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

Wir möchten die Kämpfe aller Menschen mit Parkinson-Krankheit und die Stärke und Widerstandsfähigkeit, die sie jeden Tag zeigen, anerkennen, insbesondere des geliebten Vaters von KSC, Mark Steece. Die hier vertretene Arbeit wurde vom National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NS090107, NS110398) und dem Parkinson Disease Foundation International Research Grant Program, jetzt Parkinson Foundation, unterstützt. Wir danken auch Molly VanderWerp für ihre hervorragende redaktionelle Unterstützung.

Die hier vorgestellten Tiere wurden in Übereinstimmung mit den institutionellen Richtlinien gepflegt und behandelt. Alle Tierverfahren wurden vom Michigan State University Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) in Übereinstimmung mit den Bundes- und Landesvorschriften genehmigt.
1. Arzneimittelfreie Bestätigung des 6-OHDA-Läsionsstatus
<ol><li>Haltungsschwanz Hang Test11,12,13<sup class="x...

Hier werden Details zur reproduzierbaren Induktion und Bewertung von LIDs in einem Parkinson-Rattenmodell nach einseitiger 6-OHDA-Läsion des nigrostriatalen DA-Systems vorgestellt. Während einst angenommen wurde, dass Nagetiere kein LID entwickelt haben und dass Rotationsasymmetrie das Analogon von LID bei Ratten31 sein könnte, wurden Ratten- und Mausmodelle in den letzten zwei Jahrzehnten charakterisiert und sind ein gut akzeptiertes Werkzeug für die LID-Forschung 15,32,33,34.<sup class="xref...

Obwohl es mehr als 50 Jahre her ist, seit Levodopa (L-DOPA) zum ersten Mal als Behandlung für Personen mit PD1,2 eingeführt wurde, bleibt es bemerkenswerterweise die effektivste Therapie für parkinsonische motorische Symptome. Die mit PD assoziierten klinischen motorischen Symptome stammen aus dem Verlust von Dopamin (DA) -Neuronen in der Substantia nigra (SN) Pars compacta, was zu einer dramatischen Abnahme des verfügbaren Dopamins im Striatum führt. L-DOPA stellt die striatalen DA-Spiegel effektiv wieder her, was zu einem motorischen Nutzen zu einem frühen Zeitpunkt der Erkrankungführt 3,4. Unpassenderweise entwickeln die meisten Menschen mit PD bei Langzeitbehandlung L-DOPA-induzierte Dyskinesien (LID), einschließlich Chorea, Dystonie und Athetose, die sich oft erheblich auf die Aktivitäten des täglichen Lebensauswirken 5,6,7.
Während mehrere Verhaltensmodelle von LID bei Nagetieren existieren, haben Unterschiede in der Modellierung und Verhaltensbewertung von LIDs die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zwischen Labors sowie die Zuverlässigkeit dieser experimentellen Werkzeuge für die präklinische PD-Forschung in Frage gestellt. Das aktuelle Protokoll, das in Zusammenarbeit mit einem Spezialisten für klinische Bewegungsstörungen8 entwickelt wurde, ist eine einfache Methode für die LID-Induktion und -Bewertung und eignet sich für die Verwendung in einem Rattenmodell von PD unter Verwendung von 6-Hydroxydopamin (6-OHDA)-induzierter einseitiger nigraler Läsion 9,10. Die hier bereitgestellte LID-Bewertungsskala umfasst sowohl die Intensität als auch die Häufigkeit des dyskinetischen Verhaltens in verschiedenen einzelnen Körperteilen. Einschlägige Informationen zur Workflow-Optimierung von Experimenten und zur sachgerechten Pflege und Handhabung von Parkinson- und dyskinetischen Tieren werden ebenfalls bereitgestellt.

<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) bleibt die Goldstandard-Therapie zur Behandlung der motorischen Symptome der Parkinson-Krankheit (PD). Unerwünschte unwillkürliche Bewegungen, die als L-DOPA-induzierte Dyskinesien (LIDs) bekannt sind, entwickeln sich jedoch bei längerem Gebrauch dieses Dopaminvorläufers. Es wird geschätzt, dass die Inzidenz von LIDs innerhalb von 10-15 Jahren nach der Behandlung auf etwa 90% der Personen mit Parkinson eskaliert. Das Verständnis der Mechanismen dieser Krankheit und die Entwicklung sowohl neuartiger als auch wirksamer Anti-Dyskinesie-Behandlungen erfordert eine konsistente und genaue Modellierung für präklinische Tests therapeutischer Interventionen. Eine detaillierte Methode zur zuverlässigen Induktion und umfassenden Bewertung von LIDs nach 6-OHDA-induzierter nigraler Läsion in einem Rattenmodell von PD wird hier vorgestellt. Die zuverlässige LID-Bewertung bei Ratten bietet ein leistungsfähiges Werkzeug, das in allen Labors eingesetzt werden kann, um neue Therapien zu testen, die sich auf die Verringerung oder Beseitigung dieser häufigen behandlungsinduzierten Belastung für Personen mit Parkinson konzentrieren.

LIDs bei Parkinson-Ratten können sich als eine Reihe von abnormalen unwillkürlichen Bewegungen (AIMs) manifestieren, einschließlich dystonischer, hyperkinetischer und stereotyper Verhaltensweisen. LID-Bewertungskriterien für solche Verhaltensweisen werden hier vorgestellt, um sowohl die Intensität (Tabelle 1) als auch die Häufigkeit (Tabelle 2) zu umfassen. Dies liefert einen Gesamtwert für den LID-Schweregrad für jede Ratte, der sowohl die Qualität (Intensität) als auch die Qu...

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

Dieser Artikel beschreibt Methoden zur Induktion und Bewertung von Levodopa-induzierten Dyskinesien in einem Rattenmodell der Parkinson-Krankheit. Das Protokoll bietet detaillierte Informationen über die Intensität und Häufigkeit einer Reihe von dyskinetischen Verhaltensweisen, sowohl dystonisch als auch hyperkinetisch, und bietet ein zuverlässiges Werkzeug zum Testen von Behandlungen, die auf diesen ungedeckten medizinischen Bedarf abzielen.

Induktion und Bewertung von Levodopa-induzierten Dyskinesien in einem Rattenmodell der Parkinson-Krankheit

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

Unser Protokoll bietet eine detaillierte Methode für eine zuverlässige Induktion und umfassende Bewertung der Levodopa-induzierten Dyskinesie in einem Rattenmodell der Parkinson-Krankheit. Der Hauptvorteil unserer Dyskinesie-Bewertungsskala besteht darin, dass sie eine Quantifizierung sowohl der Intensität einer bestimmten abnormalen unwillkürlichen Bewegung als auch der Zeit, die damit verbracht wird, dieses Verhalten zu zeigen, ermöglicht. Zuverlässige Tiermodelle der Levodopa-induzierten Dyskinesie sind entscheidend für die Verwirklichung des Endziels, wirksame Behandlungen zu finden, um die Nebenwirkungen bei Menschen mit Parkinson-Krankheit zu reduzieren oder zu beseitigen.Beginnen Sie mit der Vorbereitung auf das Experiment, indem Sie die Ratten wöchentlich wiegen, um die geeignete Arzneimittelmenge basierend auf den Gewichtsänderungen zu berechnen. Versorgen Sie die Ratten mit ernährungsphysiologisch vollständigen und sehr schmackhaften Leckereien. Am ersten Tag der L-DOPA-Behandlung werden die Ratten in ein einzelnes Gehäuse gebracht, das mit einer institutionellen Anreicherung des Animal Care and Use Committee ausgestattet ist.Und halten Sie Ratten während der gesamten Studie im Einzelgehäuse, um Peer-Interferenzen mit den Verhaltensbewertungen zu vermeiden. Entfernen Sie an den Dyskinesie-Bewertungstagen Wasserflaschen, Lebensmittelregale und die Anreicherung im Käfig, um Interferenzen mit den Verhaltensbewertungen zu vermeiden, und stellen Sie die Käfige in einem Winkel von etwa 45 Grad auf ein Stahldrahtgestell, dann drehen Sie die Identifikationsetiketten nach oben. Vor der L-DOPA-Injektion das entsprechende Volumen steriler Kochsalzlösung in die vorgewogene lyophilisierte L-DOPA- und Benserazidmischung in der bernsteinfarbenen Durchstechflasche geben und 10 Sekunden lang gut schütteln.Füllen Sie unmittelbar nach der Zubereitung das erforderliche Volumen der L-DOPA-Benserazid-Mischung für jedes Tier in einzelne Spritzen, die mit einer 26-Gauge-Nadel montiert sind, und kennzeichnen Sie jede Spritze mit einer individuellen Tierkennzeichnung. Nachdem Sie den ersten Käfig auf die Injektionsbank gebracht haben, entfernen Sie die Ratte aus ihrem Käfig, um sie auf die Injektionsoberfläche zu legen. Verwenden Sie die nicht dominante Hand, um den Kopf und die Schultern der Ratte mit der Handfläche gegen die Oberfläche zu halten und die Haut auf dem Rücken, die über den Schulterblättern liegt, mit Daumen und Zeigefinger zu zerquetschen.Verwenden Sie die dominante Hand, um L-DOPA-Volumen in den subkutanen Raum zwischen den Fingern zu injizieren, und halten Sie die Nadel parallel zum Körper, um eine intramuskuläre Injektion zu vermeiden. Bewegen Sie die Ratte nach der Injektion in den Käfig. Stellen Sie als Nächstes den Timer auf ein bis zwei Minuten ein und wiederholen Sie den Vorgang, indem Sie alle ein bis zwei Minuten eine Ratte injizieren, bis alle Ratten injiziert sind.Positionieren Sie am Bewertungstag einen Timer neben dem Käfig, um Levodopa-induzierte Dyskinesie oder LID-Verhaltensintensität zu beobachten, während Sie die Häufigkeit eines bestimmten Verhaltens während des Bewertungszeitraums schätzen. Bewerten Sie die Intensität und Häufigkeit der dystonischen und hyperkinetischen Dyskinesiebewegungen, einschließlich des anfänglichen Beginns des LID-Verhaltens, des Spitzenverhaltens und der Phase des Rückgangs zu den gewünschten Zeitpunkten. Wenn Sie Ein-Minuten-Bewertungsintervalle verwenden, stellen Sie einen Timer für eine Minute ein, um die erste Ratte zu bewerten und die Bewertung durch alle Ratten in einem Minutentakt fortzusetzen.Die LID-Bewertung für abnormale unwillkürliche Verhaltensweisen bei Parkinson-Ratten wurde kategorisiert, um Intensität und Häufigkeit der Verhaltensweisen einzubeziehen. Eine Reihe von abnormalen unwillkürlichen Bewegungen, einschließlich dystonischer, hyperkinetischer und stereotyper Verhaltensweisen, wurden bei Ratten beobachtet. Die repräsentative Analyse liefert ein Beispiel für die Daten, die als Spitzendosis-LID über den gesamten experimentellen Zeitplan und das Dosierungsschema präsentiert werden.Der Spitzendosis-LID wurde als eine Zeit definiert, in der der durchschnittliche LID-Wert der Gruppe am höchsten war. Zusätzlich wurden die LID-Ratingdaten über jeden täglichen Bewertungszeitverlauf bei verschiedenen L-DPOA-Konzentrationen untersucht, wobei die Gruppen kombiniert und als einzelne Tiere dargestellt wurden. Postmortales Gewebe von verhaltensorientierten Probanden kann verwendet werden, um molekulare Mechanismen zu untersuchen, die mit Levodopa-induzierten Dyskinesies assoziiert sind, und die Auswirkungen therapeutischer Interventionen auf solche molekularen Mechanismen.Tiermodelle der Levodopa-induzierten Dyskinesie waren nützlich, um mehrere Mechanismen aufzuklären, von denen angenommen wird, dass sie dieser Verhaltenskrankheit zugrunde liegen. Ein solches Verständnis hat zu einer präklinischen und klinischen Bewertung mehrerer Ziele geführt.

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

Methoden zur Charakterisierung Spontan und Startle-induzierte Locomotion in einer Rotenon-induzierten Parkinson-Krankheit Modell der<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, ...

Forschung

Neurowissenschaften

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

Beurteilung der Durchlässigkeit der Blut - Hirn-Schranke durch intravenöse Infusion von FITC-markierte Albumin in einem Mausmodell der Neurodegenerative Erkrankung

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

Eine In-Vivo -Bewertung der Störung der Blut - Hirn-Schranke in einem Rattenmodell des ischämischen Schlaganfalls

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

Generation von Alpha-Synuclein vorgeformten Fibrillen aus Monomers und Einsatz 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

Bewertung der Langzeit-Depressionsinduktion bei erwachsenen Cerebellarscheiben

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

Anwendung des RatWalker-Systems zur Ganganalyse in einem genetischen Rattenmodell der Parkinson-Krankheit

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-quantitative Bestimmung der dopaminergen Neuronendichte in der Substantia Nigra von Nagetiermodellen mittels automatisierter Bildanalyse

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

Ein Rattenmodell der EcoHIV-Gehirninfektion

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

Das 6-Hydroxydopamin-Rattenmodell der Parkinson-Krankheit

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