Name: sagittal plane kinematic gait analysis in c57bl/6 mice subjected to mog35-55 induced experimental autoimmune encephalomyelitis
Uploaded: 2017-11-04T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 2 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Sagittal Plane Kinematic Gait Analysis in C57BL/6 Mice Subjected to MOG35-55 Induced Experimental Autoimmune Encephalomyelitis at JoVE.com

우리는 촬영 된 그의 기술 지원에 대 한 Sid Chedrawe를 인정 하 고 싶습니다. 이 작품 MS 학회 캐나다 (EGID 2983)에서 자금을 지원 했다.

이 프로토콜은 동물 관리 지침에 캐나다 위원회 및 실험실 동물에 Dalhousie 대학 위원회에 의해 승인 되었다.
 1. 반사 마커 생성: <ol><li>반사 종이의 시트에서 작은 원 원하는 수 펀치 휴대용 구멍 펀치를 사용 하 여. 각 동물 필요 5 마커 단일 기록; 큰 2 및 3 개의 작은 마커.</li>
	<li>원의 중심에는 경계에서 확장 직선 컷을 만들어 좋은 위를 사용 하 여.</li>
	<li>공개 접착제 표면 마커의 역행 종이 제거 합니다. 미세 집게를 사용 하 여 마커 단단히를 원뿔 모양에 당신의 손가락을 사용 하 여 자체에 그것을 곱슬 곱슬. 작은 마커를 만들기 위해 콘을 단단히 곱슬 곱슬. 큰 마커 있도록 느슨하게 컬 콘.</li>
	<li>휴대용 풀 총을 사용 하 여, 내부 원뿔 모양의 마커를 접착제로 집게와 콘의 끝을 창과 동안를 골 판지의 평면 부분에 마커를 준수. 접착제는 축소 하 고 빛의 최적의 반사 되도록 기록 하는 동안 절곡에서 마커를 막을 것 이다. 언제 접착제는 건조 (약 10 분), 메스 ( 그림 1A)와 골 판지에서 마커를 제거.</li>
</ol> 2. 녹음에 대 한 동물을 준비 <ol><li>Anesthetize isoflurane 가스 (2.5%, 2 리터/분 O 2)를 유도 챔버에 마우스를 배치 하 여 마우스. 일단 마우스를 의식이 없는 코 콘 반복 물 난방 담요 위에 위치에 놓습니다. Anesthetization의 목적은 마커 배치;에 대 한 마우스를 고정 하 절차는 고통 스러운. 따라서, 마 취 깊이 평가 될 필요 하지 않습니다.</li>
	<li>양쪽 눈에 국 소 눈 윤 활 유를 적용.</li>
	<li>전기 면도기를 사용 하 여 원하는 hindlimb를 면도. 발목에서 시작 하 고 척추와 갈비뼈;의 하단까지 이 마커 접착에 악영향을 줄 것 이다 아무 모피 왼쪽은 확인. 
	참고: 여기, 오른쪽 hindlimb 기록 했다; 그러나, 어느 hindlimb를 사용할 수 있습니다.</li>
	<li>영구 마커를 사용 하 여 장 골도 머리와 엉덩이 관절의 위치를 나타냅니다. 장 골도 머리 바로 아래에 있는 갈비뼈의 하단 이며 쉽게 만져 서 마우스 아래 무릎을 함께 가져다 &#39; s 몸. 
	참고: 고관절 flexing과 골반과 대 퇴 골 사이 조음 지점을 찾기 위해 다리를 확장 하 여 찾을 수 있습니다.</li>
	<li>미세 집게를 사용 하 여, 작은 표시기의 뾰족한 끝을 잡고와 빠른 연기 접착제 접착제에 기지 또는 동등한 대안을 찍어. 네 번째 손가락의 끝에 마커를 놓고 접착제를 건조 수 있도록 2-3 s에 대 한 장소에서 개최 합니다. 같은 방식으로 ( 그림 1B)에 metatarsophalangeal 관절과 발목에 다른 두 개의 작은 마커 장소.</li>
	<li>작은 표식으로 같은 방식으로 장 골도 머리와 엉덩이 관절 ( 그림 1B)에 큰 마커를 배치.</li>
	<li>원뿔에서 마우스를 제거 하 고 즉시 전송 케이지를 사용 하 여 녹음을 전송. 고정 된 디딜 방 아에 마우스를 놓고 마 취에서 완전히 회복 허용.</li>
</ol> 3. 걸음 걸이 기록 <ol><li>이전 마우스 기록에 &#39; s 걸음 걸이, 디딜 방 아에 알려진 치수 보정 블록의 사진을 받아. 
	참고:이 비디오를 실제 측정을 변환할 수 있는 픽셀을 허용할 것 이다. 카메라는 디딜 방 아에서 약 120 cm 배치 되어야 한다.
	<li>디딜 방 아와 같은 높이 수준에서 카메라 위치 <ol>. 다음과 같은 보정 이미지 레코딩 위한 동일한 카메라 위치를 유지.</li>
	</ol></li> <li>마우스는 완전히 마 취에서 회복 하 고, 일단 돌려 걷기 시작 하는 마우스를 낮은 속도 (cm/s)을 디딜 방 아. 마우스에 표식 카메라 쪽으로 직면 하는 디딜 방 아 벨트 방향 인지 확인 하십시오.</li>
	<li>디딜 방 아의 증가 속도 점차적으로 최대 20 c m/s;이 가장 건강 한 쥐에 있는 일관 된 걸음 걸이 대 한 이상적인 속도. 
	참고: 모든 쥐 같은 속도로 걷기를 이상적 이더라도, 일부 수 하지 일관이 속도 도달.
	<ol><li>마우스 20 cm/s, 걸을 수 없는 경우 필요에 따라 속도 감소 하 고 반드시이의 메모. 일관 된 단계 사이클 달성 될 때까지 디딜 방 아의 속도 줄일 수. 
		참고: 나중에 데이터 분석 속도 차이 대 한 조정할 수 있습니다.</li>
	</ol></li> <li>시작 마우스 꾸준히 걷고 일단 비디오 기록 (즉, 일관 된 속도로 걷고, 양육 하지 또는 측면 직물). 8 ~ 12 연속 단계 사이클 기록 되었습니다 때까지 기록을 계속 합니다. 모든 동영상에 대 한 기록의 디딜 방 아와 마우스의 속도 기록.</li>
	<li>녹음 완료 되 면 디딜 방 아를 해제 하 고 그것의 감 금 소를 마우스를 반환 합니다. 청소 철저 하 게 기록 사이 디딜 방 아 다른 마우스에 의해 남겨진 향기 들어오는 마우스의 동작을 변경할 수 있습니다. 스트레스 감소 및 피부 손상, 마커;를 제거 하지 마십시오 허용 그들 자신에 그들을 제거 하 쥐.</li>
</ol> 4. 분석 <ol><li>모션 분석 소프트웨어를 사용 하 여 비디오 처리. 
	참고: 우리의 실험에서 우리가 사용 이미징 및 통계 소프트웨어를 위한 사용자 지정 스크립트 (재료의 표 참조)을 박사 니콜라 Stifani에 의해 작성 되었습니다. 다음 단계는 선택한 동작 분석 소프트웨어를 사용 하 여 수행 됩니다.
	<ol><li>동영상에서 마커의 픽셀 좌표를 추출 하 고 교정 비디오를 사용 하 여 센티미터 픽셀 값을 변환 하 고 각 프레임에서 공동 각도 계산.</li>
		<li>시작과 끝 단계 시간 길이 대 한 정보를 취득 함으로써 각 단계 사이클의 식별.</li>
		<li>정상화 단계 사이클 기간 200 정규화 된 프레임에는 스윙과 자세 각각 100 프레임으로 표시 됩니다.</li>
	</ol></li> <li>정규화 된 프레임을 사용 하 여 계산 스프레드시트 소프트웨어를 사용 하 여 데이터 분석에 대 한 운동학 적 매개 변수 (자료의 표 참조).
	특정 관절의 평균 각도 설정,로 정규화 된 프레임 내의 모든 각도의 평균 걸릴 <ol><li>: <img src="/files/ftp_upload/56032/56032eq1v4.jpg" /> 참고: x 여기에 각도 값을 대표 한 정규화 주어진 프레임, 그리고 n 정규화 된 프레임 수를 나타냅니다.</li>
		<li>주어진된 마우스에 대 한 특정 관절의 운동 범위를 설정 하려면 다음과 같이 정규화 된 프레임의 집합에서 가장 큰 각도에서 가장 작은 각도 빼기: 
		운동의 범위 각도 최대-최소 각도 =. 
		참고: 여기 최대 각도 각도 최소는 최고의 그리고 가장 작은 각도 정규화 단계 주기 내에서 각각 달성.</li>
		<li>RMS 차이 설정 하려면 먼저 기준 기록에서 각 실험 시간 포인트의 평균 각도 뺍니다. 다음, 각 차이 광장, 모든 제곱 평균 제곱근의 뜻. 방정식은 다음과 같습니다: <img src="/files/ftp_upload/56032/56032eq3v4.jpg" /> 참고: 여기 <img src="/files/ftp_upload/56032/56032eq4.jpg" /> 기록; 기준선에서 평균 각도 나타냅니다 y 각 점에서 실험 시간-; 평균 각도를 나타냅니다. n의 정규화 된 프레임 수를 나타냅니다. 루트 제곱된 (RMS) 차이점은 초기 녹음에서 걸음 걸이에 대 한 편차를 평가 하는 데 사용 되는 측정 뜻.</li>
	</ol></li> <li>과학 그래프 및 통계 소프트웨어를 사용 하 여 분석 하 고 데이터 (재료의 표 참조).</li></ol>

<ol>
	<li>Giladi, N., Horak, F. B., Hausdorff, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Classification+of+gait+disturbances:+distinguishing+between+continuous+and+episodic+changes.">Classification of gait disturbances: distinguishing between continuous and episodic changes.</a> Mov Disord. 28 (11), 1469-1473 (2013).</li><li>Kiehn, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decoding+the+organization+of+spinal+circuits+that+control+locomotion.">Decoding the organization of spinal circuits that control locomotion.</a> Nat Rev Neurosci. 17 (4), 224-238 (2016).</li><li>Akay, T., Tourtellotte, W. G., Arber, S., Jessell, T. 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저자 들은 아무것도 공개 선언 합니다.

EAE 가진 쥐, 모터 적자를 측정의 두 가지 가장 일반적인 방법 임상 점수 이며 rotarod27,28에서 대기 시간을가. 이 기술은 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 하지만 편리 하 고 널리 사용 되, 임상 점수 의미는 임상 점수 차이의 크기는 알려져 있지 않습니다만 서 수 수준 데이터를 생성 하 여 제한 됩니다. 임상 점수 또한 모터 적자의 본질에 대 한 정확한 정보?...

걸음 걸이 운동을 달성 하는 데 사용 하는 팔 다리의 반복적인 움직임의 시리즈 이다. 걸음 걸이 두 단계로 분할 되는 단계 사이클 구성: 발 이동 거꾸로 바닥에 시체 전달; 추진 때 자세 단계 그리고 발 지상과 이동 전달 꺼져 스윙 단계. 걸음 걸이의 소요는 척수 상해 (SCI), 다 발성 경화 증 (MS), 루 경화 증 (ALS), 파 킨 슨 병 (PD), 및 뇌졸중; 등 많은 신경 퇴행 성 질환의 특징 기능 이러한 장애의 임상 설치류 모델은 종종 그들의 각각 걸음 걸이 장애1정리. 쥐에 있는 운동의 기본 제어 메커니즘 집중적으로 공부2,3되었습니다. 또한, 많은 인간의 신경 장애4의 마우스 모델 있다. 마우스에 걸음 걸이 분석 따라서 해 부 관계가 알려진 모터 적자의 여러 측면을 측정 하는 매력적인 접근 이다. 마우스 모델에서 걸음 걸이의 연구는 운동 신경 장애, 적자의 neuropathological 기지에 대 한 통찰력을 제공 하 고 잠재적인 치료의 식별을 가능 하 게 수 있습니다.
설치류에서 걸음 걸이 측정 하는 데 사용 된 몇 가지 기술이 포함 (예를 들어, 바소 마우스 규모5 및 오픈 필드 테스트6) 육안 검사 및 복 부 비행기7에서 보 행의 분석. 더 최근에, 화살 평면 운동학 hindlimb 움직임을 측정 하는 방법 때문에 그들은 이동의 실행에 대 한 자세한 정보를 제공 하 고 따라서 걸음 걸이8, 에 있는 미묘한 변화에 더 민감합니다 인기 얻고 있다 9 , 10 , 11. 디딜 방 아9,12 에 걷고 있는 동안 화살 비행기에서 hindlimb 운동 연구 개발 기구학 기술을 광범위 하 게 과학, ALS, 외상 성 대뇌 피 질의 부상, 뇌졸중의 맥락에서 연구 하 고 헌팅턴 병8,9,10,11,13,14,,1516. 반면, 이러한 기술을 다 발성 경화 증17의 마우스 모델에 대 한 운전 적자의 연구에서 제한 된 사용을 보았다.
실험적인 자기 면역 뇌 (EAE) MS18의 가장 일반적으로 사용 되 마우스 모델 이다. EAE 유도의 두 가지 주요 방법을 통해 활성 또는 수동 접종 이다. 활성 EAE 마우스와 수 초 항, 일으키는 autoreactive T 세포 중재 neuroinflammation demyelination 척수와 소 뇌에 접종 됩니다. 다른 한편으로, 수동 EAE 순진한 마우스19autoreactive T 세포 활성 EAE 가진 쥐에서 전송 하 여 유도 된다. 중앙 신경 조직 (CNS) 항 원에 의해 질병 과정 및 neuropathology 영향을 다른 곳에서 설명 된 대로 및 마우스 스트레인20,,2122,23,24 ,25. EAE 실험, 통제 쥐 수 초 항 원 없이 완전 한 Freund의 보조 (CFA)와 주입 됩니다. EAE 오름차순 마비 꼬리 약점으로 시작 하는 앞 발을 포함 잠재적으로 수 여 증 및 마비20인 특징 이다. 우리는 최근 myelin oligodendrocyte 당단백질 35-55 (MOG35-55)를 받게 하는 C57Bl/6 마우스의 걸음 걸이 변화를 특징-EAE를 유도. 이러한 연구 걸음 걸이 분석을 정상적인 발목 운동에서 편차는 매우 EAE 쥐26의 요 추 척수의 백 질 손실의 정도 연관 때문에 클래식 행동 분석 보다 우수한 것으로 나타났습니다. 대조적으로, 백색 질 손실 및 2 개의 다른 전통적인 행동 조치 (임상 점수 및 rotarod) 간의 상관 관계의 강도 훨씬 약한26했다.
우리 여기 EAE 마우스는 디딜 방 아에 걷는의 화살 평면에서 운동 적자를 검출 하기 위하여 운동학 걸음 걸이 분석의 사용을 설명 합니다. 5 반사 마커 엉덩이, 무릎, 그리고 고속 비디오 녹화에서 발목 관절의 움직임을 식별 하기 위해 hindlimb에 배치 했다. 동작 분석 소프트웨어 공동 여행에 대 한 운동학 적 데이터 추출에 사용 되었다. 이러한 기술 운동 적자 EAE의 MOG35-55 모델에 대 한 계량에 유틸리티는 설명 합니다. 이 기술은 또한 신경 장애의 다른 마우스 모델에서 걸음 걸이 적자의 연구에 적용 됩니다.

<table><tbody><tr><td>Camera</td><td>Nikon</td><td>Nikon D750</td><td>Used to film the video</td></tr><tr><td>Reflective tape</td><td>B&amp;amp;L Engineering</td><td>MKR-Tape-2</td><td></td></tr><tr><td>Fine scissors</td><td>Fine Science Tools</td><td>15023-10</td><td></td></tr><tr><td>Forceps</td><td>Fine Science Tools</td><td>11252-20</td><td></td></tr><tr><td>Glue gun</td><td>Craftsmart</td><td>E231647</td><td></td></tr><tr><td>scalpel handle #4</td><td>Roboz</td><td>R5-9884</td><td></td></tr><tr><td>Scalpel Blade No.10</td><td>Feather</td><td>2020-12</td><td></td></tr><tr><td>C57BL/6 mice</td><td>Charles River Laboratories</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Anesthetic machine</td><td>EZ Anesthesia</td><td>EZ-AF9000 Auto Flow System</td><td></td></tr><tr><td>Recirculating water heating blanket</td><td>Androit</td><td>HTP-1500</td><td></td></tr><tr><td>topical eye lubricant</td><td>Refresh</td><td>DIN00210889</td><td></td></tr><tr><td>Shaver</td><td>Oster</td><td>78997-010</td><td></td></tr><tr><td>High speed camera</td><td>Fastec</td><td>Fastec IL3-100</td><td></td></tr><tr><td>High power light</td><td>Smith Victor Corporation</td><td>Model 700 SG (600 Watt quartz light, 120 Volts)</td><td></td></tr><tr><td>Light Stand</td><td>Promaster</td><td>LS1</td><td></td></tr><tr><td>Treadmill</td><td>Custom built at the Zoological Institute, University of Cologne</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microsoft Excel 2016</td><td>Microsoft</td><td>Version 2016</td><td></td></tr><tr><td>KinemaJ</td><td>Nicolas Stifani</td><td></td><td>This is a script generated for use with ImageJ</td></tr><tr><td>KinemaR</td><td>Nicolas Stifani</td><td></td><td>This is a script generated for use with Rstudio</td></tr><tr><td>Vicon Motus</td><td>Vicon Motus</td><td>Version 9.00</td><td></td></tr><tr><td>GraphPad Prism</td><td>GraphPad</td><td>Version 6.00</td><td></td></tr></tbody></table>

sagittal plane kinematic gait analysis in c57bl/6 mice subjected to mog35-55 induced experimental autoimmune encephalomyelitis

화살 비행기에서 운동학 걸음 걸이 분석 여러 경화 증 (MS)에서 모터 적자 하 자주 사용 되었습니다. 우리는 실험적인 자기 면역 뇌 (EAE)로 알려진 MS의 마우스 모델에서 걸음 걸이 적자를 식별 하기 위해 이러한 기술의 응용 프로그램을 설명 합니다. EAE를 받게 하는 쥐에 있는 마비 및 모터 적자는 일반적으로 임상 점수 규모를 사용 하 여 평가 됩니다. 그러나,이 규모는 모터 적자의 정확한 본질에 대 한 약간의 정보를 제공 하 서 수 데이터를 생성 합니다. EAE 질병 심각도 rotarod 성능, 일반 모터 조정의 측정을 제공 하 여 평가 했다. 대조적으로, 화살 비행기에서 뒷 다리의 운동학 걸음 걸이 분석 방법 움직임은 장애인에 대 한 매우 정확한 정보를 생성 합니다. 이 절차를 수행 하려면 반사 마커 마우스는 디딜 방 아에 걷는 동안 공동 움직임을 감지 하는 후방 다리에 배치 됩니다. 동작 분석 소프트웨어는 산책 하는 동안 마커의 움직임을 측정 하는 데 사용 됩니다. 운동학 걸음 걸이 매개 변수는 다음 결과 데이터에서 파생 됩니다. 우리는 어떻게 이러한 걸음 걸이 매개 EAE의 엉덩이, 무릎, 그리고 발목 관절의 장애인된 운동 척도를 사용할 수 있습니다 보여줍니다. 이러한 기술은 질병 메커니즘을 이해 하 고 MS와 기동성 손상 다른 신경 퇴행 성 질환에 대 한 잠재적인 치료 식별을 사용할 수 있습니다.

그림 1 은 운동학 걸음 걸이 분석을 위해 사용 하는 프로시저의 도식 적인 표현입니다. 첫째, 반사 마커는 만들었고 5 해 부 지점에서 마우스에 배치. 마우스는 디딜 방 아에 걷는 하는 동안에 다음 걸음 걸이 기록 됩니다. 동작 분석 소프트웨어는 이후 분석에 대 한 운동학 적 데이터를 추출 하는 데 사용 됩니다.
그림 2A -C</stro...

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

MOG35-55를 받게 하는 C57BL/6 쥐에 화살 평면 운동학 걸음 걸이 분석 실험적인 자기 면역 뇌 유발

화살 비행기에서 운동학 걸음 걸이 분석 운동 실행 하는 방법에 대 한 매우 정확한 정보를 생성 합니다. 우리는 중재 면역 demyelination 대상이 쥐에 대 한 걸음 걸이 적자를 식별 하기 위해 이러한 기술의 응용 프로그램을 설명 합니다. 이러한 방법은 다른 마우스 모델을 갖춘 장애인된 운동에 대 한 걸음 걸이 적자 하 사용할 수 있습니다.

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

sagittal-plane-kinematic-gait-analysis-c57bl6-mice-subjected-to-mog35

Research

JoVE Journal

Neuroscience

8.5K 조회수.  Dalhousie University. 화살 비행기에서 운동학 걸음 걸이 분석 운동 실행 하는 방법에 대 한 매우 정확한 정보를 생성 합니다. 우리는 중재 면역 demyelination 대상이 쥐에 대 한 걸음 걸이 적자를 식별 하기 위해 이러한 기술의 응용 프로그램을 설명 합니다. 이러한 방법은 다른 마우스 모델을 갖춘 장애인된 운동에 대 한 걸음 걸이 적자 하 사용할 수 있습니다.

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Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein (MOG35-55) Induced Experimental Autoimmune Encephalomyelitis (EAE) in C57BL/6 Mice

Multiple sclerosis is a chronic neuroinflammatory demyelinating disorder of the central nervous system with a strong neurodegenerative component. While the exact etiology of the disease is yet unclear, autoreactive T lymphocytes are thought to play a central role in its pathophysiology. MS therapy is only partially effective so far and research efforts continue to expand our knowledge on the pathophysiology of the disease and to develop novel treatment strategies. Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is the most common animal model for MS sharing many clinical and pathophysiological features. There is a broad diversity of EAE models which reflect different clinical, immunological and histological aspects of human MS. Actively-induced EAE in mice is the easiest inducible model with robust and replicable results. It is especially suited for investigating the effects of drugs or of particular genes by using transgenic mice challenged by autoimmune neuroinflammation. Therefore, mice are immunized with CNS homogenates or peptides of myelin proteins. Due to the low immunogenic potential of these peptides, strong adjuvants are used. EAE susceptibility and phenotype depends on the chosen antigen and rodent strain. C57BL/6 mice are the commonly used strain for transgenic mouse construction and respond among others to myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG). The immunogenic epitope MOG35-55 is suspended in complete Freund's adjuvant (CFA) prior to immunization and pertussis toxin is applied on the day of immunization and two days later. Mice develop a "classic" self-limited monophasic EAE with ascending flaccid paralysis within 9-14 days after immunization. Mice are evaluated daily using a clinical scoring system for 25-50 days. Special considerations for care taking of animals with EAE as well as potential applications and limitations of this model are discussed.

Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein MOG35-55 Induced Experimental Autoimmune Encephalomyelitis EAE in C57BL/6 Mice

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is an established animal model of multiple sclerosis. C57BL/6 mice are immunized with myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG) peptide 35-55 (MOG35-55), resulting in an ascending flaccid paralysis caused by autoreactive immune cells in the central nervous system. Protocols for disease induction and monitoring will be discussed.

수초 희소 돌기 아교 세포 당 단백질 (MOG<sub&gt; 35-55</sub&gt;) C57BL / 6 쥐에 실험자가 면역 뇌척수염 (EAE) 유도

Multiple sclerosis is a chronic neuroinflammatory demyelinating disorder of the central nervous system with a strong neurodegenerative component. While ...

연구

면역학 및 감염병학

3D Kinematic Gait Analysis for Preclinical Studies in Rodents

The utility of three-dimensional (3D) kinematic motion analysis systems is limited in rodents. Part of the reason for this inadequacy is the use of complex algorithms and mathematical modeling that accompany 3D data collection and analysis procedures. This work provides a simple, user-friendly, step-by-step detailed methodology for 3D kinematic gait analysis during treadmill locomotion in healthy and neurotraumatic rats using a six-camera motion capture system. Also provided are details on 1) calibration of the system in an experimental set-up customized for quadrupedal locomotion, 2) data collection for treadmill locomotion in adult rats using markers positioned on all four limbs, 3) options available for video tracking and processing, and 4) basic 3D kinematic data generation and visualization and quantification of data using the built-in data collection software. Finally, it is suggested that the utility of this motion capture system be expanded to studying a variety of motor behaviors before and after neurotrauma.

Presented here is a protocol to collect and analyze three-dimensional kinematics of quadrupedal locomotion in rodents for preclinical studies.

설치류의 전임상 연구를 위한 3D 운동걸음걸이 분석

The utility of three-dimensional (3D) kinematic motion analysis systems is limited in rodents. Part of the reason for this inadequacy is the use of ...

행동분석학

Gait Analysis of Age-dependent Motor Impairments in Mice with Neurodegeneration

Motor behavior tests are commonly used to determine the functional relevance of a rodent model and to test newly developed treatments in these animals. Specifically, gait analysis allows recapturing disease relevant phenotypes that are observed in human patients, especially in neurodegenerative diseases that affect motor abilities such as Parkinson&#39;s disease (PD), Alzheimer&#39;s disease (AD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), and others. In early studies along this line, the measurement of gait parameters was laborious and depended on factors that were hard to control (e.g., running speed, continuous running). The development of ventral plane imaging (VPI) systems made it feasible to perform gait analysis at a large scale, making this method a useful tool for the assessment of motor behavior in rodents. Here, we present an in-depth protocol of how to use kinematic gait analysis to examine the age-dependent progression of motor deficits in mouse models of neurodegeneration; mouse lines with decreased levels of endophilin, in which neurodegenerative damage progressively increases with age, are used as an example.

In this study, we demonstrate the use of kinematic gait analysis based on ventral plane imaging to monitor the subtle changes in motor coordination as well as the progression of neurodegeneration with advancing age in mouse models (e.g., endophilin mutant mouse lines).

연령에 따라 모터 손상 Neurodegeneration와 쥐의 걸음 걸이 분석

Motor behavior tests are commonly used to determine the functional relevance of a rodent model and to test newly developed treatments in these animals. ...

발생학

Low-Cost Gait Analysis for Behavioral Phenotyping of Mouse Models of Neuromuscular Disease

Measurement of animal locomotion is a common behavioral tool used to describe the phenotype of a given disease, injury, or drug model. The low-cost method of gait analysis demonstrated here is a simple but effective measure of gait abnormalities in murine models. Footprints are analyzed by painting a mouse&#8217;s feet with non-toxic washable paint and allowing the subject to walk through a tunnel on a sheet of paper. The design of the testing tunnel takes advantage of natural mouse behavior and their affinity for small dark places. The stride length, stride width, and toe spread of each mouse is easily measured using a ruler and a pencil. This is a well-established and reliable method, and it generates several metrics that are analogous to digital systems. This approach is sensitive enough to detect changes in stride early in phenotype presentation, and due to its non-invasive approach, it allows for testing of groups across life-span or phenotypic presentation.

Footprint analysis is a low-cost alternative to digitized gait analysis programs for researchers quantifying movement abnormalities in mice. Because of its speed, simplicity, and longitudinal potential, it is ideal for behavioral phenotyping of mouse models.

신경 근육 질환의 마우스 모델의 행동 현상형에 대한 저렴한 걸음걸이 분석

Measurement of animal locomotion is a common behavioral tool used to describe the phenotype of a given disease, injury, or drug model. The low-cost method ...

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.

만성 수축 부상으로 쥐에 있는 자동화 된 걸음 걸이 분석

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 ...

신경과학

Visualizing Impairment of the Endothelial and Glial Barriers of the Neurovascular Unit during Experimental Autoimmune Encephalomyelitis In Vivo

The neurovascular unit (NVU) is composed of microvascular endothelial cells forming the blood-brain barrier (BBB), an endothelial basement membrane with embedded pericytes, and the glia limitans composed by the parenchymal basement membrane and astrocytic end-feed embracing the abluminal aspect of central nervous system (CNS) microvessels. In addition to maintaining CNS homeostasis the NVU controls immune cell trafficking into the CNS. During immunosurveillance of the CNS low numbers of activated lymphocytes can cross the endothelial barrier without causing BBB dysfunction or clinical disease. In contrast, during neuroinflammation such as in multiple sclerosis or its animal model experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) a large number of immune cells can cross the BBB and subsequently the glia limitans eventually reaching the CNS parenchyma leading to clinical disease. 
Immune cell migration into the CNS parenchyma is thus a two-step process that involves a sequential migration across the endothelial and glial barrier of the NVU employing distinct molecular mechanisms. If following their passage across the endothelial barrier, T cells encounter their cognate antigen on perivascular antigen-presenting cells their local reactivation will initiate subsequent mechanisms leading to the focal activation of gelatinases, which will enable the T cells to cross the glial barrier and enter the CNS parenchyma. Thus, assessing both, BBB permeability and MMP activity in spatial correlation to immune cell accumulation in the CNS during EAE allows to specify loss of integrity of the endothelial and glial barriers of the NVU. 
We here show how to induce EAE in C57BL/6 mice by active immunization and how to subsequently analyze BBB permeability in vivo using a combination of exogenous fluorescent tracers. We further show, how to visualize and localize gelatinase activity in EAE brains by in situ zymogaphy coupled to immunofluorescent stainings of BBB basement membranes and CD45+ invading immune cells.

Here, we present protocols to investigate impairment of the neurovascular unit during experimental autoimmune encephalomyelitis in vivo. We specifically address how to determine blood-brain barrier permeability and gelatinase activity involved in leukocyte migration across the glia limitans.&#160;

Vivo에서 실험적인 자기 면역 뇌 중 Neurovascular 단위의 내 피와 폐해 장벽의 장애 시각화

The neurovascular unit (NVU) is composed of microvascular endothelial cells forming the blood-brain barrier (BBB), an endothelial basement membrane with ...

MouseWalker를 사용한 척수 손상 마우스의 운동 기능 장애 정량화

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.

저자 스포트라이트: MouseWalker를 사용하여 척수 손상 마우스 모델에서 운동 기능 장애 정량화  

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.

MouseWalker를 사용하여 척수 손상 마우스 모델에서 운동 기능 장애 정량화

The execution of complex and highly coordinated motor programs, such as walking and running, is dependent on the rhythmic activation of spinal and ...

Induction and Evaluation of Experimental Autoimmune Encephalomyelitis in Mouse(마우스에서 실험적 자가면역 뇌척수염의 유도 및 평가)

Modeling Multiple Sclerosis in the Two Sexes: MOG35-55-Induced Experimental Autoimmune Encephalomyelitis

Multiple Sclerosis (MS) is a chronic autoimmune inflammatory disease affecting the central nervous system (CNS). It is characterized by different prevalence in the sexes, affecting more women than men, and different outcomes, showing more aggressive forms in men than in women. Furthermore, MS is highly heterogeneous in terms of clinical aspects, radiological, and pathological features. Thus, it is necessary to take advantage of experimental animal models that allow the investigation of as many aspects of the pathology as possible. Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) represents one of the most used models of MS in mice, modeling different disease features, from the activation of the immune system to CNS damage. Here we describe a protocol for the induction of EAE in both male and female C57BL/6J mice using myelin oligodendrocyte glycoprotein peptide 35-55 (MOG35-55) immunization, which leads to the development of a chronic form of the disease. We also report the evaluation of the daily clinical score and motor performance of these mice for 28 days post immunization (28 dpi). Lastly, we illustrate some basic histological analysis at the CNS level, focusing on the spinal cord as the primary site of disease-induced damage.

저자 스포트라이트: 수컷과 암컷 마우스 모두에 적합한 다재다능한 실험적 자가면역 뇌척수염 모델 만들기 

Experimental autoimmune encephalomyelitis is one of the most widely used murine models of multiple sclerosis. In the current protocol, C57BL/6J mice of both sexes are immunized with myelin oligodendrocyte glycoprotein peptide, resulting mainly in ascending paresis of the tail and limbs. Here we discuss the protocol of EAE induction and evaluation.

MOG35-55를 받게 하는 C57BL/6 쥐에 화살 평면 운동학 걸음 걸이 분석 실험적인 자기 면역 뇌 유발

요약

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이 비디오의 챕터

수초 희소 돌기 아교 세포 당 단백질 (MOG

설치류의 전임상 연구를 위한 3D 운동걸음걸이 분석

연령에 따라 모터 손상 Neurodegeneration와 쥐의 걸음 걸이 분석

신경 근육 질환의 마우스 모델의 행동 현상형에 대한 저렴한 걸음걸이 분석

만성 수축 부상으로 쥐에 있는 자동화 된 걸음 걸이 분석

Vivo에서 실험적인 자기 면역 뇌 중 Neurovascular 단위의 내 피와 폐해 장벽의 장애 시각화

MouseWalker를 사용하여 척수 손상 마우스 모델에서 운동 기능 장애 정량화

MouseWalker를 사용하여 척수 손상 마우스 모델에서 운동 기능 장애 정량화

MouseWalker를 사용하여 척수 손상 마우스 모델에서 운동 기능 장애 정량화

두 성별의 다발성 경화증 모델링: MOG_35-55-유도 실험적 자가면역 뇌척수염

MOG35-55를 받게 하는 C57BL/6 쥐에 화살 평면 운동학 걸음 걸이 분석 실험적인 자기 면역 뇌 유발

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연령에 따라 모터 손상 Neurodegeneration와 쥐의 걸음 걸이 분석

신경 근육 질환의 마우스 모델의 행동 현상형에 대한 저렴한 걸음걸이 분석

만성 수축 부상으로 쥐에 있는 자동화 된 걸음 걸이 분석

Vivo에서 실험적인 자기 면역 뇌 중 Neurovascular 단위의 내 피와 폐해 장벽의 장애 시각화

MouseWalker를 사용하여 척수 손상 마우스 모델에서 운동 기능 장애 정량화

MouseWalker를 사용하여 척수 손상 마우스 모델에서 운동 기능 장애 정량화

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두 성별의 다발성 경화증 모델링: MOG35-55-유도 실험적 자가면역 뇌척수염

두 성별의 다발성 경화증 모델링: MOG_35-55-유도 실험적 자가면역 뇌척수염