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Article de méthode

Fibres musculaires squelettiques courtes, intermédiaires et longues intactes obtenues par dissociation enzymatique de six muscles des membres postérieurs de souris : au-delà du fléchisseur digitorum brevis

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DOI :

10.3791/65851

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1 décembre 2023

* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Nous décrivons un protocole pour obtenir des fibres dissociées enzymatiquement de différentes longueurs et types à partir de six muscles de souris adultes : trois d’entre eux déjà décrits (fléchisseur des doigts court, extenseur des doigts long, soléaire) et trois d’entre eux dissociés avec succès pour la première fois (extenseur de l’hallucis long, péronier long, péronier des doigts quarti).

Résumé

Les fibres musculaires squelettiques obtenues par dissociation enzymatique des muscles de souris sont un modèle utile pour les expériences physiologiques. Cependant, la plupart des articles traitent des fibres courtes du fléchisseur des doigts (FDB), ce qui limite la portée des résultats traitant des types de fibres, limite la quantité de matériel biologique disponible et empêche un lien clair entre les phénomènes physiologiques cellulaires et les connaissances biochimiques et dynamiques antérieures obtenues dans d’autres muscles.

Cet article décrit comment obtenir des fibres intactes à partir de six muscles avec différents profils et longueurs de types de fibres. En utilisant des souris adultes C57BL/6, nous montrons le protocole de dissection musculaire et d’isolement des fibres et démontrons l’adéquation des fibres pour les études transitoires Ca2+ et leur caractérisation morphométrique. La composition en fibres des muscles est également présentée. Lorsqu’ils sont dissociés, tous les muscles sont rendus intacts, des fibres vivantes qui se contractent rapidement pendant plus de 24 h. FDB a donné des fibres courtes (<1 mm), le péronier carré quarti (PDQA) et le péronier long (PL) ont donné des fibres intermédiaires (1-3 mm), tandis que les muscles extenseurs digitoles longs (EDL), extenseurs hallucis longs (EHL) et soléaires ont libéré des fibres longues (3-6 mm).

Lorsqu’ils ont été enregistrés avec le colorant rapide Mag-Fluo-4, les transitoires Ca2+ des fibres PDQA, PL et EHL ont montré la cinétique rapide et étroite rappelant la morphologie de type II (MT-II), connue pour correspondre aux fibres de type IIX et IIB. Cela est cohérent avec le fait que ces muscles ont plus de 90% de fibres de type II par rapport au FDB (~80%) et au soléaire (~65%). Au-delà du FDB, nous démontrons pour la première fois la dissociation de plusieurs muscles, ce qui donne des fibres couvrant une gamme de longueurs comprises entre 1 et 6 mm. Ces fibres sont viables et donnent des transitoires rapides Ca2+ , indiquant que le MT-II peut être généralisé aux fibres rapides IIX et IIB, quelle que soit leur source musculaire. Ces résultats augmentent la disponibilité de modèles pour les études des muscles squelettiques matures.

Introduction

Le muscle squelettique mature des mammifères est un tissu multifonctionnel. Il régule fortement le métabolisme, est la principale source de production de chaleur et ses propriétés dynamiques lui confèrent un rôle clé dans la respiration, le mouvement des segments du corps ou le déplacement d’un point à un autre 1,2,3. Le muscle squelettique est également pertinent pour la physiopathologie de nombreuses maladies, y compris les maladies héréditaires et chroniques, telles que les myopathies, les dystrophies ou la sarcopénie, ainsi que de nombreuses maladies chroniques non

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Protocole

Toutes les procédures ont été approuvées par le Comité d’éthique des expériences sur les animaux de l’Université d’Antioquia (UdeA) (procès-verbaux 104 du 21 juin 2016 et 005 du 15 avril 2021), conformément à la loi 84 de 1989 et à la résolution 8430 de 1993 émises par le gouvernement colombien et ont été effectuées et rapportées conformément à la loi sur la recherche animale : Lignes directrices sur le rapport des expériences in vivo (ARRIVE)41. Tous les résultats présentés ici proviennent de souris mâles C57BL/6 en bonne santé, âgées de 7 à 13 semaines, âgées de 20 à 26 g. La figure 1

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Résultats

Concentration de Ca2+ sarcoplasmique lors d’une contraction
Pour démontrer la faisabilité d’expériences physiologiques dans l’ensemble des fibres dissociées et pour étendre nos résultats antérieurs sur le couplage excitation-contraction (ECC) et les types de fibres, des transitoires Ca2+ ont été acquis dans les fibres de tous les muscles. Tout d’abord, FDB (n = 5) et EDL (n = 7) ont montré une cinétique Ca2+ connue sous le nom de morphologie de type II (MT-II). Ce sont.......

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Discussion

Pour compléter les modèles disponibles pour étudier la biologie des muscles squelettiques matures, nous démontrons ici la dissociation enzymatique réussie d’une gamme de muscles de souris avec des fibres courtes, intermédiaires et longues. Ces fibres permettent de démontrer la généralisabilité de la cinétique MT-II des transitoires Ca2+ dans le muscle squelettique. De plus, les types de fibres dans les muscles entiers intacts ont été classés. Étant donné que le FDB est le muscle le plus utilisé pour les expéri.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs déclarent qu’ils n’ont aucun conflit d’intérêts.

Remerciements

Les auteurs expriment leur gratitude au professeur Robinson Ramírez de l’UdeA pour son aide avec les animaux et quelques photos et à Carolina Palacios pour son soutien technique. Johan Pineda de Kaika nous a aidés à mettre en place les caméras couleur et fluorescence. Shyuan Ngo, de l’Université du Queensland, a aimablement relu le manuscrit. Cette étude a été financée par le CODI-UdeA (2020-34909 du 22 février 2021 et 2021-40170 du 31 mars 2022, SIU) et le Bureau de planification-UdeA (E01708-K et ES03180101), Medellín, Colombie, au JCC. Les bailleurs de fonds n’ont pas participé à la collecte et à l’analyse des données, à la rédaction ou à la s....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Réactifs s
Éthanol absoluSigma Aldrich32221
AcétoneMerck179124
AcrylamideGibco BRL15512-015
Persulfate d’ammoniumPanreac141138.1610
Anticorps anti-myosine ISigma AldrichM4276Anticorps primaire
Anticorps anti-myosine IISigma AldrichM8421Anticorps primaire
Anticorps anti-myosine IIAAmerican Type Culture CollectionSC-71Anticorps primaire. Dérivé de l’hybridome HB-277
Anticorps anti-myosine IIBEtudes développementales Banque d’hybridomesBF-F3-c  ;Anticorps primaire
Bis-acrylamideAMRESCO0172
Albumine sérique bovineThermo ScientificB14
Réactif BradfordMerck1.10306.0500
Bleu de bromophénolCarlo Erba428658
Carbonate de calciumMerck102066
Dichlorure de calcium (CaCl2)Merck2389
ChloroformeSigma Aldrich319988
Collagénase type 2WorthingtonCLS-2/LS004176
Consul-MountThermo Scientific9990440
Coomassie Bleu brillant R 250  ;Merck112553
Diméthylsulfoxyde (DMSO)Sigma AldrichD2650
Dithiothreitol (DTT)AMRESCO0281
Acide édétique (EDTAAMRESCO0322
Eosin YSigma AldrichE4009
GlycérolPanreac  ;
GlycinePanreac151340.1067
Sérum de chèvreSigma AldrichG9023
HématoxylineThermo Scientific6765015
HEPESAMRESCO0511
Hoechst 33258Sigma Aldrich861405
ImidazoleAMRESCOM136
IsopentaneSigma AldrichM32631
LamininSigma AldrichL2020
Mag-Fluo-4, AMInvitrogenM14206Préparé uniquement en DMSO. L’acide pluronique n’est pas nécessaire et ne doit pas être utilisé pour éviter la détérioration des fibres.
MercaptoethanolApplichemA11080100
MethanolProtokimicaMP10043
souris PlusieursPlusieursPour ce manuscrit, nous n’avons utilisé que des souris C57BL/6. Cependant, certains résultats préliminaires ont montré que le protocole fonctionne bien pour les souris Swiss Webster du même âge et du même poids.
Mowiol 4-88Sigma Aldrich81381
N,N,N',N'-tétraméthyléthane-1,2-diamine (TEMED)PromegaV3161
N-benzyl-p-toluène sulfamide (BTS)Tocris1870
Composé de coupe optimal (OCT)Thermo Scientific6769006
Anticorps secondaireThermo ScientificA-11001Anticorps secondaire anti-souris IgG (H+L) Adsorbé croisé de chèvre, Alexa Fluor 488
Dodecil sulfate de sodiumPanreac  ;
TRIS 0,5 M, pH 6,8AMRESCOJ832
Tris(Hydroxyméthyl)aminométhaneAMRESCOM151
Triton X-100AMRESCOM143
Materials
Chambre de dissectionLames chargées sur mesure
Erie Scientific5951PLUS
Chambre de bain expérimentaleWarner InstrumentsRC-27NE2Chambre de bain étroite avec stimulation de champ, assemblée sur une plate-forme chauffée PH-6
Pince fineWorld Precision Instruments500338, 500230
Ciseaux finsWorld Precision InstrumentsVannas Ciseaux 501778
Pipettes Pasteur en verrePlusieurspointes
polies au feuFlacons en verre avec bouchonPlusieursvolumes de 2-3 mL
Ciseaux de fonctionnementWorld Precision Instruments501223-G
Equipment
CentrifugeThermo ScientificSL 8R
Microscope confocalOlympusFV1000
CryostatLeicaCM1850
Appareil photo numériqueZeissErc 5s et Axio 305L’Axio 305, couplé au stéréoscope Stemi 508, a été utilisé pour prendre des photos lors de la dissection, tandis que l’Erc 5s ou l’Axio 208, couplé au microscope Axio Observer A1, ont été utilisés pour prendre des images des fibres isolées et des dosages d’immunofluorescence
NumériseurDispositifs moléculaires1550A Digidata
Chambre d’électrophorèseBio RadMini-Protean IV
Microscope inversé couplé à la fluorescenceZeissAxio Observer A1Couplé à une source lumineuse appropriée, à des filtres et à des objectifs pour la fluorescence
PhotomultiplicateurHoribaR928 tube, Hamamatsu, dans un photomètre D104, HoribaCouplé à l’orifice latéral du microscope à fluorescence
StéréoscopeZeissStemi 508
Stimulateur  ;Instruments d’herbe  ;S6
Bain-marie  ;MemmertWNE-22
XilolSigma Aldrich808691
Software
Logiciel gratuit pour l’analyse des électrophorèsesUniversité du KentuckyGelBandFitter v1.7http://www.gelbandfitter.org
Logiciel gratuit pour l’analyse d’images et la morphométrieNational Institutes of HealthImageJ v1.54https://imagej.nih.gov/ij/index.html
Logiciel sous licence pour l’acquisition et l’analyse de signaux Ca2+Molecular DevicespCLAMP v10.05https://www.moleculardevices.com
Logiciel sous licence pour l’analyse statistique et la représentation graphiqueOriginLab OriginPro 2019https://www.originlab.com/
14232912111323631209.

Références

  1. Frontera, W. R., Ochala, J. Skeletal muscle: a brief review of structure and function. Calcif Tissue Int. 96 (3), 183-195 (2015).
  2. Barclay, C., Launikonis, B. Components of activation heat in skeletal muscle. J Muscle Res Cell Motil. 42 (1), 1-16 (2021).
  3. G....

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