Name: 离体骨骼肌肌的力学分析 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-02-22T18:15:00.000+00:00
Duration: 8 min 42 s
Description: 学习使用肌动描记法对小鼠离体骨骼肌进行力学分析，测量肌肉力量与疲劳特性。该方法可定量评估基因修饰或治疗干预对肌肉功能的影响，为肌肉疾病研究提供可靠的临床前评估工具。

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本研究得到了美国国家心肺血液研究所（NHLBI）公共卫生服务基金（HL086513）对 P.E.O. 的资助，以及加州再生医学研究所（RC1-00104）综合研究基金、美国国家心肺血液研究所（NHLBI）公共卫生服务基金（HL085377）和波林基金会捐赠对 H.S.B. 的资助。
S.C. 获得了加州再生医学研究所干细胞研究桥梁项目（TB1-01194）对旧金山州立大学的资助。

本方案已获得加州大学旧金山分校机构动物护理和使用委员会（IACUC）的批准。
1. 小鼠解剖 趾长伸肌 （EDL）肌肉
<ol>
	<li>所有动物操作均须按照机构指南进行。</li>
	<li>在肌肉采集前，采用 200 mg/kg 剂量的戊巴比妥钠腹腔注射或颈椎脱位法处死动物10。解剖操作应熟练进行，确保在处死动物后 15 分钟内完成肌肉的采集并安装至张力传感器上。</li>
	<li>将尸体仰卧位置于解剖托盘上，并用针固定腿部。</li>
	<li>在解剖显微镜下切开皮肤，小心分离筋膜（图1A），从踝部向上剥离胫骨前肌以暴露趾长伸肌（EDL）（图1B）。采集过程中使用数滴乳酸林格液保持肌肉湿润并维持缓冲环境。</li>
	<li>取出趾长伸肌（EDL），尽可能保留两端的肌腱，并将其放入盛有乳酸林格液的培养皿中。在肌肉两端的肌腱上分别结扎缝线（图1C）。解剖过程中必须避免触碰或扰动肌纤维。</li>
</ol>
2. 小鼠EDL在肌肉条测力仪中的安装
<ol>
	<li>进行这些研究时，需要一个组织浴槽，在保持肌肉固定的同时，使其浸浴于恒温且持续供氧的生理溶液中。该浴槽需连接张力传感器，以测量肌肉张力。本实验采用丹麦Myo Technology公司生产的集成化肌条肌动图浴槽（DMT Model 820MS）。此外，还需方波电刺激器（Grass Model S48）以及数据采集平台（ADInstruments PowerLab数据采集系统与LabChart软件），分别用于诱发、记录和分析肌肉力学反应。DMT 820MS的腔室盖上集成了铂电极，位于肌条中段两侧。其他类型的肌动图仪可能需要特别注意电极的放置位置。</li>
	<li>向肌动图浴槽中加入5 mL Krebs Henseleit溶液11。将溶液加热至25°C，并在使用前以O2/CO2混合气体（95%/5%）持续鼓泡15分钟。</li>
	<li>使用缝合线将EDL肌条固定于肌动图仪的夹具之间，并将EDL肌肉的肌腱牢固固定在夹具之间（图1D,E）。注意避免直接夹住肌肉组织本身。</li>
	<li>将肌动图浴槽温度维持在25°C。</li>
</ol>
3. 肌肉力学分析
A. 收缩张力
<ol>
	<li>调整浴液中的初始长度，使肌肉无松弛现象。</li>
	<li>通过调节电压确定最大刺激强度（持续时间 0.5 ms），以获得最大单收缩张力，然后将刺激强度设定为比最大值高 20%（以达到超强刺激）。在我们的研究中，通常在 40 伏输出时即可达到超强刺激。</li>
	<li>使用示波器验证刺激器的输出。</li>
	<li>通过逐渐拉伸肌肉，直至单收缩张力不再增加，确定最佳长度。</li>
	<li>让肌肉平衡 3 分钟。</li>
	<li>在最佳长度下，使用 Grass S44 电子刺激器施加超强方波刺激（0.5 ms），并记录输出结果。</li>
	<li>记录：单收缩张力曲线（Pt 随时间变化；图 2A）。</li>
</ol>
B. 破伤风张力
<ol>
	<li>让肌肉休息 3 分钟。</li>
	<li>使用 Grass S44 电子刺激器，在最佳长度下以 150 Hz 的频率施加持续 300 毫秒的超最大刺激脉冲串，并记录输出结果。</li>
	<li>记录：强直收缩张力曲线（Po 随时间变化；图 2B）。</li>
</ol>
C. 刺激频率-收缩力关系
<ol>
	<li>让肌肉休息 3 分钟。</li>
	<li>频率-张力关系：以 30、60、100、140 和 160 Hz 的频率施加超最大刺激串，每次刺激之间休息 3 分钟（图3）。或者，为了在较低频率范围内获得更高的分辨率（在此范围内张力变化显著），可采用 15、25、35、45、55、65、75、100、140 和 160 Hz 的刺激频率序列。</li>
	<li>绘图：绘制张力-频率关系曲线（最大张力百分比 vs. 刺激频率）。</li>
</ol>
D. 疲劳
<ol>
	<li>施加短暂强直刺激序列：60 Hz，持续 300 ms（或调整频率以产生峰值力的 50%），每 3 秒一次，持续 10 分钟。至 10 分钟时，强直收缩力应下降至初始值约 15% 的稳定水平（图 4）。</li>
	<li>作图：低频疲劳（最大力的百分比 vs 时间）。</li>
</ol>
E. 协议结束时的额外数据收集
<ol>
	<li>在将肌肉从肌力仪上取下之前，根据步骤 III.A.4 确定的最优长度调整肌肉长度，并使用显微镜目镜或游标卡尺测量其直径。计算横截面积（μm2）。</li>
	<li>通过移除缝合线并称量肌肉，测量肌肉质量（mg）。</li>
	<li>称量小鼠以评估其体质量（gm）。</li>
</ol>
4. 计算
<ol>
	<li>肌肉与体重比 = 
	肌肉质量 / 体重</li>
	<li>单收缩张力，Pt（mN） = 
	单收缩期间产生的最大张力</li>
	<li>比单收缩张力（N/cm2） = 
	单收缩张力（mN）/横截面积（μm2） × 105 N/mN•μm2/cm2</li>
	<li>达峰时间（ms） = 
	从收缩开始至达到最大张力的时间</li>
	<li>半松弛时间（ms） = 
	从峰值张力下降至峰值张力50%所需的时间</li>
	<li>强直收缩张力，PO（mN） = 
	强直收缩期间产生的最大张力</li>
	<li>比强直收缩张力（N/cm2） = 
	强直收缩张力（mN）/横截面积（μm2） × 105 N/mN•μm2/cm2</li>
	<li>强直收缩张力最大上升速率（N/s） = 
	强直收缩张力上升期间张力增加的最大速率，即强直收缩张力曲线的最大斜率（或 dPO/dt）</li>
	<li>强直收缩半松弛时间（ms） = 
	刺激停止后至张力降至刺激终止时张力50%所需的时间</li>
	<li>单收缩张力与强直收缩张力比值，Pt/PO = 
	最大单收缩张力 / 最大强直收缩张力</li>
	<li>疲劳指数 = 
	低频疲劳刺激两分钟后张力与最大等长收缩张力的比值</li>
</ol>
5. 代表性结果
<img src="/files/ftp_upload/2582/2582fig1.jpg" alt="肌肉解剖与测试装置；胫骨前肌、趾长伸肌位置；张力装置；生物力学分析。" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图1"> 
图1. 趾长伸肌的解剖。A，后肢肌肉的暴露。TA，胫骨前肌。B，趾长伸肌（extensor digitorum longus）的暴露。C，将缝线连接至趾长伸肌的肌腱。D，张力换能器浴槽（侧视图）。E，肌肉置于浴槽中（俯视图）。为便于说明，图中肌肉未完全浸入缓冲液；实际操作中，应确保肌肉完全浸没，以防干燥。
<img src="/files/ftp_upload/2582/2582fig2.jpg" alt="显示张力（mN）随时间（t）变化的心肌收缩曲线，示出峰值张力和半松弛时间。" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图2"> 
图2. 张力曲线示例。A，单次收缩张力曲线示例，显示最大单收缩张力（Pt）、收缩时间（CT）和半松弛时间（HRT）。标尺，1秒。B，强直收缩张力曲线示例，显示最大强直收缩张力（Po）和强直半松弛时间（HRTT）。标尺，1秒。
<img src="/files/ftp_upload/2582/2582fig3.jpg" alt="肌肉刺激图；不同赫兹频率对力量的影响分析；实验结果。" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图3"> 
图3. 刺激频率-收缩力关系分析示例。A， 不同刺激频率递增产生的张力。B, 30MHz 脉冲序列示例. 80毫秒，标尺 C, 140 MHz 脉冲序列示例。标尺：80 毫秒。 D, 由所示数据得出的力-频率曲线示例 A力-频率曲线的形状是肌肉力量的特征性表现，可用于比较不同动物来源肌肉之间的差异。
<img src="/files/ftp_upload/2582/2582fig4.jpg" alt="显示肌肉力量随时间衰减的曲线图，子图 B-D 展示力量-时间曲线及数据分析。" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图4"> 
图4. 低频疲劳分析示例。A， 低频刺激期间产生的递减性张力。所示时间点的脉冲序列示例（B、C、D如下所示。 E, 由所示数据得出的低频疲劳曲线示例 A低频疲劳曲线的形状是肌肉力量的特征性表现，可用于比较不同动物来源肌肉之间的差异。

<ol><li>Harcourt, L. J., Schertzer, J. D., Ryall, J. G., Lynch, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+dose+formoterol+administration+improves+muscle+function+in+dystrophic+mdx+mice+without+increasing+fatigue%5BTitle%5D)+AND+%22Neuromuscul+Disord%22%5BJournal%5D)">Low dose formoterol administration improves muscle function in dystrophic mdx mice without increasing fatigue.</a> Neuromuscul Disord. 17, 47-55 (2007).</li>
<li>Messina, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((VEGF+overexpression+via+adeno-associated+virus+gene+transfer+promotes+skeletal+muscle+regeneration+and+enhances+muscle+function+in+mdx+mice%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+J%22%5BJournal%5D)">VEGF overexpression via adeno-associated virus gene transfer promotes skeletal muscle regeneration and enhances muscle function in mdx mice.</a> FASEB J. 21, 3737-3746 (2007).</li>
<li>Danieli-Betto, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sphingosine+1-phosphate+protects+mouse+extensor+digitorum+longus+skeletal+muscle+during+fatigue%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Cell+Physiol%22%5BJournal%5D)">Sphingosine 1-phosphate protects mouse extensor digitorum longus skeletal muscle during fatigue.</a> Am J Physiol Cell Physiol. 288, C1367-C1373 (2005).</li>
<li>MacIntosh, B. R., Willis, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Force-frequency+relationship+and+potentiation+in+mammalian+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Force-frequency relationship and potentiation in mammalian skeletal muscle.</a> J Appl Physiol. 88, 2088-2096 (2000).</li>
<li>Hayes, A., Williams, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contractile+properties+of+clenbuterol-treated+mdx+muscle+are+enhanced+by+low-intensity+swimming%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Contractile properties of clenbuterol-treated mdx muscle are enhanced by low-intensity swimming.</a> J Appl Physiol. 82, 435-439 (1997).</li>
<li>Coulton, G. R., Curtin, N. A., Morgan, J. E., Partridge, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mdx+mouse+skeletal+muscle+myopathy%3A+II.+Contractile+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropathol+Appl+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">The mdx mouse skeletal muscle myopathy: II. Contractile properties.</a> Neuropathol Appl Neurobiol. 14, 299-314 (1988).</li>
<li>Danieli-Betto, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deficiency+of+alpha-sarcoglycan+differently+affects+fast-+and+slow-twitch+skeletal+muscles%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Regul+Integr+Comp+Physiol%22%5BJournal%5D)">Deficiency of alpha-sarcoglycan differently affects fast- and slow-twitch skeletal muscles.</a> Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 289, R1328-R1337 (2005).</li>
<li>Chan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+gene+for+speed%3A+contractile+properties+of+isolated+whole+EDL+muscle+from+an+alpha-actinin-3+knockout+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Cell+Physiol%22%5BJournal%5D)">A gene for speed: contractile properties of isolated whole EDL muscle from an alpha-actinin-3 knockout mouse.</a> Am J Physiol Cell Physiol. 295, C897-C904 (2008).</li>
<li>Personius, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Grip+force%2C+EDL+contractile+properties%2C+and+voluntary+wheel+running+after+postdevelopmental+myostatin+depletion+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl%22%5BJournal%5D)">Grip force, EDL contractile properties, and voluntary wheel running after postdevelopmental myostatin depletion in mice.</a> J Appl. , Forthcoming (2010).</li>
<li>Donovan, J., Brown, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Euthanasia%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Protoc+Immunol%22%5BJournal%5D)">Euthanasia.</a> Curr Protoc Immunol. Chap 1, (2006).</li>
<li>Beekley, M. D., Wetzel, P., Kubis, P., Gros, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contractile+properties+of+skeletal+muscle+fibre+bundles+from+mice+deficient+in+carbonic+anhydrase+II%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Arch%22%5BJournal%5D)">Contractile properties of skeletal muscle fibre bundles from mice deficient in carbonic anhydrase II.</a> Pflugers Arch. 452, 453-463 (2006).</li>
</ol>

未声明任何利益冲突。

我们介绍了一种详细评估小鼠离体后肢肌肉力学特性的方法。由于EDL肌位于后部，位置较深，解剖难度较大， 胫骨前肌 肌肉，比……更容易评估 胫骨前肌 因其在踝关节和膝关节处具有显著的肌腱附着点，这些肌腱便于在肌肉条测力仪中进行固定。相比之下，更易获取的 胫骨前肌 在膝关节处具有宽阔且近乎腱性的附着，这使得在不损伤肌肉的情况下进行解剖极为困难，同时也难以将其牢固地安装在肌动仪上。我们还需强调，在生理缓冲液、含氧环境及适宜温度条件下迅速将肌肉安装至浴槽中，对于维持肌肉的机械特性至关重要。我们发现，在上述条件下，该分析过程可重复进行长达30分钟，且肌肉反应无显著变化。最后，必须注意在解剖和安装过程中避免触碰肌纤维，因为任何接触均可能对肌肉功能产生不利影响，并导致对肌机械力的低估。遵循上述操作步骤，该方法可为评估基因修饰对肌肉功能的影响提供一种可靠的定量分析手段 6,7,8,9，以及在肌肉疾病小鼠模型中对不同治疗干预措施的比较 1,2,3,5.

<table><tbody><tr><td>5-0 丝线缝合线</td><td>绿洲</td><td>MV682</td><td>普通外科</td></tr><tr><td>Dupont #5 镊子</td><td>WPI</td><td>500233</td><td>普通外科</td></tr><tr><td>直型止血钳</td><td>WPI</td><td>501241</td><td>普通外科</td></tr><tr><td>虹膜镊</td><td>WPI</td><td>15914</td><td>普通外科</td></tr><tr><td>&lt;a href=&quot;http://www.adinstruments.com/products/software/research/LabChart-Software/&quot; 目标=&quot;空白&quot;&gt;Lab Chart 软件&lt;/a&gt;</td><td>&lt;a href=&quot;http://www.adinstruments.com/&quot; 目标=&quot;空白&quot;&gt;ADInstruments&lt;/a&gt;</td><td>&lt;a href=&quot;http://www.adinstruments.com/products/software/research/LabChart-Software/&quot; 目标=&quot;空白&quot;&gt;版本 7&lt;/a&gt;</td><td>数据分析</td></tr><tr><td>肌肉条描记仪</td><td>DMT</td><td>820MS</td><td>张力转导</td></tr><tr><td>手术剪</td><td>WPI</td><td>501754</td><td>普通外科</td></tr><tr><td>示波器</td><td>EZ</td><td>OS-5020</td><td>张力刺激</td></tr><tr><td>戊巴比妥钠</td><td>Sigma</td><td>P3761</td><td>安乐死</td></tr><tr><td>&lt;a href=&quot;http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/PL3508/&quot; 目标=&quot;空白&quot;&gt;PowerLab &lt;/a&gt;</td><td>&lt;a href=&quot;http://www.adinstruments.com/&quot; 目标=&quot;空白&quot;&gt;ADInstruments&lt;/a&gt;</td><td>&lt;a href=&quot;http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/PL3508/&quot; 目标=&quot;空白&quot;&gt;8/30&lt;/a&gt;</td><td>数据采集 </td></tr><tr><td>方波刺激器</td><td>Grass Tech.</td><td>S48</td><td>张力刺激</td></tr><tr><td>Vannas弹簧剪</td><td>WPI</td><td>14003</td><td>普通外科</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;p class=&quot;jove_step&quot;&gt;溶液与培养基&lt;/p&gt;</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;p class=&quot;jove_step&quot;&gt;&lt;em&gt;乳酸林格液&lt;/em&gt;&lt;/p&gt;</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;ul&gt; &lt;li&gt;100 mM NaCl&lt;/li&gt; &lt;li&gt;30 mM CH3CH(OH)COONa（乳酸钠）&lt;/li&gt; &lt;li&gt;4 mM KCl&lt;/li&gt; &lt;li&gt;1 mM CaCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O（二水合氯化钙） &lt;ul&gt; &lt;li&gt;调节 pH 至 6.75&lt;/li&gt; &lt;/ul&gt; &lt;/li&gt; &lt;/ul&gt;</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;p class=&quot;jove_step&quot;&gt;&lt;em&gt;克雷布斯-亨塞尔特溶液&lt;/em&gt;&lt;/p&gt;</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;ul&gt; &lt;li&gt;118 mM NaCl&lt;/li&gt; &lt;li&gt;4.7 mM KCl&lt;/li&gt; &lt;li&gt;1.25 mM CaCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;/li&gt; &lt;li&gt;1.2 mM MgCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;/li&gt; &lt;li&gt;1.2 mM KH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;PO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;&lt;/li&gt; &lt;li&gt;25 mM NaHCO₃&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;&lt;/li&gt; &lt;li&gt;11 mM 葡萄糖 &lt;ul&gt; &lt;li&gt;通过与 O 平衡将 pH 调整至 7.2–7.4&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;/CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; (95%/5%) 气体&lt;/li&gt; &lt;/ul&gt; &lt;/li&gt; &lt;/ul&gt;</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;p class=&quot;jove_step&quot;&gt;&lt;em&gt;戊巴比妥&lt;/em&gt;&lt;/p&gt;</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;ul&gt; &lt;li&gt;5 mg/mL 无菌水工作液&lt;/li&gt; &lt;/ul&gt;</td></tr></tbody></table>

离体骨骼肌的肌-机械分析

Myo-mechanical Analysis of Isolated Skeletal Muscle

为了评估治疗性干预措施在治疗肌肉疾病中的体内效果1,2,3，需要采用定量方法来测量经处理肌肉的力生成能力和疲劳性。本文详细描述了一种用于评估小鼠新鲜离体后肢肌肉肌-机械特性的方法。我们介绍了小鼠趾长伸肌（extensor digitorum longus）的无创性取材过程，将肌肉安装至肌肉条测力仪（Model 820MS；Danish Myo Technology），并使用方波刺激器（Model S48；Grass Technologies）测量最大单收缩张力和强直收缩张力、收缩时间以及半舒张时间。基于这些测量数据，我们展示了如何计算标准化至肌肉横截面积的比单收缩张力和比强直收缩张力、单收缩与强直收缩张力比值、力-频率关系曲线以及低频疲劳曲线4。该分析方法可用于在肌肉疾病小鼠模型中对不同治疗干预措施进行定量比较1,2,3,5，也可用于比较基因修饰对肌肉功能的影响6,7,8,9。

为了评估治疗干预措施对肌肉疾病的体内效应，需要采用能够定量测定治疗后肌肉力量生成和疲劳性的方法。本文详细介绍了一种用于评估离体小鼠后肢肌肉肌械性能的方法。该分析为定量评估基因修饰对肌肉功能的影响，以及比较不同疗法在肌肉疾病小鼠模型中的效果提供了可靠的技术途径。

为了评估治疗性干预措施对肌肉疾病治疗的体内效应，需要采用能够测量力量的定量方法……

该实验的目的是通过测定分离的骨骼肌所产生的力及其疲劳性，来量化基因修饰或治疗的效果。首先，从小鼠后肢分离趾长伸肌，然后将该肌肉安装在肌肉条测力仪中。下一步是确定刺激电压和肌肉预张力，以达到最大单收缩张力。最后一步是确定肌肉的力-频率关系，以及低频强直刺激下疲劳的发生时间和程度。最终，可通过肌张力测定获得结果，显示肌肉机械特性的可测量变化。 与现有的运动试验等方法相比，该技术的主要优势在于微血管造影术能够对肌肉力量和功能进行定量评估。当我们意识到在临床前动物模型中测试基于细胞和生物工程的新疗法时，需要有定量指标来评估肌肉功能，我们便首次采用了这种方法。该方法有助于回答肌肉生物学和肌营养不良症研究领域的一些关键问题，例如特定疗法或基因修饰是否改变了肌肉功能。该方法的可视化演示至关重要，因为正确处理肌肉所需的步骤难以掌握。通常，初次接触此方法的人会遇到困难，因为快速且无创地解剖后肢肌肉需要经过练习并积累经验才能掌握。我们将由实验室的一名科研人员和一名研究生示范该操作过程。处死小鼠后，将其尸体腹侧朝上置于解剖托盘中，并在解剖显微镜下用针固定四肢。切开皮肤并小心分离筋膜。随后，从脚踝向上剥离胫骨前肌，以暴露趾长伸肌（extensor digitorum longus，EDL）。在取材过程中，使用乳酸林格液滴加，以保持肌肉湿润。随后解剖分离趾长伸肌（EDL），尽可能保留两端的肌腱，并注意避免触碰EDL肌纤维本身。将EDL肌肉置于含有乳酸林格液的培养皿中。现在将缝线绑在每条肌肉肌腱上。这些研究使用组织浴槽来固定肌肉，并使用力传感器来测量肌肉张力。此外，使用方波电刺激器和数据采集平台来诱发、记录和分析肌肉的机械反应。下一步是用6.5毫升的Krebs溶液（即卫星溶液）填充肌束移植浴槽。将浴槽加热至25摄氏度，并用95%氧气和5%二氧化碳混合气体对Krebs溶液进行鼓泡通气，持续15分钟。使用缝线穿过肌腱，将EDL肌肉转移至浴槽中。将肌腱固定在肌移植物的夹具之间，注意不要夹住肌肉组织本身。将肌移植物浴槽温度维持在 25 摄氏度。开始张力分析时，调节肌肉的初始长度，使其等于肌肉的静息长度。使用0.5毫秒的刺激持续时间，逐渐增加电压，以确定获得最大单收缩张力所需的刺激强度。然后将刺激强度提高20%以达到超最大刺激，通常约为40伏。下一步是逐渐拉伸肌肉，直至肌肉收缩张力不再进一步增加。此长度即被视为肌肉的最适长度。让肌肉平衡三分钟，然后保持肌肉在其最佳长度。给予一个超最大方波刺激，并记录输出的单收缩张力曲线。如本图所示。最大单收缩张力标记为 pt。收缩时间标记为 ct。半舒张时间标记为 HRT。该横条代表三分钟静息期后的一秒钟。在最佳长度下，施加持续300毫秒、频率为150赫兹的超强刺激，以测量强直收缩张力。此操作可生成一条强直收缩张力曲线。最大肌动蛋白-肌球蛋白张力标记为 po。半松弛肌动蛋白-肌球蛋白张力标记为 HRTT。该横条代表一秒钟，记录在三分钟休息期之后。开始进行力-频率分析时，分别以30 Hz、60 Hz、100 Hz、140 Hz和160 Hz的频率施加持续300毫秒的超强刺激串。每次刺激串之间间隔3分钟，初始阶段先进行3分钟的休息。在疲劳分析中，以60 Hz的频率施加持续300毫秒的短串刺激，每3秒一次，持续10分钟。张力应下降至初始值约15%的平台水平。完成处于最佳长度肌肉的张力记录后，使用显微镜的目镜测量肌肉直径。随后，移除缝线并称量肌肉以确定肌肉质量。最后一步是称量小鼠以评估其体质量。这些测量数据将用于随附文章中列出的计算。该图显示了随着刺激频率增加而产生的张力上升情况。这是肌肉对30赫兹脉冲串的反应。该图显示了在140赫兹脉冲串刺激下产生的更大收缩力。该曲线图展示了收缩力与刺激频率之间的关系，以最大收缩力的百分比相对于刺激频率作图。力-频率曲线的形状是肌肉力量的特征性表现，可用于比较不同动物的肌肉。该图展示了在10分钟低频刺激过程中肌肉疲劳的变化情况。这些图显示了肌肉在指定时间点对刺激串的反应。该图显示了低频肌肉疲劳，以最大力量的百分比随时间变化的形式呈现。低频疲劳曲线的形状是肌肉力量的特征性表现，可用于比较不同动物来源肌肉之间的差异。掌握该技术后，按照本方案操作，可在30分钟内完成。还可以采用其他方法，如免疫组织化学、蛋白质印迹（Western blot）和定量 PCR，以回答更多问题，例如在实施该操作时，特定的成肌蛋白和干细胞标志物是否以及在何处于处理后的肌肉中表达。需要注意的是，应提前准备好所有设备，以尽量缩短肌肉取材与分析之间的时间。观看本视频后，您应能够充分掌握如何解剖后肢肌肉，将肌肉组织安装到肌条力学测量系统（如我们向您展示的丹麦 Myo Technology 公司的设备），并测量其机械性能的变化。

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离体骨骼肌肌的力学分析

我们介绍一种直接测量离体骨骼肌肌肉力量、肌肉功率、收缩动力学及疲劳性的方法 体外 使用场刺激的系统。关于Ca2+ 通过不同的刺激方案，可获得肌肉的力学特性及其收缩机制的相关数据。...

离体 离体骨骼肌收缩力、疲劳性及交替性的评估

肌肉功能的测量有助于评估肌肉病理的潜在治疗方法，以及阐明该组织生理学的潜在机制。我们将演示趾长伸肌和膈肌的功能测试前处理。将展示等长收缩和离心收缩的实验方案，并比较代表病理状态的肌营养不良肌肉与野生型肌肉在实验结果上的差异。...

评估来自肌营养不良症小鼠模型的分离骨骼肌的等长和离心收缩力

肌纤维的分离与培养是金标准 体外...

分离与培养成年骨骼肌单个肌纤维及其卫星细胞

斑马鱼是研究人类骨骼肌疾病的新兴模型系统。本文介绍一种快速高效分离斑马鱼胚胎和幼体骨骼肌肌纤维的方法。该方法可获得高密度的肌纤维样本，适用于单个骨骼肌纤维形态学、蛋白质亚细胞定位以及肌肉生理学的研究。...

分离制备物中斑马鱼胚胎和幼鱼骨骼肌肌纤维的分析

为了研究心肌细胞的收缩功能和钙瞬变，可从野生型和突变型小鼠心脏中分离出单个心肌细胞。这有助于表征由任何原因引起的心功能障碍中细胞功能障碍所起的作用。...

小鼠心肌细胞的分离与生理学分析

化学去膜或透化骨骼肌纤维收缩特性的分析为在单个肌细胞水平上评估肌肉功能提供了一种强有力的方法。本文概述了一种制备和检测透化骨骼肌纤维的有效且可靠的实验技术。 体外.

透化骨骼肌纤维产生的最大等长收缩力的测定

本文介绍了一种以纳牛顿分辨率评估横纹肌肌原纤维收缩特性的实验方案。该方案采用基于干涉测量法的光学力探针装置，可获得高信噪比的数据，并能够检测肌原纤维的收缩动力学特性。...

从骨骼肌活检样本中分离肌原纤维并利用纳牛顿分辨率力传感器测定其收缩功能

本技术报告描述了一种改良的 Bergström...

从人体胫骨前肌上部隔室采集骨骼肌活检样本以进行力学评估

可通过定量分离的肌纤维的收缩能力来评估骨骼肌功能，传统方法通常采用费力且通量较低的技术。本文介绍一种基于光学的高通量方法，用于定量水凝胶包埋肌纤维的收缩能力。该方法适用于药物筛选和治疗开发。...

基于光学系统的水凝胶包埋完整小鼠肌纤维高通量收缩力测量

我们描述了一种从成年小鼠六种肌肉中获取经酶法解离的不同长度和类型的肌纤维的方案：其中三种肌肉已有报道（趾短屈肌、趾长伸肌、比目鱼肌），另外三种则是首次成功实现解离（拇长伸肌、腓骨长肌、第四趾腓骨肌）。...

通过酶解法分离小鼠六种后肢肌肉获取完整短、中、长骨骼肌纤维：超越趾短屈肌的研究

本方案描述了从小鼠氧化型腓肠肌中分离完整单根肌纤维并建立高纯度肌母细胞培养物的方法。优化后的操作可稳定地从每只小鼠获得约300–500根完整的肌纤维，适用于后续的分子与细胞分析。...

单纤维分离检测法用于评估氧化型肌纤维行为

学习使用肌动描记法对小鼠离体骨骼肌进行力学分析，测量肌肉力量与疲劳特性。该方法可定量评估基因修饰或治疗干预对肌肉功能的影响，为肌肉疾病研究提供可靠的临床前评估工具。

离体骨骼肌的肌-机械分析

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