Name: assessing functional performance in the mdx mouse model
Uploaded: 2014-03-27T21:45:00
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Gostaríamos de agradecer a Margriet Hulsker por sua assistência fotográfico e ajudar na obtenção de imagens de ratos e os revisores por seus comentários muito construtivos. Este trabalho foi apoiado por ZonMw, TREAT-NMD (número do contrato LSHM-CT-2006-036825) eo Projeto Pai Duchenne.

As experiências descritas aqui foram aprovados pelo Comitê de Ética Animal (DEC), do Centro Médico da Universidade de Leiden (LUMC). Ratos foram criados pelo biotério do LUMC e mantidos em gaiolas ventiladas individualmente com 12 ciclos escuros luz hr. Eles tiveram acesso ad libitum à água e ração padrão. Ao realizar qualquer um dos testes funcionais descritas a seguir, as condições experimentais devem ser rigorosamente controlada para reduzir a variação. De preferên...

<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>

Os testes funcionais aqui apresentados são reprodutíveis, de fácil execução e aplicável a do tipo selvagem e camundongos distróficos, independentemente da sua idade. Os testes fornecem ferramentas úteis para pré clinicamente avaliar a função muscular, força, condição e coordenação. Ao testar os efeitos de um composto sobre a história natural da doença, os exames não invasivos descritos aqui (força de preensão dos membros anteriores, ambos os testes de suspensão e teste rotarod) pode ser bem combina...

Distrofia muscular de Duchenne (DMD) é a doença neuromuscular mais comum que afeta 1:5.000 meninos recém-nascidos. Esta doença debilitante muscular grave e progressiva, é causada por mutações no gene DMD que interrompem a estrutura de leitura aberta e impedir a síntese de proteína distrofina funcional. As fibras musculares falta de distrofina são vulneráveis ​​a exercer dano induzido. Após esgotamento da capacidade regenerativa do músculo, e devido à inflamação crônica do músculo danificado, as fibras são substituídas por tecido conjuntivo e gordura, posteriormente, levando a uma perda de função. Geralmente, os pacientes com DMD perder deambulação dos membros inferiores no início da segunda década. Mais tarde, também os músculos dos braços e cintura escapular são afetados e pacientes muitas vezes desenvolvem escoliose tóraco-lombar devido ao enfraquecimento assimétrico dos músculos que suportam a medula espinhal. Ventilação assistida é geralmente necessária no final da adolescência ou vinte anos. Doenças respiratórias e insuficiência cardíaca liderançaaté a morte na terceira ou quarta década 1. Embora o gene causador foi descoberto mais de 25 anos atrás, 2, não há nenhuma cura disponível para a DMD. No entanto, a melhoria dos cuidados de saúde eo uso de corticosteróides têm aumentado a expectativa de vida no mundo ocidental 3. Com o uso de modelos animais como o camundongo mdx, grandes avanços na descoberta de potenciais estratégias terapêuticas foram feitas. O camundongo mdx é o modelo do rato DMD mais comumente usado. Tem um ponto de mutação no exão 23 do gene de murino Dmd e consequentemente não tem distrofina 4. Ao longo dos últimos dois anos, muitas estratégias propostas têm progredido em ensaios clínicos 5-9. Nestes ensaios, a melhora da função muscular é o objectivo primário, subjacente a importância de testar o benefício de compostos em função muscular em ratos durante a fase pré clínica de testes. Como DMDpacientes, também as fibras musculares distrofina negativos de camundongos mdx são vulneráveis ​​a danos induzidos e exercer a sua função muscular é prejudicada em comparação com C57BL/10ScSnJ camundongos selvagens. Esta perda pode ser avaliada com uma variedade de testes funcionais. Alguns destes testes não são invasivos e não interferem com a patologia muscular (por exemplo, a força de preensão dos membros anteriores, os testes de suspensão e rotarod execução). Assim, eles podem ser utilizados para monitorar a história natural da doença, ou determinar os efeitos dos compostos sobre a progressão da doença. Para obter uma imagem em profundidade da influência de compostos na função muscular em ratos mdx, um regime de teste funcional que não interfere com a progressão da doença que consiste de todos estes testes podem ser utilizados 10. Alternativamente, forçado esteira rolante pode ser usada para agravar intencionalmente a progressão da doença e testar as capacidades de proteção de compostos 11. A esteira pode também serusado como medida de desfecho em que o tempo correr até a exaustão é medida 12, ou como uma ferramenta de camundongos mdx fadiga para que eles executam tão bem em um teste funcional subseqüente assegurando maiores diferenças no desempenho entre os grupos de tratamento 13. Ao escolher os testes funcionais, o seu efeito na progressão da doença deve ser mantido em mente especialmente quando o teste camundongos distróficos, como o camundongo mdx 14. Nós aqui descrever em detalhes como realizar os testes funcionais mais usados ​​de uma maneira confiável e reprodutível com base em procedimentos operacionais padrão disponíveis na rede TREAT-NMD. <a href="http://www.treat-nmd.eu/resources/research-resources/dmd-sops/" target="_blank">Clique aqui para visitar 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

Distrofia muscular de Duchenne (DMD) é uma muscular grave e progressiva desperdiçando doença para a qual não há cura disponível. No entanto, vários compostos farmacêuticos potenciais e abordagens de terapia genética têm progredido em ensaios clínicos. Com a melhora na função muscular de ser o ponto final mais importante nestes ensaios, muita ênfase foi colocada sobre a configuração confiável, reprodutível e fácil de realizar testes funcionais para pré clinicamente avaliar a função muscular, força, condição e coordenação no modelo de camundongo mdx para DMD. Ambos os testes invasivos e não invasivos estão disponíveis. Testes que não agravar a doença pode ser usada para determinar a história natural da doença e os efeitos de intervenções terapêuticas (teste por exemplo. Aderência membro anterior força, dois testes de suspensão diferentes, utilizando um fio ou de uma grade e rotarod execução). Alternativamente, forçado esteira rolante pode ser usado para melhorar a progressão da doença e / ou avaliarefeitos protetores de intervenções terapêuticas na patologia da doença. Nós aqui descrever como executar esses testes funcionais mais usados ​​de uma maneira confiável e reprodutível. Usando estes protocolos baseados em procedimentos operacionais padrão permite a comparação de dados entre diferentes laboratórios.

A força de preensão membro anterior de tipo selvagem e camundongos mdx aumenta entre a idade de 4-12 semanas e reduz novamente em ratos mais velhos. Deficiências em vigor já pode ser observado em jovens camundongos mdx. Os dados representativos de 9 semanas de idade, os ratos fêmeas são mostrados nas Figuras 1A e 1 B. Embora a fadiga não difere entre as cepas ainda nesta idade, camundongos mdx são mais fracos do que os camundongos de tipo selvagem. Nã...

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Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

Avaliação do Desempenho Funcional no<em&gt; Mdx</em&gt; Mouse Modelo

O desfecho primário em ensaios clínicos para doenças neuromusculares é geralmente melhora da função muscular. Portanto, avaliar o efeito de potenciais compostos terapêuticos sobre o desempenho muscular pré clinicamente em modelos do rato é de grande importância. Nós aqui descrever vários testes funcionais para resolver esta questão.

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

Um método para investigar diferenças relacionadas à idade na conectividade funcional of Cognitive Controle Networks associados à mudança Dimensional Card Sort Desempenho

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

Comportamento

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

O emocional Stroop Task: Avaliação de Desempenho Cognitivo sob exposição a conteúdo emocional

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

O psicomotora Teste Rodent Vigilância (rPVT): um método para avaliar Neurobehavioral Desempenho em ratos e camundongos

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

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Avaliando a insuficiência da memória espacial em um modelo de mouse de lesão cerebral traumática usando um labirinto de roda de água radial

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

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Medição de ativa e passiva domesticidade separadamente em ratos

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 ...

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