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研究帕金森病中的運動障礙:Rotarod測試的應用與研究進展

帕金森病是一種慢性進行性的神經系統病疾,其主要特征是缺乏多巴胺這一神經遞質的產生或功能異常,導致運動障礙和其他一系列癥狀。


帕金森病目前尚無根治方法,但可以通過藥品療法和其他輔助療法來緩解癥狀、延緩病疾進展,并改善患者的生活質量。常用的藥品療法包括增加多巴胺水平的藥品,如多巴胺激動劑,以及其它調節多巴胺代謝和傳輸的藥品。

藥品療法外,帕金森病患者還可以通過物理療法、康復訓練和行為療法來改善運動能力和日常功能。其中,Rotarod測試是一種常用于研究帕金森病動物模型及評估新藥品效果的實驗方法。


Rotarod測試通過讓動物(通常是小鼠或大鼠)在旋轉滾筒上行走,逐漸增加滾筒的速度,來評估動物的平衡和運動能力。旋轉滾筒的速度逐漸增加,直到動物無法保持平衡或掉落為止。通過測量動物在Rotarod上停留的時間和行走的距離,可以評估其運動協調性、平衡能力以及抗疲勞能力。

在帕金森病研究中,科學家們常常使用帕金森病動物模型(如通過給予動物毒性物質誘導帕金森病樣癥狀)進行實驗,并利用Rotarod測試來評估新藥品或療法方法對運動功能的改善效果。通過觀察動物在Rotarod上的表現,例如停留時間、失衡次數等指標,可以了解藥品療法是否能夠改善帕金森病動物模型的運動障礙和平衡問題。


小鼠轉棒疲勞儀,XR-6C型,上海欣軟

XR-6C型小鼠轉棒疲勞儀是根據國外同類產品和《藥理實驗方法學》轉棒試驗裝置改進完成的,有較好的實用性,是抗疲勞藥品篩選和鑒定檢測的理想儀器。該測試設備由一個固定直徑的旋轉桿組成,被分為6跑道,該桿在預定的時間段內速度增加,隨著速度的增加,小鼠需要走得更快以保持其在桿上的位置,系統可以自動記錄小鼠從旋轉桿上掉下來的潛伏期或掉下來的速度,并將其作為運動性能的衡量標準。

實驗操作步驟

  1. 實驗動物準備:選擇適當的實驗動物(如小鼠或大鼠),確保它們符合實驗目的和研究要求。在實驗前,對動物進行適當的處理,例如標記、適應環境等。
  2. 設定Rotarod儀器:根據實驗需要,設置Rotarod儀器的參數,如旋轉速度、加速度和持續時間。確保儀器正常運行并校準。
  3. 預訓練:在正式測試之前,進行預訓練以使動物熟悉Rotarod裝置。將動物放置在Rotarod滾筒上,將設定的速度逐漸增加,讓動物適應并學會保持平衡??芍貜驮撨^程多次,以確保動物熟練掌握平衡技能。
  4. 正式測試:將動物一個接一個地放置在旋轉滾筒上,開始正式測試。啟動Rotarod儀器,使滾筒開始旋轉,并記錄動物在滾筒上停留的時間、距離或其他相關指標。
  5. 測試結束及數據分析:當動物無法再保持平衡或掉落時,停止測試,并記錄相應的結果。根據實驗設計和需求,分析和比較不同組別的數據,例如控制組和療法組之間的差異。
  6. 數據記錄和統計分析:將測試結果進行記錄和整理,并運用適當的統計方法對數據進行分析,以得出結論。常見的統計方法包括t檢驗、方差分析(ANOVA)等。
  7. 結果的解釋和討論:根據實驗結果,解釋動物在Rotarod測試中的表現,并與背景知識和其他實驗結果進行討論。評估藥品療法干預對動物運動能力的影響,或者驗證病疾模型的有效性。


技術參數

  1. 小鼠轉棒直徑:30mm、小鼠轉棒長度:62mm;

  2. 多種實驗模式可選:勻速實驗模式、勻加速實驗模式、加減速實驗模式、混合多階速度

    實驗模式、搖滾實驗模式等;

  3. 檢測方式:跌落光電檢測;

  4. 記錄通道數可設置:1~6 通道;

  5. 調整度:1 轉/分;

  6. 數據導出方式:USB導出,可擴展熱敏打印機;

  7. 實驗時間范圍:1 秒~3000 分;

  8. 每小時誤差≤0.05 秒;

  9. 機內極大存儲:>700 組數據;

  10. 使用環境溫度:5℃—40℃;

  11. 輸入電壓:24V。

其他應用領域

除了在帕金森病研究中的應用,Rotarod測試還具有廣泛的應用領域,包括骨骼肌松弛實驗、核心神經抑制實驗、藥品對運動能力的影響研究、亨廷頓病和創傷性腦損傷等研究方面。

1. 骨骼肌松弛實驗:在麻醉實驗中,通過給予動物肌肉松弛劑,可以觀察其對肌肉控制的影響。Rotarod測試可用于評估肌肉松弛劑對動物運動能力和平衡的影響,從而提供關于藥品的效果和可靠性的信息。

2. 核心神經抑制實驗:某些藥品或化合物可以對核心神經系統產生抑制作用。通過Rotarod測試,可以測量動物在旋轉滾筒上行走的時間和距離,以評估這些藥品對動物運動功能和協調性的影響。

3. 藥品對運動能力的影響研究:除了帕金森病研究外,Rotarod測試也被廣泛用于評估其他神經系統病疾藥品在運動能力方面的影響。例如,它可以用于評估抗驚厥藥品對小鼠模型中癲癇相關行為的影響。

4. 亨廷頓病研究:亨廷頓病是一種遺傳性神經退行性病疾,主要影響運動控制和認知功能。Rotarod測試可用于評估亨廷頓病動物模型中運動障礙的嚴重程度和進展,并評估潛在療法方法對運動功能的影響。

5. 創傷性腦損傷研究:Rotarod測試也被用于研究創傷性腦損傷的影響。動物在受到腦損傷后可能出現運動障礙和平衡問題,通過對其在Rotarod上的表現進行觀察和測量,可以評估腦損傷對運動功能的影響和恢復情況。

Rotarod測試作為一種有效的實驗方法,不僅在帕金森病研究中得到廣泛應用,還被用于多個領域的研究,涵蓋了骨骼肌松弛、核心神經抑制、藥品影響、亨廷頓病和創傷性腦損傷等方面。這種測試方法提供了一種量化評估動物運動能力和協調性的手段,有助于深入理解相關病疾的發病機制并促進新療法策略的開發。

學術文獻參考

1. Meredith GE, Kang UJ. Behavioral models of Parkinson's disease in rodents: a new look at an old problem. Mov Disord. 2006;21(10):1595-1606.

2. Tillerson JL, Caudle WM, Reverón ME, Miller GW. Exercise induces behavioral recovery and attenuates neurochemical deficits in rodent models of Parkinson's disease. Neuroscience. 2003;119(3):899-911.

3. Fleming SM, Ekhator OR, Ghisays V. Assessment of sensorimotor function in mouse models of Parkinson's disease. J Vis Exp. 2013;(76):e50303. doi:10.3791/50303

4. Brooks SP, Dunnett SB. Tests to assess motor phenotype in mice: a user's guide. Nat Rev Neurosci. 2009;10(7):519-529.

5. Micale V, Stampanoni Bassi M, Drago F, et al. A reliable rotarod protocol to test motor skill acquisition in mice. Front Behav Neurosci. 2018;12:228.


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