Name: behavioral assessments of spontaneous locomotion in a murine mptp-induced parkinson's disease model
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Behavioral Assessments of Spontaneous Locomotion in a Murine MPTP-induced Parkinson's Disease Model at JoVE.com

Il nostro lavoro è finanziato da Tianjin Undergraduate programmi di formazione per l'innovazione e l'imprenditorialità (Grant No. 63183004). Questo progetto è stato avviato in stato chiave laboratorio di medicinali chimica biologia all'Università di Nankai. Gli autori dichiarano che non esistano conflitti di interessi.

Questo studio è stato svolto secondo le regole internazionali, nazionali e istituzionali, considerando gli esperimenti sugli animali. Il protocollo di studio è stato approvato dal comitato di etica animale dell'Università di Nankai.
1. MPTP e l-dopa amministrazione
Nota: Topi BALB/c femminili Ten-settimana-vecchio sono stati forniti dall'Istituto di zoologia, Accademia cinese delle scienze. Topi sono stati alloggiati sei a gabbia sotto un ciclo luce/buio di 12 h (l...

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	<li>Dehay, B., Bourdenx, M., Gorry, P., Przedborski, S., Vila, M., Hunot, S., Singleton, A., Olanow, C. W., Merchant, K. M., Bezard, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeting+-synuclein+for+treatment+of+Parkinson's+disease:+mechanistic+and+therapeutic+considerations.">Targeting -synuclein for treatment of Parkinson's disease: mechanistic and therapeutic considerations.</a> Lancet Neurology. 14, 855-866 (2015).</li><li>Weintraub, D., Comella, C., Horn, L., S, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parkinson's+disease+-+Part+1:+Pathophysiology,+symptoms,+burden,+diagnosis,+and+assessment.">Parkinson's disease - Part 1: Pathophysiology, symptoms, burden, diagnosis, and assessment.</a> American Journal of Managed Care. 14, 40-48 (2008).</li><li>Ismaiel, A. 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=Metformin,+besides+exhibiting+strong+in+vivo+anti-inflammatory+properties,+increases+mptp-induced+damage+to+the+nigrostriatal+dopaminergic+system.">Metformin, besides exhibiting strong in vivo anti-inflammatory properties, increases mptp-induced damage to the nigrostriatal dopaminergic system.</a> Toxicology and Applied Pharmacology. , 19-30 (2016).</li><li>Bayliss, 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=Ghrelin-AMPK+signaling+mediates+the+neuroprotective+effects+of+calorie+restriction+in+Parkinson's+disease.">Ghrelin-AMPK signaling mediates the neuroprotective effects of calorie restriction in Parkinson's disease.</a> Journal of Neuroscience. 36, 3049-3063 (2016).</li><li>Olanow, C. W., Stern, M. 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K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dopaminergic+and+behavioral+correlates+of+progressive+lesioning+of+the+nigrostriatal+pathway+with+MPTP.">Dopaminergic and behavioral correlates of progressive lesioning of the nigrostriatal pathway with MPTP.</a> Neuroscience. 180, 256-271 (2011).</li><li>Schwarting, R. K., Sedelis, M., Hofele, K., Auburger, G. W., Huston, J. 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P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+strain,+sex,+and+illumination+on+open-field+behavior+of+rats.">Effects of strain, sex, and illumination on open-field behavior of rats.</a> American Journal of Psychology. 83, 103-111 (1970).</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> Journal of Visualized Experiments. (91), e51785 (2014).</li></ol>

A causa della distruzione dei neuroni dopaminergici nella substantia nigra del cervello, MPTP causa Parkinson-come i sintomi in topi7. L-dopa è il farmaco più preferito per PD fin dal suo uso clinico, perché aiuta a mantenere normali attività quotidiane in pazienti con PD, con efficace soppressione delle anomalie del motore quali acinesia e rigidità15. I topi trattati con MPTP ha mostrato i danni nei test comportamentali come cilindro test e test di campo aperto, che p...

Malattia di Parkinson (PD), una delle malattie più comuni tra gli individui più anziani, è un lungo termine disordine neurodegenerative1. I pazienti mostrano sempre il fenomeno dell'agitazione, rigidità, lentezza dei movimenti e demenza che peggiorano nel tempo2. Altri sintomi compreso sensoriale, sonno e problemi emotivi sono anche comunemente osservato2. La causa del PD è ancora poco chiara, ma si crede generalmente per coinvolgere fattori sia genetici che ambientali, che inducono la perdita di neuroni dopaminergici nel nigra di substantia3e sviluppo di corpi di Lewy e i neurites di Lewy in varie regioni della cervello4.
Tra gli studi di PD, 1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)5 è adattato ampiamente nel ricreare alcuni sintomi di PD in modelli sperimentali. Nel 1984, Langston et al trovato prima che le iniezioni di MPTP in scimmie scoiattolo è provocato da parkinsonismo6. Anche se il modello del roditore di MPTP non Mostra la presenza di corpi di Lewy, che è il biomarcatore di PD, MPTP causa Parkinson-come i sintomi distruggendo i neuroni dopaminergici nel nigra di substantia del cervello7. Rispetto ad altro modello di droga per PD, come quelli indotti dalla 6-idrossidopamina (6-OHDA)8 e 1-metil-4-phenylpyridinium (MPP +)9, iniezione di MPTP è facile da eseguire e il modello MPTP richiede meno tempo. Topi ricevano iniezioni di MPTP (20-30 mg/kg/giorno) per sette giorni e i test comportamentali vengono eseguite sull'ottavo giorno10.
Il campo aperto test11 è stato sviluppato da Calvin S. Hall, un americano12. In vari studi, diversi tipi di comportamenti sono testati. Nella ricerca che si concentra sulle malattie di Parkinson, comportamenti come attività di locomozione e la velocità di locomozione sono testati per verificare se la capacità dell'animale di muoversi è interessata. Rispetto ad altri metodi utilizzati per testare l'istituzione degli animali PD, campo aperto test è facile da realizzare perché l'attrezzatura necessaria è semplice, e software di analisi dati e prototipazione (ad es., MATLAB, Excel) può essere utilizzato facilmente raccogliere e rappresentare graficamente la dati. Inoltre, il coefficiente di variazione è relativamente piccolo13, che significa che il risultato del test in campo aperto è affidabile. Un altro vantaggio rispetto ad altri metodi è che i comportamenti inclusi in questo esperimento sono facili da distinguere; i topi possono essere correre, camminare o ancora in piedi. Solitamente la prova sul campo aperto può essere utilizzata su roditori, quando il ricercatore ha bisogno per valutare la mobilità del soggetto.
Al test del cilindro viene anche chiamato la prova di uso asimmetrica delle zampe anteriori. Quando questo test è stato progettato, fu utilizzato per testare l'uso asimmetrico del ratto arti anteriori14. Qui, usiamo questo test per analizzare la capacità dell'animale di allungare e utilizzare entrambi gli arti anteriori per esplorare nuovi ambienti. Quando la substantia nigra e corpo striato sono danneggiati da MPTP nel cervello, l'animale tende a inarcare la schiena e diventa meno probabile per distendervi ed esplorare l'ambiente sconosciuto. Questo test è facile da eseguire e può dare un risultato preliminare. Tuttavia, questo test presenta elevata variabilità interna, quindi è generalmente usata con insieme ad altri esperimenti di comportamento.
Assunzione di l-dopa, che è anche conosciuto come levodopa o L-3,4-diidrossifenilalanina, è un modo comune per trattare il morbo di Parkinson dal momento che una delle cause del PD è la diminuzione di dopamina nella. L-dopa è il precursore a dopamina. Ma a differenza di dopamina, può attraversare la barriera sangue - encefalica, che significa che sarà più efficiente in aumento della concentrazione di dopamina nella zona del cervello. Dopo esso attraversa la barriera emato - encefalica, l-dopa è convertito in dopamina da di decarbossilasi acida L-amminica15.
Qui descriviamo la misurazione e l'analisi della funzione motoria nei topi modello MPTP-indotto-PD utilizzando un cilindro test14 e una prova di campo aperto modificato. Amministriamo il l-dopa come un esempio che Mostra come applicare questo modello nello studio delle droghe di PD. I nostri risultati indicano che il MPTP induce deficit del motore che può essere mitigato da l-dopa.

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	<tbody>
		<tr>
			<td>70% Ethanol</td>
			<td>Ruiboxing Company</td>
			<td>RBX-64175</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera</td>
			<td>BASLER</td>
			<td>acA645-100gm</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cylinder test</td>
			<td>Made in-house at Nankai University</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excel</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Levodopa</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>72816</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matalb 2017a</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mice</td>
			<td>Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences</td>
			<td>Balb/c</td>
			<td>Adult female mice(10 weeks)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MPTP</td>
			<td>Yuanye Biological Technology Company Ltd., Shanghai</td>
			<td>S31504-500mg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Open field test</td>
			<td>Made in-house at Nankai University</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe</td>
			<td>Solelybio</td>
			<td>S-xsgwz-w</td>
			<td>Irrigation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe</td>
			<td>Jiangxi Fenglin Medical Application Co.</td>
			<td>hc3824</td>
			<td>Intraperitoneal injection</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

behavioral assessments of spontaneous locomotion in a murine mptp-induced parkinson's disease model

Malattia di Parkinson (MDP) è una malattia comune di disordine neurodegenerative, causando il fenomeno dell'agitazione, rigidità, lentezza dei movimenti e demenza. 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) può portare ad alcuni sintomi del Parkinson-come distruggendo i neuroni dopaminergici nel nigra di substantia del cervello. Esso è stato così utilizzato per stabilire modelli PD in vari studi su animali. Qui, topi ricevano iniezioni di MPTP (20 mg/kg/giorno) per sette giorni e i test comportamentali vengono eseguite l'ottavo giorno. Questo modello è adattato in modo efficiente nello studio del PD. I test comportamentali qui includono il cilindro test e il test di campo aperto. L'esperimento di cilindro è utilizzato per rilevare la capacità degli animali di alzare i loro paws anteriori quando sia messo in un ambiente diverso. Come il PD modello topi mostrano inarcando — il mouse inarca la schiena — il numero di diminuzione di sollevamenti di zampa. Questo test è facile da eseguire. Il test di campo aperto è utilizzato per rilevare la quantità di tempo che trascorrono i topi su esecuzione, a piedi e rimanendo immobile. Analizziamo i movimenti degli animali in campo aperto utilizzando il software e ottenere dati. Infine, usiamo l-dopa, uno dei più comunemente usati farmaci PD, come un esempio che Mostra come applicare questo modello per lo studio delle droghe di PD. I nostri risultati indicano che la neurotossicità di MPTP induce deficit del motore che può essere mitigato da l-dopa.

In al test del cilindro, la diminuzione delle parti posteriori contro il muro è stata osservata nei topi (gruppo 2) trattati con MPTP dal giorno 1 al giorno 7 e salino il giorno 8 rispetto ai topi trattati con soluzione fisiologica (gruppo 1), mentre un aumento di parti posteriori è stato osservato nei topi (gruppo 3) trattati con MP TP dal giorno 1 al giorno 7 e l-dopa il giorno 8 rispetto ai topi (gruppo 2) curati con MPTP dal giorno 1 al giorno 7 e Salina il giorno 8 (<strong class="...

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Behavioral Assessments of Spontaneous Locomotion in a Murine MPTP-induced Parkinson's Disease Model

Valutazioni del comportamento di locomozione spontanea in un modello murino indotto MPTP del morbo di Parkinson

Descriviamo la istituzione di un modello murino per la malattia di Parkinson utilizzando MPTP e valutazioni comportamentali mediante cilindro e campo aperto test per misurare la funzione motoria. Usiamo quindi l-dopa come un esempio per mostrare come applicare questo modello nello studio delle droghe di PD.

Parkinson&#8217;s disease (PD) is a common neurodegenerative disorder disease, causing the phenomenon of shaking, rigidity, slowness of movement and ...

In questo video, introduciamo come utilizzare un cilindro e un test a campo aperto per restringere la funzione motoria nel modello MPTP del morbo di Parkinson. Il vantaggio principale è che i topi non hanno bisogno di essere addestrati prima del test comportamentale. Inoltre, questo metodo è efficiente e il costo dell'apparecchiatura è basso.Gli individui che sono nuovi ai test comportamentali possono sottovalutare l'effetto delle interferenze ambientali. Stare zitti ed evitare cambiamenti nel rivestimento aiuterà. Qui, i test comportamentali vengono condotti 24 ore dopo l'iniezione finale di un regime di sette giorni di iniezioni MPTP o saline e 40 minuti dopo la somministrazione intragastrica di L-DOPA a un sottoinsieme degli animali.Se i test comportamentali non vengono eseguiti nella stessa stanza in cui sono alloggiati gli animali, acclimatare i topi nella nuova stanza per 30-60 minuti prima del test. Iniziare posizionando un cilindro di vetro trasparente al centro di un tavolo. Circondare il cilindro su tre lati con cartone nero, posizionato da quattro a otto centimetri di distanza dal cilindro per ridurre l'effetto dell'illuminazione ambientale.Lasciare un lato del cilindro rivolto verso la fotocamera per la registrazione video. Fissare una fotocamera in grado di raggiungere una risoluzione di almeno un milione di pixel da 40 a 60 centimetri dal cilindro per assicurarsi che l'intero cilindro sia contenuto nel campo visivo. Posizionare un mouse nel cilindro alla volta e iniziare a filmare contemporaneamente.Durante questo processo cercare di evitare rumori o cambiamenti di luce per evitare di influenzare il comportamento del mouse. Gli ascensori delle zampe si verificano quando il mouse si solleva sugli arti posteriori, solleva entrambi gli arti anteriori sopra il livello della spalla e atterra. Interrompere le riprese dopo tre minuti e riposizionare il mouse nella gabbia di casa.Pulire il cilindro con acqua e quindi spruzzare il 70% di etnolo sulla parete interna per sanizzarlo e rimuovere i profumi del topo. Asciugare il cilindro prima di testare il mouse successivo. Una volta completato il test, riproduci il video a una velocità di 0,5 volte la velocità normale e conta il numero di sollevamento delle zampe contro la parete di ogni mouse.Se il mouse alza gli arti anteriori sopra il livello della spalla più volte continuamente senza atterrare, dovrebbe essere conteggiato una sola volta. Eseguire test sul campo aperto durante la stessa sessione del test del cilindro. Preparare una scatola di reazione trasparente a campo aperto con una piastra di legno, coperta da un panno nero o bianco a contrasto a seconda del colore del mouse.Fissare una fotocamera sul campo ad un'altezza di un metro. Regolare la fotocamera per assicurarsi che la casella di reazione a campo aperto si trova proprio al centro del video. Metti un mouse di prova nella scatola e lascia che il mouse familiarizzi con l'ambiente per circa un minuto.Registrare un video di cinque minuti utilizzando la fotocamera collegata al computer. Infine, pulire eventuali feci nella scatola di reazione a campo aperto, spruzzare il 70% di etanolo sulla scatola e pulirlo. Nel test del cilindro, è stata osservata una diminuzione del numero di posteriori contro la parete nei topi trattati con MPTP rispetto ai topi trattati con soluzione salina.L'aumento delle spalle è stato osservato nei topi trattati con MTPT dato L-Dopamina il giorno del test rispetto ai topi trattati con MPTP che ricevono soluzione salina. Questa immagine mostra la traccia di movimento rappresentativa e la distribuzione del tempo statico, del tempo di perezione e del tempo di esecuzione nei mouse di controllo non trattati con MPTP. I topi trattati con MTPT hanno dimostrato una minore velocità di movimento, una distanza di movimento più breve, un tempo statico più lungo e tempi di corsa più brevi rispetto ai topi trattati con soluzione salina, dimostrando un deficit motorio indotto dall'MTPT.I topi trattati con MPTP che ricevevano L-Dopamina mostravano una maggiore velocità di movimento, una distanza di movimento più lunga, un tempo statico più breve e un tempo di esecuzione più lungo rispetto ai topi trattati con solo MPTP, indicando che L-Dopamina mitiga il deficit motorio indotto dall'MPTP. Quando si cambiano i topi testati cancellare completamente l'area e spruzzare etanolo per eliminare l'effetto del profumo degli ex topi. Seguendo questa procedura, è possibile eseguire altre misure come il test di camminata del fascio, il test del palo.I dati relativi alla capacità di bilanciamento e alla capacità motoria possono essere ottenuti attraverso questi metodi. L'MPTP è neurotossico sia per i topi che per l'uomo e quindi devono essere prese precauzioni rigorose per evitare l'esposizione. Devono essere indossati DPI extra, come una maschera o un respiratore.

Research

JoVE Journal

Behavior

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