소뇌 운동 실조증의 마우스 모델을 평가하기위한 간단한 복합 표현형 점수 시스템

본 연구진은 질병의 중증도와 진행 상황을 평가하기 위해 복합 표현형 점수 체계를 개발하였습니다. 소뇌성 실조증 마우스 모델에서 우리는 렛지 테스트(ledge test), 후지 clasping, 보행 및 척추후만증의 네 가지 서로 다른 테스트를 수행하며, 각 테스트에 0점에서 3점까지의 척도를 적용하여 총 0점에서 12점의 합산 점수를 산출합니다. 네 가지 측정 항목 중 렛지 테스트는 협응력을 직접적으로 측정하기 위해 수행되었습니다.

뒷다리 움츠림(Hind limb clasping)은 여러 신경 퇴행성 마우스 모델에서 질병 진행의 지표가 됩니다. 보행(Gait)은 협응력과 근육 기능을 측정하는 척도입니다. 척추후만증(Kyphosis)은 경추 및 흉추 부위의 척추 굽음 현상으로, 운동 시스템 및 척수 소뇌 신경 퇴행성 마우스 모델에서 흔히 나타납니다. 각 테스트를 수행하고 점수를 기록합니다.

각 마우스 그룹에 대해 4가지 점수의 평균 합계 또는 평균 복합 표현형 점수를 계산하여 그래프로 나타냅니다. 이 프로토콜을 서로 다른 마우스 모델에 적용할 때는, 먼저 개별 테스트 점수를 분석하여 설명된 4가지 측정 항목의 이상적인 조합을 결정하는 것이 중요합니다. 본 특정 프로토콜은 척수 소뇌 운동실조증 마우스 모델에서 질환 표현형의 진행 정도를 정량화하는 동시에, 질환군과 비질환군 개체를 구분하기 위해 설계되었습니다.

타입 7입니다. 안녕하세요, 저는 워싱턴 대학교 신경과 Gwen Garden 박사님 연구실의 Stephanie Fur입니다. 오늘은 소뇌성 운동실조증 마우스 모델에서 질환의 중증도를 평가하는 간단하고 민감한 방법을 보여드리겠습니다.

본 실험실에서는 척수 소뇌성 운동실조증 7형(SCA7) 마우스 모델의 표현형 차이를 정량화하고, 시간에 따른 SCA7 표현형의 진행 과정을 추적하기 위해 이 절차를 사용합니다. 그럼 시작하겠습니다. 레지 테스트(ledge test)는 소뇌성 운동실조증 및 기타 여러 신경퇴행성 질환에서 손상되는 협응 능력을 직접적으로 측정하는 방법입니다.

편향을 방지하기 위해 인간의 소뇌성 운동실조 증상과 가장 직접적으로 비교 가능한 지표를 측정합니다. 평가를 수행하는 실험자는 동물의 유전형을 알지 못해야 합니다. 평가 과정에서 개별 측정 항목은 0점에서 3점까지의 척도로 점수를 매기며, 0점은 표현형의 부재를, 3점은 가장 심각한 발현 상태를 나타냅니다.

먼저 마우스를 케이지에서 들어 올려 케이지 가장자리에 놓습니다. 마우스가 케이지 가장자리를 따라 걷다가 케이지 안으로 내려가는 모습을 관찰합니다. 야생형 마우스는 균형을 잃지 않고 가장자리를 따라 걸으며, 발을 사용하여 우아하게 케이지 안으로 다시 내려갑니다.

이러한 행동은 0점으로 배정됩니다. 마우스가 난간을 따라 걷는 동안 발을 헛디뎠으나 그 외에는 협응 능력이 있는 것으로 보이면 1점을 부여합니다. 뒷다리를 효과적으로 사용하지 못하거나 케이지 안으로 부드럽게 내려가지 못하는 경우에 해당합니다.

걷거나 몸을 낮추려 시도하는 동안 턱 아래로 떨어지거나 거의 떨어질 뻔한 경우, 또는 몸을 떨며 전혀 움직이지 않으려 하는 경우에는 2점을 부여합니다. 격려에도 불구하고 움직이지 않는 경우에는 3점을 부여합니다. 정확한 측정을 위해 턱 테스트를 3회 실시하고 턱 테스트 점수를 기록합니다.

이제 후지 움츠림(hind limb clasping)을 점수화하는 방법을 살펴보겠습니다. 후지 움츠림은 일부 소뇌성 운동실조증을 포함하여 여러 신경퇴행성 질환 마우스 모델에서 질병 진행의 지표가 됩니다. 평가를 시작하려면 꼬리 기부 근처를 잡고 주변의 모든 방해물을 최대한 치운 상태에서 들어 올리십시오.

약 10초 동안 뒷다리의 위치를 관찰합니다. 뒷다리가 지속적으로 복부에서 바깥쪽으로 벌어져 있는 경우 0점으로 배정합니다. 매달려 있는 시간의 50% 이상 동안 한쪽 뒷다리가 복부 쪽으로 수축되어 있다면 1점으로 배정합니다.

매달려 있는 시간의 50% 이상 동안 양쪽 뒷다리가 복부 쪽으로 부분적으로 굴곡된 경우 2점을 부여합니다. 매달려 있는 시간의 50% 이상 동안 뒷다리가 완전히 굴곡되어 복부에 닿아 있는 경우 3점을 부여합니다. 테스트를 3회 실시하고 뒷다리 움츠림 점수(hind limb clasping score)를 기록합니다.

이제 보행 분석 방법을 알아보겠습니다. 보행 테스트는 협응력과 근육 기능을 측정하는 지표입니다. 테스트를 시작하려면 마우스를 케이지에서 꺼내어 머리가 연구자 반대 방향을 향하도록 평평한 표면에 놓습니다.

마우스가 걷는 모습을 뒤에서 관찰합니다. 마우스가 모든 사지로 체중을 지탱하며 복부가 지면에 닿지 않은 채 정상적으로 움직이고, 양쪽 뒷다리가 균등하게 움직인다면 0점을 부여합니다. 걷는 동안 떨림이 있거나 절뚝거리는 것처럼 보이며, 또는 발이 몸 바깥쪽으로 약간 향해 있다면 1점을 부여합니다.

심한 떨림, 심한 절뚝거림, 골반 처짐 또는 보행 중 발이 몸 바깥쪽으로 더 심하게 향하는 모습이 관찰되면 2점을 부여합니다. 생쥐가 앞으로 이동하는 데 어려움을 겪고 복부를 지면에 끌며 이동할 경우에는 3점을 부여합니다. 생쥐의 GA를 3회 관찰하고 스케이트 점수를 기록합니다.

이제 확인해 보겠습니다. 후만증 검사를 실시하겠습니다. 후만증은 척추의 특징적인 등쪽 굽음 현상입니다. 이는 마우스 모델의 척수 소뇌성 운동실조증을 포함하여, 운동 계통과 관련된 신경퇴행성 질환에서 흔히 나타나는 증상입니다.

이는 신경 퇴행에 따른 척수 근육의 근긴장도 상실로 인해 발생합니다. 우선, 마우스를 케이지에서 꺼내 평평한 표면에 놓습니다. 마우스가 걷는 모습을 관찰합니다.

마우스가 보행 시 척추를 쉽게 펼 수 있고 지속적인 척추후만증이 없는 경우, 0점을 부여합니다. 마우스가 가벼운 척추후만증을 보이지만 척추를 펼 수 있는 경우, 1점을 부여합니다. 척추를 완전히 펼 수 없으며 가벼운 정도의 척추후만증이 지속되는 경우, 2점을 부여합니다.

마우스가 걷거나 앉아 있을 때 뚜렷한 척추후만증(kyphosis)을 유지하는 경우, 3점으로 배정합니다. 마우스의 척추후만증 점수를 세 번 관찰하십시오. 마우스를 다시 케이지에 넣고 척추후만증 점수를 기록합니다.

다음은 Flocked SCA 7 92 Q로 알려진 murn 형질전환 스피노, 소뇌성 운동실조증 7형 모델의 복합 표현형 평가를 나타낸 대표 그래프입니다. 각 마우스에 대해 네 가지 측정 항목의 점수를 합산하였으며, 각 연령대의 두 유전자형에 대해 평균 복합 점수를 계산하였습니다. 여기서 Fluxed, SCA 7 92 Q 마우스는 비형질전환 형제 마우스와 유의미하게 다른 점진적인 SCA 7 표현형을 나타냅니다. 중요한 점은, 시간이 지남에 따라 증가하는 이러한 표현형 점수가 인간 질병의 진행성 특성과 일치한다는 것입니다.

소뇌성 운동실조증 마우스 모델에서 질병의 중증도와 진행 상황을 평가하기 위해 복합 표현형 점수 체계를 활용하는 방법을 살펴보았습니다. 이 절차를 수행할 때, 앞서 설명한 네 가지 테스트 모두에서 비만이 교란 요인이 될 수 있다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 개별 테스트 결과를 따로 분석하여, 사용하는 마우스 모델에 가장 적합한 복합 표현형 점수 체계를 위한 최적의 조합을 먼저 결정할 수 있습니다.

이상으로 마치겠습니다. 시청해 주셔서 감사드리며, 귀하의 실험에 좋은 결과가 있기를 바랍니다.