パーキンソン病の遺伝的ラットモデルにおける歩行解析のためのラットウォーカーシステムの適用

この方法により、歩行パラメータの違いを再現可能に定量化することができる。歩行パラメータは、自由に歩くげっ歯類で評価することができ、この技術は、足をインクに浸すなどの侵襲的なステップに依存しません。手順を実演するのはベン・ランバーティです。

各ランニングの開始前に歩道の端にホームケージを配置することから始めて、ラットが歩道を横断するための前向きな手がかりとして機能します。部屋の明かりを消します。カメラの電源を入れ、ラットがプラットフォームに配置される数秒前に録画を開始します。

エンクロージャーを取り付けたら、ラットを歩道の端、ホームケージの反対側に置き、強制せずに歩道を横切って歩けるようにします。動物が歩道の終点に到達したら、記録を停止します。ランニングの合間や動物の排尿や排便後に、70%エタノールと非研磨性のタオルを使用して歩道を掃除します。

次に、別の動物を導入する前にエタノールを蒸発させます。各観察期間中にラットを歩道に合計7回走らせ、最初の3回の実行を分析の合格として採点します。動物がグルーミング、一時停止、または誤った動きのために中断することなく、ホームケージの方向に4つ以上の連続したステップを行った場合、ランをパスとしてスコアリングします。

歩行分析は、運動学的歩行分析の使用が肉眼的運動障害の出現前に微妙な運動障害を発見できるかどうかを決定するために、生後2か月の雄の野生型およびパーキンDKOラットで実施されました。DKOラットの体重が増加したにもかかわらず、歩行面に加えられた足圧は変化しなかった。歩行速度の関数としていくつかの歩行パラメータを評価したところ、歩行速度と歩幅は野生型ラットとDKOラットの間で類似していることがわかりました。

野生型ラットとDKOラットの変動は、歩行速度が遅い場合の立脚期とスイング時間で明らかになりました。脚が立脚段階にあるステップサイクルの割合がデューティファクターでした。デューティファクターが減少するにつれて、スタンスフェーズよりもスイングフェーズでより多くの時間が費やされました。

さらに、野生型動物ではスイング速度が速度の増加とともに増加しましたが、DKOラットでは相関関係が鈍化しました。FTIR歩行分析は、自由に歩くラットの体に対する各脚の立脚位相痕跡のプロットを作成するためにも使用されました。足の位置を比較すると、AEPとPEPに有意な変化が観察されました。

いくつかの追加のパラメータは、野生型と比較してDKOラットにおいて有意に変化した。DKOラットでは左右後肢のスイング速度が上昇し、左右後肢のスイング持続時間は減少した。RatWalkerに関連するカメラ位置を含む機器の一貫したセットアップは、このプロトコルの実装を成功させるために重要です。

このプロトコルを実行した後、動物は、必要な追加の行動または実験エンドポイントに利用可能である。例えば、歩行の変化は組織学的変化と相関し得る。この手法は、不安やうつ病のモデルなど、他の非PDげっ歯類モデルにおける歩行を評価するために使用できます。