Name: assessing functional performance in the mdx mouse model
Uploaded: 2014-03-27T21:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model at JoVE.com

Wij willen Margriet Hulsker bedanken voor haar fotografische bijstand en helpen om beelden te verkrijgen van muizen en de beoordelaars voor hun constructieve commentaar. Dit werk werd ondersteund door ZonMw, TREAT-NMD (contractnummer LSHM-CT-2006-036825) en het Duchenne Parent Project.

De hier beschreven experimenten werden goedgekeurd door de Animal Ethics Committee (DEC) van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC). Muizen werden gefokt door het dier faciliteit van het LUMC en bewaard in individueel geventileerde kooien met 12 uur licht donker cycli. Ze hadden ad libitum toegang tot water en standaard chow. Bij het uitvoeren van een van de functionele tests hieronder beschreven experimentele condities moeten streng gecontroleerd worden om de variatie te ver...

<ol>
	<li>Blake, D. J., Weir, A., Newey, S. E., Davies, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Function+and+genetics+of+dystrophin+and+dystrophin-related+proteins+in+muscle.">Function and genetics of dystrophin and dystrophin-related proteins in muscle.</a> Physiol. Rev. 82, 291-329 (2002).</li><li>Hoffman, E. P., Brown, R. H., Kunkel, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dystrophin:+the+protein+product+of+the+Duchenne+muscular+dystrophy+locus.">Dystrophin: the protein product of the Duchenne muscular dystrophy locus.</a> Cell. 51, 919-928 (1987).</li><li>Bushby, 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=Diagnosis+and+management+of+Duchenne+muscular+dystrophy,+part+1:+diagnosis,+and+pharmacological+and+psychosocial+management.">Diagnosis and management of Duchenne muscular dystrophy, part 1: diagnosis, and pharmacological and psychosocial management.</a> Lancet Neurol. 9, 77-93 .</li><li>Bulfield, G., Siller, W. G., Wight, P. A., Moore, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X+chromosome-linked+muscular+dystrophy+(mdx)+in+the+mouse.">X chromosome-linked muscular dystrophy (mdx) in the mouse.</a> Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 81, 1189-1192 (1984).</li><li>Bowles, D. 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=Phase+1+gene+therapy+for+Duchenne+muscular+dystrophy+using+a+translational+optimized+AAV+vector.">Phase 1 gene therapy for Duchenne muscular dystrophy using a translational optimized AAV vector.</a> Mol. Ther. 20, 443-455 (2012).</li><li>Cirak, 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=Exon+skipping+and+dystrophin+restoration+in+patients+with+Duchenne+muscular+dystrophy+after+systemic+phosphorodiamidate+morpholino+oligomer+treatment:+an+open-label,+phase+2,+dose-escalation+study.">Exon skipping and dystrophin restoration in patients with Duchenne muscular dystrophy after systemic phosphorodiamidate morpholino oligomer treatment: an open-label, phase 2, dose-escalation study.</a> Lancet. 378, 595-605 .</li><li>Goemans, N. 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=Systemic+administration+of+PRO051+in+Duchenne's+muscular+dystrophy.">Systemic administration of PRO051 in Duchenne's muscular dystrophy.</a> N. Engl. J. Med. 364, 1513-1522 (2011).</li><li>Malik, V., 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=Gentamicin-induced+readthrough+of+stop+codons+in+Duchenne+muscular+dystrophy.">Gentamicin-induced readthrough of stop codons in Duchenne muscular dystrophy.</a> Ann. Neurol. 67, 771-780 (2010).</li><li>Skuk, D., 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=First+test+of+a+&amp;#34;high-density+injection&amp;#34;+protocol+for+myogenic+cell+transplantation+throughout+large+volumes+of+muscles+in+a+Duchenne+muscular+dystrophy+patient:+eighteen+months+follow-up.">First test of a &amp;#34;high-density injection&amp;#34; protocol for myogenic cell transplantation throughout large volumes of muscles in a Duchenne muscular dystrophy patient: eighteen months follow-up.</a> Neuromuscul. Disord. 17, 38-46 (2007).</li><li>van Putten, 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=A+3+months+mild+functional+test+regime+does+not+affect+disease+parameters+in+young+mdx+mice.">A 3 months mild functional test regime does not affect disease parameters in young mdx mice.</a> Neuromuscul. Disord. 20, 273-280 (2010).</li><li>De Luca, A., 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=Gentamicin+treatment+in+exercised+mdx+mice:+Identification+of+dystrophin-sensitive+pathways+and+evaluation+of+efficacy+in+work-loaded+dystrophic+muscle.">Gentamicin treatment in exercised mdx mice: Identification of dystrophin-sensitive pathways and evaluation of efficacy in work-loaded dystrophic muscle.</a> Neurobiol. Dis. 32, 243-253 (2008).</li><li>Radley-Crabb, H., 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+single+30min+treadmill+exercise+session+is+suitable+for+'proof-of+concept+studies'+in+adult+mdx+mice:+A+comparison+of+the+early+consequences+of+two+different+treadmill+protocols.">A single 30min treadmill exercise session is suitable for 'proof-of concept studies' in adult mdx mice: A comparison of the early consequences of two different treadmill protocols.</a> Neuromuscul. Disord. , (2011).</li><li>van Putten, 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+effects+of+low+levels+of+dystrophin+on+mouse+muscle+function+and+pathology.">The effects of low levels of dystrophin on mouse muscle function and pathology.</a> PLoS.One. , (2012).</li><li>Willmann, 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=Enhancing+translation:+Guidelines+for+standard+pre-clinical+experiments+in+mdx+mice.">Enhancing translation: Guidelines for standard pre-clinical experiments in mdx mice.</a> Neuromuscul. Disord. 1, 43-49 (2011).</li><li>Connolly, A. M., Keeling, R. M., Mehta, S., Pestronk, A., Sanes, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three+mouse+models+of+muscular+dystrophy:+the+natural+history+of+strength+and+fatigue+in+dystrophin-,+dystrophin/utrophin-,+and+laminin+alpha2-deficient+mice.">Three mouse models of muscular dystrophy: the natural history of strength and fatigue in dystrophin-, dystrophin/utrophin-, and laminin alpha2-deficient mice.</a> Neuromuscul. Disord. 11, 703-712 (2001).</li><li>Rafael, J. A., Nitta, Y., Peters, J., Davies, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Testing+of+SHIRPA,+a+mouse+phenotypic+assessment+protocol+on+Dmd(mdx)+and+Dmd(mdx3cv)+dystrophin-deficient+mice.">Testing of SHIRPA, a mouse phenotypic assessment protocol on Dmd(mdx) and Dmd(mdx3cv) dystrophin-deficient mice.</a> Mamm. Genome. 11, 725-728 (2000).</li><li>Chapillon, P., Lalonde, R., Jones, N., Caston, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+development+of+synchronized+walking+on+the+rotorod+in+rats.+Effects+of+training+and+handling.">Early development of synchronized walking on the rotorod in rats. Effects of training and handling.</a> Behav. Brain Res. 93, 77-81 (1998).</li><li>Massett, M. P., Berk, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain-dependent+differences+in+responses+to+exercise+training+in+inbred+and+hybrid+mice.">Strain-dependent differences in responses to exercise training in inbred and hybrid mice.</a> Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 288, 1006-1013 (2005).</li><li>Lerman, I., 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=Genetic+variability+in+forced+and+voluntary+endurance+exercise+performance+in+seven+inbred+mouse+strains.">Genetic variability in forced and voluntary endurance exercise performance in seven inbred mouse strains.</a> J. Appl. Physiol. 92, 2245-2255 (2002).</li><li>Sharp, P. S., Jee, H., Wells, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+characterization+of+muscle+strength+with+variable+levels+of+dystrophin+restoration+in+mdx+mice+following+local+antisense+therapy.">Physiological characterization of muscle strength with variable levels of dystrophin restoration in mdx mice following local antisense therapy.</a> Mol. Ther. 19, 165-171 (2011).</li><li>Klein, 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=Noninvasive+in+vivo+assessment+of+muscle+impairment+in+the+mdx+mouse+model--a+comparison+of+two+common+wire+hanging+methods+with+two+different+results.">Noninvasive in vivo assessment of muscle impairment in the mdx mouse model--a comparison of two common wire hanging methods with two different results.</a> J. Neurosci. Methods. 203, 292-297 (2012).</li></ol>

De functionele tests hier gepresenteerde reproduceerbaar, gemakkelijk uit te voeren en van toepassing op wild-type en dystrophic muizen onafhankelijk van hun leeftijd. De tests geven nuttige instrumenten voor een pre klinisch spierfunctie, kracht, conditie en coördinatie te beoordelen. Bij het testen van de effecten van een verbinding over de natuurlijke geschiedenis van de ziekte, de niet-invasieve test hier beschreven (voorpoot grijpkracht, zowel opknoping tests en de rotarod test) kan mooi worden gecombineerd in een...

Duchenne spierdystrofie (DMD) is de meest voorkomende neuromusculaire aandoening die 1:5000 pasgeboren jongens. Deze ernstige en progressieve spieratrofie ziekte wordt veroorzaakt door mutaties in het DMD gen dat het open leesraam verstoren en voorkomen de synthese van functionele dystrofine proteïne. Spiervezels ontbreekt dystrofine zijn kwetsbaar voor geïnduceerde schade te oefenen. Na uitputting van regeneratieve capaciteit van de spier, en door chronische ontsteking van beschadigde spieren, worden vezels vervangen door bindweefsel en vet, vervolgens leidt tot een verlies van functie. In het algemeen, DMD patiënten verliezen ambulantie van de onderste ledematen in het begin van het tweede decennium. Later, ook de spieren van de armen en schoudergordel zijn getroffen en patiënten vaak thoracolumbar scoliose door asymmetrische verzwakking van de spieren ondersteunen het ruggenmerg. Geassisteerde ventilatie is over het algemeen nodig is in de late tienerjaren of begin twintig. Ademhalings-en hartfalen looddood in de derde of vierde decennium 1. Hoewel het veroorzakende gen is ontdekt meer dan 25 jaar geleden 2, is er geen behandeling beschikbaar voor DMD. Echter, een betere gezondheidszorg en het gebruik van corticosteroïden hebben de levensverwachting toegenomen in de westerse wereld 3. Met het gebruik van dierlijke modellen zoals de mdx muis, belangrijke stappen in de ontdekking van potentiële therapeutische strategieën zijn gemaakt. De mdx muis is de meest gebruikte DMD muismodel. Het heeft een puntmutatie in exon 23 van het muizen Dmd gen en dus ontbreekt dystrofine 4. In de afgelopen paar jaren hebben vele voorgestelde strategieën ontwikkeld tot klinische studies 5-9. In deze studies, verbetering van de spierfunctie is het primaire eindpunt, wat het belang van het testen van het voordeel van de verbindingen op de spierfunctie bij muizen tijdens de preklinische fase van het testen. Net als DMDpatiënten, ook het dystrofine negatieve spiervezels van mdx muizen zijn kwetsbaar voor veroorzaakte schade te oefenen en hun spierfunctie is verminderd ten opzichte van C57BL/10ScSnJ wild-type muizen. Deze bijzondere waardevermindering kan worden beoordeeld met een verscheidenheid aan functionele tests. Sommige van deze tests zijn niet-invasieve en niet interfereren met spier-pathologie (bv. voorpoot grijpkracht, opknoping testen en rotarod hardlopen). Daarom kunnen ze worden gebruikt om het natuurlijke beloop van de ziekte of het effect van een verbindingen van ziekteprogressie. Om een grondige beeld van de invloed van verbindingen op de spierfunctie in mdx muizen, een functionele test regime dat niet interfereert met ziekteprogressie bestaande uit al deze tests kunnen worden gebruikt 10. Als alternatief kan gedwongen loopband lopen worden gebruikt om opzettelijk verergeren progressie van de ziekte en test de beschermende capaciteiten van verbindingen 11. De loopband kan ookals resultaat mate waarin looptijd tot uitputting gemeten 12, of als een middel om vermoeidheid mdx muizen, zodat ze minder goed presteren in een volgende functionele beproeving die groter verschil in prestaties tussen behandelingsgroepen 13. Bij het ​​kiezen van functionele tests, moeten hun effect op de progressie van de ziekte in gedachten worden gehouden vooral bij het ​​testen dystrophic muizen als de mdx muis 14. Wij hier in detail beschrijven hoe aan de meest gebruikte functionele testen op een betrouwbare en reproduceerbare wijze op basis van beschikbare standaard operationele procedures van de TREAT-NMD netwerk uit te voeren. <a href="http://www.treat-nmd.eu/resources/research-resources/dmd-sops/" target="_blank">Klik hier om naar TREAT-NMD</a> .

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="832">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Mouse grip strength meter</td>
			<td style="width:331px;">Chatillon DFE (re-sold by Columbus Instruments)</td>
			<td style="width:119px;"># 80529</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Hanging wire 2 limbs device</td>
			<td style="width:331px;">Cloth hanger or custom made device</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Hanging wire 4 limbs device</td>
			<td style="width:331px;">Lid of rat cage or custom made device</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rotarod</td>
			<td style="width:331px;">Ugo Basil</td>
			<td style="width:119px;"># 47600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Treadmill for mice Exer 3/6</td>
			<td style="width:331px;">Columbus Instruments</td>
			<td style="width:119px;"># 1055SRM</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing functional performance in the mdx mouse model

Duchenne spierdystrofie (DMD) is een ernstige en progressieve spieratrofie aandoening waarvoor geen behandeling beschikbaar is. Toch verscheidene potentiële farmaceutische verbindingen en gentherapiebenaderingen zijn gevorderd in klinische proeven. Met verbetering van de spierfunctie het belangrijkste eindpunt in deze onderzoeken, is veel nadruk gelegd op het opzetten van betrouwbare, reproduceerbare, en makkelijk om functionele testen uit te voeren om klinisch pre spierfunctie, kracht, conditie en coördinatie bij de beoordeling geplaatst mdx muismodel voor DMD. Zowel invasieve en niet-invasieve testen beschikbaar. Tests die nog niet over de ziekte verergeren kan worden gebruikt om te bepalen de natuurlijke geschiedenis van de ziekte en de effecten van therapeutische interventies (bv. Voorpoot grijpkracht test, twee verschillende hangende testen met behulp van een draad of een rooster en rotarod hardlopen). Als alternatief kan gedwongen loopband lopen worden gebruikt om progressie van de ziekte te verbeteren en / of te beoordelenbeschermende effecten van therapeutische interventies op ziekte pathologie. We beschrijven hier hoe deze meest gebruikte functionele tests op betrouwbare en reproduceerbare wijze. Met behulp van deze protocollen op basis van standaard operationele procedures maakt de vergelijking van gegevens tussen verschillende laboratoria.

De voorpoot grijpkracht van wild-type en mdx muizen verhoogt tussen de leeftijd van 4-12 weken en vermindert weer in oudere muizen. Stoornissen in kracht kan reeds op jonge mdx muizen. Representatieve gegevens van 9 weken oude vrouwelijke muizen worden getoond in Figuren 1A en 1 B. Hoewel vermoeidheid verschilt niet tussen de stammen nog op deze leeftijd, mdx muizen zijn zwakker dan wild-type muizen. We hebben nog geen gegevens hebben over vermoeidheid bij oud...

Watch this Scientific Journal Video about Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model at JoVE.com

Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

Het beoordelen van functionele prestaties in de<em&gt; Mdx</em&gt; Muis Model

De primaire uitkomstmaat in klinische trials voor neuromusculaire aandoeningen is over het algemeen verbeterd spierfunctie. Daarom beoordeling van het effect van mogelijke therapeutische verbindingen op spierprestaties klinisch vooraf in muismodellen van groot belang. We beschrijven hier een aantal functionele tests om dit aan te pakken.

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a severe and progressive muscle wasting disorder for which no cure is available. Nevertheless, several potential ...

Research

JoVE Journal

Behavior

Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

A Method for Investigating Age-related Differences in the Functional Connectivity of Cognitive Control Networks Associated with Dimensional Change Card Sort Performance

Een methode voor het onderzoeken van leeftijdsgebonden veranderingen in de functionele connectiviteit van cognitieve controle Networks Associated met Dimensional Change Card Sort Prestatie

The ability to adjust behavior to sudden changes in the environment develops gradually in childhood and adolescence. For example, in the Dimensional ...

The Emotional Stroop Task: Assessing Cognitive Performance under Exposure to Emotional Content

De emotionele Stroop Taak: Het beoordelen van de cognitieve prestaties onder Blootstelling aan emotionele inhoud

The emotional Stroop effect (ESE) is the result of longer naming latencies to ink colors of emotion words than to ink colors of neutral words. The ...

The Rodent Psychomotor Vigilance Test (rPVT): A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

The Rodent Psychomotor Vigilance Test rPVT: A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

De knaagdieren Psychomotorische Waakzaamheid Test (rPVT): Een methode voor het beoordelen van Neurobehavioral bij ratten en muizen

The human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is a widely used procedure for measuring changes in fatigue and sustained attention. The present article ...

Assessing Spatial Memory Impairment in a Mouse Model of Traumatic Brain Injury Using a Radial Water Tread Maze

Evaluatie van ruimtelijke geheugenvermindering in een muismodel van traumatische hersenletsel met behulp van een radiaal waterdierdool

Despite the recent increase in use of mouse models in scientific research, researchers continue to use cognitive tasks that were originally designed and ...

Measuring Active and Passive Tameness Separately in Mice

Meten van actieve en passieve Tameness afzonderlijk in muizen

Domesticated animals such as dogs and laboratory mice show a high level of tameness, which is important for humans to handle them easily. Tameness has two ...

Biomechanical Analysis Methods to Assess Professional Badminton Players' Lunge Performance

Biomechanische analysemethoden om de Lunge prestaties van professionele badminton spelers te beoordelen

Under the condition of simulating a badminton court in the laboratory, this study used the injury mechanism model to analyze the maximal right lunge ...

Assessing the Coherence of Parents' Short Narratives Regarding their Child Using the Five-Minute Speech Sample Procedure

De samenhang van de korte verhalen van ouders over hun kind beoordelen aan de hand van de vijf minuten durende spraak voorbeeld procedure

Valid and efficient measures for assessing the quality of parent-child relationships are needed to facilitate research and evidence-based practice with ...

A Task for Assessing the Impact of a Partner on the Speed and Accuracy of Motor Performance in Rats

Een taak voor het beoordelen van de impact van een partner op de snelheid en nauwkeurigheid van motor prestaties bij ratten

To our knowledge, no study has examined the effect of mere presence on accuracy of performance in animals. Therefore, we developed an experimental task to ...

Training Dogs for Awake, Unrestrained Functional Magnetic Resonance Imaging

Trainen van honden voor wakker, ongebreidelde functionele magnetische resonantie beeldvorming

We present a canine functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) training protocol that can be done in a cost-effective manner, with high-energy dogs, for ...

Human Circadian Phenotyping and Diurnal Performance Testing in the Real World

Human Circadian Phenotyping en Diurnal Performance Testing in de echte wereld

In our continuously developing &#39;around the clock&#39; society, there is a need to increase our understanding of how changes in biology, physiology and ...