MOG35-55를 받게 하는 C57BL/6 쥐에 화살 평면 운동학 걸음 걸이 분석 실험적인 자기 면역 뇌 유발

화살 비행기에서 운동학 걸음 걸이 분석 운동 실행 하는 방법에 대 한 매우 정확한 정보를 생성 합니다. 우리는 중재 면역 demyelination 대상이 쥐에 대 한 걸음 걸이 적자를 식별 하기 위해 이러한 기술의 응용 프로그램을 설명 합니다. 이러한 방법은 다른 마우스 모델을 갖춘 장애인된 운동에 대 한 걸음 걸이 적자 하 사용할 수 있습니다.

화살 비행기에서 운동학 걸음 걸이 분석 여러 경화 증 (MS)에서 모터 적자 하 자주 사용 되었습니다. 우리는 실험적인 자기 면역 뇌 (EAE)로 알려진 MS의 마우스 모델에서 걸음 걸이 적자를 식별 하기 위해 이러한 기술의 응용 프로그램을 설명 합니다. EAE를 받게 하는 쥐에 있는 마비 및 모터 적자는 일반적으로 임상 점수 규모를 사용 하 여 평가 됩니다. 그러나,이 규모는 모터 적자의 정확한 본질에 대 한 약간의 정보를 제공 하 서 수 데이터를 생성 합니다. EAE 질병 심각도 rotarod 성능, 일반 모터 조정의 측정을 제공 하 여 평가 했다. 대조적으로, 화살 비행기에서 뒷 다리의 운동학 걸음 걸이 분석 방법 움직임은 장애인에 대 한 매우 정확한 정보를 생성 합니다. 이 절차를 수행 하려면 반사 마커 마우스는 디딜 방 아에 걷는 동안 공동 움직임을 감지 하는 후방 다리에 배치 됩니다. 동작 분석 소프트웨어는 산책 하는 동안 마커의 움직임을 측정 하는 데 사용 됩니다. 운동학 걸음 걸이 매개 변수는 다음 결과 데이터에서 파생 됩니다. 우리는 어떻게 이러한 걸음 걸이 매개 EAE의 엉덩이, 무릎, 그리고 발목 관절의 장애인된 운동 척도를 사용할 수 있습니다 보여줍니다. 이러한 기술은 질병 메커니즘을 이해 하 고 MS와 기동성 손상 다른 신경 퇴행 성 질환에 대 한 잠재적인 치료 식별을 사용할 수 있습니다.

걸음 걸이 운동을 달성 하는 데 사용 하는 팔 다리의 반복적인 움직임의 시리즈 이다. 걸음 걸이 두 단계로 분할 되는 단계 사이클 구성: 발 이동 거꾸로 바닥에 시체 전달; 추진 때 자세 단계 그리고 발 지상과 이동 전달 꺼져 스윙 단계. 걸음 걸이의 소요는 척수 상해 (SCI), 다 발성 경화 증 (MS), 루 경화 증 (ALS), 파 킨 슨 병 (PD), 및 뇌졸중; 등 많은 신경 퇴행 성 질환의 특징 기능 이러한 장애의 임상 설치류 모델은 종종 그들의 각각 걸음 걸이 장애¹정리. 쥐에 있는 운동의 기본 제어 메커니즘 집중적으로 공부^2,3되었습니다. 또한, 많은 인간의 신경 장애⁴의 마우스 모델 있다. 마우스에 걸음 걸이 분석 따라서 해 부 관계가 알려진 모터 적자의 여러 측면을 측정 하는 매력적인 접근 이다. 마우스 모델에서 걸음 걸이의 연구는 운동 신경 장애, 적자의 neuropathological 기지에 대 한 통찰력을 제공 하 고 잠재적인 치료의 식별을 가능 하 게 수 있습니다.

설치류에서 걸음 걸이 측정 하는 데 사용 된 몇 가지 기술이 포함 (예를 들어, 바소 마우스 규모⁵ 및 오픈 필드 테스트⁶) 육안 검사 및 복 부 비행기⁷에서 보 행의 분석. 더 최근에, 화살 평면 운동학 hindlimb 움직임을 측정 하는 방법 때문에 그들은 이동의 실행에 대 한 자세한 정보를 제공 하 고 따라서 걸음 걸이^8, 에 있는 미묘한 변화에 더 민감합니다 인기 얻고 있다 ^{9 , 10 , 11}. 디딜 방 아^9,12 에 걷고 있는 동안 화살 비행기에서 hindlimb 운동 연구 개발 기구학 기술을 광범위 하 게 과학, ALS, 외상 성 대뇌 피 질의 부상, 뇌졸중의 맥락에서 연구 하 고 헌팅턴 병^{8,9,10,11,13,14,,1516}. 반면, 이러한 기술을 다 발성 경화 증¹⁷의 마우스 모델에 대 한 운전 적자의 연구에서 제한 된 사용을 보았다.

실험적인 자기 면역 뇌 (EAE) MS¹⁸의 가장 일반적으로 사용 되 마우스 모델 이다. EAE 유도의 두 가지 주요 방법을 통해 활성 또는 수동 접종 이다. 활성 EAE 마우스와 수 초 항, 일으키는 autoreactive T 세포 중재 neuroinflammation demyelination 척수와 소 뇌에 접종 됩니다. 다른 한편으로, 수동 EAE 순진한 마우스¹⁹autoreactive T 세포 활성 EAE 가진 쥐에서 전송 하 여 유도 된다. 중앙 신경 조직 (CNS) 항 원에 의해 질병 과정 및 neuropathology 영향을 다른 곳에서 설명 된 대로 및 마우스 스트레인^{20,,2122,23,24 ,25}. EAE 실험, 통제 쥐 수 초 항 원 없이 완전 한 Freund의 보조 (CFA)와 주입 됩니다. EAE 오름차순 마비 꼬리 약점으로 시작 하는 앞 발을 포함 잠재적으로 수 여 증 및 마비²⁰인 특징 이다. 우리는 최근 myelin oligodendrocyte 당단백질 35-55 (MOG_35-55)를 받게 하는 C57Bl/6 마우스의 걸음 걸이 변화를 특징-EAE를 유도. 이러한 연구 걸음 걸이 분석을 정상적인 발목 운동에서 편차는 매우 EAE 쥐²⁶의 요 추 척수의 백 질 손실의 정도 연관 때문에 클래식 행동 분석 보다 우수한 것으로 나타났습니다. 대조적으로, 백색 질 손실 및 2 개의 다른 전통적인 행동 조치 (임상 점수 및 rotarod) 간의 상관 관계의 강도 훨씬 약한²⁶했다.

우리 여기 EAE 마우스는 디딜 방 아에 걷는의 화살 평면에서 운동 적자를 검출 하기 위하여 운동학 걸음 걸이 분석의 사용을 설명 합니다. 5 반사 마커 엉덩이, 무릎, 그리고 고속 비디오 녹화에서 발목 관절의 움직임을 식별 하기 위해 hindlimb에 배치 했다. 동작 분석 소프트웨어 공동 여행에 대 한 운동학 적 데이터 추출에 사용 되었다. 이러한 기술 운동 적자 EAE의 MOG_35-55 모델에 대 한 계량에 유틸리티는 설명 합니다. 이 기술은 또한 신경 장애의 다른 마우스 모델에서 걸음 걸이 적자의 연구에 적용 됩니다.

이 프로토콜은 동물 관리 지침에 캐나다 위원회 및 실험실 동물에 Dalhousie 대학 위원회에 의해 승인 되었다.

1. 반사 마커 생성:

1. 반사 종이의 시트에서 작은 원 원하는 수 펀치 휴대용 구멍 펀치를 사용 하 여. 각 동물 필요 5 마커 단일 기록; 큰 2 및 3 개의 작은 마커.
2. 원의 중심에는 경계에서 확장 직선 컷을 만들어 좋은 위를 사용 하 여.
3. 공개 접착제 표면 마커의 역행 종이 제거 합니다. 미세 집게를 사용 하 여 마커 단단히를 원뿔 모양에 당신의 손가락을 사용 하 여 자체에 그것을 곱슬 곱슬. 작은 마커를 만들기 위해 콘을 단단히 곱슬 곱슬. 큰 마커 있도록 느슨하게 컬 콘.
4. 휴대용 풀 총을 사용 하 여, 내부 원뿔 모양의 마커를 접착제로 집게와 콘의 끝을 창과 동안를 골 판지의 평면 부분에 마커를 준수. 접착제는 축소 하 고 빛의 최적의 반사 되도록 기록 하는 동안 절곡에서 마커를 막을 것 이다. 언제 접착제는 건조 (약 10 분), 메스 ( 그림 1A)와 골 판지에서 마커를 제거.

2. 녹음에 대 한 동물을 준비

1. Anesthetize isoflurane 가스 (2.5%, 2 리터/분 O ₂)를 유도 챔버에 마우스를 배치 하 여 마우스. 일단 마우스를 의식이 없는 코 콘 반복 물 난방 담요 위에 위치에 놓습니다. Anesthetization의 목적은 마커 배치;에 대 한 마우스를 고정 하 절차는 고통 스러운. 따라서, 마 취 깊이 평가 될 필요 하지 않습니다.
2. 양쪽 눈에 국 소 눈 윤 활 유를 적용.
3. 전기 면도기를 사용 하 여 원하는 hindlimb를 면도. 발목에서 시작 하 고 척추와 갈비뼈;의 하단까지 이 마커 접착에 악영향을 줄 것 이다 아무 모피 왼쪽은 확인.
   참고: 여기, 오른쪽 hindlimb 기록 했다; 그러나, 어느 hindlimb를 사용할 수 있습니다.
4. 영구 마커를 사용 하 여 장 골도 머리와 엉덩이 관절의 위치를 나타냅니다. 장 골도 머리 바로 아래에 있는 갈비뼈의 하단 이며 쉽게 만져 서 마우스 아래 무릎을 함께 가져다 ' s 몸.
   참고: 고관절 flexing과 골반과 대 퇴 골 사이 조음 지점을 찾기 위해 다리를 확장 하 여 찾을 수 있습니다.
5. 미세 집게를 사용 하 여, 작은 표시기의 뾰족한 끝을 잡고와 빠른 연기 접착제 접착제에 기지 또는 동등한 대안을 찍어. 네 번째 손가락의 끝에 마커를 놓고 접착제를 건조 수 있도록 2-3 s에 대 한 장소에서 개최 합니다. 같은 방식으로 ( 그림 1B)에 metatarsophalangeal 관절과 발목에 다른 두 개의 작은 마커 장소.
6. 작은 표식으로 같은 방식으로 장 골도 머리와 엉덩이 관절 ( 그림 1B)에 큰 마커를 배치.
7. 원뿔에서 마우스를 제거 하 고 즉시 전송 케이지를 사용 하 여 녹음을 전송. 고정 된 디딜 방 아에 마우스를 놓고 마 취에서 완전히 회복 허용.

3. 걸음 걸이 기록

1. 이전 마우스 기록에 ' s 걸음 걸이, 디딜 방 아에 알려진 치수 보정 블록의 사진을 받아.
   참고:이 비디오를 실제 측정을 변환할 수 있는 픽셀을 허용할 것 이다. 카메라는 디딜 방 아에서 약 120 cm 배치 되어야 한다.
2. 디딜 방 아와 같은 높이 수준에서 카메라 위치
   . 다음과 같은 보정 이미지 레코딩 위한 동일한 카메라 위치를 유지.
3. 마우스는 완전히 마 취에서 회복 하 고, 일단 돌려 걷기 시작 하는 마우스를 낮은 속도 (cm/s)을 디딜 방 아. 마우스에 표식 카메라 쪽으로 직면 하는 디딜 방 아 벨트 방향 인지 확인 하십시오.
4. 디딜 방 아의 증가 속도 점차적으로 최대 20 c m/s;이 가장 건강 한 쥐에 있는 일관 된 걸음 걸이 대 한 이상적인 속도.
   참고: 모든 쥐 같은 속도로 걷기를 이상적 이더라도, 일부 수 하지 일관이 속도 도달.
   1. 마우스 20 cm/s, 걸을 수 없는 경우 필요에 따라 속도 감소 하 고 반드시이의 메모. 일관 된 단계 사이클 달성 될 때까지 디딜 방 아의 속도 줄일 수.
      참고: 나중에 데이터 분석 속도 차이 대 한 조정할 수 있습니다.
5. 시작 마우스 꾸준히 걷고 일단 비디오 기록 (즉, 일관 된 속도로 걷고, 양육 하지 또는 측면 직물). 8 ~ 12 연속 단계 사이클 기록 되었습니다 때까지 기록을 계속 합니다. 모든 동영상에 대 한 기록의 디딜 방 아와 마우스의 속도 기록.
6. 녹음 완료 되 면 디딜 방 아를 해제 하 고 그것의 감 금 소를 마우스를 반환 합니다. 청소 철저 하 게 기록 사이 디딜 방 아 다른 마우스에 의해 남겨진 향기 들어오는 마우스의 동작을 변경할 수 있습니다. 스트레스 감소 및 피부 손상, 마커;를 제거 하지 마십시오 허용 그들 자신에 그들을 제거 하 쥐.

4. 분석

1. 모션 분석 소프트웨어를 사용 하 여 비디오 처리.
   참고: 우리의 실험에서 우리가 사용 이미징 및 통계 소프트웨어를 위한 사용자 지정 스크립트 (재료의 표 참조)을 박사 니콜라 Stifani에 의해 작성 되었습니다. 다음 단계는 선택한 동작 분석 소프트웨어를 사용 하 여 수행 됩니다.
   1. 동영상에서 마커의 픽셀 좌표를 추출 하 고 교정 비디오를 사용 하 여 센티미터 픽셀 값을 변환 하 고 각 프레임에서 공동 각도 계산.
   2. 시작과 끝 단계 시간 길이 대 한 정보를 취득 함으로써 각 단계 사이클의 식별.
   3. 정상화 단계 사이클 기간 200 정규화 된 프레임에는 스윙과 자세 각각 100 프레임으로 표시 됩니다.
2. 정규화 된 프레임을 사용 하 여 계산 스프레드시트 소프트웨어를 사용 하 여 데이터 분석에 대 한 운동학 적 매개 변수 (자료의 표 참조). 특정 관절의 평균 각도 설정,로 정규화 된 프레임 내의 모든 각도의 평균 걸릴
   1. :
      
      참고: x 여기에 각도 값을 대표 한 정규화 주어진 프레임, 그리고 n 정규화 된 프레임 수를 나타냅니다.
   2. 주어진된 마우스에 대 한 특정 관절의 운동 범위를 설정 하려면 다음과 같이 정규화 된 프레임의 집합에서 가장 큰 각도에서 가장 작은 각도 빼기:
      운동의 범위 각도 _최대-_최소 각도 =.
      참고: 여기 _최대 각도 각도 _최소는 최고의 그리고 가장 작은 각도 정규화 단계 주기 내에서 각각 달성.
   3. RMS 차이 설정 하려면 먼저 기준 기록에서 각 실험 시간 포인트의 평균 각도 뺍니다. 다음, 각 차이 광장, 모든 제곱 평균 제곱근의 뜻. 방정식은 다음과 같습니다:
      
      참고: 여기 기록; 기준선에서 평균 각도 나타냅니다 y 각 점에서 실험 시간-; 평균 각도를 나타냅니다. n의 정규화 된 프레임 수를 나타냅니다. 루트 제곱된 (RMS) 차이점은 초기 녹음에서 걸음 걸이에 대 한 편차를 평가 하는 데 사용 되는 측정 뜻.
3. 과학 그래프 및 통계 소프트웨어를 사용 하 여 분석 하 고 데이터 (재료의 표 참조).

그림 1 은 운동학 걸음 걸이 분석을 위해 사용 하는 프로시저의 도식 적인 표현입니다. 첫째, 반사 마커는 만들었고 5 해 부 지점에서 마우스에 배치. 마우스는 디딜 방 아에 걷는 하는 동안에 다음 걸음 걸이 기록 됩니다. 동작 분석 소프트웨어는 이후 분석에 대 한 운동학 적 데이터를 추출 하는 데 사용 됩니다.

그림 2A -C 떨어져 1 주 간격 3 연속 기록 세션에서 기록 된 엉덩이, 무릎, 그리고 발목 관절 각도 대 한 제어 CFA 마우스의 단계 주기를 나타냅니다. 파형 간의 중복 세션 1-3에서에서 단계 사이클에서 최소한의 편차를 보여줍니다. 그림 2D -F 녹음 세션 1-3에서 큰 도보 가변성을 표시 두 번째 컨트롤 CFA 마우스의 단계 주기를 나타냅니다. 단계 사이클은 y 축을 따라 이동 하 고, 파형의 모양 기록 사이 일관 된 남아 있다. 가변성의이 수준 마우스 산책 하는 것이 일반적입니다.

그림 3A -C EAE 3 연속 녹음 세션에 기록 된 마우스의 단계 주기를 나타냅니다. 처음부터 걸음 걸이에 최소한의 변경 내용이 두 번째 녹음 세션, 하지만 제 3 세션에 의해, 걸음 걸이 뿌리깊은 변경 된 모든 3 개의 관절 되었습니다. 엉덩이에 대 한 단계 주기에 중요 한 병합 발생 했습니다, 움직임의 상당한 감소를 나타내는. 무릎 더 수축 하 고 확장 하 고 동물의 시체를 지 원하는 수 체중 되고있다. 발목 관절에 움직임 또한 실질적으로 변경 했다. 발 dorsiflexion와 발바닥 굴곡 각각 스윙 (화이트 패널) 및 자세 (녹색 패널) 단계 동안 지연 됩니다. 이 적자는 동물 모두 스윙 단계에서 발 인상 및 입장 단계 동안 몸 앞으로 추진 하는 능력에 손상으로이 관절에서 근육의 약점의 표시.

그림 4 에 다음 데이터는 Fiander 그 외 여러분 에서 게시 했다 (2017) ²⁶ 허가입니다. 데이터를 사용 하 여 단방향 반복된 측정 ANOVA Holm Sidak와 여러 비교 테스트 기준²⁶모든 시간 포인트를 비교 분석 했다. 척도 걸음 걸이를 각 시간 지점에서 동작 (그림 4B 와 그림 4E) 및 RMS 차이 (그림 4C 와 그림 4 층)의 평균 각도 (그림 4A , 그림 4D) 범위 계산 적자 (n = 8 그룹 당). 현재 EAE 실험, 임상 점수 개시 DPI 14, 녹음의 두 번째 주 후 했다. CFA 쥐 평균 무릎 각도 (그림 4A) 또는 무릎 RMS 차이 (그림 4C), 변화를 보여 줬 지만 무릎 움직임의 범위에 있는 작은 증가 전시 했다 [F(2,7) = 5.871, p = 0.0083], DPI 16에 기준선 ( 를 기준으로 30 그림 4B). 이 작은 변화는 CFA 사출에서 발생 하는 통증을 반영 수 있습니다. CFA 동물 달리 큰 변경 사항은 무릎에서 평균 각도 EAE 동물에 대 한 공동 [F(6,7) 11.08, p = < 0.0001] (그림 4D), 모션의 범위 [F(6,7) 14.42, p = < 0.0001] (그림 4E) 및 RMS 차이 (그림 4 층)입니다. 평균 각도 크게 감소 되었다, 나타내는 EAE 쥐 더 산책 하는 동안 근육이 수축 하는 그들의 무릎을 했다. 이 동물 그들의 몸 무게를 지원 하기 위해 그들의 무릎 관절을 확장 하지 못했습니다 나타내는 근육의 약점, 있을 수 있습니다. 모션의 범위는 또한 감소 하 고, 다시 무릎 관절을 확장 하는 동물의 무 능력으로 인해 가능성이 높습니다. 무릎 RMS 차이에 크게 증가 EAE 생쥐에서 무릎 관절의 움직임은 그들의 초기 기록에서 실질적으로 다른 것을 나타냅니다.

그림 5 의 데이터를 사용 하 여 단방향 반복된 측정 ANOVA Holm Sidak와 그 3.5 0의 임상 점수에서 발견 0.5-임상 점수에서 걸음 걸이 매개 변수 값을 비교 하는 여러 비교 테스트 분석 되었다. 이제 분석 또한 Spearman로 (ρ)을 사용 하 여 수행 되었다. 평균 무릎 각도 (그림 5A), 동작 (그림 5B), 및 RMS 차이 (그림 5C)의 범위 임상 점수와 강하게 상관 했다 (p < 0.001). 관절의 움직임 및 클래식 임상 점수 사이의 이러한 상관 관계 EAE 마우스 모터 적자를 평가 하기 위해 운동학 걸음 걸이 분석의 타당성을 입증할. 모션 (그림 5A) 및 RMS 차이 (그림 5C)의 무릎 범위 크게 2.0의 임상 점수에 시작 감소 했다 (p< 0.05). 이 결과 장애인된 무릎 움직임 임상 점수 2.0 보다 낮은 의해 감지 모터 적자에 기여 하지 않는 것이 좋습니다. 그러나, 무릎 평균 각도 (그림 5B) 1.0의 임상 점수에 시작 감소 했다 (p< 0.05). 이 무릎 운동에 대 한 평균 각도 3 측정의 가장 중요 한 것을 제안 합니다.

그림 1 : 쥐와 녹음 운동학 걸음 걸이 대 한 도식. 일단 반사 마커 만들어집니다, 장 골도 머리, 엉덩이 관절, 발목, metatarsophalangeal 합동, 및 네 번째 손가락의 끝에 배치 됩니다. 마우스는 디딜 방 아에 걷는 동안 걸음 걸이 고속 카메라에 의해 기록 됩니다. 동작 분석 소프트웨어는 이후 분석에 대 한 걸음 걸이 매개 변수를 추출 하는 데 사용 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 2 : CFA를 받은 두 통제 쥐에 있는 단계 주기 파형의 예
흰색과 녹색 배경 스윙 및 자세 단계를 각각 나타냅니다. 1 마우스, hip (A), (B), 무릎 및 발목 (C) 단계 주기 파형 중복 서로 떨어져 1 주 간격 3 연속 녹음 세션에서. 2 마우스, hip (D), (E), 무릎 및 발목 (F) 단계 주기 파형 일탈 약간 서로에서 걷는 동작에 내재 된 변동성으로 인해. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 3 : 단계 주기 파형 EAE 가진 쥐에. 흰색과 녹색 배경 떨어져 일주일 간격 3 연속 녹음 세션에 대 한 각각, 스윙 및 자세 단계를 나타냅니다. 3^rd 녹음 세션, hip (A), (B), 무릎 및 발목에 의해 (C) 파형 EAE 질병의 진행으로 인해 크게 변경 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 4 : 평균 각도, 움직임, 그리고 루트 평균 제곱의 범위 운동학 적 데이터를 분석 하는 데 사용 됩니다. 평균 각도, 움직임, 그리고 RMS 차이의 범위 EAE 마우스 모터 적자 척도를 계산 했다. 평균 무릎 각도 (A), CFA 마우스 동작 (B), 및 RMS (C)의 범위는 비교적 일정 남아 있었다. EAE 가진 쥐 장애인된 무릎 평균 각도 (D), (E), 움직임과 RMS (F)의 범위를 보여주었다. 데이터는 평균 ± 표준 편차;으로 표현 p< 0.05, * * p< 0.01, * * * p< 0.001, 하루 게시물 예방 접종 (DPI)-2;에서 차이 # p < 0.05, 피크 적자에서 차이. 참조 26에서에서 원래 게시자에서 허가로 증 쇄. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 5 . 모션 및 RMS 차이의 평균 무릎 각도, 임상 점수와 상관
상관 관계 분석 사이 무릎 움직임의 3 개의 운동학 적 측정 및 임상 점수는 두 가지 방법 비교를 수행 했습니다. 임상 점수 평균 무릎 각도 (A), (B), 움직임과 RMS 차이 (C)의 범위 강하게 상관 했다. 모션 및 RMS 차이의 무릎 범위 감소 2.0, 임상 점수에서 시작 동안 평균 무릎 각도 이전 1.0의 임상 점수 감소 했다. 데이터는 평균 ± 표준 편차;으로 표현 p< 임상에서 0.05 차이 점수 0.0. 대 한 Spearman로 (ρ), * * * p< 0.001. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

EAE 가진 쥐, 모터 적자를 측정의 두 가지 가장 일반적인 방법 임상 점수 이며 rotarod^27,28에서 대기 시간을가. 이 기술은 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 하지만 편리 하 고 널리 사용 되, 임상 점수 의미는 임상 점수 차이의 크기는 알려져 있지 않습니다만 서 수 수준 데이터를 생성 하 여 제한 됩니다. 임상 점수 또한 모터 적자의 본질에 대 한 정확한 정보를 제공할 수 있는에서 겪고 있다. Rotarod 테스트 임상 득점의 몇 가지 제한에만 일반 모터 조정 측정 향상과 산책의 특정 측면을 측정 하지 않습니다.

비교 함으로써, 운동학 걸음 걸이 분석 운동, 다양 한 관절에서 모션 및 평균 각도의 범위를 포함 하 여의 특정 측면에 대 한 민감한 측정을 제공 합니다. 집 고 양이_35-55 EAE 마우스 엉덩이 무릎 관절의 움직임에 미묘한 적자 DPI9, 임상 증상 또는 rotarod 적자²⁶의 발병 하기 전에 약 5-9 일에서 발견 되었습니다. 이 적자는 임상 증상의 완전 한 죄 사 함에도 불구 하 고 유지 되 고 rotarod 적자²⁶의 부재에서 관찰 되었다. 중요 한 것은, 발목 움직임 척수²⁶에서 백색 질 손실이 매우 잘 연관 RMS 차이 의해 측정 된 손상.

몇 가지 방법 론 적 포인트는 구체적인 언급을 받을 자격이: 1) 공동 마커의 정확 하 고 일관 된 위치는 중요 한-고관절 및 장 골의 크레스트 신중 하 게 고 동;에 의해 식별 되어야 합니다 2) 그것은 8-12 단계 사이클에서 녹음을 얻을 필요가 있다. 더 분석 될 수 있다; 대표 평균 단계 주기 생산 단계 사이클 평균 3) 최적의 조명 조건은 표식 기록에 명확 하 게 표시 되도록 설정할 수 있어야 합니다. 마커를 제대로 조명 하지 경우이 힘 드는 과정 동영상 디지털화 하는 것 많은 모션 분석 프로그램 수동 추적을 필요로 하는 마커를 추적 하을 수 있을 것입니다 만들 수 있습니다.

이 기법에의 한 추가 제한 노동 집약적인 것입니다. 예를 들어 기록 하 고 10 쥐의 그룹에서 데이터 분석, 전체 프로세스는 약 7.0-9.0 시간 (h) 소요 예상. 만들기 50 마커 (마우스 당 5) 소요 약 2.0 h. 녹음 마우스 동작을 산책 할 수 있습니다 혼자 또는 한 쌍에서. 마우스; 당 약 10 분 소요 쌍에서 일 하는 동안 그것은 마우스, 당 약 25 분 걸립니다 혼자 일, 따라서, 녹음 10 쥐 걸릴 수 있습니다 1.5 h (쌍)에서 4.0 h (솔로). 마지막으로, 데이터 분석 및 그래프 약 3.5 시간 소요. 이 기술은 노동 집약 이다, 하지만 우리는 질병 메커니즘 운동학 걸음 걸이 분석에 의해 제공에 대 한 잠재적인 통찰력이이 투자 정당화 느낀다. 직렬 측정 비 접촉 라이브 마우스에서 찍은 수 있습니다 질병 병 리의 좋은 행동 상호 데 유용 합니다. 발목 운동학 및 요 추 척수의 백 질 손실²⁶사이 근처 완벽 한 상관 관계를 감안할 때,이 방법을 사용할 수 있습니다 실험의 과정을 통해 demyelination EAE 쥐에서 remyelination의 임시 프로필을 확인할 수 있도록 평가를 복구.

걸음 걸이 분석은 hindlimbs의 움직임을 제한 하는 심각한 마비에 의해 복잡 합니다. 그러나, 심지어 심하게 마비 쥐 (임상 점수 > 3.0)는 수시로 어느 정도까지 ambulate 수. 이러한 경우 앞 발 앞으로, 동물을 당겨 하는 데 사용 됩니다 그리고 일부 hindlimb 운동 발생는 운동학 걸음 걸이 분석에 의해 측정 될 수 있다. 이러한 심각한 경우에도 여전히 hindlimb 기능 복구 시간 측정을 가능 하다. 매우 심한 경우에만 (임상 점수를 가진 동물의 20% > 피크 질병, DPI 16-23에 3.5) 우리 없었다 hindlimb 움직임의 유용한 녹음을 얻을 수. 그럼에도 불구 하 고,이 동물에는 일반적으로 DPI 30, 의미 있는 기록 그 시간 시점에서 얻을 수 있도록 몇 가지 hindlimb 기능 회복.

이 기술의 미래 응용 프로그램 운동 중 동시 시 녹음과 hindlimb의 운동학 적 데이터 커플링 이다. 이 기술은 마우스 모델의 ALS 및 과학에 완료 되었습니다 그리고 근육 활동, 신경 분포, 그리고 걸음 걸이 관계를 명료 하 게 하는 데 사용할 수 있습니다. 이 기술은 또한 더 결합 될 수 있는 MS와 초점 EAE 모델^29,30 또는 cuprizone 유도 demyelination³¹를 포함 하 여 더 많은 개별 걸음 걸이 적자 생산할 수 있는 demyelination의 모델을 대상으로.

우리가 EAE 쥐에서 관절의 움직임의 측정에 대 한 설명은 걸음 걸이 손상 하는 다른 질환에도 적용할 수 있습니다. 걸음 걸이에 뚜렷한 변화 한 마우스 모델의 PD, SCI, ALS, 및 치기^{8,,910,11,13,14}보고 되었습니다. 예를 들어 PD의 설치류 모델 감소 폭 길이 속도, 걷는 속도³²를 유지 하기 위해 높은 종 지 인 특징 이다. 운동학 걸음 걸이 분석 따라서 질병 메커니즘을 명료 하 고 이러한 모델을 사용 하 여 잠재적인 치료를 식별 하는 강력한 행동 도구를 제공 합니다.

저자 들은 아무것도 공개 선언 합니다.

우리는 촬영 된 그의 기술 지원에 대 한 Sid Chedrawe를 인정 하 고 싶습니다. 이 작품 MS 학회 캐나다 (EGID 2983)에서 자금을 지원 했다.