神奇的步态分析系统，助力发表Cell、Neuron等顶刊论文

来源：瑞沃德生命科学

目前实验动物的步态分析在基础研究中的价值，日益获得研究学者认可。其中DigiGait步态分析系统接连出现在多篇顶级期刊文献中，如Cell、Nature Communications、Neuron等。其到底有何神奇之处？且跟小编一探究竟。

What is DigiGait

DigiGait步态分析系统是唯一一个采用实时腹侧摄像技术（该技术获得了美国发明专利）的产品。可用于研究神经系统损伤、肌肉相关损伤、骨关节疾病与外伤等模型动物的运动机能。

系统中高速数字摄像机（25kHz）会以向上的视角连续不断拍摄行走/跑动中的动物，DigiGait 软件会生成“数字爪印”和动态的步态信号（分辨率超过5000像素/cm2），形成爪部相对跑带位置的实时记录。最终可输出50多种步态指数，生成的数据标准误差低，准确度和可重复性高。

底面

功能优秀，实验无忧

• 可研究动物在自愿状态下行走，及在跑带上强制运动的步态。
• 可研究动物在跳跃和奔跑状态下的步态。
• 在已知且相同速度下，可捕捉大量步幅信息。排除实验动物因速度差异导致的实验数据分析误差。
• 通过拍摄实验动物的整个腹部，可提供三维运动学指标，保障数据完整性。
• 可增加实验难度，促使动物爬上或爬下斜坡，最大限度测量实验动物的运动能力。

应用案例

01

美国Baylor大学医学院主导发表的“RNA结合蛋白（Pum1）单倍体剂量不足导致脊髓小脑性共济失调性神经病变机制”文章中，通过使用DigiGait步态分析系统，得出研究实验结果：Pum1缺失小鼠步幅长度更短，步型（身体晃动）更大。与旷场实验、转棒仪实验，一同论证了Pum1缺失，会导致动物的运动协调性出现进行性缺失。其数据如下图所示：

At 12 weeks of age, Pum1/ mice displayed a wider stance (J), decreased stride length (K), and increased stride frequency (L) compared to either WT or Pum1+/ littermates. Stance width and stride length were normalized to mouse width and body length, respectively. L = left, and R = Right. Twelve mice per genotype were analyzed.

02

斯坦福大学神经科学院主导发表的“对于用人类肌肉干细胞和其他肌肉原生细胞制成的生物结构可以在肌肉容积缺失（Volumetric muscle loss，VML）模型动物体内产生功能性肌肉组织”报道中提示：以干细胞为基础的诊疗手段，可作为治疗急性和慢性VML的有效途径。其中，使用DigiGait步态分析系统证实使用肌肉干细胞制成的生物结构，可以显著改善VML模型动物的运动状态，具体步态分析数据见下图：

Exercise improves innervation of de novo myofibres and improves forces in vivo. (a) Representative image of a mouse during a gait analysis(top) and the gait footprints collected during the analysis (bottom). Mice were positioned in a transparent treadmill and a camera was positioned underneath to record the gait. (b) Quantification of the gait ‘disability score’ resulting from the analysis of 47 parameters.

03

芝加哥大学神经科学院主导的CACNA1A mRNA转录影响因子和二级蛋白a1ACT对于小脑早期编码的影响机制研究中，使用步态分析系统联合转棒仪和旷场实验，论证了CACNA1A mRNA表达异常时，实验动物的运动机能和肢体协调能力显著降低，具体结果详见下图：

(H) Reduced treadmill performance of KIKO mice is corrected by a1ACT expression and prevented by prenatal Dox treatment. Treadmill running speed and total travel distance are compared among mice with/without Dox (_1/+1M) treatment at 1 month old. Prenatal inhibition of a1ACT expression prevented the rescue of motor behavior of KIKO:PC-a1ACT mouse in treadmill (left), rotarod (middle), and open field (right).

总结

DigiGait步态分析系统不仅能保证实验数据的精确性、灵敏性、可重复性，同时可提供更宽的速度选择范围以及更丰富的实验解决方案，高效助力您的科学研究！