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

Esta pesquisa foi apoiada pelo Chungnam University, Coreia Instituto Nacional de Medicina Oriental (KIOM) e uma subvenção da Coreia saúde tecnologia R &#38; D o projeto através da Coreia saúde indústria desenvolvimento Institute (KHIDI), financiado pelo Ministério da saúde &#38; Bem-estar, República da Coreia (número de concessão: HI15C0007).

todos os experimentos foram conduzidos em conformidade com as diretrizes éticas da Associação Internacional para o estudo da dor e foram aprovados pelo Comitê de uso e cuidado de Animal institucional com a Universidade Nacional de Chungnam ( Daejeon, Coreia do Sul).
 1. indução da ICC no nervo ciático <ol><li>casa ICR camundongos machos pesando 20-25 g sob um ciclo claro/escuro de 12 h à temperatura ambiente controlada (mantida a 20-25 ° C) e humidade (40-60%), com livre ac...

<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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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>

Atualmente, a medição de alodinia mecânica por meio de filamentos de von Frey é o mais amplamente utilizado método em modelos animais de dor para demonstrar a hipersensibilidade tátil. Como modelos animais de dor neuropática continuaram a ser desenvolvidos, a metodologia de avaliação de função sensorial tem sido também melhorou8,9,10,15. Esses relatórios, tem sido sugerido que essa...

As alterações patológicas do sistema nervoso induzidos por trauma, disfunção metabólica, inflamação, infecção, isquemia, ou doença auto-imune, ocasionalmente, resultar em dor neuropática, que é definida como uma dor que surjam como consequência directa de uma lesão ou doença afetando o sistema somatossensorial1. A dor neuropática é geralmente insuportável e infelizmente, analgésicos convencionais geralmente não produzem suficiente alívio de dor2. Das principais características da dor neuropática contém espontâneas e evocado por estimulação dores (i.e., alodinia e hiperalgesia). Alodinia é uma resposta nociceptiva que ocorre a estímulos normalmente não-dolorosos, tais como o leve toque ou estimulação quente. Hiperalgesia indica uma resposta melhorada dor aos estímulos mecânicos ou térmicos nocivos3. Embora estes dois sintomas criticamente prejudicam qualidade de vida o paciente é, mecânica alodinia evocada pela estimulação tátil suave é o sintoma mais agravante porque contato macio é difícil evitar na vida cotidiana.
Para investigar o mecanismo subjacente e novos analgésicos para o tratamento da dor neuropática, a medição precisa da resposta dor é essencial. Desenvolveram-se numerosos modelos animais de dor neuropática nociceptivos respostas o Hind pata área por causa de sua alta acessibilidade4,5,6,7. Assim, a maioria das avaliações de resposta de dor foram realizadas na superfície dorsal ou plantar da pata traseira através da aplicação de estímulos mecânicos, utilizando instrumentos especiais, como filamentos de von Frey. Dentre o método mais frequentemente utilizado é a acima e para baixo método descrito por Dixon8 e mais tarde modificado versões9,10. No entanto, muito capacitados, experientes experimentadores são necessários para executar o teste de von Frey e os resultados podem ser subjetivos.
O sistema de análise de marcha automatizado pode investigar distúrbios neuromusculares e neurológicos medindo-se vários parâmetros de andar em roedores movimentando-se livremente. Em uma variedade de modelos animais de lesão de nervo, o grau de nocicepção e o efeito antinociceptiva de vários tratamentos que podem ser avaliadas sem adicionar uma dor estimulação11,12,13, 14. este sistema de análise pode detectar parâmetros de marcha estático e dinâmico, tais como: pata a área de impressão (a área da pata completa impressão que entra em contato com o chão), pata de intensidade (a intensidade média da área de contato pata), comprimento (do passo postura de distância entre sucessivas colocações da mesma pata), fase (a duração do contato do solo de uma única pata traseira), a sequência de etapas (a ordem na qual as quatro patas são colocados no chão), balanço (a duração da fase de balanço) e velocidade (calculada do balanço do comprimento do passo e duração do balanço e expressa em pixels por segundo). Este documento demonstra o uso de um sistema de análise e fornece uma breve comparação dos dados com o teste de von Frey usando ratos neuropática de constrição crônica lesão (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

O teste de von Frey é um método clássico que tem sido amplamente utilizado para examinar a função sensorial dos animais de dor neuropática. No entanto, tem algumas desvantagens, tais como dados subjetivos e a exigência de um experimentador hábil, experiente. Até à data, uma variedade de modificações melhoraram o método de von Frey, mas ainda tem algumas limitações. Relatórios recentes têm sugerido que a análise da marcha produz dados mais precisos e objectivos dos animais neuropáticas. Este protocolo demonstra como realizar a análise de marcha automática para determinar o grau de dor neuropática em ratos. Após vários dias de aclimatação, os ratos foram autorizados a andar livremente sobre o piso de vidro para iluminar as pegadas. Em seguida, quantificação das pegadas e da marcha foram realizadas através de clips de vídeo com análise automática de vários parâmetros ambulante, como área de pata tempo impressão, balanço, ângulo da pata, etc.
O principal objetivo deste estudo é descrever a metodologia de análise de marcha automática e brevemente compará-lo com os dados do teste sensorial clássico usando filamentos de von Frey.

Nós temos realizado o teste de von Frey e automatizado de análise de marcha em camundongos CCI até 10 dias após a cirurgia da ICC. Para análise estatística, medidas repetidas de duas vias de análise de variância (ANOVA) determina os efeitos globais e análise post-hoc de Dunnett foi realizada para determinar o valor de p entre os grupos experimentais.
Os resultados mostrados na Figura 1</str...

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Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury

A avaliação precisa da resposta de dor em um modelo animal neuropática é crítica para investigar a fisiopatologia das doenças dor e desenvolver novos analgésicos. Apresentamos um método sensível e objetivo para determinar a função sensorial do roedor hind pata por um sistema de análise de marcha automática.

Análise de marcha automatizados em ratos com lesão crônica de constrição

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

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