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Artículo de método

Repetida Medición de la actividad muscular respiratoria y ventilación en el ratón modelos de enfermedad neuromuscular

13.1K vistas

DOI:

10.3791/55599

17 de abril de 2017

* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Este documento presenta un método para mediciones repetidas de la ventilación y la actividad de los músculos respiratorios en un modelo de ratón libremente comportarse esclerosis lateral amiotrófica (ALS) a lo largo de progresión de la enfermedad con pletismografía de cuerpo entero y electromiografía través de un dispositivo de telemetría implantado.

Resumen

músculos respiratorios accesorios ayudan a mantener la ventilación cuando se deteriora la función del diafragma. El siguiente protocolo describe un método para mediciones repetidas durante semanas o meses de actividad de los músculos respiratorios accesorio mientras que mide simultáneamente la ventilación en un ratón no anestesiados, comportarse libremente. La técnica incluye la implantación quirúrgica de un transmisor de radio y la inserción de electrodo conduce a los músculos escalenos y trapecio para medir la actividad electromiograma de estos músculos inspiratorios. La ventilación se midió por pletismografía de cuerpo entero, y el movimiento de los animales se evalúa por vídeo y se sincroniza con la actividad electromiograma. Las mediciones de la actividad muscular y la ventilación en un modelo de ratón de la esclerosis lateral amiotrófica se presentan para mostrar cómo esta herramienta se puede utilizar para investigar cómo respiratoria cambios en la actividad muscular en el tiempo y para evaluar el impacto de la actividad muscular en la ventilación. Los métodos descritos pueden enviarasily ser adaptado para medir la actividad de otros músculos o para evaluar la actividad de los músculos respiratorios accesorio en modelos adicionales ratón de la enfermedad o lesión.

Introducción

Músculos respiratorios accesorios (ARMs) aumentar la ventilación durante los momentos de alta demanda (por ejemplo, ejercicio) y ayudan a mantener la ventilación cuando la función de diafragma se ve comprometida después de una lesión o enfermedad 1, 2. Aunque los cambios en la función del diafragma han sido bien descritos en pacientes esclerosis lateral amiotrófica (ALS) y modelos de ratón 3, 4, 5, 6, se sabe mucho menos acerca de la actividad o función de las armas en la E....

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Protocolo

Los procedimientos experimentales fueron aprobados por el Comité de Cuidado y Uso de Niños de Cincinnati Hospital Medical Center Institucional Animal y llevaron a cabo en cumplimiento de la Guía del NIH para el cuidado y uso de animales de laboratorio.

1. Preparación para la cirugía de implante de dispositivos de telemetría

  1. Use equipo de protección personal (es decir, exfoliantes, cubiertas para zapatos, vestido, red de pelo, mascarilla y guantes quirúrgicos).
    NOTA: Esta cirugía requiere un campo estéril.
  2. A su vez en la incubadora (servo-controlado incubador humidificador / bebé ajustado a 29 ° C) y la línea con toallas se....

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Resultados

El protocolo descrito se usó para implantar un dispositivo de telemetría y para grabar escaleno y trapecio EMG, WBP, y el vídeo de un ratón SOD1 (G93A) modelo ALS. Períodos en los que el animal es inactivo (por ejemplo, no se mueve) se identificaron utilizando la grabación de vídeo y confirmados por la falta de actividad de movimiento relacionada en la traza WBP (Figura 3A). Períodos inactivos incluyen tiempo pasado en REM o no REM del sueño, así como el tiempo .......

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Discusión

El procedimiento ha demostrado aquí permite la medición no invasiva (después de la implantación quirúrgica inicial del transmisor) de la actividad de los músculos respiratorios y la ventilación durante muchos meses en el mismo animal. Esta técnica tiene varias ventajas sobre técnicas estándar EMG en ratones anestesiados: 1) los experimentos requieren un menor número de ratones y proporcionan la capacidad de grabar datos del mismo sitio en un solo ratón a través de etapas de la enfermedad (en lugar de utilizar varios rat.......

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

El apoyo a este trabajo fue proporcionado por el administrador Premio Hospital Medical Center de Niños de Cincinnati a SAC y una beca de formación de los NIH (T32NS007453) a VNJ

....

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
B6.Cg-Tg (SOD1*G93A)1 Gur/JJackson Laboratory4435
Cámara de PletismografíaBuxco Productos Respiratorios/ Data Sciences International601-1425-001
Receptores de Telemetría (Modelo RPC-1)Data Sciences International272-6001-001
Bomba de Flujo de Polarización (Modelo BFL0500)Data Sciences International601-2201-001
ACQ-7000 USBData Sciences InternationalPNM-P3P-7002XS
Dataquest A.R.T. Data Exchange MatrixData Sciences International271-0117-001
Nuevo sistema de análisis de PonemahData Sciences InternationalPNM-POST-CFG
Ponemah Physiology Platform Acacquisitionn software v5.20Data Sciences InternationalPNM-P3P-520
Paquete de análisis de pletismografía de respiración completa sin restricciones de Ponemah v5.20Ciencias de Datos InternacionalPNM-URP100W
Sistema de software Ponemah configuradode Datos InternacionalPNM-P3P-CFG
Módulo de análisis (URP)Ciencias de datos InternacionalPNM-URP100W
Amplificador universalde Datos Internacional13-7715-59
Placa de sincronizaciónCiencias de Datos Internacional271-0401-001
Cable de sincronizaciónCiencias de Datos Internacional274-0030-001
Transductor de presión BuxcoData Sciences International600-1114-001
Medidor de flujoData Sciences International600-1260-001
Imán y radio incluidos en el kitde inicio F20-EETData Sciences International276-0400-001
Cámara de video Axis P1363   Data Sciences International275-0201-001
Terg-A-ZymeFisher Scientific50-821-785Detergente enzimático
ActrilMinntech Corporation78337-000
Microscopio de disección estéreo esterilizante químico (modelo MEB126)Leica10-450-508
Humidificador servocontrolado/incubadora infantilOHMEDA Ohio Care Plus6600-0506-803
TL11M2-F20-EET TransmisoresSciences International270-0124-001
Dumont #2 Pinzas de laminectomía - Puntas estándar/rectas/12 cm (x2) Fine Scientific Instruments11223-20Para la manipulación de alambres
Dumont #2 Pinzas de laminectomía - Puntas estándar/Rectas/12 cm (x2)Fine Scientific Instruments11223-20Para cirugía
Pinzas de patrón estrecho - Dentadas/curvas/12 cmFine Scientific Instruments17003-12
Tijeras de resorte - Corte resistente/Rectas/Afiladas/12,5 cm/6 mm FiloInstrumentos científicos finos15124-12
Tijeras separadoras de tejidos - Rectas/Romanas-Romanas/11,5 cmFine Scientific Instruments14072-10
Tijeras finas - Corte resistente/Curvas/Afiladas-afiladas/9 cm Fine Scientific Instruments14058-11Para cortar alambres y recortar clavos
Mango de bisturí #3World Precision Instruments500236
Hoja de bisturíFine Scientific Instruments10010-00Para la preparación de tapas de plomo
Polysorb Trenzado Sutura absorbibleCovidenD4G1532XPara enrollar cables de transmisor
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Punta deslizante de jeringa de 3 mL - SoftVitality Medical118030055
Aguja de 25 g (x2)Becton Dickinson and Co.305-145
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IsofluranoHenry Schein Animal Health29404Anestésico 
Alcohol isopropílico 70%Priority Care 1MS070PC
Dermachlor 2% Exfoliante médico (clorohexidina 2%)Butler Schein55482
Lágrimas artificialesHenry Schein Animal Health48272Lubricante Pomada oftálmica
Grasa al vacíoDow Corning Corporation1597418
Manta de aguaJorVetJOR784BN
Ciencias Ciencias Data

Referencias

  1. Johnson, R. A., Mitchell, G. S. Common mechanisms of compensatory respiratory plasticity in spinal neurological disorders. Respir Physiol Neurobiol. 189 (2), 419-428 (2013).
  2. Sieck, G. C., Gransee, H. M. Respiratory Muscles: Structure, Function & Regulation.....

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