Name: a simple and low-cost assay for measuring ambulation in mouse models of muscular dystrophy
Uploaded: 2017-12-29T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Simple and Low-cost Assay for Measuring Ambulation in Mouse Models of Muscular Dystrophy at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי מענקים מכוני הבריאות הלאומיים [R01 AR048179 ו R01 HL126204 R.C.W, T32 AR059033, F32 AR069469to כרומטוגרפיה] וארה ב ניוון שרירים האגודה [274143 ו- 416364 כדי R.C.W.].

השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ועל שימוש הוועדה ב אוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס. פראי-סוג (C57BL/6J) ועכברים mdx (רקע C57Bl/10ScSn) נרכשו ממקור מסחרי. mdx: עכברים utrophin-Tg היו מתנה של ג'יימס Ervasti, באישור קיי דיוויס, ומתוחזק היו על רקע mdx . מבחני ambulation נערכו על עכברים ?...

<ol>
	<li>Nagaraju, K., Carlson, G., De Luca, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+and+locomotor+measurements+using+open+field+animal+activity+monitoring+system.">Behavioral and locomotor measurements using open field animal activity monitoring system.</a> TREAT-NMD SOP Number M2.1.002. 2. 2, (2010).</li><li>Tatem, K. 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=Behavioral+and+locomotor+measurements+using+an+open+field+activity+monitoring+system+for+skeletal+muscle+diseases.">Behavioral and locomotor measurements using an open field activity monitoring system for skeletal muscle diseases.</a> J Vis Exp. (91), e51785 (2014).</li><li>Kobayashi, Y. M., 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=Sarcolemma-localized+nNOS+is+required+to+maintain+activity+after+mild+exercise.">Sarcolemma-localized nNOS is required to maintain activity after mild exercise.</a> Nature. 456 (7221), 511-515 (2008).</li><li>Belanto, J. J., 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=Microtubule+binding+distinguishes+dystrophin+from+utrophin.">Microtubule binding distinguishes dystrophin from utrophin.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (15), 5723-5728 (2014).</li><li>McDonald, C. M., 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=The+6-minute+walk+test+in+Duchenne/Becker+muscular+dystrophy:+longitudinal+observations.">The 6-minute walk test in Duchenne/Becker muscular dystrophy: longitudinal observations.</a> Muscle Nerve. 42 (6), 966-974 (2010).</li><li>Mazzone, E., 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=Star+Ambulatory+Assessment,+6-minute+walk+test+and+timed+items+in+ambulant+boys+with+Duchenne+muscular+dystrophy.">Star Ambulatory Assessment, 6-minute walk test and timed items in ambulant boys with Duchenne muscular dystrophy.</a> Neuromuscul Disord. 20 (11), 712-716 (2010).</li><li>Kobayashi, Y. M., Rader, E. P., Crawford, R. W., Campbell, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endpoint+measures+in+the+mdx+mouse+relevant+for+muscular+dystrophy+pre-clinical+studies.">Endpoint measures in the mdx mouse relevant for muscular dystrophy pre-clinical studies.</a> Neuromuscul Disord. 22 (1), 34-42 (2012).</li><li>Acosta, A. R., 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=Use+of+the+six-minute+walk+test+to+characterize+golden+retriever+muscular+dystrophy.">Use of the six-minute walk test to characterize golden retriever muscular dystrophy.</a> Neuromuscul Disord. 26 (12), 865-872 (2016).</li><li>Sousa, N., Almeida, O. F., Wotjak, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+hitchhiker's+guide+to+behavioral+analysis+in+laboratory+rodents.">A hitchhiker's guide to behavioral analysis in laboratory rodents.</a> Genes Brain Behav. 5, 5-24 (2006).</li><li>Gibbs, E. M., 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=High+levels+of+sarcospan+are+well+tolerated+and+act+as+a+sarcolemmal+stabilizer+to+address+skeletal+muscle+and+pulmonary+dysfunction+in+DMD.">High levels of sarcospan are well tolerated and act as a sarcolemmal stabilizer to address skeletal muscle and pulmonary dysfunction in DMD.</a> Hum Mol Genet. 25 (24), 5395-5406 (2016).</li><li>Gillis, 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=Multivariate+evaluation+of+the+functional+recovery+obtained+by+the+overexpression+of+utrophin+in+skeletal+muscles+of+the+mdx+mouse.">Multivariate evaluation of the functional recovery obtained by the overexpression of utrophin in skeletal muscles of the mdx mouse.</a> Neuromuscul Disord. 12, S90-S94 (2002).</li><li>Tinsley, J., 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=Expression+of+full-length+utrophin+prevents+muscular+dystrophy+in+mdx+mice.">Expression of full-length utrophin prevents muscular dystrophy in mdx mice.</a> Nat Med. 4 (12), 1441-1444 (1998).</li><li>Song, Y., 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=Suite+of+clinically+relevant+functional+assays+to+address+therapeutic+efficacy+and+disease+mechanism+in+the+dystrophic+mdx+mouse.">Suite of clinically relevant functional assays to address therapeutic efficacy and disease mechanism in the dystrophic mdx mouse.</a> J Appl Physiol. 122 (3), 593-602 (2017).</li><li>Bolivar, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrasession+and+intersession+habituation+in+mice:+from+inbred+strain+variability+to+linkage+analysis.">Intrasession and intersession habituation in mice: from inbred strain variability to linkage analysis.</a> Neurobiol Learn Mem. 92 (2), 206-214 (2009).</li></ol>

וזמינותו בשדה פתוח מספק דרך יעילה, לא פולשנית מבחן המוטורית במודלים של העכבר של מחלת שריר, וריאציות של assay הזה יכול לשמש כאמצעי הקצה ערך מחקרים קליניים. מגבלה אחת גדולה עם סוג זה של וזמינותו היא עלות גבוהה ומוגבל הנגישות של פעילות מערכות ניטור. במחקר זה, נדגים מערכת בעלות נמוכה עבור ניתוח פע...

מדידות לשחזור ואמין של תפקוד השרירים הם קריטיים עבור הערכת יעילותם של טיפולים פוטנציאליים עבור DMD. DMD היא הפרעה גנטית נגרמת על ידי מוטציות בגן הדיסטרופין, שמוביל חולשת שרירים מתקדמת, אובדן של ambulation, וכישלון כך בסופו של דבר. הדגם בעל חיים הנפוצה ביותר של DMD הוא העכבר הדיסטרופין null mdx . סדרת בדיקות תפקודי הופיעו כמו מבחני שגרתיות להערכת התקדמות המחלה mdx העכבר באותה מידה כמו דומה מודלים חייתיים של dystrophies ו myopathies אחרים. מבחני נפוץ ויוו לכלול מדידות של כוח אחיזה forelimb, חוט תלוי זמן, מקסימום rotarod, זמן עד כדי אפיסת כוחות במהלך הליכון ריצה, מנוע פעילות מעקב. יש כבר מאמץ ניכר בשטח לתקנן את בדיקות אלה, במטרה להפחית את השתנות בין מחקרים פרה, להגדלת הפוטנציאל translational הרפוי נבדק עכברים1,2.
קטגוריה חשובה אחת של בדיקות פרה הוא המדד של התנועה הרצונית, פרמטר זה היא שונה לעתים קרובות במודלים מאתר של ניוון שרירים. זה בדרך כלל נבדק על ידי מבחני בהתבסס על ניטור פעילות בשטח פתוח, אפשר להעריך (הליכה) אופקי או אנכי (גידול) תנועות במהלך מספר דקות או שעות2,3,4. מספר מחקרים הראו התנועה הרצונית לשנות בעכברים mdx , בעיקר לאחר פעילות גופנית, מדידות אלה הוכחו להיות רגיש התקדמות המחלה וטיפול סמים. מגבלה אחת גדולה בביצוע מבחני אלה הוא הצורך עבור ציוד מיוחדים, עלות גבוהה. כאן מוצגת שיטה נמוכים העוקבת אחר ambulation העכבר באמצעות משאבים זמינים.
המרחק 6 דקות הליכה הוא מדד של נפוץ ככלי הערכה קלינית אצל אנשים עם דושן ניוון שרירים5,6. שינויים של אמצעי זה שימשו כדי להעריך את תוצאות במודלים חייתיים של דושן, כולל mdx עכברים7 ו- כלבי גולדן רטריבר ניוון שרירים (GRMD)8. במחקר זה, אנחנו מקליטים תנועה התנדבותית בשטח פתוח בתוך 6 דקות מיד לאחר אתגר פעילות גופנית מתונה. מרחק ambulation מכן מחושב באמצעות תוכנת קוד פתוח בחינם כדי למדוד תנועה אופקית לאורך זמן.
היתרון העיקרי של שיטה זו הוא כי בעלי חיים יכול להיבדק במגוון של הגדרות מבלי להזדקק ציוד מיוחד או תוכנה מסחרית עלות גבוהה לצורך ניתוח. היבט אחד חשוב של ניתוח זה הוא כי זה יכול להתבצע באווירה מעבדה בסיסית ללא צורך לעבור או להעביר עכברים החוצה ביבר למתקן הליבה מיוחדים. פרוטוקול מעקב וידאו המתוארים כאן הוא מתאים היטב ההערכה של ambulation על פני תקופות זמן קצר יחסית אפשר לזהות פעילות ההבדלים בין פראי-סוג של mdx עכברים, וכן לחשוף שיפור תפקודי חילוץ דגם של DMD.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Video camera</td>
			<td>Apple Inc.</td>
			<td>ME553LL/A</td>
			<td>For recording ambulation video, iPhone 5S Plus (or equivalent)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kinovea software (version 0.8.15)</td>
			<td>Kinovea Association</td>
			<td></td>
			<td>Open source video analysis software. Free download, PC compatible (Version 0.8.15, www.kinovea.org)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iMovie (version 10.0.6)</td>
			<td>Apple Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Any similar software can be used to reduce video frame rate (optional)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Roughneck 32 Gallon Black Round Trash Bin (Open field chamber)</td>
			<td>Rubbermaid</td>
			<td># 1778013</td>
			<td>Any open field chamber system can be adapted for recording. This study uses a recording chamber constructed out of a tray on a platform, at the bottom of a large trash bin.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Avant White Plastic Tray 15&#34;W x 10&#34;D x 1.45&#34;H (Open field chamber)</td>
			<td>US Acrylic, LLC</td>
			<td></td>
			<td>Any open field chamber system can be adapted for recording. This study uses a recording chamber constructed out of a tray on a platform, at the bottom of a large trash bin.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL/6J</td>
			<td>Jackson Laboratory</td>
			<td>#000664</td>
			<td>Male 6 month mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL/10ScSn-Dmd/J (mdx)</td>
			<td>Jackson Laboratory</td>
			<td>#001801</td>
			<td>Male 6 month mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mdx: utrophin-Tg (fiona)</td>
			<td>Gift from from James Ervasti, with permission from Kay Davies</td>
			<td></td>
			<td>Male 6 month mice</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a simple and low-cost assay for measuring ambulation in mouse models of muscular dystrophy

מדידת תוצאות תפקודי בטיפול של ניוון שרירים היא היבט חיוני של בדיקות פרה. להערכת ambulation מרצון במודלים של העכבר נמצא assay פעילות פולשנית לשחזור ישירות מקביל מדדים של המטופל ambulation כגון הבדיקה 6 דקות הליכה, הקשורים עשרות ניידות. שיטות נפוצות רבות לבדיקת מהירות ambulation העכבר והמרחק מבוססים על הבדיקה בשדה פתוח, שבו תנועה חופשית של חיה בתוך זירה נמדד לאורך זמן. אחת החיסרון העיקרי לגישה זו תוכנה מסחרית, ציוד ברזולוציה גבוהה ההצעה מעקב יקר, עשוי לדרוש העברת עכברים מתקנים מיוחדים לבדיקה. כאן נתאר מערכת בעלות נמוכה, מבוססי-וידאו למדידת ambulation העכבר אשר מנצל תוכנה חופשית, קוד פתוח. באמצעות פרוטוקול זה, נדגים את ambulation מרצון במודל עכבר הדיסטרופין null mdx עבור ניוון שרירים דושן (DMD) היא ירידה יחסית העכבר פראי-סוג הפעילות. ב- mdx עכברים המבטאים את transgene utrophin, גירעונות אלה פעילות שאינם קיימים, המרחק הכולל נסע להבחין מגניחותיה פראי-סוג עכברים. שיטה זו יעילה למדידת שינויים ambulation מרצון המשויך פתולוגיה dystrophic, מספקת פלטפורמה תכליתי ניתן בקלות להתאים להגדרות מחקר מגוונים.

וריאציות של שדה פתוח וזמינותו הוכחו להיות שיטה יעילה כדי לבחון את התקדמות המחלה במודלים של ניוון שרירים. . הנה, נדגים וידאו רב-תכליתי מעקב אחר שיטה לניתוח של תנועת העכבר מימדי באמצעות ציוד הקלטה זמינים ותוכנות קוד פתוח (איור 1 א'–B). דיווח ...

Watch this Scientific Journal Video about A Simple and Low-cost Assay for Measuring Ambulation in Mouse Models of Muscular Dystrophy at JoVE.com

A Simple and Low-cost Assay for Measuring Ambulation in Mouse Models of Muscular Dystrophy

ופשוט נמוכים Assay למדידת Ambulation במודלים של העכבר של ניוון

פרוטוקול זה מתאר מערכת גמישה, בעלות נמוכה למדידת העכבר ambulation ב assay פעילות שדה פתוח. אנו מראים כי וזמינותו 6 דקות ambulation מבוסס על מערכת זו מזהה ירידה בהיקף התנועה הרצונית בעכברים mdx , במדויק מבדיל שיפור חילוץ שרירים ספציפיים של חיות אלו.

Measuring functional outcomes in the treatment of muscular dystrophy is an essential aspect of preclinical testing. The assessment of voluntary ambulation ...

Research

JoVE Journal

Behavior

Barnes Maze Testing Strategies with Small and Large Rodent Models

בארנס מבוך אסטרטגיות בדיקה עם קטן ומודלים מכרסמים גדולים

Spatial learning and memory of laboratory rodents is often assessed via navigational ability in mazes, most popular of which are the water and dry-land ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

מועצת החור השתנה - מדידת התנהגות, קוגניציה ואינטראקציה חברתית בעכברים וחולדות

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse

מבחן עייפות הליכון: A Assay פשוט, תפוקה גבוהה של התנהגות העייפות דמוית עבור העכבר

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of ...

Battery of Behavioral Tests Assessing General Locomotion, Muscular Strength, and Coordination in Mice

סוללה של התנהגות בדיקות להערכת גנרל גפיים, כוח השרירים, תיאום בעכברים

Behavioral testing is used in pre-clinical trials to assess the phenotypic effects and outcomes that a particular disease or treatment has on the ...

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage

אוטומטית, וזמינותו התנהגות לטווח ארוך עבור פונקציות קוגניטיביות במודלים גנטיות מרובות של מחלת אלצהיימר, באמצעות IntelliCage

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive ...

Measuring Active and Passive Tameness Separately in Mice

מדידת Tameness פעילים וסבילים בנפרד בעכברים

Domesticated animals such as dogs and laboratory mice show a high level of tameness, which is important for humans to handle them easily. Tameness has two ...

Continuous Noninvasive Measuring of Crayfish Cardiac and Behavioral Activities

מדידה רציפה לא פולשנית של פעילויות לב והתנהגותיים סרטני

A crayfish is a pivotal aquatic organism that serves both as a practical biological model for behavioral and physiological studies of invertebrates and as ...

Low-cost Protocol of Footprint Analysis and Hanging Box Test for Mice Applied the Chronic Restraint Stress

פרוטוקול נמוכים של ניתוח טביעת רגל ותלייה תיבת הבדיקה עבור עכברים חלה הלחץ איפוק כרונית

Gait disturbance is frequently observed in patients with movement disorders. In mouse models used for movement disorders, gait analysis is important ...

Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings (PrAnCER): A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits

Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings PrAnCER: A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits

כפה-הדפסת ניתוח של הקלטות חדות-משופרת (PrAnCER): בעלות נמוכה, גישה לפתוח מערכת ניתוח הילוך אוטומטי להערכת לקויי מנוע

Gait analysis is used to quantify changes in motor function in many rodent models of disease. Despite the importance of assessing gait and motor function ...

Low-Cost Gait Analysis for Behavioral Phenotyping of Mouse Models of Neuromuscular Disease

בעלות נמוכה ניתוח הילוך עבור פנוטיפים התנהגותיים של מודלים של עכבר של מחלות נוירוסקולריות

Measurement of animal locomotion is a common behavioral tool used to describe the phenotype of a given disease, injury, or drug model. The low-cost method ...