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

Это исследование было поддержано Чхуннам национального университета, Корейский институт Восточной медицины (KIOM) и Грант R технологии здравоохранения Кореи &#38; D проекта через Корея здравоохранения промышленности развития института (ХИДИ), финансируемая министерством здравоохранения &#38; Благосостояния, Республика Корея (номер гранта: HI15C0007).

все эксперименты были проведены в соответствии с руководящими принципами этики Международной ассоциации для изучения боли и были одобрены институциональный уход животных и использования Комитетом на Чхуннам национального университета ( Тэджон, Южная Корея).
 1. индукци?...

<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. 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=Characterization+of+a+neuropathic+pain+model:+sciatic+cryoneurolysis+in+the+rat.">Characterization of a neuropathic pain model: sciatic cryoneurolysis in the rat.</a> Pain. 56 (1), 9-16 (1994).</li><li>Kim, S. H., Chung, 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=An+experimental+model+for+peripheral+neuropathy+produced+by+segmental+spinal+nerve+ligation+in+the+rat.">An experimental model for peripheral neuropathy produced by segmental spinal nerve ligation in the rat.</a> Pain. 50 (3), 355-363 (1992).</li><li>Seltzer, Z., Dubner, R., Shir, 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+novel+behavioral+model+of+neuropathic+pain+disorders+produced+in+rats+by+partial+sciatic+nerve+injury.">A novel behavioral model of neuropathic pain disorders produced in rats by partial sciatic nerve injury.</a> Pain. 43 (2), 205-218 (1990).</li><li>Bennett, G. J., Xie, Y. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+peripheral+mononeuropathy+in+rat+that+produces+disorders+of+pain+sensation+like+those+seen+in+man.">A peripheral mononeuropathy in rat that produces disorders of pain sensation like those seen in man.</a> Pain. 33 (1), 87-107 (1988).</li><li>Dixon, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+analysis+of+experimental+observations.">Efficient analysis of experimental observations.</a> Annu Rev Pharmacol Toxicol. 20, 441-462 (1980).</li><li>Bonin, R. 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. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+assessment+of+tactile+allodynia+in+the+rat+paw.">Quantitative assessment of tactile allodynia in the rat paw.</a> J Neurosci Methods. 53 (1), 55-63 (1994).</li><li>Chen, H., Du, J., Zhang, Y., Barnes, K., Jia, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishing+a+Reliable+Gait+Evaluation+Method+for+Rodent+Studies.">Establishing a Reliable Gait Evaluation Method for Rodent Studies.</a> J Neurosci Methods. , (2017).</li><li>Kang, D. 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>

В настоящее время измерение механических аллодиния, используя фон Frey нитей является наиболее широко используется метод боли животных моделей для демонстрации тактильная гиперчувствительность. Как животных моделей для невропатической боли продолжали разрабатываться, методологии оц...

Патологические изменения нервной системы, вызванного ишемии, травмы, воспаления, инфекции, метаболической дисфункцией, или аутоиммунное заболевание иногда приводят к невропатической боли, которая определяется как боли, возникающие как прямое следствие поражения или болезни затрагивающих Соматосенсорная система1. Невропатическая боль обычно невыносимой и к сожалению, обычные анальгетики обычно не производят достаточно боль помощи2. Главной особенностью невропатической боли содержит спонтанное и evoked стимуляции (то есть, аллодиния и Гипералгезия) боли. Аллодиния — ноцицептивных ответ, что происходит обычно болезненные стимулы, например легкого прикосновения или теплый стимуляции. Гипералгезия указывает расширение боль ответ на раздражители вредных механических и/или тепловой3. Хотя эти два симптомы критически ухудшить качество жизни пациента, механические аллодиния, вызываемые нежный тактильной стимуляции является наиболее отягчающих симптомов, потому что мягкий контакт трудно избежать в повседневной жизни.
Основной механизм и расследовать новые анальгетиков для лечения нейропатической боли, точное измерение болевой реакции имеет важное значение. Были разработаны многочисленные невропатической боли животных моделей ноцицептивных реакций на задние лапы области из-за его высокой доступности4,5,6,7. Таким образом большинство боли ответ оценки были проведены на подошвенной или дорсальной поверхности задние лапы путем применения механических раздражителей, с помощью специальных инструментов, таких как фон Frey нитей. Одним из наиболее часто используемым методом является вверх и вниз, описанный Диксон8 и более поздних изменение версии9,10. Однако очень квалифицированные, опытные экспериментаторы требуются для выполнения теста фон Frey, и результаты могут быть субъективным.
Система автоматизированного походка анализа может расследовать неврологические и нервно-мышечных расстройств путем измерения различных параметров ходьбы в свободно перемещающихся грызунов. В различные нервные травмы животных моделей степень Ноцицепция и антиноцицептивной эффект несколько методов лечения может быть оценена без добавления боль стимуляции11,12,13, 14. Эта система анализа может обнаружить походка статических и динамических параметров, таких как: лапу печати площадь (площадь полной лапу печати, что контакты с полом), лапа интенсивности (средняя интенсивность области контактирующих лапу), длина (шага Расстояние между последовательными размещения же лапу), позицию фазы (продолжительность контакта земли для одного задние лапы), шаг последовательности (порядок, в котором четыре лапы размещены на полу), качели (продолжительность фазой) и качели скорость (вычисляется от длина шага и качели продолжительность и выраженный пикселей в секунду). Этот документ демонстрирует использование системы анализа и предоставляет краткое сравнение данных с фон Frey тест, с помощью сужения хронической травмы (CCI) нейропатической мышей.

<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

Фон Frey тест является классическим методом, который широко использовался для изучения сенсорные функции невропатической боли животных. Однако она имеет некоторые недостатки, такие как субъективных данных и требование о квалифицированных, опытных экспериментатора. На сегодняшний день, различные изменения улучшили фон Frey метод, но он все еще имеет несколько ограничений. Недавние сообщения предложили, что походка анализа производит более точных и объективных данных от нейропатической животных. Этот протокол демонстрирует выполнение автоматизированных походка анализа для определения степени невропатической боли у мышей. После нескольких дней acclimation мышей разрешалось свободно ходить на стеклянный пол, чтобы осветить следы. Затем количественного определения следы и походка выполнялись через видео-клипы с автоматическим анализом различных пешеходных параметров, как площадь лапу печати, свинг времени, угол лапы и т.д.
Основная цель этого исследования заключается в описания методологии анализа автоматизированных походки и кратко сравнить его с данными из классических сенсорный тест, с помощью фон Frey накаливания.

Мы провели тест фон Frey и автоматизированный анализ походки в ТПП мышей до 10 дней после операции ТПП. Для статистического анализа неоднократные меры двустороннего дисперсионный анализ (ANOVA) определяет общее воздействие, и был проведен анализ столб hoc Дуннетт чтобы ...

Watch this Scientific Journal Video about Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury at JoVE.com

Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury

Точная оценка болевой реакции в нейропатической животной модели имеет решающее значение для изучения патофизиологии боли заболеваний и разработки новых анальгетиков. Мы представляем чувствительных и объективный метод определения сенсорные функции грызунов, которые задние лапы системой автоматизированной походка анализа.

Анализ автоматизированной походки в мышей с хроническим сужение травмы

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

Автоматизированный анализ Шолл оцифрованных нейронов морфологии в различных масштабах

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

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

Спектральный конфокальной микроскопии флуоресцентно помеченный никотиновые рецепторы в плей-офф у мышей с хроническим Никотин администрации

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

Сагиттальная плоскость кинематической походка анализа мышей C57BL/6, подвергается MOG35-55 индуцированной Экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит

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

Хронический имплантации целом корковых Electrocorticographic массива в общей игрунка

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

Автоматизированный анализ походки для оценки функционального восстановления у грызунов с периферической нервной или спинного мозга ушиб травмы

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

Comprehensive Understanding of Inactivity-Induced Gait Alteration in Rodents

Всестороннее понимание изменения походки, вызванного бездействием, у грызунов

It is well known that disuse affects neural systems and that joint motions become altered; however, which outcomes properly exhibit these characteristics ...

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

Электромагнитно-управляемая модель легкой черепно-мозговой травмы у мышей с закрытой головой

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

Устройство для ушиба травмы спинного мозга для точных моделей мышей

Automated Impactor for Contusive Spinal Cord Injury Model in Mice

В центре внимания автора: Взгляд на инновации в исследованиях травм спинного мозга

Автоматизированный импактор для модели ушиба спинного мозга у мышей

Spinal cord injury (SCI) due to traumatic injuries such as car accidents and falls is associated with permanent spinal cord dysfunction. Creation of ...