上海欣软VisuGait动物步态分析系统使用心得和经验总结

VisuGait 动物步态分析系统是通过脚印光亮折射技术，采用高速摄像机采集移动中的大小鼠行走过程中的足印信息，然后利用上海欣软自主开发的足印步态分析系统自动识别分析小鼠的步态指标，以评价小鼠的运动和空间学习能力。评价指标包括：触地面积、摆动速度、摆动时长、制动时长、步行周期、前后肢步宽、正常步序比等等，以此客观评价PD模型的步态改变。

动物步态分析系统可用于评价神经创伤、神经性萎缩、神经疾病、以及疼痛症状群的动物模型。该系统应用范围包括：脊索损伤、神经性疼痛、关节炎、中风、帕金森病、运动失调、脑损伤、外周神经损伤等疾病的研究。通过步态分析，了解神经源性疾病发展过程、评价治疗方法的效果和筛选治疗药物。

帕金森氏症导致肢体动作僵硬和协调性降低。步态分析系统通过测量动物模型中的脚间距离、摆动时相、支撑方式和正常步序比等参数评估运动协调性。

摘要

帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是全世界范围内第二大神经退行性疾病，由于目前并未开发出前期的诊断方法，在病程中后期已无法根治，临床上多采用保守治疗，药物缓解症状和手术辅助治疗。目前常用左旋多巴来弥补多巴胺能神经元缺失所引起的多巴胺分泌不足，但是这种药物缓解PD症状依赖于多巴脱羧酶的催化而发挥药效，随着晚期PD病人的神经元缺失，这种酶也将减少，只能在早期发挥比较明显的作用，加大药量的同时也将产生更加明显的副作用，除了增加肝肾负担以外，还会引起不自主运动和精神错乱等症状，因此，继续探索PD的发病机制，寻找更加合适的药物靶标挽救神经元的缺失并探索合适的药物仍然是探索的方向。

实验方法

实验材料：

1. A53T转基因小鼠或基因敲除小鼠（品系均为C57BL/6J）。

2. 10%酒精用于擦拭步态玻璃板。

注：75%酒精气味刺激性大，频繁使用将导致小鼠不愿通过跑道。

3. 卫生纸。

4. 空笼盒。

行为学测试步骤包括：

（1）VisuGait 动物步态分析系统软件，该软件从位于t台跑道下方的摄像机接收信息，并检测由于对跑道表面施加压力(例如，通过放置爪子)而从跑道表面反射的光线。

（2）把老鼠放到t台的一边。

（3）通过简单的按钮点击，以电子方式启动系统。

（4）让动物走到跑道的另一边。

模型建立与药物处理：目前PD常用模型有神经毒素模型和基因编辑模型，其中神经毒素模型应用更加广泛。本课题两种模型均有涉及，对PD模型A53T转基因小鼠或基因敲除小鼠，使用小动物麻醉机对小鼠按推荐计量使用异氟烷进行麻醉后固定于脑立体定位仪上，通过颅骨钻在小鼠颅骨上钻孔，将显微注射针植入钻孔侧大脑纹状体区域后，使用 6-OHDA（8 mg/kg）对敲除小鼠纹状体注射，联同使用治疗药物21天。

动物生存环境：将雌雄小鼠分开饲养每笼4-5只，分笼可避免发情和交配引起的激素水平改变，影响行为学的测试。室温控制在22-25℃，12-12小时光暗循环的安静环境中。给予充足的食物和饮用水。

注：实验动物生存环境一定要安静， 惊恐状态下的小鼠，行为异常，不能反映真实行为学指标。每组小鼠最好不少于8只，以减少个体间差异，避免实验偶然性。选择12-14周龄小鼠，神经退行性疾病小鼠随着年龄增加，神经元缺失更加严重，年龄太大，在病程后期，小鼠无法直立行走，年龄太小，表型不明显，观测不到运动异常指标。

行为学测试前准备：

提前适应环境：将小鼠提前两天放入测试环境空间饲养（最好是将设备放在饲养环境测试），更换环境后，小鼠因为空调出风口方向、光线照射位置、环境气味等改变，而表现出焦虑情绪，而PD患者本身就存在非运动症状，环境可能影响实验结果。

设备调试：步态利用的是脚印光亮折射技术，建议实验者提前一天在实验预计进行的同一时间段调试设备。

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