туннель походка паркинсонизм мышь
Таблица 2. Средние значения показателей теста «туннель» для молодых и старых мышей линий CBRB и BALB/c и достоверность их отличий по критерию Манна-Уитни между группами
|
Группа |
#1 (CBRB, молодые) |
#2 (CBRB, старые) |
Дост. отличий внутри линии CBRB |
#3 (BALB/c, молодые) |
#4 (BALB/c, старые) |
Дост. отличий внутри линии BALB/c |
Дост. отличий м/ мол. мышами |
Дост. отличий м/ стар мышами |
|||||
|
Показатель |
M±SE |
n |
M±SE |
n |
p (#1,#2) |
M±SE |
n |
M±SE |
n |
p (#3,#4) |
p (#1,#3) |
p (#2,#4) |
|
|
Ширина шага без 1го шага, мм |
32±1 |
14 |
35±1 |
29 |
<0,01 |
32±1 |
15 |
35±1 |
12 |
=0,01 |
НД |
НД |
|
|
Длина шага, мм |
56±1 |
14 |
48±1 |
29 |
<0,01 |
53±2 |
15 |
42±2 |
12 |
<0,01 |
НД |
<0,01 |
|
|
Скорость, мм/с |
187±25 |
15 |
82±10 |
28 |
<0,01 |
104±15 |
15 |
65± 10 |
12 |
<0,05 |
<0,01 |
НД |
|
|
Угол поворота, град |
0,6±0,5 |
14 |
1,4±0,5 |
29 |
<0,05 |
-0,3±0,6 |
15 |
-0,9±0,6 |
12 |
НД |
НД |
НД |
|
|
Модуль угла поворота без 1-го шага, град |
4,6±0,4 |
14 |
6,2±0,6 |
29 |
НД |
4,3±0,5 |
15 |
5,4±0,5 |
12 |
<0,05 |
НД |
НД |
|
|
Ширина 1го шага, мм |
42±2 |
14 |
38±2 |
29 |
НД |
38±2 |
15 |
34±3 |
12 |
НД |
<0,05 |
=0,05. |
|
|
Длина 1-го правого шага, мм |
74±4 |
14 |
61±3 |
29 |
<0,01 |
50±3 |
15 |
39±3 |
12 |
<0,01 |
<0,01 |
<0,01 |
|
|
Длина 1-го левого шага, мм |
69±6 |
14 |
60±4 |
29 |
НД |
61±4 |
15 |
52±4 |
12 |
НД |
НД |
НД |
Однако аналогичные данные для 4-недельных самцов BALB/c, приведенные в работе Burket J.A. с соавторами, гораздо ближе к полученным нами результатам (средняя ширина шага 26 мм, средняя длина шага 70 мм) [14].
Средняя скорость движения мыши через туннель также согласуется с данными других исследователей. В работе Brooks S.P. с соавторами измерено время прохождения коридора длиной 600 мм самцами BALB/c в возрасте 4 недели [13], а в другой работе Caballero- Garridoa E. с соавторами измерялась непосредственно скорость движения двухмесячных самцов линии C57BL/6 [1]. В обеих работах скорость передвижения, характерная для молодых мышей, была порядка 200 мм/с. Вдвое меньшая скорость самок BALB/c, полученная нами, может объясняться различиями в линии, возрасте и поле мышей.
Два из трех показателей первого шага самок CBRB и BALB/c оказались независимыми от возраста. Только длина первого правого шага достоверно уменьшалась с возрастом для мышей обеих линий. Также обнаружены достоверные различия по этому показателю между линиями внутри обеих возрастных групп. У мышей линии BALB/c первый правый шаг и в молодом, и в старом возрасте был достоверно меньше, чем у мышей линии CBRB. Аналогичные значимые отличия между линиями животных наблюдали для ширины первого шага. Интересным представляется тот факт, что если усредненная ширина шага увеличивалась с возрастом, то ширина первого шага на уровне тенденции (p=0,15) уменьшалась. Отличие первого шага от прочих объяснимо тем, что вклад разных структур мозга в инициацию движения и его продолжение различен [15]. Таким образом, обнаружено, что именно первый шаг характеризует линию и может быть включен в поведенческий профиль линии CBRB. Если учесть, что самки линии CBRB в позднем возрасте характеризуются проявлением тремора покоя, то на основе показателей первого шага следует оценивать степень постуральной неустойчивости (табл. 3).
Таблица 3. Средние значения показателей первого шага старых мышей линий CBRB с тремором и без тремора и достоверность отличий между подгруппами по критерию Манна-Уитни
|
Подгруппа |
Тремор- |
Тремор+ |
Достоверность отличий |
|
|
Показатель |
M±SE |
M±SE |
p |
|
|
Ширина 1-го шага, мм |
38±4 |
38±3 |
недостоверно |
|
|
Длина 1-го правого шага, |
63±5 |
60±5 |
недостоверно |
|
|
1 мм |
І |
|||
|
1 Длина 1-го левого шага, мм |
48±7 |
66±4 |
<0,01 1 |
Обнаружено, что развитие тремора у мышей приводит к увеличению более чем на треть длины первого левого шага. Не выявлено значимых различий между подгруппами «тремор+» и «тремор-» в других показателях первого шага и усредненных параметрах теста «туннель».
Заключение
Таким образом, разработанные нами модификация теста «туннель» и программное обеспечение позволяют оценивать возрастные изменения походки и выявлять постуральную неустойчивость при изучении естественного процесса старения и в модельных экспериментах по исследованию нейродегенеративных заболеваний.
Список литературы
1. Caballero-Garridoa E., Pena-Philippidesa J.C., Galochkinab Z., Erhardtb E., Roitbak T. Characterization of long-term gait deficits in mouse dMCAO, using the CatWalk system. Behavioural Brain Research. 2017. vol. 331. no. 5. P. 282-296.
2. Brooks S.P., Trueman R.C., Dunnett S.B. Assessment of Motor Coordination and Balance in Mice Using the Rotarod, Elevated Bridge, and Footprint Tests. Current Protocols in Mouse Biology. 2012. vol. 2. № 3. P. 37-53.
3. Clarke K.A., Still J. Development and consistency of gait in the mouse. Physiology & Behavior. 2001. vol. 73. no. 2. P. 159-164.
4. Lee M-J, Chang C-P., Lee Y-H., Wu Y-C., Tseng H-W., Tung Y-Y., Wu M-T., Chen Y-H., Kuo L-T., Stephenson D., Hung Sh-I., Wu J-Y., Chang Ch., Chen Y-T., Chern Y. Longitudinal Evaluation of an N-Ethyl-N-Nitrosourea-Created Murine Model with Normal Pressure Hydrocephalus. PLoS ONE. 2009. vol. 4. № 11. P. 1-12.
5. Lores-Arnaiza S., Lombardia P., Karadayiana A.G., Cutrerac R., Bustamantee J. Changes in motor function and brain cortex mitochondrial active oxygen species production in aged mice. Experimental Gerontology. 2019. vol. 118. №. 4. P. 88-98.
6. Madiha S., Tabassum S., Batool Z., Liaquat L., Sadir S., Shahzad S., Perveen T., Haider S. Assessment of gait dynamics in rotenone-induced rat model of Parkinson's disease by footprint method. Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences. 2017. vol. 30. №. 3. P. 943-948.
7. Geed M., Garabadu D., Ahmad A., Krishnamurthy S. Silibinin pretreatment attenuates biochemical and behavioral changes induced by intrastriatal MPP+ injection in rats. Pharmacology, Biochemistry and Behavior. 2014. vol. 117. №. 1. P. 92-103.
8. Knippenberg S., Thaua N., Denglera R., Petriet S. Significance of behavioural tests in a transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Behavioural Brain Research. 2010. vol. 213. №. 5. P. 82-87.
9. Моисеева Е.В., Аронов Д.А., Семушина С.Г. Спонтанная мышиная модель паркинсонизма CBRB // Дегенеративные и сосудистые заболевания нервной системы: сборник статей и тезисов (под редакцией И.В. Литвиненко): Всероссийской научно-практическая конференции, посвященной 180-летию преподавания неврологии в Военномедицинской академии им. С.М. Кирова (Санкт-Петербург, 18-19 ноября 2016 года). СПб.: Альта Астра, 2016. С. 67-68.
10. Моисеева Е.В., Аронов Д.А., Соловьева О.А., Антипова Н.В., Яненко Б.В., Меженин А.Д., Семушина С.Г., Молчанов И.А., Пестерева Н.С., Карпенко М.Н. Различное проявление симптомов паркинсонизма у мышей CBRB и BLRB // XIV Международный Междисциплинарный Конгресс “Нейронаука для медицины и психологии”: сборник тезисов (Судак, Крым, Россия, 30 мая - 10 июня 2018). М.: Изд-во ООО “МАКС Пресс”, 2018. С. 333-334.
11. Болезнь Паркинсона и расстройства движений / Под ред. С.Н. Иллариошкина, О.С. Левина М.: ЗАО "РКИ Северопресс", 2014. 405 с.
12. RecognitionOfStepsv3. New version of Footprint test recognizer. // GitHub.com
13. Brooks S.P., Pask T., Jones L., Dunnett S. B. Behavioural profiles of inbred mouse strains used as transgenic backgrounds. I: motor tests. Genes, Brain and Behavior. 2004. vol. 3. №. 3. P. 206-215.
14. Burket J.A., Youngb C.M., Greena T.L., Bensona A.D., Deutsch S.I. Characterization of gait and olfactory behaviors in the Balb/c mouse model of autism spectrum disorders. Brain Research Bulletin. 2016. vol. 122. №. 2. P. 29-34
15. Sten G., Abdeljabbar E.M. Current Principles of Motor Control, with Special Reference to Vertebrate Locomotion. Physiological Reviews. 2020. vol. 100. №. 1. P. 271-320.