Name: assessment of sensorimotor function in mouse models of parkinson's disease
Uploaded: 2013-06-17T13:00:00
Duration: 10 min 32 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Sensorimotor Function in Mouse Models of Parkinson's Disease at JoVE.com

Dette arbeidet er finansiert av NIH / ninds NS07722-01 og Gardner Family Center for Parkinsons sykdom og Movement Disorders.

Optimalt mus skal testes i løpet av sin aktive (mørk) syklus. Musene i vårt laboratorium er opprettholdt på et ryggelys / mørke syklus som gjør oss i stand til å enkelt teste musene under sin aktive periode (og vår). Testing er ikke startet før minst en time inn i den mørke syklus. Imidlertid er det ikke alltid mulig for en undersøker for å opprettholde en separat mus rom med en omvendt lyssyklus. I så fall kan alle tre testene utføres under lyset syklus, men husk at tid til å krysse på bjelken, kan antall skritt og steiler i sylinderen, og kontakt og fjerning ganger være lenger når testet i løpet av denne tiden. Alle tre testene som er beskrevet nedenfor kan utføres av en eksperimentator, men for de som ikke er så erfaren håndtering og arbeide med mus eller har liten eller ingen erfaring å måle atferd hos mus deretter en ekstra eksperimentator kan være nødvendig. I dette tilfellet andre eksperimentator kan bistå medden utfordrende beam test ved å plassere mus på bjelken mens den andre experimenter registrerer rettssaken eller i limet fjerning test den andre eksperimentator kan kjøre timeren mens de andre stedene klistremerket på snuten og plasserer mus i bur. En. Utfordrende Beam traversering Prosedyre <ol><li> Invertere 3 rene mus bur på et bord eller i en mus bur skiftende stasjon. Linje merdene opp jevnt, slik at de kan støtte lengden av bjelken (1 meter). </li><li> Monter de fire delene av strålen fra den bredeste til smaleste delen og legg den på toppen av de inverterte mus bur. </li><li> Plasser homecage av musene som du har tenkt å teste på siden og ved enden av bjelken, slik at den smaleste ende av bjelken fører rett inn i homecage. </li><li> Plukk opp den første musen ved foten av halen og støtte sine bakbena med håndflaten din. Plasser musen på den brede enden av strålen og gi slipp på halen og fjerne håd. </li><li> La musen snuse og flytte rundt for å bli bedre orientert til apparat-hvis musen snur seg forsiktig omdirigere den i ønsket retning. </li><li> Løft opp homecage (selv om den har cagemates i det) holde den i samme posisjon på siden og bringe den nær test musen. Som testen musen begynner å prøve og gå inn i homecage flytte den tilbake slik at musen ikke kommer inn, men gjør et skritt fremover. Fortsett å gjøre dette hele veien ned strålen. På slutten tillate musen til å gå inn i homecage. Gjør det samme prosedyre for hver mus i bur. Dette er den første &quot;assistert&quot; prøveperiode. </li><li> Bjelken skal være grundig rengjort mellom merder med et desinfeksjonsmiddel levert av dyret omsorg eller veterinær ansatte. Innenfor et bur er det viktig å vaske av eventuelle urin eller fecal pellets utenfor strålen før neste musen drives fordi dette vil distrahere neste mus. </li><li> Når alle musene i buret har gått gjennom en assistert prøving deretterplukke opp den første musen igjen og plassere den ved den brede enden av bjelken. Hvis det er nødvendig, med hånden forsiktig orientere musen i ønsket retning, og så vidt berører sin backside å oppmuntre den til å bevege seg langs lengden av strålen inn homecage sin. Hvis musen slutter å snuse eller gå av strålen korrigere musen med hånden eller plukke den opp og plassere den på den samme delen der det gikk av. Få hånden i nærheten for å veilede musen til slutten av strålen. Du ønsker å prøve og minimere musen stoppe og utforske mens du er på strålen. Jo mer dette er gjort under trening jo mindre musen har en tendens til å gjøre det under testing. </li><li> Rettssaken avsluttes når musen plasserer en av sine forbein i homecage. Den neste mus kan da få sin 2. rettssaken. Mus får totalt 5 forsøk på første treningsdag, alternerende mellom mus slik at hver mus har en intertrial intervall på ~ 30 sek eller mer. Vanligvis ved de siste få forsøk mus vil traversere lengden avbjelke, på egen hånd, uten behov for å korrigere. </li><li> 24 timer senere dag 2 av treningen kan begynne. På dag to musene får fem flere forsøk på samme bjelke set-up som i dag en. Musene bør ikke trenger noen hjelp, men kan trenge å bli korrigert eller rørte på baksiden for å unngå å stoppe eller utforske. </li><li> 24 timer senere selve testdagen kan begynne. For testen dag, blir strålen satt opp på en lignende måte som de tidligere to trening. Men nå en mesh rutenett som samsvarer med hver strålebredde er plassert på toppen av hver bjelke-delen. En videocamera brukes til å registrere alle bjelke traversering studier og kan utføres av en eller flere forskere. </li><li> Merke et kort med den essensielle eksperimentet (dato, mus #, trial #, etc.). Plasser dette kortet foran kameraet og gjøre opptak i 2-3 sek, slik at det er klart hvilken mus blir testet og hvilken prøve den er på. </li><li> Musen plasseres på toppen av gitteroverflaten på den bredeste delen av strålen og registreres ens det beveger seg langs bjelken. Opptaket bør være nær nok, slik at hele lengden av musens legeme er synlig på kameraet. Hvis det er for langt da slips er vanskelig å se, og hvis det er for nær så beinbevegelser kan være savnet. Kameraet bør plasseres slik at nettet er i midten av betrakteren. </li><li> På testdagen alle mus får fem forsøk på rutenettet dukket strålen. </li></ol> 2. Analyse av Beam Video <ol><li> Videoer kan vises direkte fra kameraet eller koblet til en TV eller datamaskin for en større skjerm. Videoopptak skal scores av en eksperimentator blind for genotype og behandling tilstand i løpet av eksperimentet. </li><li> Feil for hvert forsøk er scoret som videoen spilles av i sakte film. Slips eller feil telles når musen er vendt og fremover. En slip gjennom eller utenfor nettet er ansett som en feil når lem glipper utover 0,5 cm under gitteroverflaten (halvveis ned). Eventuelle slipsforetas etter en mus stopper eller orienterer dens hode til siden anses ikke feil. Hvis musen ikke beveger seg fremover og et lem eller lemmer gjentatte ganger glipper gjennom rutenettet det ikke anses en feil. På den smale delen av strålen basen og av bakbena kan være på toppen av risten og tærne hengende ved siden, er dette ikke ansett som en feil. </li><li> Trinn er også regnet i slow motion. Den bakben vendt mot kameraet brukes til å spore antall skritt. Counting begynner når musen gjør sin første skritt frem og slutter når musen plasserer sin forbena i homecage. </li><li> Tid for å traversere er rangert med en stoppeklokke og er gjort i sanntid. Timeren starter når musen begynner å bevege seg fremover, og slutter når den først forlabben er plassert i homecage. </li></ol> 3. Spontan aktivitet i Sylinder Prosedyre <ol><li> Invertere 3 rene mus bur på et bord eller i en mus bur skiftende stasjon. Arrangere to bur ved siden av eACH andre ~ 18 cm fra hverandre slik at fronten av burene står overfor eksperimentator. Den gjenværende buret er plassert bak de to andre merder og vil tjene til å støtte speilet. </li><li> Plasser stykke glass på toppen av de to bur og plassere den slik at glasset blir støttet av den ytre kanten av de første to merder. </li><li> Plasser det sylinderen på toppen av glasset og speil i en vinkel under glasset, lener på 3 rd bur i ryggen. Vinkelen kan variere alt fra 30 ° - 45 °, men enda viktigere utsikten fra speilet har å inkludere hele diameteren på sylinderen. </li><li> Sett videocamera opp foran speilet og justere både speilet og videokamera til du kan se hele diameteren på bunnen av sylinderen. </li><li> Sett timeren for 3 min og merke et kort med de viktige eksperiment detaljer (dato, mus #, etc.). Videorecord etiketten for 2-3 sek. </li><li> Plasser musen i sylinderen og trykk på posten og tidtakeren. RecOrd musen i tre minutter. Det er viktig at testing området er rolig som høye lyder og samtale kan distrahere musen og potensielt forårsake frysing atferd. </li><li> I løpet av 3 min bruke en hånd teller for å telle antall steiler musen gjør mens i sylinderen. En bakre er definert som en vertikal bevegelse med både forelimbs av gulvet, slik at musen står bare på sine bakben. På slutten av 3 min fjerne mus og legg den tilbake i homecage sin. </li><li> Rengjør sylinder og glass med en desinfiserende levert av dyret omsorg eller veterinær ansatte. La rengjøringsmiddelet tørke før du legger den neste mus i sylinderen. </li></ol> 4. Analyse av Spontan aktivitet <ol><li> Videoer kan vises direkte fra kameraet eller koblet til en TV eller datamaskin for en større skjerm. Videoopptakene skal scores av en eksperimentator blind for genotype og behandling tilstand i løpet av eksperimentet. </li><li> Forbena skritt telles som videoen spilles av i sakte film. En forlemen trinn telles når et dyr beveger både forelimbs sekvensielt over gulvet av sylinderen i en sammenhengende bevegelse. En forbena bevegelse regnes ikke dersom tiden mellom bevegelsen av en forbena og den andre forbena er lengre enn 5 sek. Bakben trinn blir talt på samme måte som forlemen trinn. </li><li> Tid brukt grooming måles med en stoppeklokke og spille av video i sanntid. Grooming anfall på snute, vibrissae, og kroppen er målt. </li></ol> 5. Lim fjerning <ol><li> Plasser musen i sin homecage i testing rom eller i en mus bur skiftende stasjon. </li><li> Fjern materen bin fra buret og erstatt buret lokket. Tillat mus / mus til å venne seg til testrommet og buret uten materen i 1 time. </li><li> For å teste bruk en ren buret for å plassere cagemates så testen musen er den eneste i homecage.Fjern ~ 3/4 av sengetøy og legg den i rent bur med cagemates. </li><li> I homecage scruff testen musen for å begrense det og bruke et par små tang sted en selvklebende etikett på snuten av musen. Trykk forsiktig etiketten på snuten med forcep og slipp musen. Sett lokket på buret og starte en stoppeklokke. Når musen gjør et forsøk på å fjerne etiketten med sine forpotene registrerer tiden. Hvis musen får kontakt, men fjerner ikke etiketten deretter holde timeren kommer til det fjerner det og ta den tiden også (kontakt og fjerning tid). </li><li> Hvis musen ikke kontakte eller fjerne klistremerket innen 60 sekunder da rettssaken er avsluttet og klistremerket er fjernet manuelt av eksperimentator. </li><li> Plasser test musen i den rene bur og ta den neste musen og plassere den i homecage og begynne testing. Alle musene får tre forsøk. Det er viktig å veksle mellom mus heller enn å gjøre alle tre forsøkene ien mus på en gang. Studier der etiketten faller av eller ikke er sikkert på snuten telles ikke. </li></ol>

<ol>
	<li>Schallert, T., Upchurch, 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=Tactile+extinction:+distinguishing+between+sensorimotor+and+motor+asymmetries+in+rats+with+unilateral+nigrostriatal+damage.">Tactile extinction: distinguishing between sensorimotor and motor asymmetries in rats with unilateral nigrostriatal damage.</a> Pharmacology Biochemistry and Behavior. 16 (3), 455-462 (1982).</li><li>Schallert, T., Upchurch, M., Wilcox, R. E., Vaughn, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Posture-independent+sensorimotor+analysis+of+inter-hemispheric+receptor+asymmetries+in+neostriatum.">Posture-independent sensorimotor analysis of inter-hemispheric receptor asymmetries in neostriatum.</a> Pharmacology Biochemistry and Behavior. 18 (5), 753-759 (1983).</li><li>Schallert, T., Norton, D., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+clinically+relevant+unilateral+rat+model+of+parkinsonian+akinesia.">A clinically relevant unilateral rat model of parkinsonian akinesia.</a> Journal of Neural Transplantation and Plasticity. 3 (4), 332-333 (1992).</li><li>Schallert, T., Tillerson, J. L., Emerich, D. F., Dean, R. L., Sandberg, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intervention+strategies+for+degeneration+of+DA+neurons+in+parkinsonism:+Optimizing+behavioral+assessment+of+outcome.">Intervention strategies for degeneration of DA neurons in parkinsonism: Optimizing behavioral assessment of outcome.</a> Central Nervous System Diseases. , 131-151 (2000).</li><li>Whishaw, I. Q., O'Connor, W. T., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+contributions+of+motor+cortex,+nigrostriatal+dopamine+and+caudate-putamen+to+skilled+forelimb+use+in+the+rat.">The contributions of motor cortex, nigrostriatal dopamine and caudate-putamen to skilled forelimb use in the rat.</a> Brain. 109 (5), 805-843 (1986).</li><li>Johnson, A. M., Doll, E. J., Grant, L. M., Ringel, L., Shier, J. N., Ciucci, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+training+of+ultrasonic+vocalizations+in+aged+and+Parkinsonian+rats.">Targeted training of ultrasonic vocalizations in aged and Parkinsonian rats.</a> J. Vis. Exp. (54), e2835 (2011).</li><li>Connor, B., Kozlowski, D. A., Schallert, T., Tillerson, J. L., Davidson, B. L., Bohn, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+effects+of+glial+cell+line-derived+neurotrophic+factor+(GDNF)+in+the+striatum+and+substantia+nigra+of+the+aged+Parkinsonian+rat.">Differential effects of glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) in the striatum and substantia nigra of the aged Parkinsonian rat.</a> Gene Therapy. 6 (12), 1936-1951 (1999).</li><li>Kozlowski, D. A., Connor, B., Tillerson, J. L., Schallert, T., Bohn, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delivery+of+a+GDNF+gene+into+the+substantia+nigra+after+a+progressive+6-OHDA+lesion+maintains+functional+nigrostriatal+connections.">Delivery of a GDNF gene into the substantia nigra after a progressive 6-OHDA lesion maintains functional nigrostriatal connections.</a> Experimental Neurology. 166 (1), 1-15 (2000).</li><li>Yang, M., Stull, N. D., Berk, M. A., Snyder, E. Y., Iacovitti, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+stem+cells+spontaneously+express+dopaminergic+traits+after+transplantation+into+the+intact+or+6-hydroxydopamine-lesioned+rat.">Neural stem cells spontaneously express dopaminergic traits after transplantation into the intact or 6-hydroxydopamine-lesioned rat.</a> Experimental Neurology. 177 (1), 50-60 (2002).</li><li>Luo, J., Kaplitt, M. G., 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=Subthalamic+GAD+gene+therapy+in+a+Parkinson's+disease+rat+model.">Subthalamic GAD gene therapy in a Parkinson's disease rat model.</a> Science. 298 (5592), 425-429 (2002).</li><li>Yasuhara, T., Matsukawa, N., 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=Transplantation+of+human+neural+stem+cells+exerts+neuroprotection+in+a+rat+model+of+Parkinson's+disease.">Transplantation of human neural stem cells exerts neuroprotection in a rat model of Parkinson's disease.</a> Journal of Neuroscience. 26 (48), 12497-12511 (2006).</li><li>Fleming, S. M., Mulligan, C. K., 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=A+pilot+trial+of+the+microtubule-interacting+peptide+(NAP)+in+mice+overexpressing+alpha-synuclein+shows+improvement+in+motor+function+and+reduction+of+alpha-synuclein+inclusions.">A pilot trial of the microtubule-interacting peptide (NAP) in mice overexpressing alpha-synuclein shows improvement in motor function and reduction of alpha-synuclein inclusions.</a> Journal of Molecular and Cellular Neuroscience. 46 (3), 597-606 (2011).</li><li>Sedelis, M., Schwarting, R. K. W., Huston, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+phenotyping+of+the+MPTP+mouse+model+of+Parkinson's+disease.">Behavioral phenotyping of the MPTP mouse model of Parkinson's disease.</a> Behavioural Brain Research. 125 (1-2), 109-125 (2001).</li><li>Goldberg, M. S., Fleming, S. 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=Parkin-deficient+mice+exhibit+nigrostriatal+deficits+but+not+loss+of+dopaminergic+neurons.">Parkin-deficient mice exhibit nigrostriatal deficits but not loss of dopaminergic neurons.</a> Journal of Biological Chemistry. 278 (44), 43628-43635 (1074).</li><li>Tillerson, J. L., Caudle, W. M., Reveron, M. E., Miller, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+behavioral+impairments+correlated+to+neurochemical+deficits+in+mice+treated+with+moderate+doses+of+1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine.">Detection of behavioral impairments correlated to neurochemical deficits in mice treated with moderate doses of 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine.</a> Experimental Neurology. 178 (1), 80-90 (2002).</li><li>Fleming, S. M., Salcedo, 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=Early+and+progressive+sensorimotor+abnormalities+in+mice+overexpressing+wild-type+human+alpha-synuclein.">Early and progressive sensorimotor abnormalities in mice overexpressing wild-type human alpha-synuclein.</a> Journal of Neuroscience. 24 (42), 9434-9440 (2004).</li><li>Lu, X. H., Fleming, S. 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=Bacterial+artificial+chromosome+transgenic+mice+expressing+a+truncated+mutant+parkin+exhibit+age-dependent+hypokinetic+motor+deficits,+dopaminergic+neuron+degeneration,+and+accumulation+of+proteinase+K-resistant+alpha-synuclein.">Bacterial artificial chromosome transgenic mice expressing a truncated mutant parkin exhibit age-dependent hypokinetic motor deficits, dopaminergic neuron degeneration, and accumulation of proteinase K-resistant alpha-synuclein.</a> Journal of Neuroscience. 29 (7), 1962-1976 (2009).</li><li>Hwang, D. Y., Fleming, S. 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=3,4-Dihydroxyphenylalanine+reverses+the+motor+deficits+in+Pitx3-deficient+aphakia+mice:+Behavioral+characterization+of+a+novel+genetic+model+of+Parkinson's+disease.">3,4-Dihydroxyphenylalanine reverses the motor deficits in Pitx3-deficient aphakia mice: Behavioral characterization of a novel genetic model of Parkinson's disease.</a> Journal of Neuroscience. 25 (8), 2132-2137 (2005).</li><li>Glajch, K. E., Fleming, S. M., Surmeier, D. J., Osten, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensorimotor+assessment+of+the+unilateral+6-hydroxydopamine+mouse+model+of+Parkinson's+disease.">Sensorimotor assessment of the unilateral 6-hydroxydopamine mouse model of Parkinson's disease.</a> Behavioural Brain Research. 230 (2), 309-316 (2012).</li><li>Rockenstein, E., Mallory, 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=Differential+neuropathological+alterations+in+transgenic+mice+expressing+a-synuclein+from+the+platelet-derived+growth+factor+and+Thy-1+promoters.">Differential neuropathological alterations in transgenic mice expressing a-synuclein from the platelet-derived growth factor and Thy-1 promoters.</a> Journal of Neuroscience Research. 68 (5), 568-578 (2002).</li><li>Fleming, S. M., Salcedo, 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=Behavioral+effects+of+dopaminergic+agonists+in+transgenic+mice+overexpressing+human+wildtype+a-synuclein.">Behavioral effects of dopaminergic agonists in transgenic mice overexpressing human wildtype a-synuclein.</a> Neuroscience. 142 (4), 1245-1253 (2006).</li><li>Chen, L., Cagniard, B., 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=Age-dependent+motor+deficits+and+dopaminergic+dysfunction+in+DJ-1+null+mice.">Age-dependent motor deficits and dopaminergic dysfunction in DJ-1 null mice.</a> Journal of Biological Chemistry. 280 (22), 21418-21426 (2005).</li><li>Pothakos, K., Kurz, M. J., Lau, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Restorative+effect+of+endurance+exercise+on+behavioral+deficits+in+the+chronic+mouse+model+of+Parkinson's+disease+with+severe+neurodegeneration.">Restorative effect of endurance exercise on behavioral deficits in the chronic mouse model of Parkinson's disease with severe neurodegeneration.</a> BMC Neuroscience. 10 (6), (2009).</li><li>Patki, G., Che, Y., Lau, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+dysfunction+in+the+striatum+of+aged+chronic+mouse+model+of+Parkinson's+disease.">Mitochondrial dysfunction in the striatum of aged chronic mouse model of Parkinson's disease.</a> Frontiers in Aging Neuroscience. 1 (3), (2009).</li><li>Rommelfanger, K. S., Edwards, G. L., Freeman, K. G., Liles, L. C., Miller, G. W., Weinshenker, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Norepinephrine+loss+produces+more+profound+motor+deficits+than+MPTP+treatment+in+mice.">Norepinephrine loss produces more profound motor deficits than MPTP treatment in mice.</a> Proceedings of the national academy of sciences of the United States of America. 104 (34), 13804-13809 (2007).</li><li>Li, Y., Liu, W., 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=Mutant+LRRK2(R1441G)+BAC+transgenic+mice+recapitulate+cardinal+features+of+Parkinson's+disease.">Mutant LRRK2(R1441G) BAC transgenic mice recapitulate cardinal features of Parkinson's disease.</a> Nature Neuroscience. 12 (7), 826-828 (2009).</li><li>Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> What's Wrong With My Mouse? Behavioral Phenotyping of Transgenic and Knockout Mice. , (2000).</li><li>Crawley, J. N., Paylor, 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+proposed+test+battery+and+constellations+of+specific+behavioral+paradigms+to+investigate+the+behavioral+phenotypes+of+transgenic+and+knockout+mice.">A proposed test battery and constellations of specific behavioral paradigms to investigate the behavioral phenotypes of transgenic and knockout mice.</a> Hormones and Behavior. 31 (3), 197-211 (1997).</li><li>Fernagut, P. O., Chalon, S., Diguet, E., Guilloteau, D., Tison, F., Jaber, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+behaviour+deficits+and+their+histopathological+and+functional+correlates+in+the+nigrostriatal+system+of+dopamine+transporter+knockout+mice.">Motor behaviour deficits and their histopathological and functional correlates in the nigrostriatal system of dopamine transporter knockout mice.</a> Neuroscience. 116 (4), 1123-1130 (2003).</li></ol>

Vi har ingen interessekonflikter.

I den foreliggende studien viser vi hvordan du utfører og analysere tre nyttige tester av sensorisk funksjon hos mus. Disse inkluderer den utfordrende stråle, spontan aktivitet i sylinderen, og respons på sensoriske stimuli (lim fjerning). Disse testene ble valgt av følgende grunner 1) vi og andre har funnet dem til å være svært følsom for varierende grad av nigrostriatal dopaminerg dysfunksjon i genetiske musemodeller 14,16-18, 2) bare en kort mengde trening er nødvendig for strålen og håndtering for responsen til sensoriske stimuli tester og gang trent assayene kan utføres i ett testsesjon, og 3) prisen på utstyret som trengs for å utføre testene er ganske lav sammenlignet med kjøp mer automatisert utstyr som for eksempel rotarod og åpen feltet kamre. Den utfordrende beam test er ikke bare nyttig på å oppdage motor ytelse og koordinering underskudd i genetiske musemodeller av PD, men er også nyttig in avdekke svekkelser i 1-metyl-4-fenyl-1 ,2,3,6-tetrahydropyridin-behandlede og 6-hydroxydopamine-behandlede mus og noradrenalin mangelfull mus 19, 23-25. I tillegg finner vi den utfordrende strålen til å bli mindre påvirket av kroppsvekt i forhold til andre tester av motorisk funksjon og koordinasjon (rotarod og pole test). Dette er spesielt gunstig når man jobber med alderen hannmus som kan veie opp til 50 + gram. Ligner på strålen, endring i spontan aktivitet pålitelig observert i Parkin knockout, PQ311X, Thy1-Asyn, Pitx3-aphakia, og LRRK2 mus 14, 16-18, 26. Limet fjerning testen er også følsom for genetisk manipulasjon inkludert Parkin knockout, Parkin Q311X, Thy1-Asyn, og DJ-en knockout mutasjoner i mus 14,16, 17, 22. I den ensidige 6-hydroxydopamine-behandlede mus limet fjerning testen er utført på en måte som ligner på hvordan det gjøres typisk med rotter 1,2. Den selvklebende etikett er plassert på hver med forpotene ved hjelpen forcep og tid til å fjerne etiketten er registrert. Vi fant ut at 6-hyrdoxydopamine-behandlede mus vil fjerne etiketten fra upåvirket lem før du fjerner etiketten på benet 19. Denne testen batteri er enkel å implementere i aldring studier med kroniske behandlinger, men det er også lett å bruke i farmakologiske studier. Når dyrene er trent og klar for testing av en teststasjon for hver analyse kan settes opp. Dyrene blir deretter drevet i den samme rekkefølge i hver test. Stoffet av interesse kan bli administrert, og når den ønskede medikament toppkonsentrasjonen er nådd hver mus kan testes på bjelken, og deretter flyttet til sylinderen i tre minutter, og deretter til den klebende fjerning test. Vi fant denne strategien for å fungere godt når teste ulike dopaminagonister i 18 mus, 21. Både bjelken og lim fjerning testene er mottagelig for gjentatt testing, er imidlertid spontan aktivitet i sylinderen påvirket av gjentatt testing som resulterer i redusert aktivitet over tid 16. Avhengig av hvor robust underskuddet er i musen du kan fremdeles være i stand til å oppdage forskjeller med gjentatt testing i sylinderen 16. Generelt er tilvenning og redusert aktivitet observert så snart andre eksponering til sylinderen finner vi imidlertid at vi kan få tilstrekkelig aktivitet når vi kjører den spontane aktiviteten test umiddelbart etter bjelke traversering i farmakologiske studier 18,21. Antallet spontane aktivitet testing sesjoner for å inkludere i en studie vil være avhengig av mus belastning (noen er definitivt mer aktive enn andre) og behandlingsvarighet. I våre farmakologiske studier på mus på en blandet C57BL / 6 X DBA bakgrunn vi målte aktivitet mellom 2-4 ganger og testing økter var adskilt av én uke 21.. Strålen og sylinder testene krever post-testing analyse av videomaterialet atferd. For dette aspektet av den analyseer spesielt viktig å ha raters som er blind for de eksperimentelle forhold. Når vi trener nye raters i laboratoriet har vi den personen poengsum oppførsel på videobånd tidligere analysert av en ekspert rater fra laboratoriet. Kriteriene blir forklart og vist til den nye rater og deretter personen begynner å score tidligere analysert tapes på egenhånd. Resultatet blir deretter sammenlignet med ekspert &#39;karakterer. Personen er ikke tillatt å rangere nye data før de er innenfor 95-98% nøyaktighet av eksperten. All data er så tilfeldig spot-sjekket for nøyaktighet av en ekspert rater. Batteriet av testene som er beskrevet i denne undersøkelsen er utformet for å vurdere sensorisk-motorisk funksjon hos mus. Imidlertid, når karakteriserer en roman musemodell av sykdommen er det alltid viktig å gjøre en enkel undersøkelse av dyret i tillegg. Kroppsvekt og temperatur bør bli overvåket under testing og noen unormal oppførsel bør bemerkes, slik som fjerning av vibrissae eller clasping av bakben når plukket opp etter halen. Grunnleggende nevrologisk evaluering er beskrevet andre steder i detalj 27-29.

Parkinsons sykdom (PD) er en svekkende nevrodegenerativ lidelse primært kjennetegnet ved progressivt tap av dopaminerge neuroner i substantia nigra og utvikling av Lewy-legeme inneslutninger i sentrale og perifere systemer. Pasienter lider av sensorimotor nedskrivninger, inkludert bradykinesi, tremor, rigiditet og postural ustabilitet som forverres over tid. Selv om sjeldne, familiære former av sykdommen oppdaget i løpet av de siste 15 årene har ført til identifisering av viktige nye mål for potensielle sykdomsmodifiserende terapi. Mutasjoner i gener som koder for alfa-synuclein, Parkin, DJ-en, LRRK2, og ATP13A2 blant annet markere utviklingen av en ny &quot;generasjon&quot; av dyremodeller av PD, genetiske musemodeller. Utmerket ikke-stoff-indusert atferdsmessige tiltak finnes for grundig studert ensidig 6-hydroxydopamine (6-OHDA) rotte modell av PD. Disse inkluderer tester for lem-bruk asymmetri, bevegelseinitiering, somatosensory omsorgssvikt, nådde evner, og mer nylig ultralyd vocalizations 1-6. Disse testene er følsom for varierende grad av nigrostriatal dopamin nervecellen tap og har vært brukt mye til å evaluere effekten av ulike typer potensielle legemiddelselskap 7-11. Men med den genetiske musemodeller det ikke er en klar enighet om de beste motoriske tester for å bruke eller hvor mange å bruke. Dette er problematisk å karakterisere en roman genetisk mus modell, i prekliniske studier, og når jeg prøver å gjøre sammenligninger mellom modeller. I løpet av det siste tiåret har vi jobbet med å sette sammen et batteri av motoriske tester for mus som ligner på det som har vært brukt med hell i rotter. Testene som er beskrevet i denne artikkelen har blitt brukt til å karakterisere en rekke genetiske musemodeller av PD og brukes i dag i prekliniske studier testing romanen potensielle legemiddelselskap 12. De mest vanlige tester brukerd å vurdere motorisk funksjon hos mus er aktivitet i det åpne feltet og rotarod test av samordning 13.. Selv om begge disse testene er automatisert, relativt enkle å bruke og gir informasjon om sensorimotor funksjon, mangler de ofte sensitivitet for å oppdage subtile endringer i nigrostriatal dopamin systemet. For eksempel, gjør parkin mangelfull mus med subtile forandringer i dopamin funksjon ikke vise nedskrivninger på rotarod men displayet motoriske svekkelser på en utfordrende bjelke test 14. I tillegg, viste mus behandlet med moderate doser av neurotoksinet 1-metyl-4-fenyl-1 ,2,3,6-tetrahydropyridin (MPTP) ikke viser svekkelser på rotarod men har ingen signifikant endring i gangart og svekkelser på en invertert grid test 15. Derfor kan studier som bruker bare rotarod for fenotypisk vurdering savner mer subtile nedskrivninger. En optimal tilnærming, etter vår mening, til atferdsmessige karakterisering er en som inkluderer en BAn om batteriet av tester som er følsomme for ulike aspekter av sensorisk og motorisk funksjon, og subtile endringer i basalgangliene funksjon 13-15. Her beskriver vi hvordan å måle og analysere sensorimotor funksjon hos mus ved hjelp av en utfordrende bjelke traversering test, en test av spontan aktivitet i sylinderen, og en respons på sensoriske stimuli test.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Material Name</td>
 <td>Company</td>
 <td>Dimensions</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Challenging beam apparatus</td>
 <td>Starks Plastics</td>
 <td>Segment 1= 3.5 cm 
 Segment 2= 2.5 cm 
 Segment 3= 1.5 cm 
 Segment 4= 0.5 cm</td>
 <td>Contact information: 
 11276 Sebring Dr. 
 Forest Park ,OH 45240 USA 
Ph +1 (513) 541-4591 
 Fax +1 (513) 541-6773</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Cylinder</td>
 <td>Starks Plastics</td>
 <td>15.5 cm diameter 
 12.7 cm height</td>
 <td>Contact information: 
 11276 Sebring Dr. 
 Forest Park ,OH 45240 USA 
Ph +1 (513) 541-4591 
 Fax +1 (513) 541-6773</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Mesh Grid Wiring</td>
 <td>Ace Hardware</td>
 <td>1 cm2</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Mouse Cages</td>
 <td>Ancare</td>
 <td>19 x 29 x 12.7 cm</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Glass</td>
 <td>Ace Hardware</td>
 <td>19 cm2</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Mirror</td>
 <td>Ace Hardware</td>
 <td>18 x 13 cm</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Camcorder</td>
 <td>Sony HDR-HC9</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>MiniDV Tapes</td>
 <td>Sony DVC premium</td>
 <td>90 min long play</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Labels</td>
 <td>AveryColor Coding Labels </td>
 <td>6.35 mm diameter (1/4" Round) </td>
 <td></td>
 </tr>
 </tbody>
 </table>

assessment of sensorimotor function in mouse models of parkinson's disease

Sensitive og pålitelig atferdsmessige utfallsmål er avgjørende for vurdering av mulige terapeutiske behandlinger i prekliniske studier for mange nevrodegenerative sykdommer. I Parkinsons sykdom, tester sensorimotorisk følsom for varierende grad av nigrostriatal dysfunksjon er fundamentale for å teste effekten av potensielle terapeutika. Eksisterer pålitelige og ganske elegant motoriske tiltak for rotter, men mange av disse testene måler sensorimotor asymmetri i rotte og er ikke helt egnet for de nyere genetiske musemodeller av PD. Vi har satt sammen et batteri av motoriske tester inspirert av sensitive tester på rotter og tilrettelagt for mus. Testen batteri fremhevet i denne studien er valgt for a) sin følsomhet i et bredt utvalg av musemodeller av PD, b) at det er enkelt å implementere i en undersøkelse, og c) dets lave kostnad. Disse testene har vist seg nyttig ved karakterisering av nye genetiske musemodeller av PD, så vel som i testing potential sykdomsmodifiserende terapi.

<p class="jove_content"&gt; Den utfordrende bjelke, spontan aktivitet i sylinderen, og lim fjerning tester er alle svært nyttige analyser av sensorisk funksjon hos mus. Vi har funnet endringer i sensorisk funksjon ved hjelp av disse testene i flere genetiske og toksin mus modeller av Parkinsons sykdom, inkludert Parkin knockout, Parkin Q311X, Pitx3-aphakia, alfa-synuclein overekspresjon, og ensidige 6-hydroxydopamine mus<sup&gt; 14, 16-19</sup&gt;. Her viser vi innsamlede data fra mus overekspresjon menneskelig hvete alfa-synuclein under Thy1 promoter (Thy1-Asyn) og Pitx3-aphakia mus<sup&gt; 18,20</sup&gt;. På den utfordrende strålen pålitelig vi oppdage økt feil per trinn i Thy1-Asyn sammenlignet med villtype mus (<strong&gt; Figur 1</strong&gt;). I den samme linje av mus også vi gjentatte ganger detektere en robust reduksjon i bakben stepping i sylinderen (<strong&gt; Figur 2</strong&gt;)<sup&gt; 12, 16, 21.</sup&gt;. I limet fjerning test Pitx3-aphakia mus med en dyp nedgang i nigrostriatale dopamin nevroner viser betydelig økt tid til å kontakte sammenlignet med villtype kontroller (<strong&gt; Figur 3</strong&gt;).</p&gt;<p class="jove_content" fo:keep-together.within-page="always"<img src="/files/ftp_upload/50303/50303fig1.jpg" alt="Figure 1"/<br /&gt;<strong&gt; Figur 1. Feil på den utfordrende i hvete (n = 13) og Thy1-Asyn (n = 4) ved fire måneders alder.</strong&gt;<strong&gt; A)</strong&gt; Feil per trinn, mener på fem forsøk.<strong&gt; B)</strong&gt; Mean feil på hver bjelke bredde. Representerer ** p &lt;0,01 henholdsvis sammenlignet med villtype-mus. Student t-test.</p&gt;<p class="jove_content" fo:keep-together.within-page="always"<img src="/files/ftp_upload/50303/50303fig2.jpg" alt="Figure 2"/<br /&gt;<strong&gt; Figur 2. Bakben stepping i sylinderen i hvete (n = 13) og Thy1-Asyn (n = 4) mus ved fire måneders alder.</strong&gt; * Indikerer p &lt;0,05 sammenlignet med villtype. Student t-test.</p&gt;<p class="jove_content" fo:keep-together.within-page="always"<img src="/files/ftp_upload/50303/50303fig3.jpg" alt="Figure 3"/<br /&gt;<strong&gt; Figur 3. Kontakt tid i hvete (n = 10) og Pitx3-aphakia (n = 12) mus ved 4 ukers alder.</strong&gt; ** Representerer p &lt;0,01 sammenlignet med villtype. Mann-Whitney U.</p&gt;<table border="1"&gt;<tbody&gt;<tr&gt;<td<strong&gt; Test</strong</td&gt;<td<strong&gt; Parametere</strong</td&gt;<td<strong&gt; Analysealternativer</strong</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td rowspan="3"<strong&gt; Utfordrende Beam</strong</td&gt;<td&gt; Feil</td&gt;<td rowspan="3"&gt; Strålebredder (Bare feil)<br /&gt; Mean av 5 Trials<br /&gt; Individuelle prøveversjoner</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Tid</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Steps</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td rowspan="4"<strong&gt; Spontan aktivitet</strong</td&gt;<td&gt; Forbena Steps</td&gt;<td rowspan="2"&gt; Mean<br /&gt; Forbena / bakbena Ratio</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Bakben Steps</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Steiler</td&gt;<td&gt; Mean</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Grooming Tid</td&gt;<td&gt; Mean</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td rowspan="2"<strong&gt; Lim fjerning</strong</td&gt;<td&gt; Kontakt tid</td&gt;<td rowspan="2"&gt; Mean<br /&gt; Median<br /&gt; Beste / Verste Resultat<br /&gt; Fjerning tid kontakttid poeng</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Fjerning tid</td&gt;</tr&gt;</tbody&gt;</table&gt;<p class="jove_content"<strong&gt; Tabell 1. Sensorimotor funksjon Test Batteri: Analyse Alternativer.</strong</p

Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Sensorimotor Function in Mouse Models of Parkinson's Disease at JoVE.com

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

I Parkinsons sykdom og bevegelse lidelser generelt, følsomme og pålitelig atferdsmessige analysene er avgjørende for å teste nye potensielle legemiddelselskap. Her beskriver vi en håndterlig batteri av motoriske tester for mus som er følsomme for varierende grad av skade på nigrostriatal system og nyttig for prekliniske studier.

Vurdering av sensorisk funksjon i mus modeller av Parkinsons sykdom

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

Research

JoVE Journal

Behavior

Nest Building as an Indicator of Health and Welfare in Laboratory Mice

The minimization and alleviation of  suffering has moral and scientific implications. In order to mitigate this  negative experience one must be able to ...

Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station (INBEST)

Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station INBEST

Behavioral fenotyping av murine sykdomsmodeller med integrert Behavioral Station (INBEST)

Due to rapid advances in genetic engineering, small rodents have become the preferred subjects in many disciplines of biomedical research. In studies of ...

Compensatory Limb Use and Behavioral Assessment of Motor Skill Learning Following Sensorimotor Cortex Injury in a Mouse Model of Ischemic Stroke

Kompenserende Limb bruk og Behavioral Assessment of Motor Skill Learning Etter sensorimotorisk Cortex Injury i en musemodell med hjerneinfarkt

Mouse models have become increasingly popular in the field of behavioral neuroscience, and specifically in studies of experimental stroke. As models ...

Behavioral Assessment of the Aging Mouse Vestibular System

Behavioral Assessment av den aldrende mus Vestibulær System

Age related decline in balance performance is associated with deteriorating muscle strength, motor coordination and vestibular function. While a number of ...

Community-based Adapted Tango Dancing for Individuals with Parkinson's Disease and Older Adults

Community-baserte Tilpasset Tango Dancing for Personer med Parkinsons sykdom og eldre Voksne

Adapted tango dancing improves mobility and balance in older adults and additional populations with balance impairments. It is composed of very simple ...

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage

Automatisert, langsiktig atferdsdata analyse for kognitive funksjoner i flere genetiske modeller av Alzheimers sykdom, bruker IntelliCage

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive ...

Behavioral Assessments of Spontaneous Locomotion in a Murine MPTP-induced Parkinson's Disease Model

Atferdsmessige vurderinger av spontane bevegelse i Murine MPTP-indusert Parkinson's sykdom modell

Parkinson&#8217;s disease (PD) is a common neurodegenerative disorder disease, causing the phenomenon of shaking, rigidity, slowness of movement and ...

Supramaximal Intensity Hypoxic Exercise and Vascular Function Assessment in Mice

Supramaximal intensitet Hypoxic trening og vaskulær funksjonen vurdering i mus

Exercise training is an important strategy for maintaining health and preventing many chronic diseases. It is the first line of treatment recommended by ...

Dynamic Digital Biomarkers of Motor and Cognitive Function in Parkinson's Disease

Dynamisk Digital biomarkører av motor og kognitiv funksjon i Parkinsons sykdom

As Parkinson&#8217;s disease (PD) is a heterogeneous disorder, personalized medicine is truly required to optimize care. In their current form, standard ...

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

Lav-bekostning gange analyse for opptreden bestemmelse av fenotype av musen modeller av nevromuskulær sykdommen

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 ...