Name: a simple and low-cost assay for measuring ambulation in mouse models of muscular dystrophy
Uploaded: 2017-12-29T14:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 54 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Simple and Low-cost Assay for Measuring Ambulation in Mouse Models of Muscular Dystrophy at JoVE.com

Bu eser Ulusal Sağlık Enstitüleri [R01 AR048179 ve R01 HL126204 R.C.W, T32 AR059033 ve F32 AR069469to E.M.G] ve [274143 ve 416364 R.C.W. için] Musküler Distrofi Derneği ABD'de gelen hibe tarafından desteklenmiştir.

Yöntem tanımlamak burada kurumsal hayvan bakım ve Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles kullanım Komitesi tarafından kabul edildi. Vahşi-türü (C57BL/6J) ve mdx fareler (C57Bl/10ScSn arka plan) ticari bir kaynaktan satın alındı. MDX: utrophin-Tg fare izniyle Kay Davies, James Ervasti, bir hediye edildi ve mdx arka plan üzerinde muhafaza. Ambulation deneyleri erkek fareler üzerinde 6 aylıkken yapıldı. Fareler Terasaki Yaşam Bilimleri kurumsal hayvan bakım tarafından kurulan yönergeleri izleyerek Vivarium içinde muhafaza ve University of California, Los Angeles (onay 2000-029-43) ve onay bu çalışmalar için kullanım Komitesi tarafından verildi UCLA hayvan refah güvence (onay #A3196-01).
1. Hazırlık odası
<ol>
	<li>Veri toplama sessiz, bir sıcaklık kontrollü odada gün9tutarlı bir anda gerçekleştirin. Genotip ve test edilen fare tedavisinde kör sınamaları gerçekleştirin.</li>
	<li>Bu çözümleme için herhangi bir açık alan odası sistemi adapte. Not: Bu çalışmada, biz büyük çöp Kutusu'ndan inşa bir ucuz ve kolay taşınabilir kayıt odası kullanın. Açık alan arena bir kafes veya benzer yükseltilmiş platform ayarlamak bir tepsi var.</li>
	<li>Kamera bir tel ağ tam arena kaydetmek için odası yukarıda yerleştirin.</li>
	<li>Dezenfektan her davadan önce ile kayıt odası temiz.</li>
</ol>
2. iletişim kuralı ve veri toplama önceden egzersiz
<ol>
	<li>İsteğe bağlı olarak, hemen etkinlik kayıt önce her fare bir kas etkinleştirme protokol ile meydan. Not: Bu isteğe bağlıdır, ancak önerilen mdx fareler ilgili deneylerde olduğunu.<ol>
		<li>Çekme çubuğu bir dijital güç ölçüm kavrama ve geri çekme çubuğu serbest bırakılıncaya kadar yavaşça çekin fare izin. Deneme başına beş kez bu yordamı yineleyin.</li>
		<li>Her deneme için kayıt en yüksek gerilim (N). Not: ambulation tahlil için bir egzersiz sorun olarak görev ek olarak, bu kavrama gücü tahlil sırasında hayvan tarafından sarf kuvvet bir ek işlev sonuç ölçü2,10kullanılabilir.</li>
		<li>Beş toplam denemeler her fare her deneme arasında kalan 1 dk ile gerçekleştirir.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Hemen kavrama gücü tahlil veya diğer egzersiz protokol, aşağıdaki etkinlik odasında fare yerleştirin.</li>
	<li>Fare hareket video kayıt odası arenada başlatın. Fare özgürce 6 min için keşfetmek için izin.</li>
	<li>6 dk kaydı durdurmak ve fare için ev onun kafes dönmek.</li>
</ol>
3. video analizi
<ol>
	<li>İsteğe bağlı olarak, video kare hızını azaltarak analiz için hazır olun. İzleme çözümlemesi için kare hızı azaltmak için video kare hızını 2 kat büyük kısmını yok için bir video düzenleme yazılımı (örneğin, iMovie veya benzer bir program) aşağıdaki protokolünü kullanır. Not: video uzunluğu ve kare hızına bağlı olarak, önce analiz video kare hızını azaltmak yararlı olabilir. Bu çalışmada, video 30 kare/s (6 kayıt, min yaklaşık 10800 çerçeveler toplam) kaydedildi.<ol>
		<li>Video belgili tanımlık bilgisayar yazılımı yükleyin.</li>
		<li>'Speed' menü altında ' hız: hızlı ' ve 2 x hız ayarla.</li>
		<li>Decimated Videosu izleme çözümlemesi için .mp4 dosyası formatında dışa aktarabilir.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Video analiz için yazılım programında açılmasını. Video Çizgi aracını kullanarak kayıt için kalibrasyon ayarlayın. Odası bir kenarı boyunca bir çizgi çizin. Hatta doğru tıkırtı ve seçme "Ayarla'ya ölçü..." Odası yan gerçek boyutunu santimetre olarak girin.</li>
	<li>Fare pozisyonun yarı otomatik izleme başlatmak için 'hareket' imleci tıklatın. Video ilk kareden başlayarak, sağ izlenmesi gereken noktasında tıklatın; izleme noktası mavi bir daire ile işaretlenir. Not: Bu da çalışmanın, kuyruk Bankası izini sürerek her hayvan konumunu takip edildi.</li>
	<li>Çerçeve klavyedeki sağ ok tuşunu tıklatarak ilerle; izleme noktası otomatik olarak tabanlı kuyruk Bankası konumuna taşımanız gerekir.<ol>
		<li>İzleme konumu ile belirli bir çerçeve içinde ilgi noktası değil hizalanmışsa, el ile kuyruk tabanına mavi daire hizalayın. Not: video kalitesini ve fare hızına bağlı olarak, izleme ilgi noktası ile uyum sağlamak için kullanıcı girişi çeşitli düzeyleri gerektirebilir. Fare yolunu video ders ilerlemek.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Tam video izleme tamamlandığında, video ve izleme bindirme kaydedin. Konumsal veri izleme "Dışa aktarmak için elektronik tablo" seçerek verin.</li>
</ol>
4. veri analizi
<ol>
	<li>Konumsal veri bir elektronik yazılım programında açılmasını. X, Y farenin konumunu her çerçevede koordine hareketi analiz yazılımı bildirir.</li>
	<li>Çerçeve tarafından kat edilen mesafeyi hesaplamak için aşağıdaki denklemi kullanın (çerçeve bir konumda nerede x1, y1 ve çerçeve iki olan x2, y2): 
	<img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/56772/56772eq1.jpg"> Not: Zaman içinde toplu mesafe mesafe arasındaki her karenin ekleyerek hesaplanır.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Nagaraju, K., Carlson, G., De Luca, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+and+locomotor+measurements+using+open+field+animal+activity+monitoring+system.">Behavioral and locomotor measurements using open field animal activity monitoring system.</a> TREAT-NMD SOP Number M2.1.002. 2. 2, (2010).</li><li>Tatem, K. S., 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=Behavioral+and+locomotor+measurements+using+an+open+field+activity+monitoring+system+for+skeletal+muscle+diseases.">Behavioral and locomotor measurements using an open field activity monitoring system for skeletal muscle diseases.</a> J Vis Exp. (91), e51785 (2014).</li><li>Kobayashi, Y. M., 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=Sarcolemma-localized+nNOS+is+required+to+maintain+activity+after+mild+exercise.">Sarcolemma-localized nNOS is required to maintain activity after mild exercise.</a> Nature. 456 (7221), 511-515 (2008).</li><li>Belanto, J. 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=Microtubule+binding+distinguishes+dystrophin+from+utrophin.">Microtubule binding distinguishes dystrophin from utrophin.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (15), 5723-5728 (2014).</li><li>McDonald, C. M., 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+6-minute+walk+test+in+Duchenne/Becker+muscular+dystrophy:+longitudinal+observations.">The 6-minute walk test in Duchenne/Becker muscular dystrophy: longitudinal observations.</a> Muscle Nerve. 42 (6), 966-974 (2010).</li><li>Mazzone, E., 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=Star+Ambulatory+Assessment,+6-minute+walk+test+and+timed+items+in+ambulant+boys+with+Duchenne+muscular+dystrophy.">Star Ambulatory Assessment, 6-minute walk test and timed items in ambulant boys with Duchenne muscular dystrophy.</a> Neuromuscul Disord. 20 (11), 712-716 (2010).</li><li>Kobayashi, Y. M., Rader, E. P., Crawford, R. W., Campbell, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endpoint+measures+in+the+mdx+mouse+relevant+for+muscular+dystrophy+pre-clinical+studies.">Endpoint measures in the mdx mouse relevant for muscular dystrophy pre-clinical studies.</a> Neuromuscul Disord. 22 (1), 34-42 (2012).</li><li>Acosta, A. R., 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=Use+of+the+six-minute+walk+test+to+characterize+golden+retriever+muscular+dystrophy.">Use of the six-minute walk test to characterize golden retriever muscular dystrophy.</a> Neuromuscul Disord. 26 (12), 865-872 (2016).</li><li>Sousa, N., Almeida, O. F., Wotjak, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+hitchhiker's+guide+to+behavioral+analysis+in+laboratory+rodents.">A hitchhiker's guide to behavioral analysis in laboratory rodents.</a> Genes Brain Behav. 5, 5-24 (2006).</li><li>Gibbs, E. M., 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=High+levels+of+sarcospan+are+well+tolerated+and+act+as+a+sarcolemmal+stabilizer+to+address+skeletal+muscle+and+pulmonary+dysfunction+in+DMD.">High levels of sarcospan are well tolerated and act as a sarcolemmal stabilizer to address skeletal muscle and pulmonary dysfunction in DMD.</a> Hum Mol Genet. 25 (24), 5395-5406 (2016).</li><li>Gillis, 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=Multivariate+evaluation+of+the+functional+recovery+obtained+by+the+overexpression+of+utrophin+in+skeletal+muscles+of+the+mdx+mouse.">Multivariate evaluation of the functional recovery obtained by the overexpression of utrophin in skeletal muscles of the mdx mouse.</a> Neuromuscul Disord. 12, S90-S94 (2002).</li><li>Tinsley, 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=Expression+of+full-length+utrophin+prevents+muscular+dystrophy+in+mdx+mice.">Expression of full-length utrophin prevents muscular dystrophy in mdx mice.</a> Nat Med. 4 (12), 1441-1444 (1998).</li><li>Song, Y., 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=Suite+of+clinically+relevant+functional+assays+to+address+therapeutic+efficacy+and+disease+mechanism+in+the+dystrophic+mdx+mouse.">Suite of clinically relevant functional assays to address therapeutic efficacy and disease mechanism in the dystrophic mdx mouse.</a> J Appl Physiol. 122 (3), 593-602 (2017).</li><li>Bolivar, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrasession+and+intersession+habituation+in+mice:+from+inbred+strain+variability+to+linkage+analysis.">Intrasession and intersession habituation in mice: from inbred strain variability to linkage analysis.</a> Neurobiol Learn Mem. 92 (2), 206-214 (2009).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Açık alan tahlil motor işlevi kas hastalığı fare modellerinde sınamak için etkili ve non-invaziv bir yol sağlar ve bu tahlil varyasyonları önceden klinik çalışmalar için bir bitiş noktası değerli ölçü olarak hizmet verebilir. Bir büyük ile bu tür bir tahlil faaliyet izleme sistemleri, yüksek maliyetli ve sınırlı erişilebilirlik kısıtlamadır. Bu çalışmada, varolan ticari yazılım ve donanım için benzer sonuçlar üretebilir açık alan etkinlik analizi için bir düşük maliyetli sis...

Güvenilir ve tekrarlanabilir ölçümler kas işlevinin DMD için potansiyel tedavilerin etkinliğini değerlendirmek için kritik öneme sahiptir. DMD Progresif kas güçsüzlüğü, kaybetme-in ambulation ve nihai solunum yetmezliği için önde gelen dystrophin gen mutasyonlar neden bir genetik bozukluk var. En çok kullanılan hayvan modeli DMD dystrophin boş mdx faredir. Fonksiyonel testi mdx fare de olduğu gibi diğer dystrophies ve myopathies benzer hayvan modelleri hastalığın ilerlemesinde değerlendirmek için rutin deneyleri olarak ortaya çıktı. Yaygın olarak kullanılan vivo içinde deneyleri forelimb kavrama gücü, yorgunluktan treadmill çalışan ve motor aktivite izleme sırasında saat, rotarod maksimum, saat asılı tel ölçümleri içerir. Alanında preklinik çalışmalar arasında değişkenlik azaltılması ve fareler1,2' test therapeutics translasyonel potansiyelini artırmak amacı ile bu testler standartlaştırmak için önemli bir çaba olmuştur.
Preklinik test bir önemli kategori gönüllü hareketi, kas distrofisi fare modellerinde sık değiştirilen parametre ölçümdür. Bu genellikle açık alan etkinliğini izleme tabanlı deneyleri tarafından test ve (yürüyüş) yatay veya dikey (yetiştirme) hareketleri2,3,4dakika veya saat boyunca değerlendirmek. Çalışmalar bir dizi mdx farelerde özellikle egzersiz sonrası, değiştirilmesi için gönüllü hareketi göstermiştir ve bu ölçümler uyuşturucu tedavi ve hastalık ilerleme hassas olduğu gösterilmiştir. Bu deneyleri yerine bir büyük sınırlama özel, yüksek maliyetli ekipman için ihtiyaç vardır. Burada, kolayca kullanılabilir kaynakları kullanarak fare ambulation izleyen bir düşük maliyetli yöntem sunulmaktadır.
Duchenne kas distrofisi5,6ile bireylerde bir klinik değerlendirme aracı olarak yaygın olarak kullanılan bir ölçü 6 dakikalık yürüme mesafesindedir. Bu ölçü değişiklikleri Duchenne, mdx fareler7 ve altın geri almak kas distrofisi (GRMD) köpekler8de dahil olmak üzere hayvan modellerinde sonuçları değerlendirmek için kullanılmaktadır. Bu çalışmada, hemen ardından bir hafif egzersiz challenge 6 dakika içinde gönüllü açık alan hareket kaydederiz. Ambulation mesafe sonra yatay hareketi zamanla ölçmek için özgür açık kaynak bilgisayar yazılımı kullanılarak hesaplanır.
Bu yöntem büyük avantajı özel ekipman veya yüksek maliyetli ticari yazılım analiz için gerek kalmadan hayvanlar çeşitli ayarları test olduğunu. Bir önemli yönü bu analiz taşıma veya bir özel çekirdek tesisine fareler vivaryum dışarı aktarma gerek kalmadan bir temel laboratuvar ortamında yapılabilir olmasıdır. Burada açıklanan video izleme Protokolü nispeten kısa süre-sürelerle ambulation değerlendirilmesi için uygundur ve vahşi-türü ve mdx fareler arasında faaliyet farklılıkları algılamak, yanı yapabilirsiniz bir kurtarma fonksiyonel iyileşme ortaya DMD modeli.

<table><tbody><tr><td>Video camera</td><td>Apple Inc.</td><td>ME553LL/A</td><td>For recording ambulation video, iPhone 5S Plus (or equivalent)</td></tr><tr><td>Kinovea software (version 0.8.15)</td><td>Kinovea Association</td><td></td><td>Open source video analysis software. Free download, PC compatible (Version 0.8.15, www.kinovea.org)</td></tr><tr><td>iMovie (version 10.0.6)</td><td>Apple Inc.</td><td></td><td>Any similar software can be used to reduce video frame rate (optional)</td></tr><tr><td>Roughneck 32 Gallon Black Round Trash Bin (Open field chamber)</td><td>Rubbermaid</td><td># 1778013</td><td>Any open field chamber system can be adapted for recording. This study uses a recording chamber constructed out of a tray on a platform, at the bottom of a large trash bin.</td></tr><tr><td>Avant White Plastic Tray 15&quot;W x 10&quot;D x 1.45&quot;H (Open field chamber)</td><td>US Acrylic, LLC</td><td></td><td>Any open field chamber system can be adapted for recording. This study uses a recording chamber constructed out of a tray on a platform, at the bottom of a large trash bin.</td></tr><tr><td>C57BL/6J</td><td>Jackson Laboratory</td><td>#000664</td><td>Male 6 month mice</td></tr><tr><td>C57BL/10ScSn-Dmd/J (&lt;em&gt;mdx&lt;/em&gt;)</td><td>Jackson Laboratory</td><td>#001801</td><td>Male 6 month mice</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;mdx:&lt;/em&gt; utrophin-Tg (fiona)</td><td>Gift from from James Ervasti, with permission from Kay Davies</td><td></td><td>Male 6 month mice</td></tr></tbody></table>

a simple and low-cost assay for measuring ambulation in mouse models of muscular dystrophy

Kas distrofisi tedavisinde fonksiyonel sonuçları ölçme preklinik test temel bir yönüdür. Fare modellerinde gönüllü ambulation değerlendirilmesi hasta ambulation 6 dakika yürüme testi gibi önlemler doğrudan benzerdir ve hareketlilik puanları ile ilgili bir non-invaziv ve tekrarlanabilir etkinliği tahlil olduğunu. Fare ambulation hız ve mesafe test etmek için pek çok ortak yöntem nerede bir hayvanın serbest dolaşımı bir arena içinde zaman içinde ölçülen açık alan testinin temel alır. Bu yaklaşımın bir büyük dezavantajı bu ticari yazılım ve donanımları, yüksek çözünürlüklü hareket takibi için pahalı ve test etmek için Özel İmkanlar fareler aktarılması gerektirebilir. Burada, özgür ve açık kaynak yazılım kullanan fare ambulation ölçmek için bir düşük maliyetli, video tabanlı sistemi açıklanmaktadır. Duchenne kas distrofisi (DMD) vahşi tipi fare aktivite göre azalır için bu iletişim kuralını kullanan, biz dystrophin boş mdx fare modeli gönüllü bu ambulation göstermektedir. Mdx içinde fare utrophin transgene ifade, bu etkinlik açıkları değil gözlenir ve toplam mesafe vahşi tipi fareler ayırt edilemez. Bu yöntem gönüllü ambulation distrofik patoloji ile ilişkili değişiklikleri ölçmek için etkilidir ve farklı araştırma ayarlarına kolayca adapte edilebilir çok yönlü bir platform sağlar.

Açık alan tahlil varyasyonları hastalık ilerleme kas distrofisi modellerinde test etmek için etkili bir yöntem olduğu gösterilmiştir. Burada, çok yönlü bir video izleme yöntemini hazır kayıt cihazları ve açık kaynak yazılım (şekil 1A-B) kullanarak iki boyutlu fare hareket analizi için göstermektedir. Tutarlı sonuçlar ile bildirilen benzer deneyleri hemen test göstermeden önce önemli ölçüde daha ...

Watch this Scientific Journal Video about A Simple and Low-cost Assay for Measuring Ambulation in Mouse Models of Muscular Dystrophy at JoVE.com

A Simple and Low-cost Assay for Measuring Ambulation in Mouse Models of Muscular Dystrophy

Ambulation kas distrofisi, fare modellerinde ölçmek için basit ve düşük maliyetli bir tahlil

Bu iletişim kuralı fare ambulation bir açık alan faaliyet tahlil ölçmek için esnek, düşük maliyetli bir sistem açıklar. Biz bu sistemine dayalı bir 6 dakika ambulation tahlil gönüllü hareketi bir düşüş mdx farelerde algılar ve doğru bir şekilde ayıran bir kas özel kurtarma düzelme bu hayvanların gösteriyor.

Measuring functional outcomes in the treatment of muscular dystrophy is an essential aspect of preclinical testing. The assessment of voluntary ambulation ...

a-simple-low-cost-assay-for-measuring-ambulation-mouse-models

Research

JoVE Journal

Behavior

9.8K Görüntüleme.  University of California. Bu iletişim kuralı fare ambulation bir açık alan faaliyet tahlil ölçmek için esnek, düşük maliyetli bir sistem açıklar. Biz bu sistemine dayalı bir 6 dakika ambulation tahlil gönüllü hareketi bir düşüş mdx farelerde algılar ve doğru bir şekilde ayıran bir kas özel kurtarma düzelme bu hayvanların gösteriyor.

Video: A Simple and Low-cost Assay for Measuring Ambulation in Mouse Models of Muscular Dystrophy

Assessment of Sensorimotor Function in Mouse Models of Parkinson's Disease

Sensitive and reliable behavioral outcome measures are essential to the evaluation of potential therapeutic treatments in preclinical trials for many neurodegenerative diseases. In Parkinson's disease, sensorimotor tests sensitive to varying degrees of nigrostriatal dysfunction are fundamental for testing the efficacy of potential therapeutics. Reliable and quite elegant sensorimotor measures exist for rats, however many of these tests measure sensorimotor asymmetry within the rat and are not entirely suitable for the newer genetic mouse models of PD. We have put together a battery of sensorimotor tests inspired by the sensitive tests in rats and adapted for mice. The test battery highlighted in this study is chosen for a) its sensitivity in a wide variety of mouse models of PD, b) its ease in implementing into a study, and c) its low expense. These tests have proven useful in characterizing novel genetic mouse models of PD as well as in testing potential disease-modifying therapies.

In Parkinson's disease and movement disorders in general, sensitive and reliable behavioral assays are essential for testing novel potential therapeutics. Here, we describe a manageable battery of sensorimotor tests for mice that are sensitive to varying degrees of injury to the nigrostriatal system and useful for preclinical studies.

Parkinson Hastalığı Fare Modeller Duyusal Motor Fonksiyon Değerlendirilmesi

Sensitive and  reliable behavioral outcome measures are essential to the evaluation of  potential therapeutic treatments in preclinical trials for many  ...

Davranış

Behavioral and Locomotor Measurements Using an Open Field Activity Monitoring System for Skeletal Muscle Diseases

The open field activity monitoring system comprehensively assesses locomotor and behavioral activity levels of mice. It is a useful tool for assessing locomotive impairment in animal models of neuromuscular disease and efficacy of therapeutic drugs that may improve locomotion and/or muscle function. The open field activity measurement provides a different measure than muscle strength, which is commonly assessed by grip strength measurements. It can also show how drugs may affect other body systems as well when used with additional outcome measures. In addition, measures such as total distance traveled mirror the 6 min walk test, a clinical trial outcome measure. However, open field activity monitoring is also associated with significant challenges: Open field activity measurements vary according to animal strain, age, sex, and circadian rhythm. In addition, room temperature, humidity, lighting, noise, and even odor can affect assessment outcomes. Overall, this manuscript provides a well-tested and standardized open field activity SOP for preclinical trials in animal models of neuromuscular diseases. We provide a discussion of important considerations, typical results, data analysis, and detail the strengths and weaknesses of open field testing. In addition, we provide recommendations for optimal study design when using open field activity in a preclinical trial.

Open field activity levels are used to assess locomotive and behavioral activity levels. This protocol provides a well-designed, standardized protocol to use in preclinical trials for neuromuscular disorders.

İskelet Kası Hastalıkları Açık Saha Aktivite İzleme Sisteminin Kullanılması Davranış ve Hareket Ölçümleri

The open field activity monitoring system comprehensively assesses locomotor and behavioral activity levels of mice. It is a useful tool for assessing ...

Low-cost Protocol of Footprint Analysis and Hanging Box Test for Mice Applied the Chronic Restraint Stress

Gait disturbance is frequently observed in patients with movement disorders. In mouse models used for movement disorders, gait analysis is important behavioral test to determine whether the mice mimic the symptoms of patients. Motor deficits are often induced by stress when no spontaneous motor phenotype is observed in the mouse models. Therefore, gait analysis followed by stress loading would be a sensitive method for evaluating the motor phenotype in mouse models. However, researchers face the requirement of an expensive apparatus to obtain quantitative results automatically from gait analysis. For stress, stress loading by simple methods without expensive apparatuses required for electric shock and forced running is desirable. Therefore, we introduce a simple and low-cost protocol consisting of footprint analysis with paper and ink, hanging box test to evaluate motor function, and stress loading defined by restraint with a conical tube. The motor deficits of mice were successfully detected by this protocol.

The low-cost protocol consisting of footprint analysis and hanging box test after restraint stress is useful for evaluating the movement disorders of mouse model.

Düşük maliyetli Protokolü ayak izi analizi ve kutu testi fareler için asılı kronik kısıtlama stres uygulanan

Gait disturbance is frequently observed in patients with movement disorders. In mouse models used for movement disorders, gait analysis is important ...

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).

Yaş bağımlı Motor bozuklukları ile ateş farelerde, yürüyüş analizi

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

Gelişim Biyolojisi

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.

Nöromusküler hastalığın fare modellerinin davranışsal phenotyping için düşük maliyetli yürüyüş analizi

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 ...

A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila

Drosophila melanogaster is an ideal model organism for studying various diseases due to its abundance of advanced genetic manipulation techniques and diverse behavioral features. Identifying behavioral deficiency in animal models is a crucial measure of disease severity, for example, in neurodegenerative diseases where patients often experience impairments in motor function. However, with the availability of various systems to track and assess motor deficits in fly models, such as drug-treated or transgenic individuals, an economical and user-friendly system for precise evaluation from multiple angles is still lacking. A method based on the AnimalTracker application programming interface (API) is developed here, which is compatible with the Fiji image processing program, to systematically evaluate the movement activities of both adult and larval individuals from recorded video, thus allowing for the analysis of their tracking behavior. This method requires only a high-definition camera and a computer peripheral hardware integration to record and analyze behavior, making it an affordable and effective approach for screening fly models with transgenic or environmental behavioral deficiencies. Examples of behavioral tests using pharmacologically treated flies are given to show how the techniques can detect behavioral changes in both adult flies and larvae in a highly repeatable manner.

A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila

The present protocol assesses the locomotor activity of Drosophila by tracking and analyzing the movement of flies in a hand-made arena using open-source software Fiji, compatible with plugins to segment pixels of each frame based on high-definition video recording to calculate parameters of speed, distance, etc.

Drosophila'da Lokomotor Aktiviteyi Test Etmek İçin Basit Bir Teknik

Drosophila melanogaster is an ideal model organism for studying various diseases due to its abundance of advanced genetic manipulation techniques and ...

Home-Based Monitor for Gait and Activity Analysis

Current outcomes in neuromuscular disorder clinical trials include motor function scales, timed tests, and strength measures performed by trained clinical evaluators. These measures are slightly subjective and are performed during a visit to a clinic or hospital and constitute therefore a point assessment. Point assessments can be influenced by daily patient condition or factors such as fatigue, motivation, and intercurrent illness. To enable home-based monitoring of gait and activity, a wearable magneto-inertial sensor (WMIS) has been developed. This device is a movement monitor composed of two very light watch-like sensors and a docking station. Each sensor contains a tri-axial accelerometer, gyroscope, magnetometer, and a barometer that record linear acceleration, angular velocity, the magnetic field of the movement in all directions, and barometric altitude, respectively. The sensors can be worn on the wrist, ankle, or wheelchair to record the subject&#8217;s movements during the day. The docking station enables data uploading and recharging of sensor batteries during the night. Data are analyzed using proprietary algorithms to compute parameters representative of the type and intensity of the performed movement. This WMIS can record a set of digital biomarkers, including cumulative variables, such as total number of meters walked, and descriptive gait variables, such as the percentage of the most rapid or longest stride that represents the top performance of patient over a predefined period of time.

This innovative device uses magneto-inertial sensors to permit gait and activity analysis in uncontrolled environments. Currently in the qualification process as an outcome measure in the European Medical Agency, one of the applications will be to serve as a clinical endpoint in clinical trials in neuromuscular diseases.

Yürüyüş ve aktivite analizi için ev tabanlı monitör

Current outcomes in neuromuscular disorder clinical trials include motor function scales, timed tests, and strength measures performed by trained clinical ...

Biyomühendislik

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.

Vivo Bileşik kas aksiyon potansiyeli Motor nöron hastalığı, fare modellerinde ön ayakları üzerinden elektrofizyolojik ölçümü

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

Nörobilim

Isometric and Eccentric Force Generation Assessment of Skeletal Muscles Isolated from Murine Models of Muscular Dystrophies

Critical to the evaluation of potential therapeutics for muscular disease are sensitive and reproducible physiological assessments of muscle function. Because many pre-clinical trials rely on mouse models for these diseases, isolated muscle function has become one of the standards for Go/NoGo decisions in moving drug candidates forward into patients. We will demonstrate the preparation of the extensor digitorum longus (EDL) and diaphragm muscles for functional testing, which are the predominant muscles utilized for these studies. The EDL muscle geometry is ideal for isolated muscle preparations, with two easily accessible tendons, and a small size that can be supported by superfusion in a bath. The diaphragm exhibits profound progressive pathology in dystrophic animals, and can serve as a platform for evaluating many potential therapies countering fibrosis, and promoting myofiber stability. Protocols for routine testing, including isometric and eccentric contractions, will be shown. Isometric force provides assessment of strength, and eccentric contractions help to evaluate sarcolemma stability, which is disrupted in many types of muscular dystrophies. Comparisons of the expected results between muscles from wildtype and dystrophic muscles will also be provided. These measures can complement morphological and biochemical measurements of tissue homeostasis, as well as whole animal assessments of muscle function.

Muscle function measurements contribute to the evaluation of potential therapeutics for muscle pathology, as well as to the determination of mechanisms underlying physiology of this tissue. We will demonstrate the preparation of the extensor digitorum longus and diaphragm muscles for functional testing. Protocols for isometric and eccentric contractions will be shown, as well as differences in results between dystrophic muscles, representing a pathological state, and wildtype muscles.

İskelet Kası İzometrik ve Eksantrik Kuvvet Oluşturma Değerlendirme İzole Müsküler Distrofisi arasında murin Models

Critical to the evaluation of potential  therapeutics for muscular disease are sensitive and reproducible physiological  assessments of muscle function. ...

Biyoloji

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively affect skeletal muscle. This can result in a loss of muscle mass (atrophy) and/or loss of muscle quality (reduced force per unit of muscle mass), both of which are prevalent in chronic disease, muscle-specific disease, immobilization, and aging (sarcopenia). Skeletal muscle function in animals can be evaluated by a range of different tests. All tests have limitations related to the physiological testing environment, and the selection of a specific test often depends on the nature of the experiments. Here, we describe an in vivo, non-invasive technique involving a helpful and easy assessment of force frequency-curve (FFC) in mice that can be performed on the same animal over time. This permits monitoring of disease progression and/or efficacy&#160;of a potential therapeutic treatment.

Measurement of rodent skeletal muscle contractile function is a useful tool that can be used to track disease progression as well as efficacy of therapeutic intervention. We describe here the non-invasive, in vivo assessment of the dorsiflexor muscles that can be repeated over time in the same mouse.

Non-invaziv Dorsiflexor kas fonksiyonu farelerde değerlendirilmesi

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively ...