTMEV-IDDマウスで表示される進行性の神経障害を特徴づける方法について説明します。特に、プロトコルは、ロータロッド試験を用いてTMEV-IDDマウスにおける神経障害を研究するための一般的に適切であると考えられ、特定のテスト・パラメータの推奨を提供しています。この手順では、MSのような進行性の神経学的症状を治療することを目的とした治療法を試験するための進行型MSにこのマウスモデルの（1）関連性と（2）その有用性を評価するに対してベースラインを提供します。明らかに、ロータロッド性能試験と現在の最適化されたテスト・パラメータおよびプロトコルはTMEV-IDDマウスモデルにおいて進行性の神経障害を検出することだけでなく、有用であるが、他のウイルス誘導性および/または神経変性疾患の遺伝的マウスモデルで障害を暴くにも有用です。

<table><tbody><tr><td>Mice SJL/JCrHsd 4 to 6 weeks old</td><td>Envigo</td><td>#052</td><td></td></tr><tr><td>TMEV virus stock</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane vaporizer</td><td>Harvard Apparatus</td><td>#340471</td><td></td></tr><tr><td>Insulin Syringes U- 100 29 g x 0.5 cc</td><td>BD</td><td>#328203</td><td></td></tr><tr><td>Rotamex-5 4 Lane Rota-Rod for Mice with RS-232 and Software</td><td>Columbus Instruments</td><td>#0890M</td><td></td></tr></tbody></table>

measuring progressive neurological disability in a mouse model of multiple sclerosis

After intracerebral infection with the Theiler's Murine Encephalomyelitis Virus (TMEV), susceptible SJL mice develop a chronic-progressive demyelinating disease, with clinical features similar to the progressive forms of multiple sclerosis (MS). The mice show progressive disability with loss of motor and sensory functions, which can be assessed with multiple apparatuses and protocols. Among them, the Rotarod performance test is a very common behavioral test, its advantage being that it provides objective measurements, but it is often used assuming that it is straightforward and simple. In contrast to visual scoring systems used in some models of MS, which are highly subjective, the Rotarod test generates an objective, measurable, continuous variable (i.e., length of time), allowing almost perfect inter-rater concordances. However, inter-laboratory reliability is only achieved if the various testing parameters are replicated. In this manuscript, recommendations of specific testing parameters, such as size, speed, and acceleration of the rod; amount of training given to the animals; and data processing, are presented for the Rotarod test.

この代表的な実験の目的は、ダニエルズ（DA）株およびTMEVの豆株によって誘発される神経学的障害を比較することでした。本研究の目的のために、32雌SJLマウスの群（n = 16）、TMEVと頭蓋内DA株（N = 16）、またはマメ株のいずれかを感染させ、それらの臨床的徴候は、経時的にモニターしました。 20匹のマウスのさらなる群は、偽は、処理された（ すなわち、生?...

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Measuring Progressive Neurological Disability in a Mouse Model of Multiple Sclerosis

An optimized testing protocol is presented in this paper for the Rotarod performance test, used for measuring progressive neurological disability in TMEV-infected mice.

多発性硬化症のマウスモデルで進行性の神経障害を測定します

After intracerebral infection with the Theiler's Murine Encephalomyelitis Virus (TMEV), susceptible SJL mice develop a chronic-progressive demyelinating ...

measuring-progressive-neurological-disability-mouse-model-multiple

Research

JoVE Journal

Neuroscience

11.0K ビュー.  Geisel School of Medicine at Dartmouth. An optimized testing protocol is presented in this paper for the Rotarod performance test, used for measuring progressive neurological disability in TMEV-infected mice. 

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Measuring Motor Coordination in Mice

Mice are increasingly being used in behavioral neuroscience, largely replacing rats as the behaviorist's animal of choice. Before aspects of behavior such as emotionality or cognition can be assessed, however, it is vital to determine whether the motor capabilities of e.g. a mutant or lesioned mouse allow such an assessment. Performance on a maze task requiring strength and coordination, such as the Morris water maze, might well be impaired in a mouse by motor, rather than cognitive, impairments, so it is essential to selectively dissect the latter from the former. For example, sensorimotor impairments caused by NMDA antagonists have been shown to impair water maze performance2. 
Motor coordination has traditionally been assessed in mice and rats by the rotarod test, in which the animal is placed on a horizontal rod that rotates about its long axis; the animal must walk forwards to remain upright and not fall off. Both set speed and accelerating versions of the rotarod are available.
The other three tests described in this article (horizontal bar, static rods and parallel bars) all measure coordination on static apparatus. The horizontal bar also requires strength for adequate performance, particularly of the forelimbs as the mouse initially grips the bar just with the front paws. 
Adult rats do not perform well on tests such as the static rods and parallel bars (personal observations); they appear less well coordinated than mice. I have only tested male rats, however, and male mice seem generally less well coordinated than females. Mice appear to have a higher strength:weight ratio than rats; the Latin name, Mus musculus, seems entirely appropriate. The rotarod, the variations of the foot fault test12 or the Catwalk (Noldus)15 apparatus are generally used to assess motor coordination in rats.

Protocols are presented for two established motor coordination tasks, the accelerating rotarod and horizontal bar, also two tests developed in Oxford recently, the static rods and parallel bars. These tests can detect motor impairments potentially of interest in their own right, as well as being possible variables in tests of other areas of behavior.

マウスにおける運動協調性の測定

Mice are increasingly being used in behavioral neuroscience, largely replacing rats as the behaviorist's animal of choice. Before aspects of behavior such ...

神経科学

Clinical Testing and Spinal Cord Removal in a Mouse Model for Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disorder resulting in progressive degeneration of motoneurons. Peak of onset is around 60 years for the sporadic disease and around 50 years for the familial disease. Due to its progressive course, 50% of the patients die within 30 months of symptom onset. In order to evaluate novel treatment options for this disease, genetic mouse models of ALS have been generated based on human familial mutations in the SOD gene, such as the SOD1 (G93A) mutation. Most important aspects that have to be evaluated in the model are overall survival, clinical course and motor function. Here, we demonstrate the clinical evaluation, show the conduction of two behavioural motor tests and provide quantitative scoring systems for all parameters. Because an in depth analysis of the ALS mouse model usually requires an immunohistochemical examination of the spinal cord, we demonstrate its preparation in detail applying the dorsal laminectomy method. Exemplary histological findings are demonstrated. The comprehensive application of the depicted examination methods in studies on the mouse model of ALS will enable the researcher to reliably test future therapeutic options which can provide a basis for later human clinical trials.

Clinical Testing and Spinal Cord Removal in a Mouse Model for Amyotrophic Lateral Sclerosis ALS

A mouse model for amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is examined clinically and behaviorally. As a prerequisite for an accompanying immunohistological analysis the preparation of the spinal cord is depicted in detail.

臨床試験および筋萎縮性側索硬化症（ALS）のマウスモデルにおける脊髄の除去

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disorder resulting in progressive degeneration of motoneurons. Peak of onset is around 60 ...

医学

A Quick Phenotypic Neurological Scoring System for Evaluating Disease Progression in the SOD1-G93A Mouse Model of ALS

The SOD1-G93A transgenic mouse is the most widely used animal model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). At ALS TDI we developed a phenotypic screening protocol, demonstrated in video herein, which reliably assesses the neuromuscular function of SOD1-G93A mice in a quick manner. This protocol encompasses a simple neurological scoring system (NeuroScore) designed to assess hindlimb function. NeuroScore is focused on hindlimb function because hindlimb deficits are the earliest reported neurological sign of disease in SOD1-G93A mice. The protocol developed by ALS TDI provides an unbiased assessment of onset of paresis (slight or partial paralysis), progression and severity of paralysis and it is sensitive enough to identify drug-induced changes in disease progression. In this report, the combination of a detailed manuscript with video minimizes scoring ambiguities and inter-experimenter variability thus allowing for the protocol to be adopted by other laboratories and enabling comparisons between studies taking place at different settings. We believe that this video protocol can serve as an excellent training tool for present and future ALS researchers.

This video protocol describes a sensitive, reliable, and quick method for evaluating the neuromuscular deficits in a transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis.

ALSのSOD1-G93Aマウスモデルにおける疾患進行を評価するためのクイック表現型の神経学的スコアリングシステム

The SOD1-G93A transgenic mouse is the most widely used animal model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). At ALS TDI we developed a phenotypic screening ...

Sagittal Plane Kinematic Gait Analysis in C57BL/6 Mice Subjected to MOG35-55 Induced Experimental Autoimmune Encephalomyelitis

Kinematic gait analysis in the sagittal plane has frequently been used to characterize motor deficits in multiple sclerosis (MS). We describe the application of these techniques to identify gait deficits in a mouse model of MS, known as experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). Paralysis and motor deficits in mice subjected to EAE are typically assessed using a clinical scoring scale. However, this scale yields only ordinal data that provides little information about the precise nature of the motor deficits. EAE disease severity has also been assessed by rotarod performance, which provides a measure of general motor coordination. By contrast, kinematic gait analysis of the hind limb in the sagittal plane generates highly precise information about how movement is impaired. To perform this procedure, reflective markers are placed on a hind limb to detect joint movement while a mouse is walking on a treadmill. Motion analysis software is used to measure movement of the markers during walking. Kinematic gait parameters are then derived from the resultant data. We show how these gait parameters can be used to quantify impaired movements of the hip, knee, and ankle joints in EAE. These techniques may be used to better understand disease mechanisms and identify potential treatments for MS and other neurodegenerative disorders that impair mobility.

Kinematic gait analysis in the sagittal plane yields highly precise information about how movement is executed. We describe the application of these techniques to identify gait deficits for mice subjected to autoimmune-mediated demyelination. These methods may also be used to characterize gait deficits for other mouse models featuring impaired locomotion.

MOG35 55 を受ける c57bl/6 マウスの矢状面運動歩行解析による実験的自己免疫性脳脊髄炎

Kinematic gait analysis in the sagittal plane has frequently been used to characterize motor deficits in multiple sclerosis (MS). We describe the ...

Bioluminescence and Near-infrared Imaging of Optic Neuritis and Brain Inflammation in the EAE Model of Multiple Sclerosis in Mice

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) in SJL/J mice is a model for relapsing-remitting multiple sclerosis (RRMS). Clinical EAE scores describing motor function deficits are basic readouts of the immune-mediated inflammation of the spinal cord. However, scores and body weight do not allow for an in vivo assessment of brain inflammation and optic neuritis. The latter is an early and frequent manifestation in about 2/3 of MS patients. Here, we show methods for bioluminescence and near-infrared live imaging to assess EAE evoked optic neuritis, brain inflammation, and blood-brain barrier (BBB) disruption in living mice using an in vivo imaging system. A bioluminescent substrate activated by oxidases primarily showed optic neuritis. The signal was specific and allowed the visualization of medication effects and disease time courses, which paralleled the clinical scores. Pegylated fluorescent nanoparticles that remained within the vasculature for extended periods of time were used to assess the BBB integrity. Near-infrared imaging revealed a BBB leak at the peak of the disease. The signal was the strongest around the eyes. A near-infrared substrate for matrix metalloproteinases was used to assess EAE-evoked inflammation. Auto-fluorescence interfered with the signal, requiring spectral unmixing for quantification. Overall, bioluminescence imaging was a reliable method to assess EAE-associated optic neuritis and medication effects and was superior to the near-infrared techniques in terms of signal specificity, robustness, ease of quantification, and cost.

We show a technique for in vivo live bioluminescence and near-infrared imaging of optic neuritis and encephalitis in the experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) model for multiple sclerosis in SJL/J mice.

マウスにおける多発性硬化症のEAEモデルにおける視神経炎と脳炎症の生物発光と近赤外イメージング

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) in SJL/J mice is a model for relapsing-remitting multiple sclerosis (RRMS). Clinical EAE scores describing ...

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings provide a sensitive approach to measure nerve conduction in humans and rodent models. To broaden the technical possibilities for electromyography in mice, the measurement of compound muscle action potentials (CMAPs) from the brachial plexus nerve in the forelimb using needle electrodes is described here. CMAP recordings after stimulating the sciatic nerve in hindlimbs have been previously described. The newly introduced method here allows for the evaluation of the nerve conductivity at an additional site, and thus provides a more profound overview of the neuromuscular functionality. The technique provides information on both the relative number of functional axons and the myelination level. Thereby, this method can be applied to assess both axonal diseases as well as demyelinating conditions. This minimally invasive method does not require extraction of the nerve and therefore it is suitable for repeated measurements for longitudinal follow-up in the same animal. Similar recordings are performed in clinical setups to emphasize the translational relevance of the method.

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

The measurement of nerve conduction is a useful tool to assess mouse models of neurodegeneration but it is frequently only applied to stimulate the sciatic nerve in hindlimbs. Here, we describe a technique to measure compound muscle action potential (CMAP) in vivo in the mouse forelimb muscles innervated by the brachial plexus.

生体内で運動ニューロンの変性症のマウスモデルの前肢からの複合筋活動電位の電気生理学的測定

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings ...

EAE疾患の重症度を評価するための脊髄の組織学的染色

Scoring Central Nervous System Inflammation, Demyelination, and Axon Injury in Experimental Autoimmune Encephalomyelitis

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is a common immune-based model of multiple sclerosis (MS). This disease can be induced in rodents by active immunization with protein components of the myelin sheath and Complete Freund&#39;s adjuvant (CFA) or by the transfer of myelin-specific T effector cells from rodents primed with myelin protein/CFA into na&#239;ve rodents. The severity of EAE is typically scored on a 5-point clinical scale that measures the degree of ascending paralysis, but this scale is not optimal for assessing the extent of recovery from EAE. For example, clinical scores remain high in some EAE models (e.g., myelin oligodendrocyte glycoprotein [MOG] peptide-induced model of EAE) despite the resolution of inflammation. Thus, it is important to complement clinical scoring with histological scoring of EAE, which also provides a means to study the underlying mechanisms of cellular injury in the central nervous system (CNS).
Here, a simple protocol is presented to prepare and stain spinal cord and brain sections from mice and to score inflammation, demyelination, and axonal injury in the spinal cord. The method for scoring leukocyte infiltration in the spinal cord can also be applied to score brain inflammation in EAE. A protocol for measuring soluble neurofilament light (sNF-L) in the serum of mice using a Small Molecule Assay (SIMOA) assay is also described, which provides&#160;feedback on the extent of overall CNS injury in live mice.

著者スポットライト:多発性硬化症における肥満と自己免疫性炎症を結びつける経路の解明 

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) serves as an animal model of multiple sclerosis. This article describes an approach for scoring spinal cord inflammation, demyelination, and axonal injury in EAE. Additionally, a method to quantify soluble neurofilament light levels in the mice serum is presented, facilitating the assessment of axonal injury in live mice.

実験的自己免疫性脳脊髄炎における中枢神経系の炎症、脱髄、および軸索損傷のスコアリング

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is a common immune-based model of multiple sclerosis (MS). This disease can be induced in rodents by ...

免疫・感染学

MouseWalkerを用いた脊髄損傷マウスの自発運動機能障害の定量化

Using the MouseWalker to Quantify Locomotor Dysfunction in a Mouse Model of Spinal Cord Injury

The execution of complex and highly coordinated motor programs, such as walking and running, is dependent on the rhythmic activation of spinal and supra-spinal circuits. After a thoracic spinal cord injury, communication with upstream circuits is impaired. This, in turn, leads to a loss of coordination, with limited recovery potential. Hence, to better evaluate the degree of recovery after the administration of drugs or therapies, there is a necessity for new, more detailed, and accurate tools to quantify gait, limb coordination, and other fine aspects of locomotor behavior in animal models of spinal cord injury. Several assays have been developed over the years to quantitatively assess free-walking behavior in rodents; however, they usually lack direct measurements related to stepping gait strategies, footprint patterns, and coordination. To address these shortcomings, an updated version of the MouseWalker, which combines a frustrated total internal reflection (fTIR) walkway with tracking and quantification software, is provided. This open-source system has been adapted to extract several graphical outputs and kinematic parameters, and a set of post-quantification tools can be to analyze the output data provided. This manuscript also demonstrates how this method, allied with already established behavioral tests, quantitatively describes locomotor deficits following spinal cord injury.

著者スポットライト:MouseWalkerを使用して脊髄損傷のマウスモデルにおける自発運動機能障害の定量化  

An experimental pipeline to quantitatively describe the locomotor pattern of freely walking mice using the MouseWalker (MW) toolbox is provided, ranging from initial video recordings and tracking to post-quantification analysis. A spinal cord contusion injury model in mice is employed to demonstrate the usefulness of the MW system.

多発性硬化症のマウスモデルで進行性の神経障害を測定します

要約

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マウスにおける運動協調性の測定

臨床試験および筋萎縮性側索硬化症（ALS）のマウスモデルにおける脊髄の除去

ALSのSOD1-G93Aマウスモデルにおける疾患進行を評価するためのクイック表現型の神経学的スコアリングシステム

MOG35 55 を受ける c57bl/6 マウスの矢状面運動歩行解析による実験的自己免疫性脳脊髄炎

マウスにおける多発性硬化症のEAEモデルにおける視神経炎と脳炎症の生物発光と近赤外イメージング

生体内で運動ニューロンの変性症のマウスモデルの前肢からの複合筋活動電位の電気生理学的測定

実験的自己免疫性脳脊髄炎における中枢神経系の炎症、脱髄、および軸索損傷のスコアリング

実験的自己免疫性脳脊髄炎における中枢神経系の炎症、脱髄、および軸索損傷のスコアリング

実験的自己免疫性脳脊髄炎における中枢神経系の炎症、脱髄、および軸索損傷のスコアリング

MouseWalkerを用いた脊髄損傷マウスモデルにおける自発運動機能障害の定量化