Presented is a concise battery of mouse neonatal motor tests. Using these tests, neonatal motor deficits can be demonstrated in a variety of neonatal motor disorders. By having a standardized set of tests, results from different studies can be compared, allowing for better and accurate reporting between groups.
As the sheer number of transgenic mice strains grow and rodent models of pediatric disease increase, there is an expanding need for a comprehensive, standardized battery of neonatal mouse motor tests. These tests can validate injury or disease models, determine treatment efficacy and/or assess motor behaviors in new transgenic strains. This paper presents a series of neonatal motor tests to evaluate general motor function, including ambulation, hindlimb foot angle, surface righting, negative geotaxis, front- and hindlimb suspension, grasping reflex, four limb grip strength and cliff aversion. Mice between the ages of post-natal day 2 to 14 can be used. In addition, these tests can be used for a wide range of neurological and neuromuscular pathologies, including cerebral palsy, hypoxic-ischemic encephalopathy, traumatic brain injury, spinal cord injury, neurodegenerative diseases, and neuromuscular disorders. These tests can also be used to determine the effects of pharmacological agents, as well as other types of therapeutic interventions. In this paper, motor deficits were evaluated in a novel neonatal mouse model of cerebral palsy that combines hypoxia, ischemia and inflammation. Forty-eight hours after injury, five tests out of the nine showed significant motor deficits: ambulation, hindlimb angle, hindlimb suspension, four limb grip strength, and grasping reflex. These tests revealed weakness in the hindlimbs, as well as fine motor skills such as grasping, which are similar to the motor deficits seen in human cerebral palsy patients.
げっ歯類を用いた小児傷害または疾病の新モデルを開発することにより、急速に神経損傷から回復するラットとマウスの両方の驚くべき能力にしばしば困難です。したがって、任意の新たな小児疾患モデルを検証するために、徹底的に細胞および分子の変化を調べることは、行動転帰と手に手を行く必要があります。多くの点で、機能的な行動回復は、治療または翻訳関連性の面で根本的な細胞の変化よりも重要な場合があります。研究者は、成人と新生児における傷害についての詳細を学ぶように、彼らの応答が非常に異なっており、両者の間に外挿することはできないことは明らかです。例えば、新生仔マウスは、神経成長因子、脳由来神経栄養因子、ニューロトロフィン3及び脊髄損傷1,2次グリア細胞株由来神経栄養因子の異なるレベルを表示します。また、新生児は、脳卒中3、Dの後、有意な血液脳関門漏出を有します末梢神経損傷4の後emonstrate皮質ニューロンの再配置、および遅延または脊髄損傷および低酸素虚血5,6次アストログリオーシスを遅らせてきました。したがって、並進小児科の研究が発達同等のモデルを使用し、それらのモデルは、分子/細胞の変化と年齢に応じた行動試験の両方で評価されることことが重要です。
毎年1000年出生(NIH):脳性麻痺(CP)が3に影響する運動障害です。 CP児は、疾患の重症度に応じて、症状や合併症の条件の範囲を示します。運動と協調の難しさは、モータの発達のマイルストーンに到達するの遅れに伴い、最も一般的な兆候です。他の徴候は、異常な筋緊張を(増加または減少のいずれか)が含まれ、細かい運動能力、歩行困難、過度のよだれや嚥下、音声遅延(NIH)を減少させました。 CPの根本的な原因はあると考えられています、または1年間の産後までの前または周産期中の酸素および/または脳への血流の欠如。さらに、炎症は、現在CPの開発における重要な要素であると考えられています。
CPの例大半は脳室周囲白質軟化症(PVL)として知られる心室、周りの白質損傷に関連しています。この神経学的特徴は、CPに至る初期の侮辱は、オリゴデンドロサイトが傷害に対して最も脆弱な脳の発達の期間中に発生したことを示唆しています。 32週の妊娠 – 人間の急速なオリゴデンドロサイトの成長の期間、オリゴデンドロサイトが傷害に最も影響を受けやすいもの期間は、24の間です。げっ歯類では、同等の期間は、出生後の日2 – 7 7、およびCPは、このモデルにおいて誘導されたときです。
ここで概説試験を実施するために使用されたCPの新生児マウスモデルは、INJを作成するために、炎症と低酸素症および虚血を兼ね備えより良い模倣人間CPで見られる神経変性ユリィ。このモデルは、人間のCP患者に似た個別の運動障害、ならびに個別の白質損傷を欠いているCPの他の動物モデルにおいて観察された主要な欠点のいくつかに対処しています。同じモデルを使用して、共同研究者による以前の研究では、このように優れたCP 8と子供に見られるPVLをエミュレートし、炎症の添加は白質の損傷を増強することを実証しました。以前のデータを踏まえ、本稿では、動物の年齢などの運動行動の変化を評価するために、新生児モータの総合テストバッテリーを提示します。
人間とげっ歯類の間で行わ行動試験は、ヒトの症状に直接関連性を持っている細胞および分子応答の間に重複がある場合ヒトの疾患を研究するための動物モデルを使用するとのみ関連します。小児疾患の研究の主な問題の一つは、多くの研究者が疾患プロセスのために重要であり得る発達の違いを考慮することなく、モデル、ならびに成体げっ歯類の行動評価を作成するために、成体げっ歯類を使用することです。 、7(7日間の齧歯類- – 32週出生後2日目に相当し28で例えば、ヒトCNSの開発)、これらの問題のため、小児疾患の利用に関する研究だけではなく、適切な調整後の発達時点があることが重要ですだけでなく、適切な運動、感覚や反射的発達行動を検討する行動試験を。それぞれの新しい新生児疾患モデルが開発されるようにこのように、厳密に携帯することを保証するために試験されなければなりませんそして、行動反応は、齧歯類とヒトの間で最も適切な翻訳可能なデータを提供します。
脳性麻痺は、大人になって存続運動障害、です。現在入手可能な脳性麻痺モデルの多くの1つの問題は、小児患者に見られる障害と相関することができ、再現、標準化された運動テストの欠如です。新生児マウスにおいて低酸素症、虚血、および炎症を組み合わせたこの新たなモデルでは、モータの動作は、新生仔マウスに特異的な一連の試験を用いて評価しました。主観性を減少させ、定量的な報告を高めるために、いくつかの試験は非常に特異的ではなく、標準化することができる措置を評価しやすい含むように修飾されています。また、フロント及び後肢評価を別々に行うことができ、右/左の差を決定することができます。テストのこの電池は、年齢の2週間まで新生仔マウスに特異的です。
このCPモデルは示しています歩行困難(歩行、後肢蹄の角度)、ならびに四肢固有の弱点(4肢のサスペンション、後肢懸垂)、および発達反射の欠損(反射を把握)。この研究において唯一の時点を調べたが、これらの障害は、時間の経過とともに追跡することができます。
そのような試験のフォックスのバッテリーや発達のマイルストーン15のHeyserの評価として、新生児に使用することができるテストの他の電池は、あります。しかし、これらのテストは、その応答新生児がまだ開発されているので、同じではないかもしれない大人に新生児を比較します。フォックスのバッテリーとHeyserのAssementテストが観察主観的な二分法との情報(yesまたはno)の評価ではなく、客観的なデータ(角度、強度などに基づいて姿勢)に依存しています。そのため、これらの試験の主観性のため、多くの科学者は、このように他の人と限界への比類のない、その結果を作り、基準を、適応追加、または削除しました特定の疾患または障害のベースライン赤字を確立するという点で、データの有用性をる。定性的および特に新生児をテストするために設計されている標準化された運動テストの一組を確立することにより、個々の研究グループからの結果を正確かつ確実に報告し、比較することができます。
The authors have nothing to disclose.
We would like to thank everyone at Shriners Hospital Pediatric Research Center, in particular Dr. Mickey Seltzer, of whom without his support, this work would not have been funded. In addition, we would like to thank Isha Srivastava, who contributed to early data collection and Amy He, who helped with the figures. This study was funded by Shriners Hospitals for Children. No funding source played a role in experimental design or decision to submit the paper for publication.
C57BL/6 mice | Charles River Laboratories | STRAIN CODE: 027 | C57BL/6NCrl is the exact strain we use |
Anesthesia Dish, PYREX™ Crystallizing Dish | Corning Life Sciences Glass | 3140125 | Capacity: 25.03 oz. (740mL); Dia. x H: 4.92 x 2.55 in. (125 x 65mm). However, any small round glass container will work. A 2 cup capacity pyrex food storage bowl with flat bottom will also work and is much cheaper (Pyrex model number: 6017399). |
Covered lead ring | Fisher Scientific | S90139C | Lead ring for stablizing flasks in a water bath. It is used inside the anesthesia dish. |
Scalpel Blade #11 | World Precision Instrucments, Inc. | 500240 | |
Small Vessel Cauterizer | Fine Science Tools | 18000-00 | |
Micro Hook | Fine Science Tools | 10064-14 | |
Vetbond Suture Glue | 3M | 1469SB | n-butyl cyanoacrylate adhesive |
Lipopolysaccharide | Sigma Life Science | L4391 | Lipopolysaccaride from e.coli 0111:B4, gamma irradiated |
12×12 inch opaque box | Acrylic Display Manufacturing: A division of Piasa Plastics | C4022 | Colored Acrylic 5-Sided Cube, 3/16" Colored Acrylic, 12"W x 12"D x 12"H; http://www.acrylicdisplaymfg.com/html/cubes_19.html |
Camera/camcorder | JVC | GC-PX100BUS | Any camcorder that works well in low light and can be imported and edited. We use the JVC GC-PX100 Full HD Everio Camcorder. |
Covidien Tendersorb™ Underpads | Kendall Healthcare Products Co | 7174 | |
WypAll L40 | Kimberly-Clark Professional | 5600 | Any surface with moderate grip will do |
Surface at 45 degree incline | We use a cardboard box. | ||
Thin wire from a pipe cleaner | Creatology | M10314420 | Any pipe cleaner from any craft store will work. |
50mL conical tube | Falcon | 352070 | |
Fiberglass Screen Wire | New York Wire www.lowes.com | 14436 | Any supplier can be used as long as their screen is 16×16 or 18×16 |
Razor blade | Fisherbrand | 12-640 | A wooden stick applicator or wooden part of a cotton-tipped swab will also work. |
OPTIX 24-in x 4-ft x 0.22-in Clear Acrylic Sheet to make Clear Acrylic Walkway | PLASKOLITE INC | 1AG2196A | Clear acrylic (1/8" thick) with sides and a top to limit exploration. We bought a sheet of acrylic from a local hardware store and had them cut it to size. (2) 2"x2"; (3) 2"x 18"; (1) 2"x15.5"; (1) 2"x3". Using clear tape, tape all sides together, with the 15.5" piece on top. Tape the 3" piece to the end of the 15.5" piece to create a flap/entryway for the mice. Alternatively, part or all of the walkway can be glued together, and only taping on the top pieces. This design will allow for the walkway to be opened for easy cleaning. |
Protractor | Westscott | ACM14371 |