CatWalk XT: TBI小鼠模型客观步态分析的有效工具

世界各地的研究人员都在进行研究，以更好地了解创伤性脑损伤(TBI)的持久影响，并开发与这类损伤患者的最佳结果相关的治疗和疗法。不幸的是，迄今为止，在动物模型中显示出有希望的神经保护效果的药物治疗并没有在人类临床试验中转化为成功的治疗。考虑到这一点，一个重要的问题出现了:我们如何改进它?

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将实验结果转化为临床实践

为了提高动物模型的研究成果，我们建立了TBI临床前药物筛选联盟:Operation Brain Trauma Therapy。后者通过研究药物对创伤性脑损伤不同病理生理方面的影响，重新评估了TBI动物模型中潜在的神经保护药物。

然而，还有另一个重要方面将有助于进一步改进这种转换:在实验模型中对功能结果进行精确和客观的评价。

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传统的临床试验及其局限性

颅脑损伤动物模型中最常用的是控制皮质撞击(CCI)模型。CCI小鼠表现出相关的步态障碍和运动功能缺陷，就像创伤性脑损伤的人一样。尽管这是最常用的动物模型之一，但在使用传统的临床试验如旋转行走、梁式行走、网格行走、圆柱体试验等时，很难对步态和运动功能进行客观有效的评估。所有这些测试都有以下几个局限性:

• 它们是主观的(依赖于观察者)
• 为了使动物移动，他们使用武力或奖励
• 它们只能检测出运动功能和步态的严重缺陷
• 它们在一个通常给动物创造了不安全和紧张环境的环境中进行，这导致动物试图隐藏他们的步态缺陷

最后，小鼠脑损伤模型大多为中等强度损伤。因此，用于评估步态的工具必须能够检测到步态和运动的细微变化。

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改进步态分析方法的研究

为了解决传统测试的局限性，Walter等人(2020)决定对步态分析系统进行评估走猫步XT，这是为自动和客观评估啮齿类动物的步态和运动而开发的。与传统的试验相反，啮齿类动物被允许自愿移动，不需要用力。当它们自由地穿过玻璃板时，高速摄像机捕捉它们的脚印还有体重分布。

在他们的研究中，Walter等人(2020)使用了CCI小鼠模型，并检查了上述设备自动分析的100多个不同的空间和动态参数。

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建立CCI小鼠的步态和运动表型

研究人员在小鼠模型中控制皮质撞击后的第一天、第三天和第七天收集了数据。小鼠必须为CatWalk XT分析执行至少三次符合要求的运行，在大多数情况下，总共只有三次运行足以获得它们。每一次跑步都没有固定的时间限制，而速度的最大变化是60%。值得一提的是，平均最大跑速和身体速度变化与其他研究相似，甚至低于其他研究，他们将最大速度变化设置在30%以下。

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自动化和消除人为误差改进了步态分析

在收集数据并运行分析之后，Walter等人(2020)得出以下结论:

• CatWalk XT是一个客观的工具，将观察者的干预限制到最低限度
• 自动的数据收集和分析节省了大量的时间，而且不会降低数据质量
• 当使用CatWalk XT时，由于自动化和消除了可能的人为错误，数据的可重复性得到了提高
• 猫步XT检测到非常微妙但显著的缺陷，否则不可能通过人类观察发现

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开发创伤性脑损伤新疗法的重要步骤

越来越多的人患有创伤性脑损伤，步态预后和功能预后不佳。他们中的许多人在受伤后几十年都有步态和运动功能的缺陷，不幸的是，仍然没有有效的治疗方法来帮助他们。因此，功能展望成为开发TBI新治疗策略的重点。

为了更好地将在动物模型中显示出有希望的神经保护作用的药物治疗转化为在人体临床试验中成功的治疗，对实验模型的功能结果进行精确和客观的评价至关重要。因此，有必要使用有效的、准确的、独立于观察者的工具(如CatWalk XT)对实验动物进行进一步研究。

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文学

Walter, J.， Kovalenko, O.， Younsi, A.， Grutza, M.， Unterberg, A.和Zweckberger, K.(2020)。CatWalk XT®是一种有效的工具，用于客观评估小鼠皮层受影响后急性期的运动功能。行为大脑研究，392。

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