運動障害の動物モデルにおける自動定量的歩行分析

背景：動物モデルにおける正確で再現可能な行動検査は、中枢神経系疾患の新しい治療法の開発と評価において非常に重要です。この研究では、新規自動歩行分析テストであるCatwalk法を使用して、パーキンソン病（PD）、ハンティントン病（HD）、および脳卒中のラットモデルの初めての歩行パラメーターを調査しました。静的および動的な歩行パラメーターはすべての動物モデルで測定され、これらのデータは、PDおよびストロークラットのシリンダーテスト、HDグループのロタロッドテストなど、確立された行動テストの読み取りと比較されました。 結果：ヘミパルキンソンラットは、線条体または内側前脳束での神経毒6-ヒドロキシドパミンの片側注射によって生成されました。ハンチントン病には、複数のCAGリピートを備えた切り捨てられたハンティンティンフラグメントを発現するトランスジェニックラットモデルが使用されました。第三に、脳卒中モデルは、右の感覚運動皮質に光引き込み誘発性梗塞によって生成されました。それぞれのコントロールと比較して、3つの疾患モデルすべてで複数の歩行パラメーターが大幅に変化したことがわかりました。行動障害は、PDおよび脳卒中動物のシリンダーテストを使用して効率的に測定できます。PDモデルの場合、歩行の赤字は、シリンダーテストによって得られた結果を本質的に確認しました。ただし、HDモデルとストロークモデルでは、キャットウォーク分析はRotarodテストよりも敏感であることが判明し、特定の歩行パラメーターに関する新しい詳細な情報も追加されました。 結論：自動化された定量的歩行分析テストは、さまざまな神経学的運動障害に関連する運動障害と回復の両方を研究するための有用なツールである可能性があります。

BACKGROUND: Accurate and reproducible behavioral tests in animal models are of major importance in the development and evaluation of new therapies for central nervous system disease. In this study we investigated for the first time gait parameters of rat models for Parkinson's disease (PD), Huntington's disease (HD) and stroke using the Catwalk method, a novel automated gait analysis test. Static and dynamic gait parameters were measured in all animal models, and these data were compared to readouts of established behavioral tests, such as the cylinder test in the PD and stroke rats and the rotarod tests for the HD group. RESULTS: Hemiparkinsonian rats were generated by unilateral injection of the neurotoxin 6-hydroxydopamine in the striatum or in the medial forebrain bundle. For Huntington's disease, a transgenic rat model expressing a truncated huntingtin fragment with multiple CAG repeats was used. Thirdly, a stroke model was generated by a photothrombotic induced infarct in the right sensorimotor cortex. We found that multiple gait parameters were significantly altered in all three disease models compared to their respective controls. Behavioural deficits could be efficiently measured using the cylinder test in the PD and stroke animals, and in the case of the PD model, the deficits in gait essentially confirmed results obtained by the cylinder test. However, in the HD model and the stroke model the Catwalk analysis proved more sensitive than the rotarod test and also added new and more detailed information on specific gait parameters. CONCLUSION: The automated quantitative gait analysis test may be a useful tool to study both motor impairment and recovery associated with various neurological motor disorders.