The authors thank the staff of the Center for Comparative Medicine and Research (CCMR) at Dartmouth for their expert care of the mice used for these studies. The authors also acknowledge Emily Clough for her excellent administrative support.

Alle tierischen Arbeit nutzt Protokolle, die von der Institutional Animal Care und Use Committee (IACUC) bei Geisel School of Medicine an der Dartmouth überprüft und genehmigt. 1. Die Maus-Modell <ol><li> Die Induktion von TMEV-induzierte demyelinisierende Erkrankung <ol><li> Verschieben Sie die Käfige 4- bis 6-Wochen alte weibliche SJL / Jhan Mäuse aus dem Rack zu einem komfortablen Arbeitsraum enthält. Markieren die Mäuse (zB mit einer Ohrmarke oder Ohr punch) für individuelle Bewertung der klinischen und histologischen Krankheits zu ermöglichen. </li><li> Zeichnen Sie 30 ul TMEV infizieren Lager (2 × 10 6 Plaque - bildende Einheiten; PFU) in PBS in eine 29-Gauge - Insulin - Spritze und Nadel. </li><li> Bereiten Sie die Anästhesiegas-Maschine: das System überprüfen das Vorhandensein von ausreichenden Mengen an Sauerstoff und Isofluran für die Dauer des Verfahrens zu gewährleisten. </li><li> Schalten Sie den Durchflussmesser auf 1 L / min. Legen Sie das Tier in die Induktionskammer und versiegeln die Spitze. Schalten Sie die vaporizer auf 3,5% und das Tier bis zur Liege überwachen. </li><li> Nehmen Sie das Tier aus der Kammer und testen Sie die Maus durch die Fußballen Kneifen ausreichende Anästhesie zu gewährleisten. Der Mangel an Reaktion auf eine starke Prise zeigt eine ausreichende Anästhesie. </li><li> Reinigen Sie die Injektionsstelle mit 70% Isopropylalkohol. </li><li> Injizieren Sie den 30 ul TMEV infizieren Lager in die rechte Gehirnhälfte durch freihändig Injektion (Abbildung 1). Die Injektionsstelle ist etwa auf halbem Weg zwischen dem Auge und Ohr Linie und in unmittelbarer Nähe der Mittellinie. </li><li> Bringen Sie die Maus an seinen Haltekäfig einmal voll wach und mobil (in der Regel 3 bis 5 min). </li><li> Euthanize Mäusen durch Ausbluten oder Herzperfusion 3 bis 6 Monate nach TMEV-Infektion, je nach der Schnelligkeit, mit der Entwicklung der Krankheit. </li></ol></li></ol> 2. Rotarod Analyse <ol><li> Der Rotarod Vorrichtung <ol><li> Test-Mäuse vor TMEV Infektion sie mit dem vertraut zu machenMaschine und ihre normalen Ausgangs Balance Koordination und Motorsteuerung zu beurteilen. </li><li> Starten Sie das Anpassungsprotokoll auf -5 Tage nach der Infektion (dpi, dh 5 Tage vor TMEV Infektion). </li><li> Erlauben die Mäuse für mindestens 30 min vor dem Rotarod-Tests, um den Testraum zu akklimatisieren, damit sie an die Umgebung anzupassen. </li><li> Stellen Sie sicher , dass sowohl die Rotarod - Einheit und der Computer eingesteckt sind und die miteinander verbunden sind (Figur 2). </li><li> Die Rotarod mit den -5 dpi Trainingsprotokollparameter voreingestellt, wie in Tabelle 1 beschrieben. </li><li> Speichern Sie die Arbeitsdatei mit dem Datum und Identifikationsinformationen. </li><li> Bewegen Sie den Käfig der Kader enthält neben dem Rotarod aus dem Rack an einem Tisch getestet werden. Die Mäuse werden in der Regel in Trupps von 4 getestet. </li><li> Pick-up eine Maus am Schwanz und legen Sie es auf der Stange, mit Blick weg vom Bediener. Wiederholen Sie dies für den zweiten bis vierten Maus. Wenn eine Maus falls oder springt, legen Sie sie in der Spur auf dem Rotarod zurück, bis alle Mäuse in der Lage sind. Ignorieren, wenn irgendwelche Mäuse herum drehen den Bediener zu stellen. </li><li> Nach dem Laden alle Mäuse, drücken Sie die &quot;Enter&quot; Taste, um das Experiment zu starten. Beachten Sie die Timer automatisch und die Umdrehungen pro Minute (rpm) auf dem Display für jede Spur beginnen. <ol><li> Da jedes Tier von der Stange fällt, die Geschwindigkeit der Stange aufzunehmen, sowie auch die Dauer der Zeit, zu der Zeit des Falls, das Tier auf der Stange geblieben. Der Stab wird weiter drehen, bis das letzte Tier aus dem Gestänge gefallen ist. </li></ol></li><li> Nachdem alle Mäuse gefallen sind, ein Gewebe verwenden, jede fäkale Boli und Urin von der Stange zu entfernen. Das Vorhandensein von Urin und Fäkalien können die Fähigkeit der Mäuse zu greifen beeinflussen die Stange. <ol><li> Nach einer 3-min Ruhe, geben die Mäuse eine zweite und dann eine dritte Versuch. Die maximale Zeit pro Einzel Studie beträgt 240 sec. Verwalten insgesamt 3 Versuche bei jedem Testtag. </li></ol></li><li> Bringen Sie die Mäuse in ihre Heimat Käfig und bringt sie auf die Zahnstange zurück. Am Ende der experimentellen Sitzung, reinigen Sie die Rotarod mit Seife und Wasser alle Fäkalien aus der Maschine zu entfernen. </li><li> Wischen Sie die Grundplatte mit Ethanol 70%. Sprühen Sie die gesamte Maschine mit Chlordioxid nach unten zu desinfizieren. </li><li> An den Tagen , - 4, - 3, - 2 und - 1 pi, die Rotarod mit den entsprechenden Trainingsprotokollparameter voreingestellt, wie in Tabelle 1 beschrieben, und wiederholen Sie die Schritte 2.1.2 bis 2.1.12. </li><li> Nachdem die Basismaßnahmen zu erhalten, infizieren die Mäuse mit TMEV. Lassen Sie einen 6-Tage pi Erholungsphase. </li></ol></li></ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td rowspan="2"> Protokoll </td><td rowspan="2"> Testing Day </td><td rowspan="2"> Frequenz </td><td rowspan="2"> Startgeschwindigkeit (rpm) </td><td rowspan="2"> MaxSpeed ​​(rpm) </td><td> Beschleunigung </td><td> Versuche </td><td> ES I </td></tr><tr><td> (rpm / sec) </td><td> (N x sec) </td><td> (min) </td></tr><tr><td rowspan="4"> Ausbildung </td><td> - 5 dpi </td><td> 1 Tag </td><td> 1 </td><td> 12 </td><td> 01/03 </td><td> 3x240 sec </td><td> 3 </td></tr><tr><td> - 4 dpi </td><td> 1 Tag </td><td> 1 </td><td> 13 </td><td> 01/03 </td><td> 3x240 sec </td><td> 3 </td></tr><tr><td> - 3 dpi </td><td> 1 Tag </td><td> 1 </td><td> 14 </td><td> 01/03 </td><td> 3x240 sec </td><td> 3 </td></tr><tr><td> - 2; - 1 dpi </td><td> 1 Tag </td><td> 5 </td><td> 40 </td><td> 01/03 </td><td> 3x240 sec </td><td> 3 </td></tr><tr><td rowspan="2"> Experimental </td><td> Von 7 bis 50 dpi </td><td> 2 Wochen </td><td>5 </td><td> 40 </td><td> 30.05 </td><td> 3x240 sec </td><td> 3 </td></tr><tr><td> Von 51 bis 150 dpi </td><td> 1 Woche </td><td> 5 </td><td> 40 </td><td> 30.05 </td><td> 3x240 sec </td><td> 3 </td></tr></tbody></table> Tabelle 1: Rotarod Parameter im Training und experimentelle Protokolle. <ol start="2"><li> Die Rotarod experimentelles Protokoll <ol><li> Auf +7 dpi, die Rotarod mit den entsprechenden experimentellen Protokollparameter voreingestellt, wie in Tabelle 1 beschrieben. Wiederholen Sie die Schritte 2.1.2 bis 2.1.10. </li><li> Am Ende der Studie # 3, jede Maus wiegen und eine Notiz des Körpergewichts auf dem Datenblatt zu machen. Reinigen und desinfizieren Sie die Rotarod gemäß Schritt 2.1.11 und 2.1.12. </li><li> Testen der Mäuse zweimal pro Woche für die folgenden 6 Wochen, wie oben beschrieben. Nach 6 Wochen (in denen die Mäuse wahrscheinlich eine Plateauphase erreicht haben) 8,9, testen Sie die Mäuse einmal pro Woche mit der gleichen Experimental-Protokoll. Die tatsächliche Testprotokoll dauert im Durchschnitt 150 Tage, abhängig von dem spezifischen Krankheitsverlauf. </li></ol></li><li> Neurologische Funktions Index <ol><li> Exportieren Sie die Rohdaten in ein Tabellenkalkulationsdatei und die Ergebnisse zu analysieren. </li><li> Express - Daten als Laufzeit (3A): Dies ist die normale Laufzeit plus die passive Rotationszeit minus der Drehverzögerungszeit (Tabelle 2) 10. Berechnen Sie die mittlere Zeit der drei Versuche pro Tag ausgeführt wird. </li><li> Express die Daten als neurologische Funktions Index (NFI, 3B). <ol><li> Berechnen Sie die Basisleistung Schwelle jeder einzelnen Maus. Die Baseline - Performance - Grenzwert wird als Mittelwert aller Laufzeiten von Tag + 15 bis + 45 pi 6,7 bestimmt. </li><li> Berechnen Sie die NFI als Mittelwert der drei letzten Mal durchschnittliche Lauf dividiert durch die Basisleistungsschwelle dieser spezifischen Maus 6,7 &lt;/ Sup&gt;. HINWEIS: Wenn die Laufzeiten für eine Maus am Tag getestet + 72, + 76 und + 79 pi sind 55 sec, 45 sec und 50 sec, und der Basiszeit für die gleiche Maus betrug 135 sec, die NFI für die Maus auf +79 dpi wird [(45 + 50 + 55) / 3] / 135 oder 0,37. </li></ol></li><li> Express die Daten als ein bereinigtes NFI (adjNFI; 3C): die LFI - Daten von einer Bevölkerung Wert für den einzigen Experiment einzustellen. <ol><li> Berechnen Sie die adjNFI durch die NFI-Wert durch die durchschnittliche NFI von der scheinbehandelten Gruppe an diesem bestimmten Tag erhalten zu teilen. </li></ol></li></ol></li></ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Begriff </td><td> Definition </td></tr><tr><td> Normale Laufzeit </td><td> Die Gesamtzeit , die Maus auf dem rotierenden Stab aktiv ausgeführt damit verbringt, das heißt, die Latenz zu fallen. </td></tr><tr><td> Passive Drehzeit </td><td> die aBerg der Zeit hat sich die Maus auf dem Stab in der passiven Rotationsmodus geblieben. </td></tr><tr><td> Rotation Verzögerungszeit </td><td> Die Menge an Zeit, die Maus auf der Stange während der passiven Rotationsmodus bleibt </td></tr><tr><td> Passive Rotationsmodus </td><td> Wenn packt die Maus, um die Stange und dreht sich ohne ambulate zu müssen. </td></tr><tr><td> Gesamtsitzungszeit </td><td> Gesamtzeit bleibt die Maus auf dem rotierenden Stab während der Sitzung. </td></tr><tr><td> Basisleistung </td><td> Anschädigung Motorleistung die minimale Leistungsschwelle zu bestimmen, beurteilt. </td></tr><tr><td> Neurologische Funktionsindex (NFI) </td><td> Klinischer Index, der jede Maus Motorleistung vergleicht, das heißt, Laufzeit, zu jeder Zeit auf seine Höchstleistung. </td></tr><tr><td> Das bereinigte neurologische Funktionsindex (adjNFI) </td><td> Wenn ein Normalisierungsprozess angewendet LFI-Daten von einer Bevölkerung Wert einzustellen fürdie einzigen Experiment. </td></tr><tr><td> Bevölkerung Wert </td><td> Durchschnittliche NFI Wert durch die scheinbehandelte Gruppe an einem bestimmten Tag erhalten. </td></tr></tbody></table> Tabelle 2: Definitionen der Rotarod Parameter Angenommen neurologische Beeinträchtigung zu beziffern.

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The authors have nothing to disclose.

Trotz einiger Einschränkungen stellt die Rotarod Performance-Test ein wichtiges Instrument der motorischen Funktion und Dysfunktion in TMEV-IDD sowie die Wirkung von pharmakologischen Interventionen auf Behinderungsprogression bei Mäusen für die Beurteilung. Der Rotarod Test wurde zum ersten Mal für die Messung neurologische Defizite bei Nagern 11 im Jahr 1957 als ein Werkzeug beschrieben. Nagetiere haben auf einem rotierenden Stab zu gehen, mit Drehgeschwindigkeit zu erhöhen und versuchen, auf den Boden zu fallen. Die Latenzzeit wird fallen aufgezeichnet und als quantitatives Endpunkt für die motorische Funktion verwendet: Je mehr neurologische Beeinträchtigung der Tiere haben, desto schneller fallen sie weg von der Stange. Der klare Vorteil dieses Tests gegenüber den herkömmlichen visuellen Scoring - Systeme ist , dass es eine objektive Variable erzeugt , die für statistische Zwecke verwendet werden können , um die Auswirkungen von Therapien und experimentellen Verfahren auf Behinderungsprogression 3 zu quantifizieren. Die optische Bonitur Systeme wie das Aufrichten reflex Test könnte als eine einfachere und schnellere bevorzugt werden, um Testbewegungsfähigkeiten bei Mäusen zu bewerten. Allerdings fehlen diese Systeme die Genauigkeit einer quantitativen Test, wie die Rotarod Performance-Test, und sie sollten daher nicht verwendet werden, um die Naturgeschichte oder phänotypische Veränderungen von Mäusen mit milden und progressive neurologische Beeinträchtigung zu überwachen. Auf der anderen Seite, visuelle Tests wie der aufrichtenden Reflex-Test besonders an Mäuse angepasst, die zu jung sind, oder auch auf der betroffenen Rotarod getestet werden. Um verzerrtes Beurteilungen der Rotarod - Test zu vermeiden, sind die Testparameter (dh, die Größe, die Geschwindigkeit und Beschleunigung der Drehstange; Menge an Trainings dem Tier gegeben, und endgültige Datenverarbeitung) müssen sorgfältig 3 repliziert werden. Heute ist die Rotarod Performance-Test ist nach wie vor die am häufigsten verwendete Motor Verhaltenstest, doch gibt es wenig Konsens über die ideale Testparameter optimale Ergebnisse zu erzielen. Wir haben gefundenStudien mit TMEV-IDD - Mäuse , die Stangendurchmesser von 1,18 bis 1,6 in verwendet. (3 bis 4 cm) 12,13, Festgeschwindigkeitsraten von 5 bis 10 rpm 12,13 und Beschleunigungsraten von 5 bis 10 U / min 14.12. Es ist jedoch nicht bekannt, ob die Rückschlüsse auf neurologische Unterschiede zu anderen Testbedingungen zu verallgemeinern würde. Das vorliegende Protokoll bietet Empfehlungen spezifischer Testparameter, die optimiert wurden und eignen sich somit für progressive neurologische Behinderungen bei der TMEV-IDD Mausmodell der MS Untersuchung der Rotarod-Test. Insbesondere vor bei Mäusen auf einem Rotarod Motorik Studie einsteigen, es, dass eine Anzahl von potentiell wichtigen Faktoren empfohlen wird-unter anderem Basisleistung und passive rotations betrachtet. Erstens, in Bezug auf Basisleistung: ausgeübt und nicht - infizierte Mäuse verbessern ihre Motorleistung im Laufe der Zeit schließlich ein stabiles Plateau über mehrere Tage oder Wochen 8,9 erreicht. Dies ist the Ergebnis der normalen Prozess des motorischen Lernens. Jedoch ist diese Verbesserung nicht permanent, und wenn Mäuse für mehrere Tage ungeübten gelassen, ihre Motorleistung auf dem rotierenden Stab fällt schnell 9. Daher ist eine Basisleistungsbestimmung entscheidend zwischen Motor Lernen und tatsächlichen Wiederherstellung nach einer therapeutischen Intervention, sowie zwischen einer physiologischen Motorleistungsverlust und Verschlechterung aufgrund eines experimentellen Verfahrens zu unterscheiden. Unsere verbesserte Rotarod - Protokoll erwartet TMEV-IDD Mäuse von + 15 bis + 45 dpi (dh, zwischen der akuten Encephalitis zu trainieren, die innerhalb von + auftritt 3 bis + 12 dpi und späten chronische demyelinisierende Erkrankung, die von + 30 entwickelt , um + 40 dpi) 15. Dies ermöglicht die Bewertung der Motorleistung als Folge der fortschreitenden Myelinverlust und schließt somit keine Defizite aufgrund der frühen encephalitis beiträgt. Idealerweise sollte die Rotarod Ausbildung vor werden durchgeführt, umInduktion der Krankheit. Um jedoch eine chronische Infektion des ZNS, SJL - Mäuse zu entwickeln , haben die mit dem Virus vor der 7. Woche alt 16 injiziert werden. Da es , dass das Alter der Tiere im allgemeinen angenommen , daß die Rotarod - Test durchgeführt werden kann , auf 17 8 bis 26 Wochen, ein effektives Training nicht vor TMEV - Infektion in Mäusen durchgeführt werden kann. Ausbildung und Baseline-Performance Evaluation sind auch wichtig, um die Wirkung von geringer Motivation, niedrige basale Leistung und niedrigen Lernfähigkeiten auszuschließen. Jedes Tier unterschiedlich ist, und diese Unterschiede müssen in einer Motorleistungsbewertung berücksichtigt werden. Dies wird am besten abgeholfen, indem eine Basisleistung normalisierten Index verwendet, der auch als NFI bekannt. Dieser Index berücksichtigt auch Leistungsschwankungen, die bei Mäusen während der verschiedenen Testsitzungen beobachtet werden könnten. Performance-Variabilität ist ein häufiges Problem in Verhaltenstests, vor allem aufgrund von Faktoren außerhalb des VersuchsProtokoll, wie zum Beispiel geringe Motivation und Erfahrungen aus der Vergangenheit des Tieres. Die mittlere Zeit für die letzten drei Zeitpunkte jeder Maus ausgeführt liefert eine Schätzung der mittleren Tendenz der Verteilung, die erwartet wird, wenn die Leistung stabil bleibt. Diese Konten für Tag zu Tag die individuelle Leistung Variabilität. Schwere neurologische Behinderung wird dann von NFI-Werte von weniger als oder gleich 0,3 ist, definiert, während relativ unbeeinflußt Mäusen erzielt werden mit NFI-Werte größer als oder gleich 0,7. Leider funktioniert diese Strategie das Problem nicht vollständig entfernen, die motivationale Veränderungen könnte die Motorleistung beeinflussen. Um dieses Problem zu lösen, Mäuse können mit dem Zusatz von speziellen motivierende Features, wie mild Nahrungsentzug vor dem Training oder erhöhte Angst vor Stürzen durch einstellbare Fallhöhen von 17,5 bis 23,5 in. (44,5 bis 60 cm) trainiert werden. Zweitens, in Bezug auf passive Rotationen oder Looping: vielleicht die wichtigste Bedrohung für die validity von Rotarod Daten ist das Auftreten von passive Rotationen , die entstehen , wenn die Maus auf klammern und drehen kann passiv wie die Stange 18 dreht. Obwohl passive Rotation auf der Rotarod, vor allem bei Mäusen beobachtet, erlebt die motorische Koordination Probleme, diese Bewältigungsverhalten führen kann den Stab Ende abfällt, was falsch ein Fehlen von motorischen Defiziten hindeuten würde. Daher ist eine Sekundärmaßnahme der gestörten motorischen Koordination, die in der Datenanalyse in Betracht gezogen werden sollte, ist die Zählung der Anzahl von Malen der Maus um die Stange dreht, ohne herunterzufallen. Auch wird passive Rotation stark von Aufgabenparameter wie Durchmesser, Geschwindigkeit und Beschleunigungsgrad der Stange 18 beeinflusst. Es sind keine perfekten Lösungen für das Risiko der passive Rotation verringern, aber der mögliche Auflösung kann mit einem größeren Durchmesser (dh 1,18 bis 3,15 in. (3 bis 8 cm)) oder weniger ausgeprägte Rippen die Verwendung einer Stange sein, um leicht den Griff der Maus zu reduzieren. &lt;/ P&gt; Eine Begrenzung der Rotarod Leistungsprüfung ist, dass der Motor Beurteilung auf eine kurze Beobachtungszeit begrenzt ist. Darüber hinaus das Ergebnis der Verhaltenstests Prüfung zu verschiedenen Zeitpunkten in der Hell-Dunkel - Zyklus kann 19 ändern. So, um diese Probleme zu überwinden, mehrere Unternehmen entwickeln innovative Heimkäfig Analysesysteme, die 24/7 Überwachung von Nagetier Verhalten liefern. Diese Überwachungssysteme stellen sicher die neuesten und spannendsten Technologie, die bei Nagetieren Verhaltensforschung, sind aber immer noch extrem teuer und nicht immer zugänglich zu Forschungslabors. Zusammenfassend ist die Rotarod Performance-Test eine relativ einfache, kostengünstige und gut charakterisierte Test für Langzeitauswertung für neurologische Behinderungen bei TMEV-IDD, einem murinen Modell der progressive MS. Der Vorteil dieses Tests gegenüber den herkömmlichen klinischen Symptome Score-Systeme ist, dass sie ein objektives variable erzeugt zu quantify die Auswirkungen verschiedener Medikamente, Bedingungen und Verfahren für die Motorfunktion. Aufgrund der Robustheit der Rotarod Performance-Test, indem Sie ein paar einfache Vorsichtsmaßnahmen anwenden, wie oben beschrieben, stellt dieses Verfahren eine Basislinie, gegen die zu bewerten (1) die Relevanz der TMEV-IDD-Maus-Modell zu progredienter MS und (2) ihre Nützlichkeit zum testen von Therapien bei der Behandlung von progressiven neurologischen Erkrankungen wie MS abzielen.

Theiler des Murine Encephalomyelitis Virus (TMEV) ist ein neurotropen einzelsträngige RNA-Virus, das das murine zentralen Nervensystems persistent infiziert (CNS). Bei anfälligen Mäusen eine Infektion mit TMEV verursacht eine immunvermittelte, chronische progressive demyelinisierende Krankheit, bekannt als TMEV-induzierte demyelinisierende Erkrankung (TMEV-IDD). Experimentelle Infektion von Mäusen nimmt einen Krankheitsverlauf, dass bei der progressiven Formen der Multiplen Sklerose (MS) gesehen ähnelt. der akuten Phase und der chronischen Phase: TMEV-IDD wird durch zwei unterschiedliche Phasen gekennzeichnet. Die akute Phase ist eine milde, in der Regel subklinischen Enzephalitis 1,2. Der zweite, der chronischen Phase, etwa einen Monat nach der Infektion beginnt, besteht aus einer langsam fortschreitende Behinderung durch Demyelinisierung gekennzeichnet, Entzündung und axonalen Schädigung 1,2. Die Schwäche in Mäusen beobachtet, die mit Spastik und gelegentlich schwere tonische Krämpfe. Da es derzeit keine medications den progressiven Behinderung bei Patienten zu verbessern, sind die Forscher besonders angezogen von TMEV-IDD, die für die Überwachung der Auswirkungen von disease modifying Drogen auf den Krankheitsverlauf eines optimalen Tiermodell darstellt. bei Mäusen als auch bei MS-Patienten jedoch erfordert die Überwachung des Fortschreitens der Behinderung eine kontinuierliche klinische Beobachtung über längere Zeiträume. Bei Mäusen kann die Langzeitüberwachung für Behinderungsprogression mit dem Rotarod Leistungstest durchgeführt werden. Die Rotarod Performance-Test ist ein Standard-Verhaltenstest, der Motor-assoziierten Funktionen wie Koordination, Gleichgewicht und Müdigkeit bei Nagern auswertet. Die Mäuse haben ihr Gleichgewicht auf einer Drehstange zu halten, die unter ständiger Beschleunigung dreht; die Zeit, die Latenz zu fallen aus dieser Stab aufgezeichnet wird. Tiere, die mit neurologischen Störungen sind nicht in der Lage auf dem rotierenden Stab solange Kontrollen zu bleiben, und sie normalerweise abfallen, wenn die Drehzahl übersteigt ihreMotorleistung. Je mehr neurologische Beeinträchtigung der Tiere haben, fallen je früher sie von der Stange, und je kürzer die Zeit Latenz ist. Der Vorteil der Rotarod - Test gegenüber den traditionellen optische Bonitur Systemen ist , dass es ein Ziel erzeugt, messbare variabler die Zeit latenz die letztlich für statistische Analysen verwendet werden können , um die Auswirkungen von Therapien und experimentellen Verfahren 3 zu quantifizieren. Im Labor für Neuroimmunologie (LONI) in Dartmouth, Mäuse zu einem Anpassungsprotokoll unterzogen werden, wo sie vor der TMEV Infektion, um sie mit der Maschine vertraut zu machen getestet und ihre normalen &quot;Baseline&quot; Balance Koordination und Motorsteuerung zu bewerten 4, 5. Sobald der Basislinie festgelegt wird, und die Mäuse werden mit TMEV infiziert, werden sie einmal oder zweimal pro Woche über einen Zeitraum von mehreren Monaten getestet. Die eigentliche Testprotokoll dauert durchschnittlich 150 Tage, so dass eine Beurteilung ermöglichender Rückgang der Balance, Koordination und Motorsteuerung über den gesamten Verlauf der demyelinisierende Erkrankung. Mehrere hundert TMEV-IDD und scheinbehandelten Mäuse wurden bisher für neurologische Dysfunktion bei Dartmouth getestet. Diese Mäuse hatten verschiedene immunmodulatorische Behandlungen erhielten, aber keine pharmakologischen Wirkstoff gefunden wurde in Lindern Behinderungsprogression 6,7 wirksam zu sein. Der vorliegende Artikel und die damit verbundene Protokoll beschreibt, wie die schrittweise von TMEV-IDD Mäuse zeigten neurologische Beeinträchtigung zu charakterisieren. Insbesondere auf das Protokoll bietet Empfehlungen spezifischer Testparameter glaubte für die Untersuchung neurologische Behinderungen bei TMEV-IDD-Mäuse im Allgemeinen geeignet sein, die Rotarod-Test. Dieses Verfahren stellt eine Basislinie, gegen die zur Beurteilung (1) die Relevanz dieses Mausmodell progressive MS und (2) ihre Nützlichkeit für Therapien bei der Behandlung von progressiven neurologischen Erkrankungen wie MS Ziel zu testen. Offensichtlich ist dieRotarod Leistungsprüfung und die aktuelle optimierte Testparameter und das Protokoll sind nicht nur nützlich bei progressive neurologische Behinderungen bei der TMEV-IDD-Maus-Modell zu erfassen, sondern sind auch nützlich bei der Beeinträchtigungen in anderen Virus-induzierten und / oder genetischen Mausmodellen von neurodegenerativen Erkrankungen aufzudecken.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="636">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Mice SJL/JCrHsd 4 to 6 week old</td>
			<td style="width:83px;">Envigo</td>
			<td style="width:119px;">#052</td>
			<td style="width:219px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">TMEV virus stock</td>
			<td style="width:83px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Isoflurane vaporizer</td>
			<td style="width:83px;">Harvard Apparatus</td>
			<td style="width:119px;">#340471</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Insulin Syringes U- 100 29g x 0.5cc</td>
			<td style="width:83px;">BD</td>
			<td style="width:119px;">#328203</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Rotamex-5 4 Lane Rota-Rod for Mice with RS-232 and Software</td>
			<td style="width:83px;">Columbus Instruments</td>
			<td style="width:119px;">#0890M</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring progressive neurological disability in a mouse model of multiple sclerosis

After intracerebral infection with the Theiler's Murine Encephalomyelitis Virus (TMEV), susceptible SJL mice develop a chronic-progressive demyelinating disease, with clinical features similar to the progressive forms of multiple sclerosis (MS). The mice show progressive disability with loss of motor and sensory functions, which can be assessed with multiple apparatuses and protocols. Among them, the Rotarod performance test is a very common behavioral test, its advantage being that it provides objective measurements, but it is often used assuming that it is straightforward and simple. In contrast to visual scoring systems used in some models of MS, which are highly subjective, the Rotarod test generates an objective, measurable, continuous variable (i.e., length of time), allowing almost perfect inter-rater concordances. However, inter-laboratory reliability is only achieved if the various testing parameters are replicated. In this manuscript, recommendations of specific testing parameters, such as size, speed, and acceleration of the rod; amount of training given to the animals; and data processing, are presented for the Rotarod test.

Das Ziel dieser repräsentativen Experiment war die neurologische Behinderung durch die Daniels (DA) Stamm und BEAN Stamm von TMEV induziert zu vergleichen. Für die Zwecke der vorliegenden Studie wurde eine Gruppe von 32 weiblichen SJL-Mäuse wurden infiziert intracranial mit TMEV, entweder die DA-Stamm (n = 16) oder die BEAN-Stamm (n = 16), und ihre klinischen Symptome wurden im Laufe der Zeit überwacht. Eine weitere Gruppe von 20 Mäusen wurde Schein behandelt (dh wurde Kochsalzlösung injiziert intracranial) und diente als Kontrollgruppe. Die Rotarod Performance-Test wurde verwendet, um die chronische Krankheitsprogression bei TMEV-infizierten Mäusen und Scheinkontrollen zu bewerten. Mäuse wurden einzeln Ohr markiert und einer der Anpassungsprotokoll täglich in der Woche vor der Injektion von TMEV und dann dem eigentlichen Testprotokoll, der 125 Tage dauerte. Für jeden Testtag, der Laufzeit, wie die Länge von ti definiertme die Maus blieb auf dem Stab wurde individuell für jede Maus als Mittelwert der 3 Versuche für diesen Tag gespeichert. Rotarod Daten wird auch als NFI und als Schein-normalisierte adjNFI ausgedrückt. Wie in 3A gezeigt, eine Infektion mit TMEV negativ beeinflusst die Laufzeiten der Mäuse. Eine wiederholte Maßnahmen Zweiweg-ANOVA ergab eine signifikante Wirkung von TMEV - Infektion (F = 56,76, p &lt;0,0001) als auch einen signifikanten Effekt der Zeit (F = 3,26, p &lt;0,0001) , und einen Zeitbehandlung Interaktion (F = 8,065, p &lt;0,0001). Die folgenden Dunnett-Mehrfachvergleichstest zeigte , dass beide Gruppen von TMEV-infizierten Mäusen als die sham - Mäusen signifikant niedriger NFI - Werte hatten (p ≤ 0,01; 3B). Der Unterschied war statistisch signifikant bei Tag beginnend + 61 pi bis zum Ende des Follow-up (3B). Es gab keinen Unterschied comparing Behinderungsprogression bei Mäusen mit dem BEAN - Stamm infiziert und infiziert solche mit dem DA - Stamm zu allen Zeitpunkten (p&gt; 0,5; 3C). <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/54616/54616fig1.jpg" /> Abb . 1: intrakranielle Injektion intrakranielle Injektionen ausführen zu können , ist die Maus Gas betäubt und auf einer festen Oberfläche zurückgehalten. Bis zu 30 &amp; mgr; l werden sicher in das Gehirn der Maus injiziert. Die Injektionsstelle ist etwa auf halbem Weg zwischen dem Auge und Ohr Linie und in unmittelbarer Nähe der Mittellinie. Eine 30 G - Nadel durchbohrt direkt auf den Schädel und eine Insulinspritze ist günstig , die Nadel zu verhindern , die sich von zu tief in das Gehirn eingesetzt. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54616/54616fig1large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54616/54616fig1large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Abbildung 2:. Die Rotarod Apparatur Die Rotarod Test ist ein Standard - Neuropsychologische Test , bei dem Mäuse trainiert sind auf einem rotierenden Stab zu laufen und sind mit Zeit, wie lange sie auf der Stange bleiben kann , wie es langsam beschleunigt. Der Stab wird über einem Kabinenboden suspendiert und Mäusen versuchen natürlich auf dem Stab zu bleiben, zu Boden zu fallen. Der Tropfen von der Stange an der Basis des Instruments verursacht keine Schädigung der Mäuse. A) A Standard Rotarod Vorrichtung eines motorgetriebenen Stange besteht mit konstanter oder Beschleunigungsgeschwindigkeiten. B) Panels teilen die Stange in getrennte Bahnen, die jeweils geeignet für ein einzelnes Tier. Eine Gesamtzahl von 4 Mäuse können bei jedem Versuch. C getestet werden) Der Stab ist 1.18 in. (Ca. 3 cm) im Durchmesser, und seine Oberfläche ist geriffelt, so dass die Mäuse besser in den Griff zu bekommen. Der Fall der Maus wird gerade von einem Fotostrahl verfolgt, dasszeichnet automatisch die Menge an Zeit auf der Stange aufgewendet. Die experimentellen Daten in einem Computer aufgezeichnet wird , nachdem die Mäuse wurden alle von der Stange gefallen. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54616/54616fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54616/54616fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/54616/54616fig3.jpg" /> Abbildung 3:. Rotarod Performance Test in TMEV-infizierten Mäusen und Sham-Kontrollen Der Rotarod Test wurde durchgeführt , die motorische Funktion der Schein, der DA-infizierten und bohnen infizierten Mäusen zu messen. Neben der Laufzeit (sec) (A) wurden Rotarod Daten auch als eine neurologische Funktionsindex (NFI) (B) ausgedrückt wird , und ein Schein normalisierten eingestellten NFI (adjNFI) (C). Die Latenzzeit fallen von einem Beschleunigungs Rotarod wurde in drei Versuchen pro Tag gemessen. Die Daten werden als Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwerts (SEM) dargestellt. Blue Kreis, n = 16 bohnen infizierten Mäusen; rote Quadrate, n = 16 DA-infizierten Mäusen; schwarze Dreiecke, n = 20 scheinbehandelten Kontrollen. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54616/54616fig3large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54616/54616fig3large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

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Measuring Progressive Neurological Disability in a Mouse Model of Multiple Sclerosis

An optimized testing protocol is presented in this paper for the Rotarod performance test, used for measuring progressive neurological disability in TMEV-infected mice.

Mess Progressive neurologische Behinderungen in einem Mausmodell der Multiplen Sklerose

After intracerebral infection with the Theiler's Murine Encephalomyelitis Virus (TMEV), susceptible SJL mice develop a chronic-progressive demyelinating ...

measuring-progressive-neurological-disability-mouse-model-multiple

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

10.9K Aufrufe.  Geisel School of Medicine at Dartmouth. An optimized testing protocol is presented in this paper for the Rotarod performance test, used for measuring progressive neurological disability in TMEV-infected mice. 

Serie: Measuring Progressive Neurological Disability in a Mouse Model of Multiple Sclerosis

Multiple-mouse Neuroanatomical Magnetic Resonance Imaging

The field of mouse phenotyping with magnetic resonance imaging (MRI) is rapidly growing, motivated by the need for improved tools for characterizing and evaluating mouse models of human disease. MRI is an excellent modality for investigating genetically altered animals. It is capable of whole brain coverage, can be used in vivo, and provides multiple contrast mechanisms for investigating different aspects of neuranatomy and physiology. The advent of high-field scanners along with the ability to scan multiple mice simultaneously allows for rapid phenotyping of novel mutations.
Effective mouse MRI studies require attention to many aspects of experiment design. In this article, we will describe general methods to acquire quality images for mouse phenotyping using a system that images mice concurrently in shielded transmit/receive radio frequency (RF) coils in a common magnet (Bock et al., 2003). We focus particularly on anatomical phenotyping, an important and accessible application that has shown a high potential for impact in many mouse models at our imaging centre. Before we can provide the detailed steps to acquire such images, there are important practical considerations for both in vivo brain imaging (Dazai et al., 2004) and ex vivo brain imaging (Spring et al., 2007) that should be noted. These are discussed below.

Magnetic resonance imaging (MRI) has become an increasingly popular tool for examining the phenotype of genetically altered mice. This article illustrates the methods necessary to achieve high-throughput phenotyping of genetically altered mice using multiple-mouse MRI.

Multiple-Maus Neuroanatomische Magnetic Resonance Imaging

The field of mouse phenotyping with magnetic resonance imaging (MRI) is rapidly growing, motivated by the need for improved tools for characterizing and ...

Forschung

Neurowissenschaften

Quantitative Analysis of Climbing Defects in a Drosophila Model of Neurodegenerative Disorders

Locomotive defects resulting from neurodegenerative disorders can be a late onset symptom of disease, following years of subclinical degeneration, and thus current therapeutic treatment strategies are not curative. Through the use of whole exome sequencing, an increasing number of genes have been identified to play a role in human locomotion. Despite identifying these genes, it is not known how these genes are crucial to normal locomotive functioning. Therefore, a reliable assay, which utilizes model organisms to elucidate the role of these genes in order to identify novel targets of therapeutic interest, is needed more than ever. We have designed a sensitized version of the negative geotaxis assay that allows for the detection of milder defects earlier and has the ability to evaluate these defects over time. The assay is performed in a glass graduated cylinder, which is sealed with a wax barrier film. By increasing the threshold distance to be climbed to 17.5 cm and increasing the experiment duration to 2 min&#160;we have observed a greater sensitivity in detecting mild mobility dysfunctions. The assay is cost effective and does not require extensive training to obtain highly reproducible results. This makes it an excellent technique for screening candidate drugs in Drosophila mutants with locomotion defects.

We present an optimized inexpensive and reliable negative geotaxis assay in Drosophila melanogaster as a model for neurodegenerative disorders. Being more sensitive to mild locomotor defects, this assay will help screen for potential genetic interactions and drug targets.

Quantitative Analyse der Kletter Defekte in einem Drosophila Modell von neurodegenerativen Erkrankungen

Locomotive defects resulting from neurodegenerative disorders can be a late onset symptom of disease, following years of subclinical degeneration, and ...

Measuring Synaptic Vesicle Endocytosis in Cultured Hippocampal Neurons

During endocytosis, fused synaptic vesicles are retrieved at nerve terminals, allowing for vesicle recycling and thus the maintenance of synaptic transmission during repetitive nerve firing. Impaired endocytosis in pathological conditions leads to decreases in synaptic strength and brain functions. Here, we describe methods used to measure synaptic vesicle endocytosis at the mammalian hippocampal synapse in neuronal culture. We monitored synaptic vesicle protein endocytosis by fusing a synaptic vesicular membrane protein, including synaptophysin and VAMP2/synaptobrevin, at the vesicular lumenal side, with pHluorin, a pH-sensitive green fluorescent protein that increases its fluorescence intensity as the pH increases. During exocytosis, vesicular lumen pH increases, whereas during endocytosis vesicular lumen pH is re-acidified. Thus, an increase of pHluorin fluorescence intensity indicates fusion, whereas a decrease indicates endocytosis of the labelled synaptic vesicle protein. In addition to using the pHluorin imaging method to record endocytosis, we monitored vesicular membrane endocytosis by electron microscopy (EM) measurements of Horseradish peroxidase (HRP) uptake by vesicles. Finally, we monitored the formation of nerve terminal membrane pits at various times after high potassium-induced depolarization. The time course of HRP uptake and membrane pit formation indicates the time course of endocytosis.

Synaptic vesicle endocytosis is detected by light microscopy of pHluorin fused with synaptic vesicle protein and by electron microscopy of vesicle uptake.

Messung der synaptischen Vesikel Endozytose in kultivierten Hippocampal Neuronen

During endocytosis, fused synaptic vesicles are retrieved at nerve terminals, allowing for vesicle recycling and thus the maintenance of synaptic ...

Establishing Mouse Models for Zika Virus-induced Neurological Disorders Using Intracerebral Injection Strategies: Embryonic, Neonatal, and Adult

The Zika virus (ZIKV) is a flavivirus currently endemic in North, Central, and South America. It is now established that the ZIKV can cause microcephaly and additional brain abnormalities. However, the mechanism underlying the pathogenesis of ZIKV in the developing brain remains unclear. Intracerebral surgical methods are frequently used in neuroscience research to address questions about both normal and abnormal brain development and brain function. This protocol utilizes classical surgical techniques and describes methods that allow one to model ZIKV-associated human neurological disease in the mouse nervous system. While direct brain inoculation does not model the normal mode of virus transmission, the method allows investigators to ask targeted questions concerning the consequence after ZIKV infection of the developing brain. This protocol describes embryonic, neonatal, and adult stages of intraventricular inoculation of ZIKV. Once mastered, this method can become a straightforward and reproducible technique that only takes a few hours to perform.

Here we describe a method for establishing a model of Zika virus-induced microcephaly in mouse. This protocol includes methods for embryonic, neonatal, and adult-stage intracerebral inoculation of the Zika virus.

Mausmodelle für Zika-Virus-induzierte neurologische Erkrankungen mit intrazerebrale Injektion Strategien etablieren: embryonale, Neugeborene und Erwachsene

The Zika virus (ZIKV) is a flavivirus currently endemic in North, Central, and South America. It is now established that the ZIKV can cause microcephaly ...

Simultaneous Cryosectioning of Multiple Rodent Brains

Histology and immunohistochemistry are routine methods of analysis to visualize microscopic anatomy and localize proteins within biological tissue. In neuroscience, as well as a plethora of other scientific fields, these techniques are used. Immunohistochemistry can be done on slide mounted tissue or free-floating sections. Preparing slide-mounted samples is a time intensive process. The following protocol for a technique, called the Megabrain, reduced the time taken to cryosection and mount brain tissue by up to 90% by combining multiple brains into a single frozen block. Furthermore, this technique reduced variability seen between staining rounds, in a large histochemical study. The current technique has been optimized for using rodent brain tissue in downstream immunohistochemical analyses; however, it can be applied to different scientific fields that use cryosectioning.

Here, we present a protocol to freeze and section brain tissue from multiple animals as a timesaving alternative to processing single brains. This reduces staining variability during immunohistochemistry and reduces time cryosectioning and imaging.

Gleichzeitige Kryoschneiden mehrere Nagetier Gehirne

Histology and immunohistochemistry are routine methods of analysis to visualize microscopic anatomy and localize proteins within biological tissue. In ...

Lipidomics and Transcriptomics in Neurological Diseases

Lipids serve as the primary interface to brain insults or stimuli conducive to neurological diseases and are a reservoir for the synthesis of lipids with various signaling or ligand function that can underscore the onset and progression of diseases. Often changing at the presymptomatic level, lipids are an emerging source of drug targets and biomarkers. Many neurological diseases exhibit neuroinflammation, neurodegeneration, and neuronal excitability as common hallmarks, partly modulated by specific lipid signaling systems. The interdependence and interrelation of synthesis of various lipids prompts a multilipid, multienzyme, and multireceptor analysis in order to derive the commonalities and specificities of neurological contexts and to expedite the unravelling of mechanistic aspects of disease onset and progression. Ascribing lipid roles to distinct brain regions advances the determination of lipid molecular phenotype and morphology associated with a neurological disease.
Presented here is a modular protocol suitable for the analysis of membrane lipids and downstream lipid signals along with mRNA of enzymes and mediators underlying their functionality, extracted from discrete brain regions that are relevant for a particular neurological disease and/or condition. To ensure accurate comparative lipidomic profiling, the workflows and operating criteria were optimized and standardized for: i) brain sampling and dissection of regions of interest, ii) co-extraction of multiple lipid signals and membrane lipids, iii) dual lipid/mRNA extraction, iv) quantification by liquid chromatography multiple reaction monitoring (LC/MRM), and v) standard mRNA profiling. This workflow is amenable for the low tissue amounts obtained by sampling of the functionally discrete brain subregions (i.e. by brain punching), thus preventing bias in multimolecular analysis due to tissue heterogeneity and/or animal variability. To reveal peripheral consequences of neurological diseases and establish translational molecular readouts of neurological disease states, peripheral organ sampling, processing, and their subsequent lipidomic analysis, as well as plasma lipidomics, are also pursued and described. The protocol is demonstrated on an acute epilepsy mouse model.

This article presents a modular protocol for tissue lipidomics and transcriptomics, and plasma lipidomics in neurological disease mouse models targeting lipids underlying inflammation and neuronal activity, membrane lipids, downstream messengers, and mRNA-encoding enzymes/receptors underlying lipid function. Sampling, sample processing, extraction, and quantification procedures are outlined.

Lipidomik und Transkriptomik bei neurologischen Erkrankungen

Lipids serve as the primary interface to brain insults or stimuli conducive to neurological diseases and are a reservoir for the synthesis of lipids with ...

Comprehensive Autopsy Program for Individuals with Multiple Sclerosis

We describe a rapid tissue donation program for individuals with multiple sclerosis (MS) that requires scientists and technicians to be on-call 24/7, 365 days a year. Participants consent to donate their brain and spinal cord. Most patients were followed by neurologists at the Cleveland Clinic Mellen Center for MS Treatment and Research. Their clinical courses and neurological disabilities are well-characterized. Soon after death, the body is transported to the MS Imaging Center, where the brain is scanned in situ by 3 T magnetic resonance imaging (MRI). The body is then transferred to the autopsy room, where the brain and spinal cord are removed. The brain is divided into two hemispheres. One hemisphere is immediately placed in a slicing box and alternate 1 cm-thick slices are either fixed in 4% paraformaldehyde for two days or rapidly frozen in dry ice and 2-methylbutane. The short-fixed brain slices are stored in a cryopreservation solution and used for histological analyses and immunocytochemical detection of sensitive antigens. Frozen slices are stored at -80 &#176;C and used for molecular, immunocytochemical, and in situ hybridization/RNA scope studies. The other hemisphere is placed in 4% paraformaldehyde for several months, placed in the slicing box, re-scanned in the 3 T magnetic resonance (MR) scanner and sliced into centimeter-thick slices. Postmortem in situ MR images (MRIs) are co-registered with 1 cm-thick brain slices to facilitate MRI-pathology correlations. All brain slices are photographed and brain white-matter lesions are identified. The spinal cord is cut into 2 cm segments. Alternate segments are fixed in 4% paraformaldehyde or rapidly frozen. The rapid procurement of postmortem MS tissues allows pathological and molecular analyses of MS brains and spinal cords and pathological correlations of brain MRI abnormalities. The quality of these rapidly-processed postmortem tissues (usually within 6 h of death) is of great value to MS research and has resulted in many high-impact discoveries.

Multiple sclerosis is an inflammatory demyelinating disease with no cure. Analysis of brain tissue provides important clues to understanding the pathogenesis of the disease. Here we discuss the methodology and downstream analysis of MS brain tissue collected through a unique rapid autopsy program in operation at the Cleveland Clinic.

Umfassendes Autopsieprogramm für Personen mit Multipler Sklerose

We describe a rapid tissue donation program for individuals with multiple sclerosis (MS) that requires scientists and technicians to be on-call 24/7, 365 ...

Applying the RatWalker System for Gait Analysis in a Genetic Rat Model of Parkinson's Disease

Parkinson's disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder caused by the loss of dopaminergic (DA) neurons in the substantia nigra pars compacta. Gait abnormalities, including decreased arm swing, slower walking speed, and shorter steps are common in PD patients and appear early in the course of disease. Thus, the quantification of motor patterns in animal models of PD will be important for phenotypic characterization during disease course and upon therapeutic treatment. Most cases of PD are idiopathic; however, the identification of hereditary forms of PD uncovered gene mutations and variants, such as loss-of-function mutations in Pink1 and Parkin, two proteins involved in mitochondrial quality control that could be harnessed to create animal models. While mice are resistant to neurodegeneration upon loss of Pink1 and Parkin (single and combined deletion), in rats, Pink1 but not Parkin deficiency leads to nigral DA neuron loss and motor impairment. Here, we report the utility of FTIR imaging to uncover gait changes in freely walking young (2 months of age) male rats with combined loss of Pink1 and Parkin prior to the development of gross visually apparent motor abnormality as these rats age (observed at 4-6 months), characterized by hindlimb dragging as previously reported in Pink1 knockout (KO) rats.

Here we describe the RatWalker system, built by redesigning the MouseWalker apparatus to accommodate for the increased size and weight of rats. This system uses frustrated total internal reflection (FTIR), high-speed video capture, and open-access analysis software to track and quantify gait parameters.

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 ...

Positron Emission Tomography Imaging for In Vivo Measuring of Myelin Content in the Lysolecithin Rat Model of Multiple Sclerosis

Multiple sclerosis (MS) is a neuroinflammatory disease with expanding axonal and neuronal degeneration and demyelination in the central nervous system, leading to motor dysfunctions, psychical disability, and cognitive impairment during MS progression. Positron emission tomography (PET) is an imaging technique able to quantify in vivo cellular and molecular alterations.
Radiotracers with affinity to intact myelin can be used for in vivo imaging of myelin content changes over time. It is possible to detect either an increase or decrease in myelin content, what means this imaging technique can detect demyelination and remyelination processes of the central nervous system. In this protocol we demonstrate how to use PET imaging to detect myelin changes in the lysolecithin rat model, which is a model of focal demyelination lesion (induced by stereotactic injection) (i.e., a model of multiple sclerosis disease). 11C-PIB PET imaging was performed at baseline, and 1 week and 4 weeks after stereotaxic injection of lysolecithin 1% in the right striatum (4 &#181;L) and corpus callosum (3 &#181;L) of the rat brain, allowing quantification of focal demyelination (injection site after 1 week) and the remyelination process (injection site at 4 weeks).
Myelin PET imaging is an interesting tool for monitoring in vivo changes in myelin content which could be useful for monitoring demyelinating disease progression and therapeutic response.

Positron Emission Tomography Imaging for In Vivo Measuring of Myelin Content in the Lysolecithin Rat Model of Multiple Sclerosis

This protocol has the aim of monitoring in vivo myelin changes (demyelination and remyelination) by positron emission tomography (PET) imaging in an animal model of multiple sclerosis.

Positronen-Emissionstomographie-Bildgebung zur In-Vivo-Messung des Myelingehalts im Lysolecithin-Rattenmodell der Multiplen Sklerose

Multiple sclerosis (MS) is a neuroinflammatory disease with expanding axonal and neuronal degeneration and demyelination in the central nervous system, ...

Flow Cytometric Analysis of Multiple Mitochondrial Parameters in Human Induced Pluripotent Stem Cells and Their Neural and Glial Derivatives

Mitochondria are important in the pathophysiology of many neurodegenerative diseases. Changes in mitochondrial volume, mitochondrial membrane potential (MMP), mitochondrial production of reactive oxygen species (ROS), and mitochondrial DNA (mtDNA) copy number are often features of these processes. This report details a novel flow cytometry-based approach to measure multiple mitochondrial parameters in different cell types, including human induced pluripotent stem cells (iPSCs) and iPSC-derived neural and glial cells. This flow-based strategy uses live cells to measure mitochondrial volume, MMP, and ROS levels, as well as fixed cells to estimate components of the mitochondrial respiratory chain (MRC) and mtDNA-associated proteins such as mitochondrial transcription factor A (TFAM). 
By co-staining with fluorescent reporters, including MitoTracker Green (MTG), tetramethylrhodamine ethyl ester (TMRE), and MitoSox Red, changes in mitochondrial volume, MMP, and mitochondrial ROS can be quantified and related to mitochondrial content. Double staining with antibodies against MRC complex subunits and translocase of outer mitochondrial membrane 20 (TOMM20) permits the assessment of MRC subunit expression. As the amount of TFAM is proportional to mtDNA copy number, the measurement of TFAM per TOMM20 gives an indirect measurement of mtDNA per mitochondrial volume. The entire protocol can be carried out within 2-3 h. Importantly, these protocols allow the measurement of mitochondrial parameters, both at the total level and the specific level per mitochondrial volume, using flow cytometry.

This study reports a novel approach to measure multiple mitochondrial functional parameters based on flow cytometry and double staining with two fluorescent reporters or antibodies to detect changes in mitochondrial volume, mitochondrial membrane potential, reactive oxygen species level, mitochondrial respiratory chain composition, and mitochondrial DNA.

Durchflusszytometrische Analyse multipler mitochondrialer Parameter in humaninduzierten pluripotenten Stammzellen und deren neuronalen und glialen Derivaten

Mitochondria are important in the pathophysiology of many neurodegenerative diseases. Changes in mitochondrial volume, mitochondrial membrane potential ...