Быстрый Фенотипическая Неврологические система подсчета очков для оценки прогрессирования заболевания в SOD1-G93A мышиной модели СЛА
Summary
This video protocol describes a sensitive, reliable, and quick method for evaluating the neuromuscular deficits in a transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis.
Abstract
The SOD1-G93A transgenic mouse is the most widely used animal model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). At ALS TDI we developed a phenotypic screening protocol, demonstrated in video herein, which reliably assesses the neuromuscular function of SOD1-G93A mice in a quick manner. This protocol encompasses a simple neurological scoring system (NeuroScore) designed to assess hindlimb function. NeuroScore is focused on hindlimb function because hindlimb deficits are the earliest reported neurological sign of disease in SOD1-G93A mice. The protocol developed by ALS TDI provides an unbiased assessment of onset of paresis (slight or partial paralysis), progression and severity of paralysis and it is sensitive enough to identify drug-induced changes in disease progression. In this report, the combination of a detailed manuscript with video minimizes scoring ambiguities and inter-experimenter variability thus allowing for the protocol to be adopted by other laboratories and enabling comparisons between studies taking place at different settings. We believe that this video protocol can serve as an excellent training tool for present and future ALS researchers.
Introduction
С тех пор ее развитие в середине 1990-х годов модель трансгенной мыши СОД1-G93A была наиболее широко используется для животных модель боковой амиотрофический склероз (БАС) 1. Это модели трансгенных мышей была генной инженерии сверхэкспрессии мутантной формы в человеческой Cu / Zn супероксиддисмутазы 1 (СОД1) гена АЛС, несущих ассоциированный-глицин аланин у аминокислоты 93 (G93A). Мутация G93A является одним из многих мутаций в гене SOD1, которые в совокупности макияжа примерно пятую часть семейных случаев БАС 2.
СОД1-G93A модель стала рабочей лошадкой исследования развития БАС препарат, потому что в дополнение к своей очевидной генетической связи с БАС, это повторяет многие патологические черты БАС у людей, такие как потеря нейронов двигателя, прогрессивной мышечной слабости и атрофии, с возможными паралич и смерть 3. Хотя, как это часто бывает с трансгенными животных моделях, существует внутреннее бигические изменения, связанные с СОД1-G93A мышей. Скотт и др. определили, что когорты по крайней мере, 24 мусорных соответствием пола сбалансированный мышей необходимы конструкций исследуемого препарата, эффективности, чтобы преодолеть шум, создаваемый биологической изменчивости 4. Большое количество животных, необходимых в этих исследованиях в сочетании с прогрессированием агрессивной болезни и необходимости ежедневного мониторинга запрещает использование сложных, трудоемких и потенциально стрессовых методик для измерения нервно-мышечной силы и функции (например, электромиографии, сила захвата, rotorod , и т.д.). Вместо этого, он подчеркивает необходимость в естественных условиях скрининга, которые надежно оценивает нервно функцию СОД1-G93A мышей в быстрой манере.
В БАС TDI был разработан протокол, который позволяет для достоверной оценки нервно-мышечной функции СОД1-G93A мышей в менее чем 30 сек на мышь в среднем. Этот протокол encompaГоссанэпиднадзора ежедневно оценку функции задних конечностей, используя простой нервную систему скоринга (NeuroScore), который описан в настоящем докладе в прессе и в видео. NeuroScore ориентирована на функции задних конечностей из-за дефицита задней конечности являются раннее сообщалось неврологических признаков болезни в СОД1-G93A мышей 5,6. Кроме того, протокол, разработанный БАС TDI обеспечивает объективную оценку наступления пареза (слабая или частичный паралич), прогрессирования и тяжесть паралича, и это достаточно чувствительны, чтобы определить изменения наркотиков индуцированных в прогрессировании заболевания.
Protocol
Representative Results
Discussion
В этом докладе мы описываем быстрый и простой протокол видео, которые, если правильно применять, способна надежно оценить прогрессирование заболевания в СОД1-G93A мышей и выявления изменений, вызванных наркотиками. В то время как различные группы разработали фенотипические системы скор…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We would like to acknowledge Beth Levine for critically reviewing the manuscript, Valerie Tassinari for developing the genotyping protocol, and Matt Ferola and Carlos Maya for their exceptional animal care.
Materials
| B6SJLTgN(SOD1G93A)1Gur strain | The Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME | 002726 | Strain of mice used in this study |
| Breeders | Biomedical Research Models, Inc., Worcester, MA | Colony maintainance | |
| Scale | Navigator OHAUS, Parsippany, NJ | Model N14120 | Used to weigh mice |
| Nutra-GelH | Bio-Serv, Flemington, NJ | #S4798 | Wet food provided to sick mice |
| Irradiated Lab Animal Diet | Harlan, Indianapolis, IN | 2918-111914M | Chow diet |
| Lab-grade Sani-chips | Harlan Teklad, Indianapolis, IN | 7090 | Bedding |
| JMPH | SAS Institute, Inc., SAS Campus Drive, Cary, NC | v10.0.2 | Statistical software |
| Microsoft Excel | Microsoft, One Microsoft Way, Redmond, WA | Excel 2013 (v 15.0) | Spreadsheet software |
| GraphPad Prism 5 | GraphPad software Inc., La Jolla, CA | v5.4 | Graphing software |
| Mouse Huts | Bio-Serv, Flemington, NJ | K3272 | For environmental enrichment |
References
- Gurney, M. E., et al. Motor neuron degeneration in mice that express a human Cu,Zn superoxide dismutase mutation. Science. 264 (5166), 1772-1775 (1994).
- Rosen, D. R., et al. Mutations in Cu/Zn superoxide dismutase gene are associated with familial amyotrophic lateral sclerosis. Nature. 362 (6415), 59-62 (1993).
- Gurney, M. E. The use of transgenic mouse models of amyotrophic lateral sclerosis in preclinical drug studies. J Neurol Sci. 152, Suppl. 1 (6415), (1997).
- Scott, S., et al. Design, power, and interpretation of studies in the standard murine model of ALS. Amyotroph Lateral Scler. 9 (1), 4-15 (2008).
- Hegedus, J., Putman, C. T., Gordon, T. Time course of preferential motor unit loss in the SOD1 G93A mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. Neurobiol. Dis. 28 (2), 154-164 (2007).
- Gordon, T., Ly, V., Hegedus, J., Tyreman, N. Early detection of denervated muscle fibers in hindlimb muscles after sciatic nerve transection in wild type mice and in the G93A mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. Neurol. Res. 31 (1), 28-42 (2009).
- Gurney, M. E., et al. Motor neuron degeneration in mice that express a human Cu,Zn superoxide dismutase mutation. Science. 264 (5166), 1772-1775 (1994).
- Kim, K., Moore, D. H., Makriyannis, A., Abood, M. E. AM1241, a cannabinoid CB2 receptor selective compound, delays disease progression in a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. Eur. J. Pharmacol. 542 (1-3), 1-3 (2006).
- Weydt, P., Hong, S. Y., Kliot, M., Moller, T. Assessing disease onset and progression in the SOD1 mouse model of ALS. Neuroreport. 14 (7), 1051-1054 (2003).
- Azari, M. F., et al. Behavioural and anatomical effects of systemically administered leukemia inhibitory factor in the SOD1(G93A G1H) mouse model of familial amyotrophic lateral sclerosis. Brain Res. 982 (1), 92-97 (2003).
- Guan, Y., et al. Thiazolidinediones expand body fluid volume through PPARgamma stimulation of ENaC-mediated renal salt absorption. Nat. Med. 11 (8), 861-866 (2005).
- Savcheniuk, O. A., et al. The effect of probiotic therapy on development of experimental obesity in rats caused by monosodium glutamate. Fiziol. Zh. 60 (2), 63-69 (2014).
- Smittkamp, S. E., Brown, J. W., Stanford, J. A. Time-course and characterization of orolingual motor deficits in B6SJL-Tg(SOD1-G93A)1Gur/J mice. Neuroscience. 151 (2), 613-621 (2008).
- C, M., Gurney, M. E. A low expressor line of transgenic mice carrying a mutant human Cu,Zn superoxide dismutase (SOD1) gene develops pathological changes that most closely resemble those in human amyotrophic lateral sclerosis. Acta Neuropathol. 93 (6), 537-550 (1997).
- Wegorzewska, I., Baloh, R. H. TDP-43-based animal models of neurodegeneration: new insights into ALS pathology and pathophysiology. Neurodegener. Dis. 8 (4), 262-274 (2011).
- Hatzipetros, T., et al. C57BL/6J congenic Prp-TDP43A315T mice develop progressive neurodegeneration in the myenteric plexus of the colon without exhibiting key features of ALS. Brain Res. 1584, 59-72 (2014).
