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 vill erkänna kampen för alla med Parkinsons sjukdom och den styrka och motståndskraft de visar varje dag, särskilt den älskade fadern till KSC, Mark Steece. Arbetet som representeras här stöddes av National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NS090107, NS110398) och Parkinson Disease Foundation International Research Grant Program, nu Parkinson Foundation. Vi vill också tacka Molly VanderWerp för hennes utmärkta redaktionella hjälp.

De djur som presenterades här upprätthölls och hanterades i enlighet med de institutionella riktlinjerna. Alla djurprocedurer godkändes av Michigan State University Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) i enlighet med federala och statliga bestämmelser.
1. Drogfri bekräftelse av 6-OHDA-lesionsstatus
<ol><li>Posturalt svanshängningstest 11,12,13 OBS: Bedöm l...

Här presenteras detaljer för reproducerbar induktion och klassificering av LIP i en parkinsonisk råttmodell efter ensidig 6-OHDA-lesion av det nigrostriatala DA-systemet. Medan man en gång trodde att gnagare inte utvecklade LID och att rotationsasymmetri kan vara analogen till LID hos råttor31, har rått- och musmodeller karakteriserats under de senaste två decennierna och är ett väl accepterat verktyg för LID-forskning 15,32,33,34.</su...

Även om det har gått mer än 50 år sedan levodopa (L-DOPA) först introducerades som en behandling för individer med PD 1,2, är det anmärkningsvärt fortfarande den mest effektiva behandlingen för parkinsoniska motoriska symtom. De kliniska motoriska symtomen i samband med PD härrör från förlusten av dopamin (DA) neuroner i substantia nigra (SN) pars compacta, vilket resulterar i den dramatiska minskningen av tillgängligt dopamin i striatum. L-DOPA återställer effektivt striatala DA-nivåer, vilket resulterar i motorisk nytta tidigt i sjukdomen 3,4. Inopportunely, med långvarig behandling, kommer de flesta individer med PD att utveckla L-DOPA-inducerade dyskinesier (LID), inklusive chorea, dystoni och athetos, som ofta signifikant påverkar aktiviteterna i det dagliga livet 5,6,7.
Medan flera beteendemodeller av LID hos gnagare finns, har skillnader i modellering och beteendebedömning av LID ifrågasatt reproducerbarheten av resultat mellan laboratorier samt tillförlitligheten hos dessa experimentella verktyg för preklinisk PD-forskning. Utvecklat i samarbete med en specialist på klinisk rörelsestörning8, är det nuvarande protokollet en enkel metod för LID-induktion och klassificering och är lämplig för användning i en råttmodell av PD med användning av 6-hydroxydopamin (6-OHDA) -inducerad ensidig nigral lesion 9,10. LID-betygsskalan som tillhandahålls här inkluderar poäng för både intensiteten och frekvensen av dyskinetiskt beteende i olika enskilda kroppsdelar. Relevant information om arbetsflödesoptimering av experiment och lämplig vård och hantering av parkinsoniska och dyskinetiska djur tillhandahålls också.

<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) är fortfarande den guldstandardterapi som används för att behandla Parkinsons sjukdom (PD) motoriska symtom. Emellertid, oönskade ofrivilliga rörelser som kallas L-DOPA-inducerade dyskinesier (LIDs) utvecklas med långvarig användning av denna dopamin föregångare. Det uppskattas att incidensen av LIT eskalerar till cirka 90% av individerna med PD inom 10-15 år efter behandlingen. Att förstå mekanismerna för denna sjukdom och utveckla både nya och effektiva anti-dyskinesibehandlingar kräver konsekvent och noggrann modellering för preklinisk testning av terapeutiska ingrepp. En detaljerad metod för tillförlitlig induktion och omfattande klassificering av ED efter 6-OHDA-inducerad nigral lesion i en råttmodell av PD presenteras här. Pålitlig LID-bedömning hos råttor ger ett kraftfullt verktyg som lätt kan användas i laboratorier för att testa nya terapier som fokuserar på att minska eller eliminera denna vanliga behandlingsinducerade börda för individer med PD.

LIDs hos parkinsoniska råttor kan manifestera sig som en rad onormala ofrivilliga rörelser (AIM), inklusive dystoniska, hyperkinetiska och stereotypa beteenden. LID-klassificeringskriterier för sådana beteenden presenteras här för att inkludera både intensitet (tabell 1) och frekvens (tabell 2). Detta ger en övergripande LID-allvarlighetsgrad för varje råtta som återspeglar både kvaliteten (intensiteten) och mängden tid som spenderas på att engagera sig (frekvens) i dessa b...

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

Denna artikel beskriver metoder för att inducera och utvärdera levodopa-inducerade dyskinesier i en råttmodell av Parkinsons sjukdom. Protokollet erbjuder detaljerad information om intensiteten och frekvensen av en rad dyskinetiska beteenden, både dystoniska och hyperkinetiska, vilket ger ett tillförlitligt verktyg för att testa behandlingar som riktar sig mot detta ouppfyllda medicinska behov.

Induktion och bedömning av Levodopa-inducerade dyskinesier i en råttmodell av Parkinsons sjukdom

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

Vårt protokoll ger en detaljerad metod för en tillförlitlig induktion och omfattande klassificering av levodopa-inducerad dyskinesi i en råttmodell av Parkinsons sjukdom. Den största fördelen med vår dyskinesi-betygsskala är att den möjliggör kvantifiering av både intensiteten hos en given onormal ofrivillig rörelse och hur mycket tid som spenderas på att uppvisa det beteendet. Pålitliga djurmodeller av levodopa-inducerad dyskinesi är avgörande för att förverkliga det slutliga målet att hitta effektiva behandlingar för att minska eller eliminera biverkningen hos individer med Parkinsons sjukdom.Börja förberedelserna för experimentet genom att väga råttor varje vecka för att beräkna lämplig läkemedelsmängd baserat på viktförändringarna. Ge råttorna näringsmässigt kompletta och mycket välsmakande godisar. På den första dagen av L-DOPA-behandling, överföra råttor till enstaka bostäder försedda med institutionell djurvård och användningskommittén godkänd anrikning.Och behåll råttor i det enda huset under hela studien för att undvika peer-interferens med beteendebedömningarna. På dyskinesibedömningsdagarna, ta bort vattenflaskor, matställ och anrikningen i buret för att undvika störningar i beteendebedömningarna och placera burarna på ett stålgaller i cirka 45 graders vinkel och vänd sedan identifieringsetiketterna uppåt. Före L-DOPA injektionen, tillsätt lämplig volym steril saltlösning till den förvägda lyofiliserade L-DOPA och benserazidblandningen i bärnstensflaskan och skaka väl i 10 sekunder.Omedelbart efter beredningen fyller du den erforderliga volymen av L-DOPA-Benserazidblandningen för varje djur i enskilda sprutor monterade med en 26 gauge nål och märker varje spruta med en individuell djuridentifiering. Efter att ha tagit den första buren till injektionsbänken, ta bort råttan från buret för att placera den på injektionsytan. Använd den icke-dominerande handen för att hålla tillbaka råttans huvud och axlar med handflatan mot ytan och scruff huden på ryggen över skulderbladet med tummen och pekfingret.Använd den dominerande handen för att injicera L-DOPA-volym i det subkutana utrymmet mellan fingrarna, håll nålen parallell med kroppen för att undvika intramuskulär injektion. Efter injektion, flytta råttan in i buret. Ställ sedan in timern i en till två minuter och upprepa proceduren injicera en råtta varannan till två minuter tills alla råttor injiceras.På bedömningsdagen placerar du en timer bredvid buren för att observera levodopa-inducerad dyskinesi eller LID-beteendeintensitet samtidigt som du uppskattar frekvensen av ett givet beteende under betygsperioden. Betygsätt intensiteten och frekvensen av dystoniska och hyperkinetiska dyskinesirörelser inklusive den initiala uppkomsten av LID-beteende, toppbeteende och nedgångsfasen vid önskat antal tidpunkter. Om du använder en minuts betygsintervall, ställ in en timer i en minut för att betygsätta den första råttan och fortsätt betyget genom alla råttor med en minuts intervall.LID-klassificeringen för onormala ofrivilliga beteenden hos Parkinsons råttor kategoriserades för att inkludera intensitet och frekvens av beteendena. En rad onormala ofrivilliga rörelser, inklusive dystoniska, hyperkinetiska och stereotypa beteenden observerades hos råttor. Den representativa analysen ger ett exempel på de data som presenteras som toppdos LID över hela experimentell tidslinje och doseringsschema.Toppdosen LID definierades som en tid då gruppens genomsnittliga LID-poäng var störst. Dessutom undersöktes LID-klassificeringsdata över varje daglig betygstidskurs vid olika L-DPOA-koncentrationer med grupperna kombinerade och plottade som enskilda djur. Postmortemvävnad från beteendemässigt utvärderade försökspersoner kan användas för att utforska molekylära mekanismer associerade med levodopa-inducerade dyskinesier och effekterna av terapeutiska ingrepp på sådana molekylära mekanismer.Djurmodeller av levodopa-inducerad dyskinesi har varit användbara för att belysa flera mekanismer som tros ligga till grund för denna beteendesjukdom. Sådan förståelse har lett till preklinisk och klinisk utvärdering av flera 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 för att karaktärisera Spontan och skrämma inducerad Locomotion i en Rotenon-inducerad Parkinsons sjukdom modellen<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

Bedömning av blod - hjärnbarriären permeabilitet av intravenös Infusion av FITC-märkt Albumin i en musmodell av neurodegenerativa sjukdomar

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 -bedömning av blod - hjärnbarriären störningar i en råtta modell av ischemisk Stroke

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 av alfa-Synuclein förformade fibriller från monomerer och användning 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

Bedömning av långvarig depression induktion hos vuxna cerebellär skivor

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

Tillämpa RatWalker-systemet för gånganalys i en genetisk råttmodell av Parkinsons sjukdom

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

Semikvantitativ bestämning av dopaminerg neurontäthet i substantia nigra av gnagaremodeller med hjälp av automatiserad bildanalys

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 råttmodell av EcoHIV hjärninfektion

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

6-hydroxydopaminråttmodellen för Parkinsons sjukdom

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