Name: induction and assessment of levodopa-induced dyskinesias in a rat model of parkinson's disease
Uploaded: 2021-10-14T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Induction and Assessment of Levodopa-induced Dyskinesias in a Rat Model of Parkinson's Disease at JoVE.com

Vi ønsker at anerkende kampene for alle dem med Parkinsons sygdom og den styrke og modstandsdygtighed, de viser hver dag, især den elskede far til KSC, Mark Steece. Arbejdet repræsenteret her blev støttet af National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NS090107, NS110398) og Parkinson Disease Foundation International Research Grant Program, nu Parkinson Foundation. Vi vil også gerne anerkende Molly VanderWerp for hendes fremragende redaktionelle assistance.

De dyr, der præsenteres her, blev vedligeholdt og håndteret i overensstemmelse med de institutionelle retningslinjer. Alle dyreforsøg blev godkendt af Michigan State University Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) i overensstemmelse med føderale og statslige regler.
1. Lægemiddelfri bekræftelse af 6-OHDA læsionsstatus
<ol><li>Postural Hale hænge test 11,12,13 ...

Præsenteret her er detaljer for reproducerbar induktion og klassificering af HED'er i en parkinsonisk rottemodel efter ensidig 6-OHDA-læsion af det nigrostriatale DA-system. Mens det engang blev antaget, at gnavere ikke udviklede LID, og at rotationsasymmetri kan være analogen til LID hos rotter31, er rotte- og musemodeller blevet karakteriseret i løbet af de sidste to årtier og er et godt accepteret værktøj til LID-forskning 15,32,33,34....

Selvom det har været mere end 50 år siden levodopa (L-DOPA) først blev introduceret som en behandling for personer med PD 1,2, er det bemærkelsesværdigt nok stadig den mest effektive behandling for parkinsoniske motoriske symptomer. De kliniske motoriske symptomer forbundet med PD stammer fra tabet af dopamin (DA) neuroner i substantia nigra (SN) pars compacta, hvilket resulterer i det dramatiske fald i tilgængelig dopamin i striatum. L-DOPA genopretter effektivt striatale DA-niveauer, hvilket resulterer i motorisk fordel tidligt i sygdommen 3,4. Uhensigtsmæssigt, med langvarig behandling, vil de fleste personer med PD udvikle L-DOPA induceret dyskinesier (LID), herunder chorea, dystoni og athetose, som ofte påvirker aktiviteterne i dagligdagen betydeligt 5,6,7.
Mens der findes flere adfærdsmodeller af LID hos gnavere, har forskelle i modellering og adfærdsmæssig vurdering af HED'er sat spørgsmålstegn ved reproducerbarheden af resultater mellem laboratorier samt pålideligheden af disse eksperimentelle værktøjer til præklinisk PD-forskning. Udviklet i samarbejde med en klinisk bevægelsesforstyrrelsesspecialist8 er den nuværende protokol en ligetil metode til LID-induktion og -klassificering og er velegnet til brug i en rottemodel af PD ved hjælp af 6-hydroxydopamin (6-OHDA)-induceret ensidig nigral læsion 9,10. LID-bedømmelsesskalaen, der er angivet her, inkluderer scoring for både intensiteten og hyppigheden af dyskinetisk adfærd i forskellige individuelle kropsdele. Relevante oplysninger om workflowoptimering af forsøg og passende pleje og håndtering af parkinsoniske og dyskinetiske dyr gives også.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1376px;" width="1375">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">&#160;100 Minutes Digital Timer</td>
			<td style="width:193px;">Staples</td>
			<td style="width:182px;">1111764</td>
			<td style="width:559px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">&#160;Compass CX Compact Scale</td>
			<td style="width:193px;">Ohaus</td>
			<td style="width:182px;">30428202</td>
			<td style="width:559px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">5-(2-aminoethyl)-1,2,4-benzenetriol, monohydrobromide</td>
			<td style="width:193px;">Cayman Chemicals</td>
			<td style="width:182px;">25330</td>
			<td style="width:559px;">6-OHDA is a catecholaminergic neurotoxin that is used to induce dopaminergic lesions and parkinsonian symptoms in rodents.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Allentown cages</td>
			<td style="width:193px;">Allentown, LLC</td>
			<td style="width:182px;">Rat900</td>
			<td style="width:559px;">Allentown cages provide the ability to view the rats from all sides.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">BD Allergist Trays with Permanently Attached Needle</td>
			<td style="width:193px;">BD</td>
			<td style="width:182px;">BD 305540</td>
			<td style="width:559px;">For subcutaneous L-DOPA injections</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:441px;">Benserazide hydrochloride</td>
			<td style="width:193px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:182px;">B7283</td>
			<td style="width:559px;">Benserazide is a peripheral decarboxylase inhibitor used with L-DOPA to to induce dyskinesia in rodent models of PD.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Glass amber scintillation vials</td>
			<td style="width:193px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:182px;">B7921</td>
			<td style="width:559px;">Used for storage of L-DOPA/benserazide at -20 &#176;C until mixed with sterile saline.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">L-3,4-Dihydroxyphenylalanine methyl ester hydrochloride</td>
			<td style="width:193px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:182px;">D1507</td>
			<td style="width:559px;">L-3,4-Dihydroxyphenylalanine methyl ester is a precursor to&#160;L-DOPA that crosses the blood-brain barrierand use to treat parkinsonian symptoms in rodents.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Paper Mate Sharpwriter Mechanical Pencils</td>
			<td style="width:193px;">Staples</td>
			<td style="width:182px;">107250</td>
			<td style="width:559px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Rodent nutritionally complete enrichment treats</td>
			<td style="width:193px;">Bio-Serv</td>
			<td style="width:182px;">F05478</td>
			<td style="width:559px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Round Ice Bucket with Lid, 2.5 L</td>
			<td style="width:193px;">Corning</td>
			<td style="width:182px;">432129</td>
			<td style="width:559px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Standard Plastic Clipboard</td>
			<td style="width:193px;">Staples</td>
			<td style="width:182px;">1227770</td>
			<td style="width:559px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Steel wired 6&#39; long movable shelving units</td>
			<td style="width:193px;">Uline</td>
			<td style="width:182px;">H9488</td>
			<td style="width:559px;">Width/Height can be adjusted to need/number of rats per experiment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Sterile Saline 0.9%</td>
			<td style="width:193px;">Covidien/Argyle</td>
			<td style="width:182px;">1020</td>
			<td style="width:559px;">For mixing with L-DOPA/benserazide prior to subcutaneous injections.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

induction and assessment of levodopa-induced dyskinesias in a rat model of parkinson's disease

Levodopa (L-DOPA) forbliver den guldstandardbehandling, der anvendes til behandling af Parkinsons sygdom (PD) motoriske symptomer. Imidlertid udvikler uønskede ufrivillige bevægelser kendt som L-DOPA-inducerede dyskinesier (HED'er) ved langvarig brug af denne dopaminforløber. Det anslås, at forekomsten af LADEN eskalerer til ca. 90% af individerne med PD inden for 10-15 års behandling. At forstå mekanismerne i denne sygdom og udvikle både nye og effektive antidyskinesibehandlinger kræver konsekvent og nøjagtig modellering til præklinisk test af terapeutiske interventioner. En detaljeret metode til pålidelig induktion og omfattende klassificering af HED'er efter 6-OHDA-induceret nigral læsion i en rottemodel af PD præsenteres her. Pålidelig LID-vurdering hos rotter giver et kraftfuldt værktøj, der let kan bruges på tværs af laboratorier til at teste nye terapier med fokus på at reducere eller eliminere denne fælles behandlingsinducerede byrde for personer med PD.

HED'er hos parkinsoniske rotter kan manifestere sig som en række unormale ufrivillige bevægelser (AIM'er), herunder dystonisk, hyperkinetisk og stereotyp adfærd. LID-klassificeringskriterier for sådan adfærd præsenteres her for at inkludere både intensitet (tabel 1) og frekvens (tabel 2). Dette giver en samlet LID-sværhedsgradsscore for hver rotte, der afspejler både kvaliteten (intensiteten) og mængden af den tid, der bruges på at engagere sig (frekvens) i disse adfærd på h...

Watch this Scientific Journal Video about Induction and Assessment of Levodopa-induced Dyskinesias in a Rat Model of Parkinson's Disease at JoVE.com

Induction and Assessment of Levodopa-induced Dyskinesias in a Rat Model of Parkinson's Disease

Denne artikel beskriver metoder til at inducere og evaluere levodopa-induceret dyskinesier i en rottemodel af Parkinsons sygdom. Protokollen tilbyder detaljerede oplysninger om intensiteten og hyppigheden af en række dyskinetiske adfærd, både dystoniske og hyperkinetiske, hvilket giver et pålideligt værktøj til at teste behandlinger rettet mod dette uopfyldte medicinske behov.

Induktion og vurdering af Levodopa-induceret dyskinesier i en rottemodel af Parkinsons sygdom

Levodopa (L-DOPA) remains the gold-standard therapy used to treat Parkinson&#39;s disease (PD) motor symptoms. However, unwanted involuntary movements ...

Vores protokol giver en detaljeret metode til en pålidelig induktion og omfattende vurdering af levodopa-induceret dyskinesi i en rottemodel af Parkinsons sygdom. Den største fordel ved vores dyskinesi rating skala er, at det giver mulighed for kvantificering af både intensiteten af en given unormal ufrivillig bevægelse og den tid, der bruges på at udvise denne adfærd. Pålidelige dyremodeller af levodopa-induceret dyskinesi er afgørende for at realisere det endelige mål om at finde effektive behandlinger for at reducere eller eliminere bivirkningen hos personer med Parkinsons sygdom.Start forberedelsen til forsøget ved at veje rotter ugentligt for at beregne den passende lægemiddelmængde baseret på vægtændringerne. Giv rotterne ernæringsmæssigt komplette og meget velsmagende godbidder. På den første dag af L-DOPA-behandlingen blev der overført rotter til enkeltstald, der er forsynet med institutionel Animal Care and Use Committee godkendt berigelse.Og opretholde rotter i det enkelte hus gennem hele undersøgelsen for at undgå peer-interferens med adfærdsmæssige vurderinger. På dyskinesi-vurderingsdagene skal du fjerne vandflasker, madstativer og berigelsen i buret for at undgå interferens med adfærdsmæssige vurderinger og placere burene på et ståltrådstativ i en ca. 45 graders vinkel og derefter vende identifikationsmærkerne opad. Før L-DOPA-injektionen tilsættes det passende volumen sterilt saltvand til den præ-vejede lyofiliserede L-DOPA- og benserazidblanding i ravhætteglasset og rystes godt i 10 sekunder.Umiddelbart efter tilberedningen fyldes den krævede mængde L-DOPA-Benserazid-blandingen for hvert dyr i individuelle sprøjter monteret med en 26 gauge nål og mærkes hver sprøjte med en individuel dyreidentifikation. Efter at have bragt det første bur til injektionsbænken, skal du fjerne rotten fra buret for at placere den på injektionsoverfladen. Brug den ikke-dominerende hånd til at begrænse rottens hoved og skuldre med håndfladen mod overfladen og skrubbe huden på ryggen over scapulae med tommelfingeren og pegefingeren.Brug den dominerende hånd til at injicere L-DOPA-volumen i det subkutane rum mellem fingrene, og hold nålen parallel med kroppen for at undgå intramuskulær injektion. Efter injektion skal du flytte rotten ind i buret. Indstil derefter timeren i et til to minutter og gentag proceduren, der injicerer en rotte hvert andet til to minutter, indtil alle rotterne er injiceret.På ratingdagen skal du placere en timer ved siden af buret for at observere levodopa-induceret dyskinesi eller LID-adfærdsintensitet, mens du estimerer hyppigheden af en given adfærd i løbet af ratingperioden. Bedøm intensiteten og hyppigheden af de dystoniske og hyperkinetiske dyskinesibevægelser, herunder den indledende begyndelse af LID-adfærd, topadfærd og nedgangsfasen ved det ønskede antal tidspunkter. Hvis du bruger et minuts klassificeringsintervaller, skal du indstille en timer i et minut for at bedømme den første rotte og fortsætte klassificeringen gennem alle rotterne med et minuts mellemrum.LID-vurderingen for unormal ufrivillig adfærd hos Parkinsons rotter blev kategoriseret til at omfatte intensitet og hyppighed af adfærd. En række unormale ufrivillige bevægelser, herunder dystonisk, hyperkinetisk og stereotyp adfærd blev observeret hos rotter. Den repræsentative analyse giver et eksempel på de data, der præsenteres som peak dose LID over hele forsøgstidslinjen og doseringsplanen.Peak dose LID blev defineret som et tidspunkt, hvor gruppens gennemsnitlige LID-score var den største. Derudover blev LID-ratingdataene undersøgt over hvert dagligt ratingtidsforløb ved forskellige L-DPOA-koncentrationer med grupperne kombineret og plottet som individuelle dyr. Postmortemvæv fra adfærdsmæssigt evaluerede forsøgspersoner kan bruges til at udforske molekylære mekanismer forbundet med levodopa-inducerede dyskinesier og virkningen af terapeutiske interventioner på sådanne molekylære mekanismer.Dyremodeller af levodopa-induceret dyskinesi har været nyttige til at belyse flere mekanismer, der menes at ligge til grund for denne adfærdsmæssige sygdom. En sådan forståelse har ført til præklinisk og klinisk evaluering af flere mål.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Methods to Characterize Spontaneous and Startle-induced Locomotion in a Rotenone-induced Parkinson's Disease Model of Drosophila

Methods to Characterize Spontaneous and Startle-induced Locomotion in a Rotenone-induced Parkinson's Disease Model of Drosophila

Metoder til karakterisering Spontan og overraske-induceret Locomotion i en Rotenon-induceret Parkinsons sygdom Model<em&gt; Drosophila</em

Parkinson&#8217;s disease is a neurodegenerative disorder that results from the degeneration of dopaminergic neurons in the central nervous system, ...

Assessment of Blood-brain Barrier Permeability by Intravenous Infusion of FITC-labeled Albumin in a Mouse Model of Neurodegenerative Disease

Vurdering af blod - hjerne barrieren permeabilitet af intravenøs Infusion af FITC-mærket Albumin i en musemodel af neurodegenerativ sygdom

Disruption of blood-brain barrier (BBB) integrity is a common feature for different neurological and neurodegenerative diseases. Although the interplay ...

An In Vivo Assessment of Blood-Brain Barrier Disruption in a Rat Model of Ischemic Stroke

An In Vivo Assessment of Blood-Brain Barrier Disruption in a Rat Model of Ischemic Stroke

En In Vivo evaluering af blod - hjerne barrieren forstyrrelser i en rotte Model af iskæmisk slagtilfælde

Ischemic stroke leads to vasogenic cerebral edema and subsequent primary brain injury, which is mediated through destruction of the blood-brain barrier ...

Generation of Alpha-Synuclein Preformed Fibrils from Monomers and Use In Vivo

Generering af alpha-Synuclein præformerede Fibrils fra monomerer og brug in vivo

Use of the in vivo alpha-synuclein preformed fibril (&#945;-syn PFF) model of synucleinopathy is gaining popularity among researchers aiming to model ...

Assessment of Long-term Depression Induction in Adult Cerebellar Slices

Vurdering af langvarig depression induktion i voksne cerebellar skiver

Synaptic plasticity provides a mechanism for learning and memory. For cerebellar motor learning, long-term depression (LTD) of synaptic transmissions from ...

Applying the RatWalker System for Gait Analysis in a Genetic Rat Model of Parkinson's Disease

Anvendelse af RatWalker-systemet til ganganalyse i en genetisk rottemodel af Parkinsons sygdom

Parkinson's disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder caused by the loss of dopaminergic (DA) neurons in the substantia nigra pars ...

Semi-Quantitative Determination of Dopaminergic Neuron Density in the Substantia Nigra of Rodent Models using Automated Image Analysis

Semi-kvantitativ bestemmelse af dopaminergisk neurontæthed i Substantia Nigra af gnavermodeller ved hjælp af automatiseret billedanalyse

Estimation of the number of dopaminergic neurons in the substantia nigra is a key method in pre-clinical Parkinson's disease research. Currently, unbiased ...

A Rat Model of EcoHIV Brain Infection

En rottemodel af EcoHIV-hjerneinfektion

It has been well studied that the EcoHIV infected mouse model is of significant utility in investigating HIV associated neurological complications. ...

The 6-hydroxydopamine Rat Model of Parkinson's Disease

Den 6-hydroxydopamin rotte model af Parkinsons sygdom

Motor symptoms of Parkinson's disease (PD)-bradykinesia, akinesia, and tremor at rest-are consequences of the neurodegeneration of dopaminergic neurons in ...