Name: automated gait analysis in mice with chronic constriction injury
Uploaded: 2017-10-17T14:00:00
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이 연구는 충남 국립 대학, 연구원의 동양 의학 (KIOM)와 한국 건강 기술 연구의 보조금에 의해 지원 되었다 &#38; D 프로젝트 통해는 한국 보건 산업 개발 연구소 (진흥원), 보건 복지부에 의해 자금 &#38; 복지, 한국 (번호 부여: HI15C0007).

모든 실험 통증 연구에 대 한 국제 협회의 윤리 지침에 따라 실시 했다와 충남대 (에서 기관 동물 관리 및 사용 위원회에 의해 승인 되었다 대전, 한국).
 1. 좌 골 신경에 CCI 유도 <ol><li>집 남성 ICR 마우스 제어 실내 온도 (20-25 ° C에서 유지 하는)와 습도 (40-60%), 12 h 명암 주기에서 20-25 g 무게 무료 음식에 접근 하 고 물입니다. 수술 하기 전에 적어도 일주일의 동물 관리 ?...

<ol>
	<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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P., Bories, C., De Koninck, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simplified+up-down+method+(SUDO)+for+measuring+mechanical+nociception+in+rodents+using+von+Frey+filaments.">A simplified up-down method (SUDO) for measuring mechanical nociception in rodents using von Frey filaments.</a> Mol Pain. 10, 26 (2014).</li><li>Chaplan, S. R., Bach, F. W., Pogrel, J. W., Chung, J. M., Yaksh, T. 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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>

현재 폰 Frey 필 라 멘 트를 사용 하 여 기계적 용어인의 측정은 가장 널리 방법 고통 동물 모델에서 보여 주기 위해 사용 촉각 과민 증. Neuropathic 고통에 대 한 동물 모델 개발을 계속, 감각 기능에 대 한 평가의 방법론이 되었습니다 또한 향상 된8,,910,15. 그 보고서에서 그것은 이러한 수정 이전 방법에 ?...

외상, 대사 장애, 염증, 감염, 허 혈에 의해 유도 된 신경의 병 적인 변화 또는 자가 면역 질환은 때때로 neuropathic 고통, 병 변 또는 질병의 직접적인 결과로 발생 하는 통증으로 정의 되는 결과 somatosensory 시스템1에 영향을 미치는. Neuropathic 고통을 일반적으로 견딜 수 이며 불행 하 게도, 기존의 진통제 일반적으로 생성 하지 않습니다 충분 한 고통 릴리프2. Neuropathic 고통의 주요 기능은 자연과 자극 갖는 (즉, 용어인 및 통) 통증을 포함합니다. 용어인 가벼운 터치 등 따뜻한 자극 일반적으로 비-고통 스러운 자극에 나타나는 nociceptive 응답 이다. 통 유해 기계적 또는 열 자극3에 향상 된 고통 응답을 나타냅니다. 비록이 두 증상 모두 비판적으로 환자의 삶의 질 저하, 기계적 용어인 부드러운 촉각 자극에 의해 불러 일으켰다는 가장 악화 증상 부드러운 접촉은 일상 생활에서 피하기 어렵다 때문입니다.
기본 메커니즘 및 neuropathic 고통의 처리를 위한 새로운 진통제를 조사, 고통 응답의 정확한 측정은 필수적입니다. 수많은 neuropathic 고통을 동물 모델 개발 nociceptive 답변은 뒷 다리에 때문에 그것의 높은 접근성4,5,,67지역 발. 따라서, 대부분 통증 응답 평가 폰 Frey 필 라 멘 트 같은 특별 한 악기를 사용 하 여 기계적 자극을 적용 하 여 뒷 발 발바닥 또는 등 쪽 표면에 수행 되었습니다. 가장 자주 사용 되는 방법 중 하나는 최대 이며 딕슨에 의해 설명 하는 방법을 아래로8 그리고 나중 수정 버전9,10. 그러나, 매우 숙련 된, 경험 있는 경험 폰 Frey 테스트를 수행 하는 데 필요한 되며 결과 주관적 일 수 있습니다.
자동된 보 행 분석 시스템은 자유롭게 이동 하는 설치류에서 걷기의 다양 한 매개 변수를 측정 하 여 신경 및 신경 근육 학 장애를 조사할 수 있습니다. 다양 한 신경 손상 동물 모델에서에서 nociception 정도와 여러 치료의 antinociceptive 효과 평가 될 수는 고통 자극11,12,13, 를 추가 하지 않고 14.이 분석 시스템 같은 정적 및 동적 걸음 걸이 매개 변수를 검색할 수 있습니다: 인쇄 영역 (바닥 연락처 전체 발 인쇄의 영역)를 발, 발 강도 (접촉 발 영역의 평균 강도), 길이 (보 폭 같은 발의 연속 게재 위치 사이의 거리), 자세 단계 (단일 뒷 발에 대 한 지상 접촉의 기간), 단계 시퀀스 (순서는 4 발 바닥에 배치 됩니다), 스윙 (스윙 단계 기간), 그리고 스윙 속도 (계산 기간에서 보 폭 길이 스윙과 초당 픽셀으로 표시). 이 종이 사용 분석 시스템 및 하 고 만성 수축 부상 (CCI) neuropathic 마우스를 사용 하 여 폰 Frey 테스트와 함께 데이터의 간단한 비교를 제공 합니다.

<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

폰 Frey 테스트 neuropathic 고통 동물의 감각 기능 검사에 널리 이용 되는 고전적인 방법 이다. 그러나, 그것은 주관적인 데이터와 같은 몇 가지 단점이 고 숙련 된, 경험 있는 실험의 요구 사항이 있다. 날짜 하려면, 다양 한 수정 폰 Frey 방법 개선 하지만 여전히 몇 가지 한계가 있다. 최근 보고서는 걸음 걸이 분석 neuropathic 동물에서 더 정확 하 고 객관적인 데이터를 생성 하는 건의 했다. 이 프로토콜을 쥐에 neuropathic 고통의 결정 자동화 된 걸음 걸이 분석을 수행 하는 방법을 보여 줍니다. 새 환경 순응의 몇 일 후 쥐 발자국을 밝히는 유리 바닥에 자유롭게 걸을 허용 되었다. 발자국과 걸음 걸이의 정량화 발 인쇄, 그네 시간, 발, 등 의 각도의 영역 등 다양 한 걷는 매개 변수 자동 분석 비디오 클립을 통해 수행 된 다음,
이 연구의 주요 목적은 자동화 된 걸음 걸이 분석의 방법론을 설명 하 고 간단히 폰 Frey 필 라 멘 트를 사용 하 여 고전적인 감각 테스트에서 데이터와 비교 하는 것입니다.

우리 폰 Frey 테스트를 수행 하 고 CCI 수술 후 10 일 이내 CCI 쥐에서 걸음 걸이 분석을 자동화. 통계 분석에 대 한 양방향 분산 분석 (ANOVA)의 반복된 측정 전반적인 효과 결정 하 고 Dunnett의 게시물-특별 분석 실험 그룹 중 p-값을 결정 하기 위해 수행 합니다.
그림 1 에 표시 된 결과 고전 폰 Frey 테스트 ?...

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Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury

Neuropathic 동물 모델에서 고통 응답의 정확한 평가 통증 질환의 병 태 생리학을 조사 하 고 새로운 진통제 개발에 중요 한. 우리는 뒷 다리 발 자동된 보 행 분석 시스템에 의해 설치류의 감각 기능을 결정 하는 과민 하 고 객관적인 방법을 제시.

만성 수축 부상으로 쥐에 있는 자동화 된 걸음 걸이 분석

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.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Automated Sholl Analysis of Digitized Neuronal Morphology at Multiple Scales

여러 스케일에서 디지털의 연결 형태론의 자동 숄 분석

Neuronal morphology plays a significant role in determining how neurons function and communicate1-3.  Specifically, it affects the ability of neurons to ...

연구

신경과학

Spectral Confocal Imaging of Fluorescently tagged Nicotinic Receptors in Knock-in Mice with Chronic Nicotine Administration

만성 니코틴 관리와 마우스 노크 인의 Fluorescently 태그를 Nicotinic 수용체의 분광 공촛점 이미징

Ligand-gated ion channels in the central nervous system (CNS) are implicated in numerous conditions with serious medical and social consequences.  For ...

Sagittal Plane Kinematic Gait Analysis in C57BL/6 Mice Subjected to MOG35-55 Induced Experimental Autoimmune Encephalomyelitis

MOG35-55를 받게 하는 C57BL/6 쥐에 화살 평면 운동학 걸음 걸이 분석 실험적인 자기 면역 뇌 유발

Kinematic gait analysis in the sagittal plane has frequently been used to characterize motor deficits in multiple sclerosis (MS). We describe the ...

Chronic Implantation of Whole-cortical Electrocorticographic Array in the Common Marmoset

일반적인 마모 셋에 전체 피 질 Electrocorticographic 배열의 만성 이식

Electrocorticography (ECoG) allows the monitoring of electrical field potentials from the cerebral cortex with high spatiotemporal resolution. Recent ...

Automated Gait Analysis to Assess Functional Recovery in Rodents with Peripheral Nerve or Spinal Cord Contusion Injury

주변 신경 또는 척수 타박상 부상으로 설치류의 기능적 회복을 평가하기 위한 자동 걸음걸이 분석

Peripheral and central nerve injuries are mostly studied in rodents, especially rats, given the fact that these animal models are both cost-effective and ...

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Electromagnetic Controlled Closed-Head Model of Mild Traumatic Brain Injury in Mice

생쥐의 경미한 외상성 뇌 손상에 대한 전자기 제어 폐쇄 머리 모델

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and ...

정확한 마우스 모델을 위한 척수 손상 타박상 장치

Automated Impactor for Contusive Spinal Cord Injury Model in Mice

저자 스포트라이트: 척수 손상 연구의 혁신에 대한 통찰력

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