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

Denna forskning stöddes av 남도 University, Sydkorea institutet av orientalisk medicin (KIOM) och ett bidrag av Korea hälsa teknik R &#38; D projekt genom den Korea hälsa industri utveckling Institute (KHIDI), finansierat av hälsoministeriet &#38; Välfärd, Sydkorea (bevilja nummer: HI15C0007).

alla experiment genomfördes i enlighet med de etiska riktlinjerna av den internationella sammanslutningen för studie av smärta och godkändes av institutionella djur vård och användning kommittén vid den 남도 National University ( Daejeon, Sydkorea).
 1. induktion av CCI på ischiasnerven <ol><li>hus ICR hanmöss som väger 20-25 g under en 12 h ljus/mörk cykel vid kontrollerad rumstemperatur (underhålls på 20-25 ° C) och luftfuktighet (40-60%), med fri tillgång till ma...

<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>

Mätning av mekanisk allodyni med hjälp av von Frey filament är för närvarande mest använda metoden i smärta djurmodeller för att demonstrera taktil överkänslighet. Som modeller för neuropatisk smärta har fortsatt att utvecklas, varit metodiken för sensorisk funktion också förbättrad8,9,10,15. I dessa rapporter har det föreslagits dessa ändringar kan ge en mer korrekt, snabb oc...

Patologiska förändringar i nervsystemet induceras av metabolisk dysfunktion, infektion, inflammation, trauma, ischemi, eller autoimmun sjukdom resultera ibland i neuropatisk smärta, som definieras som en smärta som uppstår som en direkt konsekvens av en lesion eller sjukdom som påverkar det somatosensoriska system1. Neuropatisk smärta är vanligtvis outhärdlig och tyvärr konventionell analgetika generellt producerar inte tillräckligt smärta lättnad2. Ett viktigt inslag av neuropatisk smärta innehåller spontana och stimulering-framkallat (dvs, allodyni och hyperalgesi) smärtor. Allodyni är ett nociceptiva svar som uppstår för normalt icke-smärtsamt stimuli, såsom lätt beröring eller varma stimulering. Hyperalgesi indikerar en ökad smärta reaktion på skadliga mekanisk eller termisk stimuli3. Även om dessa två symtom både kritiskt försämra patientens livskvalitet, är mekanisk allodyni frammanade genom skonsam taktil stimulering den mest försvårande symptomet eftersom mjuk kontakt är svårt att undvika i vardagen.
Att undersöka bakomliggande mekanism och nya analgetika för behandling av neuropatisk smärta, exakt mätning av smärta svaret är viktigt. Talrika neuropatisk smärta djurmodeller har utvecklat nociceptiva svaren på hind paw området på grund av dess hög tillgänglighet4,5,6,7. De flesta smärta svar bedömningar har således utförts på plantar eller dorsala ytan av hind tass genom att tillämpa mekaniska stimuli med hjälp av särskilda instrument, såsom von Frey filament. En av de mest använda metoden är upp och ner metod som beskrivs av Dixon8 och senare modifierade versioner9,10. Dock mycket skickliga och erfarna praktiker är skyldiga att utföra testet von Frey och resultaten kan vara subjektiva.
Systemets automatiska gait analys kan utreda neurologiska och neuromuskulära störningar genom att mäta olika parametrar för promenader i fritt rörliga gnagare. I en mängd olika nerv skada djurmodeller, kan graden av nociception och antinociceptive effekten av flera behandlingar utvärderas utan att lägga till en smärta stimulering11,12,13, 14. denna analyssystem kan upptäcka statiska och dynamiska gait parametrar, såsom: tass utskriftsområde (området för den komplett paw print som kommer i kontakt med golvet), paw intensitet (genomsnittliga intensiteten i området kontakta tass), steglängd (den avståndet mellan successiva placeringar av samma tass), hållning fasföljd (varaktigheten av markkontakt för en enda hind tass), steg (den ordning i vilken de fyra tassar placeras på golvet), swing (löptid fasen swing) och swing hastighet (beräknas från steglängd och swing varaktighet och uttryckt i bildpunkter per sekund). Detta dokument visar hur du använder ett analyssystem för och ger en kort jämförelse av data med von Frey test med kronisk förträngning skada (CCI) neuropatisk möss.

<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

Von Frey testet är en klassisk metod som har använts i stor utsträckning att undersöka den sensoriska funktionen av neuropatisk smärta djur. Det har dock vissa nackdelar som subjektiva data och kravet på en skicklig, erfaren försöksledaren. Hittills har en mängd ändringar har förbättrat metoden von Frey, men det har fortfarande några begränsningar. Senaste rapporter har antytt att gånganalys ger mer exakta och objektiva data från neuropatisk djur. Detta protokoll visar hur man utför den automatiska gånganalys för att bestämma graden av neuropatisk smärta hos möss. Efter flera dagars acklimatisering tilläts mössen gå fritt på glasgolvet att belysa fotspår. Sedan, kvantifiering av fotspår och gånganalys utfördes genom videoklipp med automatisk analys av olika promenader parametrar, såsom området paw print, swing tid, vinkel på tass, etc.
Det huvudsakliga syftet med denna studie är att beskriva metodiken för automatiserad gånganalys och snabbt jämföra den med data från den klassiska sensorisk test med hjälp av von Frey glödtrådens.

Vi har utfört testet von Frey och automatiserad gånganalys i CCI möss 10 dagar efter CCI kirurgi. Upprepade mätningar av tvåvägs variansanalys (ANOVA) avgör de totala effekterna för statistisk analys, och Dunnetts post-hoc analys utfördes för att fastställa p-värdet bland de experimentella grupperna.
Resultaten visas i figur 1 visar tidsförloppet för klassiskt von Frey testdat...

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

Den exakta bedömningen av smärta svar i en neuropatisk djurmodell är kritiska att undersöka patofysiologin av smärta sjukdomar och utveckla nya analgetika. Vi presenterar en känslig och objektiv metod för att bestämma sensoriska funktionen av gnagare hind tass av en automatiserad gait analyssystem.

Automatiserad gånganalys i möss med kronisk förträngning skada

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 ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Automated Sholl Analysis of Digitized Neuronal Morphology at Multiple Scales

Automatiserad Sholl Analys av digitaliserade Neuronal Morfologi på flera skalor

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

Spektral Confocal avbildning av fluorescensmärkta nikotinreceptorer i Knock-in Möss med kronisk Nikotin Administration

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

Sagittalplanet kinematisk gånganalys i C57BL/6 möss som utsätts för MOG35-55 inducerad Experimental Autoimmune Encephalomyelitis

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

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

Imaging Neural aktivitet i den primära somatosensoriska Cortex med Thy1-GCaMP6s transgena möss

The mammalian brain exhibits marked symmetry across the sagittal plane. However, detailed description of neural dynamics in symmetric brain regions in ...

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

Kronisk Implantation av hela-kortikala Electrocorticographic matris i Marmosettapa

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

Investigating Alterations in Caecum Microbiota After Traumatic Brain Injury in Mice

Undersöka förändringar i Caecum Microbiota efter traumatisk hjärnskada hos möss

Increasing evidence shows that the microbiota-gut-brain axis plays an important role in the pathogenesis of brain diseases. Several studies also ...

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

Automatiserad Gång analys för att bedöma funktionell återhämtning hos gnagare med perifer nerv eller ryggmärg Kontusion skada

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

Motor Dual-Tasks for Gait Analysis and Evaluation in Post-Stroke Patients

Motoriska dubbla uppgifter för gånganalys och utvärdering hos patienter efter stroke

Eighteen stroke patients were recruited for this study involving the evaluation of cognition and walking ability and multitask gait analysis. Multitask ...

Comprehensive Understanding of Inactivity-Induced Gait Alteration in Rodents

Omfattande förståelse för inaktivitetsinducerad gångförändring hos gnagare

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

Elektromagnetisk styrd sluten huvudmodell av mild traumatisk hjärnskada hos möss

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