이 작품은 건강의 국가 학회 [R01 AR048179 및 R.C.W T32 AR059033, F32 AR069469to E.M.G R01 HL126204]와 [274143 및 R.C.W.에 416364] 근 위축 증 협회 미국에서 교부 금에 의해 지원 되었다.

여기에 설명 된 방법은 기관 동물 관리 및 사용 위원회, 로스 앤젤레스가 주 대학에 의해 승인 되었다. 야생-타입 (C57BL/6J) 및 mdx 마우스 (C57Bl/10ScSn 배경) 상업적인 소스에서 구매 되었다. mdx: utrophin-Tg 마우스 허가 케이 데이비스, 제임스 Ervasti에서 선물 했다 및 mdx 백그라운드에 유지 되었다. Ambulation 분석 실험은 6 개월 나이의 남성 쥐에 수행 했다. 마우스 기관 동물 관리에 의해 설립 지침 Terasaki 생명과학 물고기에 유지 및 사용 위원회는 캘리포니아 대학, 로스 앤젤레스 (승인 #2000-029-43)와 이러한 연구에 대 한 승인을 부여 했다는 Ucla의 동물 복지 보증 (승인 #A3196-01).
1입니다. 챔버의 준비
<ol>
	<li>조용 하 고, 온도 제어 룸 하루9의 일관 된 시간에 데이터 수집을 수행 합니다. 유전자 형을 테스트 중인 마우스의 치료는 눈을 멀게 하는 테스트를 수행 합니다.</li>
	<li>이 분석에 대 한 모든 열 필드 챔버 시스템 적응. 참고:이 연구에서 우리 큰 쓰레기통에서 건설 저렴 하 고 쉽게 수송 할 수 있는 녹음 챔버를 사용 합니다. 오픈 필드 경기장 케이지 또는 유사한 상승 된 플랫폼에 대해 설정 하는 트레이입니다.</li>
	<li>전체 분야에 걸쳐 기록 하 상공 위에 철 망에 카메라를 배치 합니다.</li>
	<li>녹음 실 각 재판 전에 살 균 제를 청소.</li>
</ol>
2. 사전 운동 프로토콜 및 데이터 수집
<ol>
	<li>필요한 경우, 활동 기록, 직전 근육 활성화 프로토콜 각 마우스를 도전 한다. 참고: 이것은 옵션 이지만 관련 된 mdx 쥐 실험에서 권장입니다.<ol>
		<li>디지털 포스 게이지의 풀 바 그립 하 고 부드럽게 당겨 다시 풀 바 해제 될 때까지 마우스를 허용 합니다. 5 번 재판 마다이 절차를 반복 합니다.</li>
		<li>레코드 최대 각 재판에 대 한 긴장 (N). 참고: ambulation 분석 결과 대 한 운동 도전으로 봉사 이외에이 그립 강도 분석 결과 중 동물에 의해 발휘 된 힘 추가 기능 결과 측정2,10으로 사용할 수 있습니다.</li>
		<li>각 시도 사이 나머지의 1 분 각 마우스에 대 한 총 5 개의 시험을 수행 합니다.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>그립 강도 분석 결과 또는 다른 운동 프로토콜 직후 활동 실에서 마우스를 놓습니다.</li>
	<li>상공 분야에서 마우스의 움직임의 비디오 녹화를 시작 합니다. 마우스 자유롭게 6 분에 대 한 탐구를 허용 한다.</li>
	<li>6 분 녹음을 중지 하 고 그것의 가정 케이지를 마우스를 반환 합니다.</li>
</ol>
3. 비디오 분석
<ol>
	<li>필요에 따라 프레임 속도 줄여 분석에 대 한 비디오를 준비 합니다. 분석 추적 프레임 속도 줄이기 위해 비디오 편집 소프트웨어 (예를 들어, iMovie 또는 유사 프로그램)에서 다음과 같은 프로토콜을 사용 하 여 2의 요인에 의해 비디오 프레임 속도 시키면서. 참고: 비디오의 길이 프레임 속도 따라 그것은 유용할 수 있습니다 분석 이전 비디오 프레임 속도 줄이기 위해. 이 연구에서 비디오는 30 프레임/s (6 분 녹음, 약 10800 프레임 총)에서 기록 했다.<ol>
		<li>소프트웨어에는 비디오를 로드 합니다.</li>
		<li>'속도' 메뉴 선택 ' 속도: 빠른 ' 속도를 2 배 설정 및.</li>
		<li>.Mp4 파일 형식 분석을 추적 하기 위한 작 살된 비디오를 내보낼.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>소프트웨어 프로그램에서 분석에 대 한 비디오를 엽니다. 선 도구를 사용 하 여 녹화 하는 비디오에 대 한 보정을 설정 합니다. 챔버의 한쪽을 따라 선을 그립니다. 라인을 마우스 오른쪽 단추로 클릭 하 고 "보정 계수..." 선택 센티미터에 챔버 쪽의 실제 크기를 입력 합니다.</li>
	<li>마우스 위치의 반자동된 추적을 시작 하려면 '이동' 커서를 클릭 합니다. 추적할 수; 포인트 비디오에 초기 프레임에서 starting, 마우스 오른쪽 단추로 클릭 추적 지점이 파란색 원으로 표시 됩니다. 참고: 현재 연구에 각 동물의 위치는 꼬리의 기지를 추적 하 여 추적 했다.</li>
	<li>키보드에서 오른쪽 화살표를 클릭 하 여 프레임을 사전 추적 포인트는 꼬리 기지의 위치에 따라 자동으로 이동 한다.<ol>
		<li>추적 위치 특정된 프레임에 대 한 관심의 포인트와 정렬 되지, 하는 경우 수동으로 꼬리의 기지에 파란색 원을 맞춥니다. 참고: 비디오의 품질 및 마우스의 속도 따라 추적 관심의 포인트와 정렬을 유지 하기 위해 사용자 입력 변수 수준을 요구할 수 있습니다. 마우스의 경로 비디오의 과정을 통해 전진 해야 한다.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>전체 비디오의 추적 완료 되 면 비디오 및 추적 오버레이 저장 합니다. "스프레드시트 내보내기"를 선택 하 여 추적의 위치 데이터를 내보냅니다.</li>
</ol>
4. 데이터 분석
<ol>
	<li>스프레드시트 소프트웨어 프로그램에서 위치 데이터를 엽니다. 움직임 분석 소프트웨어 X, Y 좌표 각 프레임에서 마우스의 위치를 보고 합니다.</li>
	<li>프레임으로 주행 거리를 계산 하려면 다음 수식을 사용 하 여 (한 프레임에 위치는 x1, y1 과 프레임 2는 x2, y2): 
	<img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/56772/56772eq1.jpg"> 참고: 시간이 지남에 따라 누적 거리는 각 프레임 사이 주행 거리를 추가 하 여 계산할 수 있습니다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Nagaraju, K., Carlson, G., De Luca, A. <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+open+field+animal+activity+monitoring+system.">Behavioral and locomotor measurements using open field animal activity monitoring system.</a> TREAT-NMD SOP Number M2.1.002. 2. 2, (2010).</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> J Vis Exp. (91), e51785 (2014).</li><li>Kobayashi, Y. M., 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=Sarcolemma-localized+nNOS+is+required+to+maintain+activity+after+mild+exercise.">Sarcolemma-localized nNOS is required to maintain activity after mild exercise.</a> Nature. 456 (7221), 511-515 (2008).</li><li>Belanto, J. J., 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=Microtubule+binding+distinguishes+dystrophin+from+utrophin.">Microtubule binding distinguishes dystrophin from utrophin.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (15), 5723-5728 (2014).</li><li>McDonald, C. M., 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=The+6-minute+walk+test+in+Duchenne/Becker+muscular+dystrophy:+longitudinal+observations.">The 6-minute walk test in Duchenne/Becker muscular dystrophy: longitudinal observations.</a> Muscle Nerve. 42 (6), 966-974 (2010).</li><li>Mazzone, E., 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=Star+Ambulatory+Assessment,+6-minute+walk+test+and+timed+items+in+ambulant+boys+with+Duchenne+muscular+dystrophy.">Star Ambulatory Assessment, 6-minute walk test and timed items in ambulant boys with Duchenne muscular dystrophy.</a> Neuromuscul Disord. 20 (11), 712-716 (2010).</li><li>Kobayashi, Y. M., Rader, E. P., Crawford, R. W., Campbell, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endpoint+measures+in+the+mdx+mouse+relevant+for+muscular+dystrophy+pre-clinical+studies.">Endpoint measures in the mdx mouse relevant for muscular dystrophy pre-clinical studies.</a> Neuromuscul Disord. 22 (1), 34-42 (2012).</li><li>Acosta, A. R., 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=Use+of+the+six-minute+walk+test+to+characterize+golden+retriever+muscular+dystrophy.">Use of the six-minute walk test to characterize golden retriever muscular dystrophy.</a> Neuromuscul Disord. 26 (12), 865-872 (2016).</li><li>Sousa, N., Almeida, O. F., Wotjak, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+hitchhiker's+guide+to+behavioral+analysis+in+laboratory+rodents.">A hitchhiker's guide to behavioral analysis in laboratory rodents.</a> Genes Brain Behav. 5, 5-24 (2006).</li><li>Gibbs, E. M., 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=High+levels+of+sarcospan+are+well+tolerated+and+act+as+a+sarcolemmal+stabilizer+to+address+skeletal+muscle+and+pulmonary+dysfunction+in+DMD.">High levels of sarcospan are well tolerated and act as a sarcolemmal stabilizer to address skeletal muscle and pulmonary dysfunction in DMD.</a> Hum Mol Genet. 25 (24), 5395-5406 (2016).</li><li>Gillis, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multivariate+evaluation+of+the+functional+recovery+obtained+by+the+overexpression+of+utrophin+in+skeletal+muscles+of+the+mdx+mouse.">Multivariate evaluation of the functional recovery obtained by the overexpression of utrophin in skeletal muscles of the mdx mouse.</a> Neuromuscul Disord. 12, S90-S94 (2002).</li><li>Tinsley, J., 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=Expression+of+full-length+utrophin+prevents+muscular+dystrophy+in+mdx+mice.">Expression of full-length utrophin prevents muscular dystrophy in mdx mice.</a> Nat Med. 4 (12), 1441-1444 (1998).</li><li>Song, Y., 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=Suite+of+clinically+relevant+functional+assays+to+address+therapeutic+efficacy+and+disease+mechanism+in+the+dystrophic+mdx+mouse.">Suite of clinically relevant functional assays to address therapeutic efficacy and disease mechanism in the dystrophic mdx mouse.</a> J Appl Physiol. 122 (3), 593-602 (2017).</li><li>Bolivar, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrasession+and+intersession+habituation+in+mice:+from+inbred+strain+variability+to+linkage+analysis.">Intrasession and intersession habituation in mice: from inbred strain variability to linkage analysis.</a> Neurobiol Learn Mem. 92 (2), 206-214 (2009).</li></ol>

저자는 공개 없다.

오픈 필드 분석 결과 근육 질병 마우스 모델에서 모터 기능을 테스트 하는 효과적이 고 비-침략 적 방법 제공 하 고이 분석 결과 전 임상 연구에 대 한 귀중 한 끝점 측정값으로 사용할 수 있습니다. 이 이와 같은 분석 결과의 한 가지 주요 한계 활동 모니터링 시스템의 높은 비용 및 한정 된 접근 이다. 본이 연구에서는 기존 상용 소프트웨어 및 장비에 대 한 비슷한 결과 생성할 수 있는 오픈 필드 ?...

근육 기능에 대 한 안정적이 고 재현 가능한 측정은 DMD에 대 한 잠재적인 치료의 효능을 평가 하기 위한 중요 합니다. DMD는 dystrophin 유전자에 돌연변이로 인 한 유전 장애 진보적인 근육의 약점, ambulation, 그리고 결국 심폐 실패의 손실에 지도. DMD의 가장 널리 사용 되는 동물 모델 dystrophin null mdx 마우스입니다. 기능 테스트의 배터리는 다른 dystrophies myopathies의 유사한 동물 모델 뿐만 아니라 mdx 마우스에서 질병의 진행을 평가 하기 위한 일상적인 분석으로 등장 했습니다. 일반적으로 사용 되 vivo에서 분석 forelimb 그립 강도, 시간, rotarod 최대, 시간 디딜 방 아 실행, 그리고 모터 활동 추적 도중 피로 매달려 철사의 측정을 포함 합니다. 쥐1,2에서 테스트 하는 치료제의 변환 가능성을 증가 하 고 전 임상 연구 사이 가변성을 감소의 목표와 함께 이러한 테스트 표준화 분야에서 상당한 노력이 계속 있다.
전 임상 시험의 1 개의 중요 한 종류의 자발적인 운동, 근이 영양 증의 murine 모델에서 자주 변경 하는 매개 변수 측량 이다. 이 일반적으로 오픈 필드 활동 모니터링에 따라 분석 하 여 테스트 하 고 분 또는 시간2,,34의 과정을 통해 가로 (걷고) 또는 수직 (양육) 움직임을 평가할 수 있습니다. 다양 한 연구 특히 운동 후 mdx 마우스에서 변경할 자발적인 운동 나타났습니다 그리고 약물 치료와 질병 진행에 민감한이 측정 표시 되었습니다. 이러한 분석을 수행에 한 가지 주요 한계 전문, 높은-비용 장비에 대 한 필요는. 여기, 마우스 ambulation 쉽게 사용할 수 있는 리소스를 사용 하 여 추적 하는 낮은-비용 메서드 제공 됩니다.
도보 6 분 거리 일반적으로 듀 켄 씨 근이 영양 증5,6개인 임상 평가 도구를 사용 하는 통계입니다. 이 조치의 수정, mdx 마우스7 , 골든 리트리버 근 위축 증 (GRMD) 개8을 포함 하 여 듀 켄 씨의 동물 모델에서 결과 평가 하기 위해 사용 되었습니다. 본이 연구에서는 우리 6 분 가벼운 운동 도전 직후에 자발적인 오픈 필드 운동을 기록 합니다. Ambulation 거리 다음 시간이 지남에 수평 움직임을 측정 하기 위해 무료 오픈 소스 소프트웨어를 사용 하 여 계산 됩니다.
이 방법의 주요 장점은 동물 분석을 위한 특수 장비 또는 높은 비용 상용 소프트웨어를 필요로 하기 없이 다양 한 설정 테스트할 수 있습니다. 이 분석의 한 중요 한 점은 그 그것은 수행할 수 있습니다 기본적인 실험실 설정에서 이동 하거나 마우스는 물고기의 전문된 핵심 시설 필요 없이. 여기서 설명 하는 비디오 추적 프로토콜은 상대적으로 짧은 시간 기간 동안 ambulation의 평가에 적합 및 야생-타입 및 mdx 쥐 사이 활동의 차이 감지할 뿐만 아니라 수 공개는 구조에서 기능 개선 DMD의 모델입니다.

<table><tbody><tr><td>Video camera</td><td>Apple Inc.</td><td>ME553LL/A</td><td>For recording ambulation video, iPhone 5S Plus (or equivalent)</td></tr><tr><td>Kinovea software (version 0.8.15)</td><td>Kinovea Association</td><td></td><td>Open source video analysis software. Free download, PC compatible (Version 0.8.15, www.kinovea.org)</td></tr><tr><td>iMovie (version 10.0.6)</td><td>Apple Inc.</td><td></td><td>Any similar software can be used to reduce video frame rate (optional)</td></tr><tr><td>Roughneck 32 Gallon Black Round Trash Bin (Open field chamber)</td><td>Rubbermaid</td><td># 1778013</td><td>Any open field chamber system can be adapted for recording. This study uses a recording chamber constructed out of a tray on a platform, at the bottom of a large trash bin.</td></tr><tr><td>Avant White Plastic Tray 15&quot;W x 10&quot;D x 1.45&quot;H (Open field chamber)</td><td>US Acrylic, LLC</td><td></td><td>Any open field chamber system can be adapted for recording. This study uses a recording chamber constructed out of a tray on a platform, at the bottom of a large trash bin.</td></tr><tr><td>C57BL/6J</td><td>Jackson Laboratory</td><td>#000664</td><td>Male 6 month mice</td></tr><tr><td>C57BL/10ScSn-Dmd/J (&lt;em&gt;mdx&lt;/em&gt;)</td><td>Jackson Laboratory</td><td>#001801</td><td>Male 6 month mice</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;mdx:&lt;/em&gt; utrophin-Tg (fiona)</td><td>Gift from from James Ervasti, with permission from Kay Davies</td><td></td><td>Male 6 month mice</td></tr></tbody></table>

a simple and low-cost assay for measuring ambulation in mouse models of muscular dystrophy

근이 영양 증의 치료에 기능 성과 측정 전 임상 시험의 필수적인 측면 이다. 마우스 모델에서 자발적으로 ambulation의 평가 직접 환자 ambulation 6 분 도보 시험 등의 측정 및 이동성 점수 관련 비-침략 적이 고 재현성 활동 분석 결과 이다. 마우스 ambulation 속도 거리를 테스트 하기 위한 많은 일반적인 메서드는 경기장 내에서 동물의 자유 운동 시간이 지남에 측정은 오픈 필드 테스트를 기반으로 합니다. 이 방법은 하나의 주요 단점은 그 상용 소프트웨어 이며, 고해상도 동작 추적에 대 한 장비 비싼 이며, 테스트를 위한 전문된 시설에 쥐를 전송 해야 할 수도 있습니다. 여기, 우리는 무료 및 오픈 소스 소프트웨어를 사용 하 여 마우스 ambulation를 측정 하기 위한 저가, 비디오 기반 시스템을 설명 합니다. 이 프로토콜을 사용 하 여 보여 줍니다 dystrophin null mdx 마우스 모델에는 자발적인 ambulation 듀 켄 씨 근이 영양 증 (DMD) 야생-타입 마우스 활동 상대적인 감소에 대 한. Mdx 에서 마우스 utrophin transgene 표현,이 활동 적자는 관찰 하지 하 고 주행 한 총 거리는 야생-타입 마우스에서 구별할 수 있습니다. 이 방법은 dystrophic 병 리와 관련 된 자발적인 ambulation에 변화를 측정 하기 위한 효과적 이며 다양 한 연구 설정에 쉽게 적응 될 수 있는 다양 한 플랫폼을 제공 합니다.

오픈 필드 분석 결과 근 위축 증의 모델에서 질병의 진행을 테스트 하는 효과적인 방법에 표시 되었습니다. 여기, 우리가 추적 방법을 쉽게 사용할 수 있는 녹음 장비 및 오픈 소스 소프트웨어 (그림 1A-B)를 사용 하 여 2 차원 마우스 움직임의 분석에 대 한 다양 한 비디오를 보여 줍니다. 결과와 일치 우리 야생-타입 마우스 (<s...

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A Simple and Low-cost Assay for Measuring Ambulation in Mouse Models of Muscular Dystrophy

근이 영양 증의 마우스 모델에서 Ambulation를 측정 하기 위한 간단 하 고 저렴 한 비용 분석 결과

이 프로토콜 열 필드 활동 분석 결과에 마우스 ambulation를 측정 하기 위한 유연 하 고, 저렴 한 비용 시스템을 설명 합니다. 우리는이 시스템에 따라 6 분 ambulation 분석 결과 mdx 마우스에서 자발적인 운동 감소를 감지 하 고 정확 하 게 구별이 동물의 근육 특정 구조에 개선 보여.

Measuring functional outcomes in the treatment of muscular dystrophy is an essential aspect of preclinical testing. The assessment of voluntary ambulation ...

a-simple-low-cost-assay-for-measuring-ambulation-mouse-models

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Behavior

9.8K 조회수.  University of California. 이 프로토콜 열 필드 활동 분석 결과에 마우스 ambulation를 측정 하기 위한 유연 하 고, 저렴 한 비용 시스템을 설명 합니다. 우리는이 시스템에 따라 6 분 ambulation 분석 결과 mdx 마우스에서 자발적인 운동 감소를 감지 하 고 정확 하 게 구별이 동물의 근육 특정 구조에 개선 보여.

비디오: A Simple and Low-cost Assay for Measuring Ambulation in Mouse Models of Muscular Dystrophy

Assessment of Sensorimotor Function in Mouse Models of Parkinson's Disease

Sensitive and reliable behavioral outcome measures are essential to the evaluation of potential therapeutic treatments in preclinical trials for many neurodegenerative diseases. In Parkinson's disease, sensorimotor tests sensitive to varying degrees of nigrostriatal dysfunction are fundamental for testing the efficacy of potential therapeutics. Reliable and quite elegant sensorimotor measures exist for rats, however many of these tests measure sensorimotor asymmetry within the rat and are not entirely suitable for the newer genetic mouse models of PD. We have put together a battery of sensorimotor tests inspired by the sensitive tests in rats and adapted for mice. The test battery highlighted in this study is chosen for a) its sensitivity in a wide variety of mouse models of PD, b) its ease in implementing into a study, and c) its low expense. These tests have proven useful in characterizing novel genetic mouse models of PD as well as in testing potential disease-modifying therapies.

In Parkinson's disease and movement disorders in general, sensitive and reliable behavioral assays are essential for testing novel potential therapeutics. Here, we describe a manageable battery of sensorimotor tests for mice that are sensitive to varying degrees of injury to the nigrostriatal system and useful for preclinical studies.

파킨슨 병의 마우스 모델에서 감각 기능의 평가

Sensitive and  reliable behavioral outcome measures are essential to the evaluation of  potential therapeutic treatments in preclinical trials for many  ...

연구

행동분석학

Behavioral and Locomotor Measurements Using an Open Field Activity Monitoring System for Skeletal Muscle Diseases

The open field activity monitoring system comprehensively assesses locomotor and behavioral activity levels of mice. It is a useful tool for assessing locomotive impairment in animal models of neuromuscular disease and efficacy of therapeutic drugs that may improve locomotion and/or muscle function. The open field activity measurement provides a different measure than muscle strength, which is commonly assessed by grip strength measurements. It can also show how drugs may affect other body systems as well when used with additional outcome measures. In addition, measures such as total distance traveled mirror the 6 min walk test, a clinical trial outcome measure. However, open field activity monitoring is also associated with significant challenges: Open field activity measurements vary according to animal strain, age, sex, and circadian rhythm. In addition, room temperature, humidity, lighting, noise, and even odor can affect assessment outcomes. Overall, this manuscript provides a well-tested and standardized open field activity SOP for preclinical trials in animal models of neuromuscular diseases. We provide a discussion of important considerations, typical results, data analysis, and detail the strengths and weaknesses of open field testing. In addition, we provide recommendations for optimal study design when using open field activity in a preclinical trial.

Open field activity levels are used to assess locomotive and behavioral activity levels. This protocol provides a well-designed, standardized protocol to use in preclinical trials for neuromuscular disorders.

골격근 질환에 대한 열기 필드 활동 모니터링 시스템을 사용하여 행동 및 운동력 측정

The open field activity monitoring system comprehensively assesses locomotor and behavioral activity levels of mice. It is a useful tool for assessing ...

Low-cost Protocol of Footprint Analysis and Hanging Box Test for Mice Applied the Chronic Restraint Stress

Gait disturbance is frequently observed in patients with movement disorders. In mouse models used for movement disorders, gait analysis is important behavioral test to determine whether the mice mimic the symptoms of patients. Motor deficits are often induced by stress when no spontaneous motor phenotype is observed in the mouse models. Therefore, gait analysis followed by stress loading would be a sensitive method for evaluating the motor phenotype in mouse models. However, researchers face the requirement of an expensive apparatus to obtain quantitative results automatically from gait analysis. For stress, stress loading by simple methods without expensive apparatuses required for electric shock and forced running is desirable. Therefore, we introduce a simple and low-cost protocol consisting of footprint analysis with paper and ink, hanging box test to evaluate motor function, and stress loading defined by restraint with a conical tube. The motor deficits of mice were successfully detected by this protocol.

The low-cost protocol consisting of footprint analysis and hanging box test after restraint stress is useful for evaluating the movement disorders of mouse model.

공간 분석 및 쥐 상자 테스트 매달려의 저가 프로토콜 적용 구속 만성 스트레스

Gait disturbance is frequently observed in patients with movement disorders. In mouse models used for movement disorders, gait analysis is important ...

Gait Analysis of Age-dependent Motor Impairments in Mice with Neurodegeneration

Motor behavior tests are commonly used to determine the functional relevance of a rodent model and to test newly developed treatments in these animals. Specifically, gait analysis allows recapturing disease relevant phenotypes that are observed in human patients, especially in neurodegenerative diseases that affect motor abilities such as Parkinson&#39;s disease (PD), Alzheimer&#39;s disease (AD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), and others. In early studies along this line, the measurement of gait parameters was laborious and depended on factors that were hard to control (e.g., running speed, continuous running). The development of ventral plane imaging (VPI) systems made it feasible to perform gait analysis at a large scale, making this method a useful tool for the assessment of motor behavior in rodents. Here, we present an in-depth protocol of how to use kinematic gait analysis to examine the age-dependent progression of motor deficits in mouse models of neurodegeneration; mouse lines with decreased levels of endophilin, in which neurodegenerative damage progressively increases with age, are used as an example.

In this study, we demonstrate the use of kinematic gait analysis based on ventral plane imaging to monitor the subtle changes in motor coordination as well as the progression of neurodegeneration with advancing age in mouse models (e.g., endophilin mutant mouse lines).

연령에 따라 모터 손상 Neurodegeneration와 쥐의 걸음 걸이 분석

Motor behavior tests are commonly used to determine the functional relevance of a rodent model and to test newly developed treatments in these animals. ...

발생학

Low-Cost Gait Analysis for Behavioral Phenotyping of Mouse Models of Neuromuscular Disease

Measurement of animal locomotion is a common behavioral tool used to describe the phenotype of a given disease, injury, or drug model. The low-cost method of gait analysis demonstrated here is a simple but effective measure of gait abnormalities in murine models. Footprints are analyzed by painting a mouse&#8217;s feet with non-toxic washable paint and allowing the subject to walk through a tunnel on a sheet of paper. The design of the testing tunnel takes advantage of natural mouse behavior and their affinity for small dark places. The stride length, stride width, and toe spread of each mouse is easily measured using a ruler and a pencil. This is a well-established and reliable method, and it generates several metrics that are analogous to digital systems. This approach is sensitive enough to detect changes in stride early in phenotype presentation, and due to its non-invasive approach, it allows for testing of groups across life-span or phenotypic presentation.

Footprint analysis is a low-cost alternative to digitized gait analysis programs for researchers quantifying movement abnormalities in mice. Because of its speed, simplicity, and longitudinal potential, it is ideal for behavioral phenotyping of mouse models.

신경 근육 질환의 마우스 모델의 행동 현상형에 대한 저렴한 걸음걸이 분석

Measurement of animal locomotion is a common behavioral tool used to describe the phenotype of a given disease, injury, or drug model. The low-cost method ...

A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila

Drosophila melanogaster is an ideal model organism for studying various diseases due to its abundance of advanced genetic manipulation techniques and diverse behavioral features. Identifying behavioral deficiency in animal models is a crucial measure of disease severity, for example, in neurodegenerative diseases where patients often experience impairments in motor function. However, with the availability of various systems to track and assess motor deficits in fly models, such as drug-treated or transgenic individuals, an economical and user-friendly system for precise evaluation from multiple angles is still lacking. A method based on the AnimalTracker application programming interface (API) is developed here, which is compatible with the Fiji image processing program, to systematically evaluate the movement activities of both adult and larval individuals from recorded video, thus allowing for the analysis of their tracking behavior. This method requires only a high-definition camera and a computer peripheral hardware integration to record and analyze behavior, making it an affordable and effective approach for screening fly models with transgenic or environmental behavioral deficiencies. Examples of behavioral tests using pharmacologically treated flies are given to show how the techniques can detect behavioral changes in both adult flies and larvae in a highly repeatable manner.

A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila

The present protocol assesses the locomotor activity of Drosophila by tracking and analyzing the movement of flies in a hand-made arena using open-source software Fiji, compatible with plugins to segment pixels of each frame based on high-definition video recording to calculate parameters of speed, distance, etc.

초파리에서 운동 활동을 분석하는 간단한 기술

Drosophila melanogaster is an ideal model organism for studying various diseases due to its abundance of advanced genetic manipulation techniques and ...

Home-Based Monitor for Gait and Activity Analysis

Current outcomes in neuromuscular disorder clinical trials include motor function scales, timed tests, and strength measures performed by trained clinical evaluators. These measures are slightly subjective and are performed during a visit to a clinic or hospital and constitute therefore a point assessment. Point assessments can be influenced by daily patient condition or factors such as fatigue, motivation, and intercurrent illness. To enable home-based monitoring of gait and activity, a wearable magneto-inertial sensor (WMIS) has been developed. This device is a movement monitor composed of two very light watch-like sensors and a docking station. Each sensor contains a tri-axial accelerometer, gyroscope, magnetometer, and a barometer that record linear acceleration, angular velocity, the magnetic field of the movement in all directions, and barometric altitude, respectively. The sensors can be worn on the wrist, ankle, or wheelchair to record the subject&#8217;s movements during the day. The docking station enables data uploading and recharging of sensor batteries during the night. Data are analyzed using proprietary algorithms to compute parameters representative of the type and intensity of the performed movement. This WMIS can record a set of digital biomarkers, including cumulative variables, such as total number of meters walked, and descriptive gait variables, such as the percentage of the most rapid or longest stride that represents the top performance of patient over a predefined period of time.

This innovative device uses magneto-inertial sensors to permit gait and activity analysis in uncontrolled environments. Currently in the qualification process as an outcome measure in the European Medical Agency, one of the applications will be to serve as a clinical endpoint in clinical trials in neuromuscular diseases.

걸음걸이 및 활동 분석을 위한 홈 기반 모니터

Current outcomes in neuromuscular disorder clinical trials include motor function scales, timed tests, and strength measures performed by trained clinical ...

생체공학

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings provide a sensitive approach to measure nerve conduction in humans and rodent models. To broaden the technical possibilities for electromyography in mice, the measurement of compound muscle action potentials (CMAPs) from the brachial plexus nerve in the forelimb using needle electrodes is described here. CMAP recordings after stimulating the sciatic nerve in hindlimbs have been previously described. The newly introduced method here allows for the evaluation of the nerve conductivity at an additional site, and thus provides a more profound overview of the neuromuscular functionality. The technique provides information on both the relative number of functional axons and the myelination level. Thereby, this method can be applied to assess both axonal diseases as well as demyelinating conditions. This minimally invasive method does not require extraction of the nerve and therefore it is suitable for repeated measurements for longitudinal follow-up in the same animal. Similar recordings are performed in clinical setups to emphasize the translational relevance of the method.

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

The measurement of nerve conduction is a useful tool to assess mouse models of neurodegeneration but it is frequently only applied to stimulate the sciatic nerve in hindlimbs. Here, we describe a technique to measure compound muscle action potential (CMAP) in vivo in the mouse forelimb muscles innervated by the brachial plexus.

Vivo에서 모터 신경 퇴보의 마우스 모델에서 앞 발에서 복합 근육 활동 전위의 electrophysiological 측정

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings ...

신경과학

Isometric and Eccentric Force Generation Assessment of Skeletal Muscles Isolated from Murine Models of Muscular Dystrophies

Critical to the evaluation of potential therapeutics for muscular disease are sensitive and reproducible physiological assessments of muscle function. Because many pre-clinical trials rely on mouse models for these diseases, isolated muscle function has become one of the standards for Go/NoGo decisions in moving drug candidates forward into patients. We will demonstrate the preparation of the extensor digitorum longus (EDL) and diaphragm muscles for functional testing, which are the predominant muscles utilized for these studies. The EDL muscle geometry is ideal for isolated muscle preparations, with two easily accessible tendons, and a small size that can be supported by superfusion in a bath. The diaphragm exhibits profound progressive pathology in dystrophic animals, and can serve as a platform for evaluating many potential therapies countering fibrosis, and promoting myofiber stability. Protocols for routine testing, including isometric and eccentric contractions, will be shown. Isometric force provides assessment of strength, and eccentric contractions help to evaluate sarcolemma stability, which is disrupted in many types of muscular dystrophies. Comparisons of the expected results between muscles from wildtype and dystrophic muscles will also be provided. These measures can complement morphological and biochemical measurements of tissue homeostasis, as well as whole animal assessments of muscle function.

Muscle function measurements contribute to the evaluation of potential therapeutics for muscle pathology, as well as to the determination of mechanisms underlying physiology of this tissue. We will demonstrate the preparation of the extensor digitorum longus and diaphragm muscles for functional testing. Protocols for isometric and eccentric contractions will be shown, as well as differences in results between dystrophic muscles, representing a pathological state, and wildtype muscles.

골격 근육의 Isometric 나기도하고 강제로 생성 평가는 절연 근육질 Dystrophies의 손쥐 모델에서

Critical to the evaluation of potential  therapeutics for muscular disease are sensitive and reproducible physiological  assessments of muscle function. ...

생물학

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively affect skeletal muscle. This can result in a loss of muscle mass (atrophy) and/or loss of muscle quality (reduced force per unit of muscle mass), both of which are prevalent in chronic disease, muscle-specific disease, immobilization, and aging (sarcopenia). Skeletal muscle function in animals can be evaluated by a range of different tests. All tests have limitations related to the physiological testing environment, and the selection of a specific test often depends on the nature of the experiments. Here, we describe an in vivo, non-invasive technique involving a helpful and easy assessment of force frequency-curve (FFC) in mice that can be performed on the same animal over time. This permits monitoring of disease progression and/or efficacy&#160;of a potential therapeutic treatment.

Measurement of rodent skeletal muscle contractile function is a useful tool that can be used to track disease progression as well as efficacy of therapeutic intervention. We describe here the non-invasive, in vivo assessment of the dorsiflexor muscles that can be repeated over time in the same mouse.

비-침략 적 쥐에서 Dorsiflexor 근육 기능 평가

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively ...