Универсальный поведенческий метод исследования влияния гормонов щитовидной железы на функцию мозжечка

Резюме

Здесь мы представляем протокол для универсального поведенческого теста, разработанного недавно, теста на лестничном луче. Этот тест имеет преимущество в выявлении тонкой мозжечковой атаксии, вызванной дефектом действия гормонов щитовидной железы в центральной нервной системе, по сравнению с обычными поведенческими тестами, оценивающими двигательную работоспособность.

Аннотация

Действие гормона щитовидной железы (ТГ) имеет важное значение в период развития центральной нервной системы, в том числе мозжечка. В случае дефицита ТГ в раннем возрасте, такого как врожденный гипотиреоз, у пациентов проявляются неврологические расстройства, такие как умственная отсталость и двигательный дефицит. Существуют различные исследования с использованием мышиных моделей с ткане- или клеточно-специфическим дефицитом ТГ для изучения роли ТГ в мозжечке. По сравнению с мышами с генерализованным врожденным гипотиреозом, мыши, специфичные для клеток мозжечка, с дефицитом ТГ, демонстрируют более мягкие и тонкие атаксические черты, что затрудняет оценку двигательной функции при использовании обычных тестов, таких как тест ротарода.

В связи с потребностью в альтернативном инструменте для оценки двигательной функции в моделях животных, связанных с ТГ, мы разработали универсальный поведенческий метод под названием «тест лестничного пучка», в котором мы можем разрабатывать различные тесты с лестницей в зависимости от тяжести атаксии у модельных мышей. Мы использовали трансгенных мышей, экспрессирующих доминантно-негативный рецептор TH, специфически в мозжечковой клетке Пуркинье, единственном выходном нейроне в коре мозжечка, модулирующем моторную производительность. Недавно созданный тест с использованием лестничного пучка успешно обнаружил устойчивые нарушения двигательной способности у трансгенных мышей на более высоком уровне по сравнению с тестом ротарода. Нарушение моторного обучения также было обнаружено в тесте с лестничным лучом, но не в тесте с ротародом. Протокол с этим новым поведенческим аппаратом может быть применен к другим животным моделям, которые могут демонстрировать слабый атаксичный фенотип, для изучения тонких изменений в функции мозжечка.

Введение

Гормон щитовидной железы (ТГ) незаменим для развития мозга¹. В частности, его роль в мозжечке имеет решающее значение, поскольку дефицит ТГ в раннем возрасте вызывает аберрантное развитие мозжечка ^1,2. Например, при врожденном гипотиреозе у пациентов наблюдается ряд неврологических нарушений, включая когнитивные и двигательные дефициты³. Чтобы раскрыть роль ТГ в функциональном развитии мозжечка, в некоторых исследованиях был ограничен дефицит ТГ специфическим для клеток мозжечка способом⁴. Однако, по сравн....

протокол

Протокол экспериментов на животных в настоящем исследовании был одобрен Комитетом по уходу за животными и экспериментам Университета Гумма. Все процедуры по уходу и лечению животных выполнялись в соответствии с японским Законом о благополучии и управлении животными и Руководством по надлежащему проведению экспериментов на животных, выпущенным Научным советом Японии. Сборочный чертеж аппарата можно найти на рисунке 1.

1. Установка лестницы

1. Испытание горизонтальной лестницы (Рисунок 2C слева)
   1. Вставьте алюминиевые пал....

Результаты

В тесте rotarod мыши Mf-1/FVB показали значительное снижение латентности падения с вращающегося стержня в течение 3 дней подряд по сравнению с мышами дикого типа, что указывает на нарушение координации движений (рис. 3A). Тем не менее, с точки зрения вн?.......

Обсуждение

Наш проект основывался на предыдущем исследовании Метца и Уишоу, которые сообщили о полезности «теста на ходьбу по лестнице»^13,14. Они разработали тест ходьбы по лестнице для оценки навыков ходьбы и измерения положения передних и задних .......

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Air puff	DAISO
Aluminum sticks	CAINZ		2 mm diameter, number of sticks may vary depending on the ladder design. Aproximately 30 sticks may be required to build the horizontal ladder (4 cm interval).
Blutack	Bostik
Plexiglass	CAINZ		110 cm x 20 cm, 110 cm x 10 cm, 2 parts each
Screws	CAINZ