Name: automated gait analysis in mice with chronic constriction injury
Uploaded: 2017-10-17T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury at JoVE.com

Questa ricerca è stata sostenuta da Chungnam National University, Korea Institute di medicina orientale (KIOM) e una sovvenzione della Corea salute tecnologia R &#38; D progetto attraverso Corea salute industria Development Institute (KHIDI), finanziato dal Ministero della salute &#38; Benessere, Repubblica di Corea (concessione numero: HI15C0007).

tutti gli esperimenti sono stati condotti in conformità con le linee guida etiche dell'associazione internazionale per lo studio del dolore e sono stati approvati dal comitato di uso e cura degli animali istituzionale presso l'Università nazionale di Chungnam ( Daejeon, Corea del Sud).
 1. induzione di CCI sul nervo sciatico <ol><li>topi ICR maschii di casa pesa 20-25 g sotto un ciclo luce/buio di 12 h a temperatura ambiente controllata (mantenuta a 20-25 ° C) e umidità (40-60%)...

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	<li>Loeser, J. D., Treede, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Kyoto+protocol+of+IASP+Basic+Pain+Terminology.">The Kyoto protocol of IASP Basic Pain Terminology.</a> Pain. 137 (3), 473-477 (2008).</li><li>Colloca, L., 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=Neuropathic+pain.">Neuropathic pain.</a> Nat Rev Dis Primers. 3, 17002 (2017).</li><li>Vranken, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+and+treatment+of+neuropathic+pain.">Mechanisms and treatment of neuropathic pain.</a> Cent Nerv Syst Agents Med Chem. 9 (1), 71-78 (2009).</li><li>DeLeo, J. 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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=Antinociceptive+Profile+of+Levo-tetrahydropalmatine+in+Acute+and+Chronic+Pain+Mice+Models:+Role+of+spinal+sigma-1+receptor.">Antinociceptive Profile of Levo-tetrahydropalmatine in Acute and Chronic Pain Mice Models: Role of spinal sigma-1 receptor.</a> Sci Rep. 6, 37850 (2016).</li><li>Huehnchen, P., Boehmerle, W., Endres, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+paclitaxel+induced+sensory+polyneuropathy+with+&amp;#34;Catwalk&amp;#34;+automated+gait+analysis+in+mice.">Assessment of paclitaxel induced sensory polyneuropathy with &amp;#34;Catwalk&amp;#34; automated gait analysis in mice.</a> PLoS One. 8 (10), e76772 (2013).</li><li>Vrinten, D. H., Hamers, F. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term='CatWalk'+automated+quantitative+gait+analysis+as+a+novel+method+to+assess+mechanical+allodynia+in+the+rat;+a+comparison+with+von+Frey+testing.">'CatWalk' automated quantitative gait analysis as a novel method to assess mechanical allodynia in the rat; a comparison with von Frey testing.</a> Pain. 102 (1-2), 203-209 (2003).</li><li>Martinov, T., Mack, M., Sykes, A., Chatterjea, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+changes+in+tactile+sensitivity+in+the+hind+paw+of+mice+using+an+electronic+von+Frey+apparatus.">Measuring changes in tactile sensitivity in the hind paw of mice using an electronic von Frey apparatus.</a> J Vis Exp. (82), e51212 (2013).</li><li>Ferland, C. E., Laverty, S., Beaudry, F., Vachon, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+analysis+and+pain+response+of+two+rodent+models+of+osteoarthritis.">Gait analysis and pain response of two rodent models of osteoarthritis.</a> Pharmacol Biochem Behav. 97 (3), 603-610 (2011).</li><li>Mogil, J. 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=Hypolocomotion,+asymmetrically+directed+behaviors+(licking,+lifting,+flinching,+and+shaking)+and+dynamic+weight+bearing+(gait)+changes+are+not+measures+of+neuropathic+pain+in+mice.">Hypolocomotion, asymmetrically directed behaviors (licking, lifting, flinching, and shaking) and dynamic weight bearing (gait) changes are not measures of neuropathic pain in mice.</a> Mol Pain. 6, 34 (2010).</li><li>Ferreira-Gomes, J., Adaes, S., Castro-Lopes, 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=Assessment+of+movement-evoked+pain+in+osteoarthritis+by+the+knee-bend+and+CatWalk+tests:+a+clinically+relevant+study.">Assessment of movement-evoked pain in osteoarthritis by the knee-bend and CatWalk tests: a clinically relevant study.</a> J Pain. 9 (10), 945-954 (2008).</li></ol>

Attualmente, la misura di allodinia meccanica utilizzando filamenti di von Frey è il più usato metodo in modelli animali di dolore per dimostrare ipersensibilità tattile. Come modelli animali di dolore neuropatico hanno continuato ad essere sviluppato, la metodologia di valutazione per la funzione sensitiva è stata anche migliorata8,9,10,15. In tali rapporti, è stato suggerito che queste m...

Alterazioni patologiche del sistema nervoso indotto da disfunzione metabolica, infiammazione, infezione, trauma, ischemia, o malattia autoimmune occasionalmente provocare dolore neuropatico, che è definito come un dolore derivanti come conseguenza diretta di una lesione o malattia che interessano il sistema somatosensoriale1. Il dolore neuropatico è solito insopportabile e purtroppo, analgesici convenzionali generalmente non producono sufficiente dolore sollievo2. Delle principali caratteristiche del dolore neuropatico contiene spontanei ed evocato da stimolazione dolori (cioè, allodinia e iperalgesia). Allodynia è una risposta nocicettiva che si verifica a stimoli normalmente non doloroso, come tocco leggero o stimolazione calda. Iperalgesia indica una risposta avanzata dolore a stimoli nocivi di meccanica e/o termica3. Anche se questi due sintomi sia criticamente compromettere la qualità della vita del paziente, allodinia meccanica evocata dalla stimolazione tattile delicata è il sintomo più aggravante perché contatto soffice è difficile da evitare nella vita quotidiana.
Per studiare il meccanismo sottostante e nuovi analgesici per il trattamento del dolore neuropatico, la misura precisa della risposta dolore è essenziale. Numerosi modelli animali di dolore neuropatico hanno sviluppato risposte nocicettive su hind zampa zona a causa della sua elevata accessibilità4,5,6,7. Così, la maggior parte delle valutazioni di risposta di dolore sono stata effettuata sulla superficie plantare o dorsale della zampa posteriore mediante l'applicazione di stimoli meccanici utilizzando strumenti speciali, come filamenti di von Frey. Uno del metodo più frequentemente usato è il su e giù metodo descritto da Dixon8 e la successiva modifica versioni9,10. Tuttavia, gli sperimentatori molto qualificati, esperti sono necessari per eseguire il test di von Frey e i risultati possono essere soggettivi.
Il sistema di analisi automatizzata di andatura può indagare disturbi neurologici e neuromuscolari misurando vari parametri di camminare liberamente commoventi roditori. In una varietà di modelli animali di lesione del nervo, il grado di nocicezione e l'effetto antinocicettivo di parecchi trattamenti può essere valutati senza l'aggiunta di un dolore stimolazione11,12,13, 14. questo sistema di analisi in grado di rilevare i parametri statici e dinamici di andatura, come: zampa stampa area (area di stampa completa zampa che entra in contatto con il pavimento), paw intensità (l'intensità media della zona come contattare zampa), (la lunghezza della falcata atteggiamento di distanza tra successivi posizionamenti della zampa stessa), fase (la durata del contatto con il terreno per una sola zampa posteriore), sequenza di passi (l'ordine in cui i quattro zampe sono collocati al piano), (la durata della fase dinamica) e velocità (calcolata di rotazione dalla lunghezza della falcata swing durata ed espressi in pixel al secondo). Questo documento viene illustrato l'utilizzo di un sistema di analisi e fornisce un breve confronto dei dati con il test di von Frey utilizzando topi costrizione cronica lesioni (CCI).

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.9% Saline</td>
			<td>JW Pharmaceutical</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Vehicle for drugs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1ml syringe</td>
			<td>BD Plastipak</td>
			<td>300013</td>
			<td>Injecting device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2, 2, 2-tribromoethanol (97% purity)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T48402</td>
			<td>Anesthetic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-methyl-2-buthanol (99% purity)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>152463</td>
			<td>Solvent for 2, 2, 2-tribromoethanol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Catwalk Automated gait analysis system</td>
			<td>Noldus</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Automatic analysis software of aniaml gait</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromic catgut (4-0 thickness)</td>
			<td>AILEE</td>
			<td>C442</td>
			<td>Ligature to make chronic constriction injury on the sciatic nerve</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gabapentin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Y0001280</td>
			<td>Analgeisc, Used as a positive control drug in this study</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graefe Forceps</td>
			<td>F.S.T</td>
			<td>11051-10</td>
			<td>Surgical instrument</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating Pad</td>
			<td>DAESHIN ELECTRONICS</td>
			<td>M-303AT</td>
			<td>Regulation of body temperature</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ICR Mouse</td>
			<td>Samtaco</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Experimental animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mersilk (3-0 thickness)</td>
			<td>ETHICON</td>
			<td>W598H</td>
			<td>Suture material for surgical closure of skin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-Mosquito</td>
			<td>F.S.T</td>
			<td>13010-12</td>
			<td>Surgical instrument</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-scissors</td>
			<td>F.S.T</td>
			<td>14090-09</td>
			<td>Surgical instrument</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle holder</td>
			<td>F.S.T</td>
			<td>12002-12</td>
			<td>Surgical instrument</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone Iodine</td>
			<td>Firson</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Disinfectant to prevent infection after surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel blade</td>
			<td>F.S.T</td>
			<td>10010-00 (#10)</td>
			<td>Surgical instrument to make an incision</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel handle</td>
			<td>F.S.T</td>
			<td>10003-12 (#3)</td>
			<td>Surgical instrument to make an incision</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Von-Frey filaments</td>
			<td>North Coast</td>
			<td>NC12775-99</td>
			<td>Measurement device to test sensory function for mechanical stimulation</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

automated gait analysis in mice with chronic constriction injury

Il test di von Frey è un metodo classico che è stato ampiamente utilizzato per esaminare la funzione sensoriale degli animali di dolore neuropatico. Tuttavia, essa ha alcuni svantaggi come dati soggettivi e il requisito di uno sperimentatore qualificato, con esperienza. Ad oggi, una varietà di modifiche hanno migliorato il metodo di von Frey, ma ha ancora alcuni limiti. I rapporti recenti hanno suggerito che l'analisi di andatura produce dati più accurati e oggettivi dagli animali neuropatici. Questo protocollo viene illustrato come eseguire l'analisi automatizzata di andatura per determinare il grado di dolore neuropatico nei topi. Dopo diversi giorni di acclimatazione, i topi sono stati permessi camminare liberamente il piano di vetro per illuminare le impronte. Allora, quantificazione delle impronte e andatura sono stati effettuati attraverso video clip con analisi automatica dei vari parametri a piedi, come zona di zampa stampa, swing tempo, angolo di zampa, ecc.
Lo scopo principale di questo studio è di descrivere la metodologia di analisi automatizzata di andatura e brevemente confrontarlo con i dati della prova sensoriale classica utilizzando filamento di von Frey.

Abbiamo eseguito il test di von Frey e analisi di andatura in topi CCI automatizzata fino a 10 giorni dopo l'intervento chirurgico CCI. Per l'analisi statistica, le misure ripetute di analisi della varianza (ANOVA) bidirezionale determina gli effetti complessivi e analisi post-hoc di Dunnett è stato effettuato per determinare il valore di p tra i gruppi sperimentali.
I risultati mostrati nella Figu...

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Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury

La valutazione precisa della risposta di dolore in un modello animale neuropatico è fondamentale per studiare la fisiopatologia di malattie dolore e sviluppare nuovi analgesici. Presentiamo un metodo sensibile e oggettivo per determinare la funzione sensoriale del roditore posteriore della zampa di un sistema di analisi automatizzata di andatura.

Analisi automatizzata di andatura in topi con lesione da costrizione cronica

The von Frey test is a classical method that has been widely used to examine the sensory function of neuropathic pain animals. However, it has some ...

The overall goal of this procedure is to analyze mechanical allodynia of mice with a chronic constriction injury using an automated gait analysis system. This method can help answer key questions in the pain research field by measuring sensory function after peripheral nerve injury in rodents. The main advantage of this technique is that the analysis system is quick and easy to use and it also automatically scores various gait parameters.For this study, house male ICR mice weighing 20 to 25 grams under standard conditions for at least one week. Select mice based on their appearance and behavior. Do not use mice that exhibit abnormal appearances or behavior such as hair loss, scarring and less movement.Using the selected mice, starting five days before the surgery collect automated gait data on a daily basis to have a baseline measurement. One day before the surgery perform the Von Frey test with a one gram filament on a hind paw to get a baseline response. Balance the responses between the injury group and the sham group.On each test day bring mice to the behavioral test room and acclimate the mice in their own home cage for at least 30 minutes before the test. Every other day after the surgery, measure mechanical allodynia using a Von Frey test. Put the mouse in a clean transparent acrylic box on a metal mesh floor and let it acclimate to the box for 30 minutes.Next, gently apply a one gram Von Frey filament to the plantar surface of the ipsilateral hind paw until the filament bends. Repeat this pattern of stimulation 10 times observing for paw withdrawals. Wait at least 10 seconds between stimulations.Record the number of withdrawals and score their frequency for analysis. Every other day, also perform the gait analysis test which must be done in the dark. Again, acclimate the mice to the test room in their home cage for at least 30 minutes.To set up the gait analysis device go to the software control. Under the setup tab set the walkway length to 30 centimeters, set the maximum run duration to five seconds and set the maximum run variation to 50%Next, select a registered camera from the setup tab of the program menu and then select open acquisition from the acquire tab. Following the status message, click the snap background button to take a background picture of the empty walkway.Now place a mouse onto the walkway and allow it to acclimate to the device for 10 minutes. The apparatus should always be washed with alcohol between mice. After the mouse has acclimated to the device, click the start acquisition button.The recording starts automatically according to the movement of the mouse. When the mouse clearly walks across the walkway, the program will automatically classify the compliant runs with a green icon. If the software fails to detect the footprints, a red icon will light up.After collecting at least five compliant runs select the classify runs option from the acquire tab of the program menu. Select which run should be analyzed and click the auto classify button. The results are automatically saved.To view the results click on view run statistics from the analyze menu. The Von Frey test and automated gait analysis were used to assess mice that underwent the CCI surgery on 10 consecutive days post-operatively. The frequency of paw withdrawal increased two days after the surgery and was sustained for 10 days.This effect could be significantly reduced by daily post-operative injections of gabapentin. Using the gait analysis software the size of the left and right hind paw prints could be compared. Normally the areas are the same which is indicated by a 50%value.The CCI surgery had a significant effect on paw print and that effect could be significantly reduced using gabapentin. The gait analysis software is also able to pick up on the change of single stance durations when the mouse is weight-bearing on just one hind paw. This is calculated and shown as a percent change.This metric shows the same effect for the CCI surgery and gabapentin treatments. After watching this video you should have a good understanding of how to operate and analyze automated gait analysis systems to investigate the pathophysiology of neuropathic pain in animal models like chronic constriction injury.

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