Name: rating l-dopa-induced dyskinesias in the unilaterally 6-ohda-lesioned rat model of parkinson's disease
Uploaded: 2021-10-04T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Rating L-DOPA-Induced Dyskinesias in the Unilaterally 6-OHDA-Lesioned Rat Model of Parkinson's Disease at JoVE.com

Эта работа была поддержана Исследовательским фондом Сан-Паулу (FAPESP, грант 2017/00003-0). Мы благодарны за Координацию по совершенствованию кадров высшего образования (CAPES). Мы благодарим д-ра Энтони Р. Уэста, д-ра Хайнца Штайнера и д-ра Куэй Й. Ценга за поддержку и наставничество.

Все эксперименты проводились в соответствии с Комитетом по этике факультета философии, наук и литературы Рибейран-Прету (CEUA/FFCLRP 18.5.35.59.5).
1. Поражение 6-OHDA
<ol><li>Используют Спрэга-Доули самцы крыс весом 200-250 г в начале экспериментов (6 недель). Размещайте животных (2-3 ...

Этот протокол демонстрирует, как индуцировать и анализировать AIM в крысиной модели PD, индуцированной односторонней микроинъекцией 6-OHDA в MFB. Хроническое ежедневное введение низких доз L-DOPA (5 мг/кг в сочетании с 12,5 мг/кг бенсеразида) приводило к развитию АИМ в течение 3 недель лечения. Врем?...

Предшественник дофамина L-3,4-дигидроксифенилаланин (L-DOPA) представляет собой наиболее эффективное лечение двигательных симптомов болезни Паркинсона (PD)1. Терапия L-DOPA может улучшить двигательные симптомы, связанные с БП, но со временем теряет эффективность. Двигательные колебания, такие как «флуктуация износа» или «ухудшение в конце дозы», клинически проявляются как укороченная продолжительность эффекта однократных доз L-DOPA2. В других случаях клинические проявления состоят из медленных скручивающих движений и аномальных поз (дистония)3 и возникают, когда уровень дофамина низкий (внепериодическая дистония)4. С другой стороны, L-DOPA-индуцированные дискинезии (LIDs) появляются, когда уровни дофамина в плазме и мозге высоки5.
ЛИДы вызывают изнурительные побочные эффекты, которые включают двигательные осложнения, такие как хореиформные, дистонические и баллистическиедвижения 6. После установки LID возникают после каждого введения L-DOPA. Двигательные осложнения возникают у 40%-50% пациентов с БП, проходящих терапию L-DOPA в течение 5 лет, а заболеваемость увеличивается с течением7 лет. Хотя патофизиологические механизмы, участвующие в развитии LID у пациентов с БП, еще не полностью выяснены, степень дофаминергической денервации, пульсирующее введение L-DOPA, последующие изменения в стриатальных белках и генах, а также аномалии в недофаминовых передающих системах являются факторами, которые способствуют развитию этих нежелательных побочных эффектов 6,8,9,10.
Нейротоксин 6-гидроксидофамин (6-OHDA) является хорошо охарактеризованным инструментом для изучения БП у грызунов 11,12,13,14. Поскольку 6-OHDA не пересекает гематоэнцефалический барьер, его необходимо вводить непосредственно в нигростриатальный путь. 6-OHDA-индуцированное дофаминергическое истощение зависит от концентрации и участка15. Одностороннее введение 6-OHDA в медиальный пучок переднего мозга (MFB) может привести к тяжелому (>90%) нигростриатальному повреждению у грызунов 16,17,18,19. Хроническое введение L-DOPA тяжелым односторонне 6-OHDA-пораженным грызунам вызывает появление дискинетических движений, называемых аномальными непроизвольными движениями (AIMs). Дискинетические движения у грызунов имеют сходные молекулярные, функциональные и фармакологические механизмы, связанные с ЛИД у пациентов с БП5. Таким образом, 6-OHDA-пораженные крысы20 и мыши21 являются ценными доклиническими моделями для изучения LID. При хроническом лечении (7-21 день) терапевтическими дозами L-DOPA (5-20 мг/кг) в одностороннем порядке у крыс и мышей с поражением 6-OHDA наблюдается постепенное развитие АИМ, которые влияют на передние, туловищные и орофациальные мышцы, противоположные поражению 17,18,19,20,22,23,24 . Эти движения представлены на временном курсе, аналогичном L-DOPA-индуцированным дискинезиям пиковой дозы у пациентов с БП25 и характеризуются гиперкинетическими движениями и дистонией5. AIM обычно оцениваются на основе их тяжести (например, когда присутствует определенный AIM) и амплитуды (например, характеризуется амплитудой каждого движения) 5,23,25.
Модели 6-OHDA-пораженных грызунов LID представляют валидность лица (т.е. модель имеет несколько характеристик, которые выглядят как состояние человека)5,11,26,27,28. AIM грызунов, аналогичные тому, что происходит у пациентов с БП, рассматриваются как гиперкинетические (передние и оролингвальные) и дистонические (осевые) движения29 и имитируют дискинезию пиковой дозы. На молекулярном и функциональном уровне модели грызунов имеют много общих патологических характеристик с пациентами с БП5, таких как повышение регуляции FosB/ ΔFosB 19,26,30,31,32,33 и переносчика серотонина (SERT)34,35 . Что касается прогностической валидности, препараты, которые снижают LID у пациентов с БП (например, антагонист рецептора N-метил-D-аспартата (NMDA) амантадин), представляют антидискинетическую эффективность в модели грызунов 22,36,37,38,39.
Рейтинговая шкала AIMs грызунов была создана на основе четырех подтипов AIM, которые включают AIM, влияющие на голову, шею и туловище (осевые AIM), гиперкинетические движения передних конечностей (AIM конечностей) и дискинетические оролингвальные движения (orolingual AIMs). Хотя контралатеральное вращение (локомотивные AIM) также присутствует у односторонне пораженных грызунов 20,22,23,25,40, оно не было оценено как дискинетическое движение, поскольку оно не может представлять собой конкретную меру LID 22,37,41.
Здесь мы опишем, как индуцировать и анализировать дискинетические движения (осевые, конечностные и оролингвальные АИМ) в тяжелой (>90%) односторонне 6-OHDA-пораженной крысиной модели БП. Мы организовали наш протокол на основе предыдущей литературы и нашего лабораторного опыта.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>6-hydroxydopamine hydrobromide</td>
			<td>Sigma-Aldrich, USA</td>
			<td>H6507</td>
			<td>Neurotoxin that produces degeneration of catecholaminergic terminals</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benzerazide hydrochloride</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>B7283</td>
			<td>Peripheral dopa-decarboxylase inhibitor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera Bullet IR Turbo HD (HD-TVI)&#160; 2.8mm B</td>
			<td>HIKVISION</td>
			<td>DS-2CE16C0T-IRP</td>
			<td>Camera used to record all behavior</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imipramine hidrochloride</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>J63723</td>
			<td>Norepinephrine transporter inhibitor (NET) used to protect noradrenergic neurons from 6-OHDA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine hydrochloride</td>
			<td>Ceva Animal Health</td>
			<td></td>
			<td>Anesthesia for surgical intervention</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-3,4-dihydroxyphenylalanine (L-DOPA) methyl ester (hydrochloride)</td>
			<td>Cayman Chemical Company</td>
			<td>16149</td>
			<td>Dopamine precursor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mirrors</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Used to observe the behavior of animals during experiments in all directions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needles 0.30 x 13 mm</td>
			<td>PrecisionGlide</td>
			<td></td>
			<td>Needles used to inject drugs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride (NaCl)</td>
			<td>Samtec</td>
			<td></td>
			<td>Salt</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringes 1 ml Sterile</td>
			<td>BD Plastipak</td>
			<td></td>
			<td>Syringes used to inject drugs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transparent cylinders</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Used to record animal behavior during experiments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine hydrochloride</td>
			<td>Ceva Animal Health</td>
			<td></td>
			<td>Sedative, analgesic and muscle relaxant for surgical intervention</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rating l-dopa-induced dyskinesias in the unilaterally 6-ohda-lesioned rat model of parkinson's disease

L-DOPA-индуцированные дискинезии (LIDs) относятся к двигательным осложнениям, которые возникают в результате длительного введения L-DOPA пациентам с болезнью Паркинсона (PD). Наиболее распространенной картиной, наблюдаемой в клинике, является дискинезия пиковой дозы, которая состоит из клинических проявлений хореиформных, дистонических и баллистических движений. 6-гидроксидофаминовая (6-OHDA) крысиная модель PD имитирует несколько характеристик LID. После повторного введения L-DOPA у крыс с поражением 6-OHDA проявляются дискинетические движения (например, аномальные непроизвольные движения, ИМ). Этот протокол демонстрирует, как индуцировать и анализировать АИМ у крыс с поражением 6-OHDA с 90%-95% дофаминергическим истощением в нигростриатальном пути. Повторное введение (3 недели) L-DOPA (5 мг/кг в сочетании с 12,5 мг/кг бенсеразида) может индуцировать развитие АИМ. Анализ временного курса выявляет значительное увеличение АИМ через 30-90 мин (дискинезия пиковой дозы). Грызунные модели LID являются важным доклиническим инструментом для выявления эффективных антидискинетических вмешательств.

Хотя паттерны AIM, наблюдаемые у крыс, проще и ограничены по сравнению с теми, которые наблюдаются у людей и нечеловеческих приматов, эта модель воспроизводит как гиперкинетические, так и дистонические движения, вызванные хроническим введением L-DOPA. Здесь мы представляем данные, собранны...

Watch this Scientific Journal Video about Rating L-DOPA-Induced Dyskinesias in the Unilaterally 6-OHDA-Lesioned Rat Model of Parkinson's Disease at JoVE.com

Rating L-DOPA-Induced Dyskinesias in the Unilaterally 6-OHDA-Lesioned Rat Model of Parkinson's Disease

Грызунные модели L-DOPA-индуцированных дискинезий являются бесценными инструментами для выявления терапевтических вмешательств для ослабления развития или облегчения проявлений, возникающих из-за повторного введения L-DOPA. Этот протокол демонстрирует, как индуцировать и анализировать дискинетические движения в одностороннем 6-OHDA-пораженном крысиной модели болезни Паркинсона.

Рейтинг L-DOPA-индуцированных дискинезий в одностороннем 6-OHDA-пораженном крысиной модели болезни Паркинсона

L-DOPA-induced dyskinesias (LIDs) refer to motor complications that arise from prolonged L-DOPA administration to patients with Parkinson's disease (PD). ...

Оценка L-DOPA-индуцированных дискинезий в 6-гидроксидофаминовой крысиной модели болезни Паркинсона является важным доклиническим инструментом для выявления эффективных антидискинетических вмешательств. Эта модель относительно проста, отличается низкой стоимостью и имеет сходство с тем, что происходит в клинике. Процедуру продемонстрирует Данило Леандро Рибейро, аспирант лаборатории.Начните эксперимент с самцами крыс Sprague-Dawley, весом от 200 до 250 граммов. Разводят по два-три животных в клетке в стандартных лабораторных условиях с пищей и водой, доступными ad libitum. Перед операцией введите ингибитор переносчика норадреналина, имипрамин, крысе внутрибрюшинно.После подтверждения анестезии отсутствием реакции на защемление пальца ноги расположите крысу в положении лежа в стереотаксическом аппарате поверх грелки. Как только крыса будет позиционирована, используйте скальпель, чтобы сделать разрез длиной в один сантиметр в области, где произойдет микроинъекция. Затем очистите область черепа ватными тампонами и убедитесь, что брегма и лямбда обнажены.Возьмем медиальный пучок переднего мозга, или MFB, стереотаксические координаты от брегмы в 4,3 миллиметра спереди, 1,6 миллиметра сбоку с правой стороны и 8,3 миллиметра вентрально от дурометра. Когда координаты определены, вводите 6-гидроксидофамин, или 6-OHDA, в одностороннем порядке со скоростью 0,4 микролитра в минуту в правом MFB, с 50-микролитровым стеклянным шприцем Гамильтона. В конце операции зашить разрез кожи головы и регидратировать животное теплым, стерильным, 0,9% физиологическим раствором подкожно, в дозе 10 миллилитров на килограмм.Извлеките животное из стереотаксической рамки и поместите его в теплую клетку для восстановления, наблюдая за восстановлением сознания. Через четыре недели после поражения измеряют эффективность дофаминергического поражения с помощью степпинг-теста, оценивая акинезию передней конечности контралатерально к поражению. Крысы, представляющие три или менее корректирующих шагов с контралатеральной передней конечностью, должны быть включены в исследование как предполагаемые, сильно пораженные 6-OHDA крысы.Через четыре недели после поражения 6-OHDA начните хроническое лечение в понедельник и зафиксируйте аномальные непроизвольные движения в среду. Для этого поместите крысу внутрь прозрачного цилиндра диаметром 20 сантиметров и высотой 40 сантиметров, и дайте ей акклиматизироваться не менее 15 минут. Убедитесь, что пол покрыт материалом подстилки, а зеркала расположены за цилиндром, чтобы наблюдать за животным со всех возможных углов.Расположите видеокамеру с высоким разрешением, чтобы обеспечить просмотр осевых, конечностных и оролингвальных аномальных непроизвольных движений. Зеркала за цилиндром позволят отслеживать аномальные непроизвольные движения под углом 360 градусов. Камера может быть расположена немного ниже плоскости под углом 15 градусов от животных, чтобы наблюдать оролингвальные аномальные непроизвольные движения.Когда положение определено, закрепите камеру прямо на скамейке. После того, как животное акклиматизируется в течение 15 минут, выньте животное из цилиндра и введите пять миллиграммов на килограмм свежеприготовленного L-дофамина или L-ДОФА в сочетании с 12,5 миллиграммами на килограмм бенсеразида подкожно. Поместите животное обратно в цилиндр и запустите таймер для отслеживания ненормальных непроизвольных движений.Используйте видеокамеру для записи аномальных непроизвольных движений в течение 180 минут после инъекции, с 30-минутными интервалами, чтобы проводить офлайн-подсчет очков. После шести периодов наблюдения оценки должны быть даны в течение одной-двух минут эпох и классифицированы как осевые, конечностные или оролингвальные. Убедитесь, что вы не включаете нормальное поведение.Лечение L-ДОФА и бенсеразидом следует продолжать в течение трех недель, один раз в день, с понедельника по пятницу. В репрезентативном анализе временного курса показаны баллы, примененные к осевым, конечностным и оролингвальным аномальным непроизвольным движениям в течение трех недель хронического приема L-DOPA. Было отмечено, что дискинезии, вызванные L-DOPA, пиковые дозы возникают между 30 и 90 минутами, с постепенным снижением через 120 минут после инъекции.Кроме того, сумма осевых, конечностных и оролингвальных аномальных непроизвольных движений была представлена на людях, набравших дней и еженедельно в течение трех недель хронического приема L-DOPA. Протокол аномальных непроизвольных движений обычно предназначен для исследования новых терапевтических инструментов с антидискинетическим трансляционным потенциалом.

Research

JoVE Journal

Biology

Ole Isacson: Development of New Therapies for Parkinson's Disease

Оле Isacson: Разработка новых методов лечения болезни Паркинсона

The Structure of Skilled Forelimb Reaching in the Rat: A Movement Rating Scale

Структура Квалифицированные передних конечностей Достижение в Крыса: Шкала Движение Рейтинг

Skilled reaching for food is an evolutionary ancient act and is displayed by many animal species, including those in the sister clades of rodents and ...

Application of a C. elegans Dopamine Neuron Degeneration Assay for the Validation of Potential Parkinson's Disease Genes

Применение допамина Элеганс C. Анализ дегенерация нейронов для проверки потенциальных болезни Паркинсона Гены

Improvements to the diagnosis and treatment of Parkinson's disease (PD) are dependent upon knowledge about susceptibility factors that render populations ...

Implantation of Engineered Tissue in the Rat Heart

Имплантация Engineered ткани в сердце крысы

Rodent surgery is often an important component in assessing the utility of engineered tissues. A wide variety of surgical procedures can be performed in ...

Murine Model for Parkinson's Disease: from 6-OH Dopamine Lesion to Behavioral Test

Мышиной модели болезни Паркинсона: от 6-ОН Допамин Поражение в поведенческих испытаний

Parkinson's disease (PD) affects at least 6.5 million people worldwide, irrespective of gender, social, ethnic, economic, or geographic boundaries. Key ...

Quantification of &gamma;H2AX Foci in Response to Ionising Radiation

Quantification of &#947;H2AX Foci in Response to Ionising Radiation

Количественная оценка γH2AX Очаги в ответ на ионизирующего излучения

DNA double-strand breaks (DSBs), which are induced by either endogenous metabolic processes or by exogenous sources, are one of the most critical DNA ...

Evaluation of the Spatial Distribution of &gamma;H2AX following Ionizing Radiation

Evaluation of the Spatial Distribution of &#947;H2AX following Ionizing Radiation

Оценка пространственного распределения γH2AX следующие ионизирующих излучений

An early molecular response to DNA double-strand breaks (DSBs) is phosphorylation of the Ser-139 residue within the terminal SQEY motif of the histone ...

Rat Mesentery Exteriorization: A Model for Investigating the Cellular Dynamics Involved in Angiogenesis

Крысы Брыжейка экстериоризации: модель для исследования Клеточная динамика, вовлеченных в ангиогенез

Microvacular network growth and remodeling are critical aspects of wound healing, inflammation, diabetic retinopathy, tumor growth and other disease ...

Isolation of Ribosome Bound Nascent Polypeptides in vitro to Identify Translational Pause Sites Along mRNA

Isolation of Ribosome Bound Nascent Polypeptides in vitro to Identify Translational Pause Sites Along mRNA

Выделение Рибосома связанных стадии становления Полипептиды<em&gt; В пробирке</em&gt;, Чтобы определить Поступательное сайтов Пауза Наряду мРНК

The rate of translational elongation is non-uniform. mRNA secondary structure, codon usage and mRNA associated proteins may alter ribosome movement on the ...

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

The folding and assembly of proteins is essential for protein function, the long-term health of the cell, and longevity of the organism. Historically, the ...