Articolo metodologico

Misurazione ripetuta di attività muscolare respiratoria e ventilazione in modelli murini di malattie neuromuscolari

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DOI:

10.3791/55599

17 aprile 2017

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Questo documento introduce un metodo per misurazioni ripetute di ventilazione e l'attività muscolare respiratorio in un modello murino amiotrofica liberamente comportarsi sclerosi laterale (ALS) durante la progressione della malattia con pletismografia corpo intero e elettromiografia tramite un dispositivo di telemetria impiantato.

Abstract

muscoli respiratori accessori aiutano a mantenere la ventilazione quando è compromessa la funzione del diaframma. Il seguente protocollo descrive un metodo per misure ripetute più di settimane o mesi di accessorio attività dei muscoli respiratori e contemporaneamente misura di ventilazione in un mouse non anestetizzati, liberamente comportarsi. La tecnica comprende l'impianto chirurgico di un trasmettitore radio e l'inserimento dell'elettrodo conduce nella scaleno e trapezio muscoli per misurare l'attività elettromiogramma di questi muscoli inspiratori. La ventilazione è misurata mediante pletismografia corpo intero, e il movimento animale è valutata video ed è sincronizzato con l'attività elettromiogramma. Le misurazioni di attività muscolare e ventilazione in un modello murino di sclerosi laterale amiotrofica vengono presentati per mostrare come questo strumento può essere utilizzato per studiare come i cambiamenti respiratori attività muscolare nel corso del tempo e per valutare l'impatto delle attività muscolare sulla ventilazione. I metodi descritti possono all'easily essere adattato per misurare l'attività di altri muscoli o per valutare l'attività dei muscoli respiratori accessori in altri modelli murini di malattie o lesioni.

Introduzione

Muscoli respiratori accessori (ARM) aumentare la ventilazione durante i periodi di alta richiesta (ad esempio, esercizio) e aiutano a mantenere la ventilazione quando la funzione diaframma è compromessa in seguito a lesione o malattia 1, 2. Sebbene alterazioni della funzionalità membrana sono stati ben descritti nei pazienti sclerosi laterale amiotrofica (ALS) e modelli murini 3, 4, 5, 6, e tanto meno si conosce l'attività o la funzione di armi nella SLA. Tuttavia, uno ....

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Protocollo

procedure sperimentali sono state approvate dal Comitato di cura e l'uso dei bambini di Cincinnati Hospital Medical Center Istituzionale Animal e condotto in conformità con la guida NIH per la cura e l'uso di animali da laboratorio.

1. Preparazione per telemetria Chirurgia implantare Dispositivo

  1. Indossare dispositivi di protezione individuale (cioè, scrub, coperture del pattino, abito, rete di capelli, maschera e guanti chirurgici).
    NOTA: Questo intervento richiede un campo sterile.
  2. Accendere l'incubatore (servo-controllati incubatore umidificatore / infantile impostata a 29 ° C) e la linea con secchi, asciugam....

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Risultati

Il protocollo descritto è stato usato per impiantare un dispositivo di telemetria e per registrare e scaleno trapezio EMG, WBP, e video di una SOD1 (G93A) modello ALS topo. Periodi in cui l'animale è inattivo (ad esempio, non si muove) sono stati identificati utilizzando la registrazione video e confermati dalla mancanza di attività movimento-correlata nella traccia WBP (Figura 3A). I periodi inattivi includono il tempo trascorso in REM o sonno non-REM, così.......

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Discussione

La procedura consente dimostrato qui per la misurazione non invasiva (dopo l'impianto chirurgico iniziale del trasmettitore) di attività dei muscoli respiratori e ventilazione per molti mesi, nello stesso animale. Questa tecnica ha diversi vantaggi rispetto alle tecniche standard di EMG nei topi anestetizzati: 1) gli esperimenti richiedono un minor numero di topi e di fornire la possibilità di registrare i dati provenienti dallo stesso sito in un unico mouse attraverso stadi della malattia (invece di utilizzare molt.......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Il supporto per questo lavoro è stato fornito dal Premio Trustee Hospital Medical Center di Cincinnati a bambini SAC ed una borsa di formazione NIH (T32NS007453) per VNJ

....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
B6.Cg-Tg (SOD1*G93A)1 Gur/JJackson Laboratory4435
Camera per pletismografiaBuxco Respiratory Products/ Data Sciences International601-1425-001
Ricevitori di telemetria (modello RPC-1)Data Sciences International272-6001-001
Pompa di flusso di polarizzazione (modello BFL0500)Data Sciences International601-2201-001
ACQ-7000 USBData Sciences InternationalPNM-P3P-7002XS
Dataquest A.R.T. Data Exchange Matrix DataSciences International271-0117-001
Nuovo sistema di analisi PonemahData Sciences InternationalPNM-POST-CFG
Ponemah Physiology Platform Software di acquisizione v5.20Data Sciences InternationalPNM-P3P-520
Pacchetto di analisi della pletismografia del respiro intero illimitato Ponemah v5.20Data Sciences InternationalPNM-URP100W
Sistema software Ponemah configuratoData Sciences International ModuloPNM-P3P-CFG
(URP)Data Sciences InternationalPNM-URP100W
Amplificatore universaleData Sciences International13-7715-59
Scheda di sincronizzazioneData Sciences International271-0401-001
Cavo di sincronizzazioneData Sciences International274-0030-001
Trasduttore-Pressione BuxcoData Sciences International600-1114-001
Misuratore di portataData Sciences International600-1260-001
Magnete e radio inclusi nello starter kitF20-EETData Sciences International276-0400-001
Telecamera Axis P1363  Data Sciences International275-0201-001
Terg-A-ZymeFisher Scientific50-821-785Detergente enzimatico
ActrilMinntech Corporation78337-000
Microscopio da dissezione stereo sterilizzante chimico (modello MEB126)Leica10-450-508
Umidificatore/incubatrice per neonati servocomandatoOHMEDA Ohio Care Plus6600-0506-803
TL11M2-F20-EET Trasmettitori Data SciencesInternational270-0124-001
Dumont #2 Pinze per laminectomia - Punte standard/Dritte/12 cm (x2) Fine Scientific Instruments11223-20Per la manipolazione di fili
Dumont #2 Pinze per laminectomia - Punte standard/Dritte/12 cm (x2)Fine Scientific Instruments11223-20Per chirurgia
Pinze a modello stretto - Seghettate/Curve/12 cmFine Scientific Instruments17003-12
- Taglio duro/Dritto/Affilato/12,5 cm/6 mm TaglienteStrumenti scientifici fini15124-12
Forbici per separare i tessuti - Dritte/Blunt-Blunt/11,5 cmFine Scientific Instruments14072-10
Forbici fini - Taglio duro/Curvo/Affilato-Affilato/9 cm Fine Scientific Instruments14058-11Per tagliare fili e tagliare chiodi Manico
bisturi #3World Precision Instruments500236
Lama per bisturiFine Scientific Instruments10010-00Per la preparazione di cappucci di piombo
Sutura assorbibile intrecciata in polisorboCovidenD4G1532XPer avvolgere i cavi del trasmettitore
Gluture Zoetis Inc.6606-65-1Adesivo cianoacrilato
3 mL Syring Slip Tip - SoftVitality Medical118030055
Ago da 25 G (x2)Becton Dickinson and Co.305-145
Applicatori con punta in cotoneHenry Schein Animal Health100-9175
Andis Easy Cut Hair Clipper SetAndis049-06-0271Rasoio elettrico venduto a Target
IsofluranoHenry Schein Animal Health29404Anestetico
Alcool isopropilico 70%Priority Care 1MS070PC
Dermachlor 2% Medical Scrub (clorexidina 2%)Butler Schein55482
Lacrime artificialiHenry Schein Animal Health48272Lubrificante Unguento oftalmico
Grasso sottovuotoDow Corning Corporation1597418
Coperta d'acquaJorVetJOR784BN
di analisi Forbici a molla per

Riferimenti

  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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Misurazione della ventilazioneModello murinoElettrodi per elettromiografiaPletismografia total bodyImpianto chirurgicoMuscolo scalenoMuscolo trapezioModello di SLA

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