方法論記事

ショックグリッドを使用することなく、マウスの運動持久力の評価:強制運動への代替

19.5K 閲覧数

DOI:

10.3791/51846

2014年8月14日

この記事について

サマリー

ショックグリッドを使用せずに実験用マウスの運動持久力を評価する方法が示されています。この方法は、実験パラメータに対するストレスの交絡効果を減らすことができる人道的な改良です。

要約

実験用マウスモデルを使用して、持久運動の代謝の利点を担当する分子経路が定義され始めている。マウスにおいて、運動持久力を評価するための最も一般的な方法は、ショックグリッドを搭載した電動トレッドミル上で実行されている強制的な使用しています。ランニングを終了する動物は、電気フットショックを実現し、グリッド上に移動トレッドミルベルトに押されている。負の刺激を逃れるために、マウスは、ベルト上で実行されているに戻ります。しかし、衝撃装置の使用を回避行動と心理的ストレスは、実行中の持久力の定量だけでなく、運動後の血清ホルモンおよびサイトカインレベルの交絡測定を妨害することができます。ここでは、実証し、ショックグリッドを利用することなく、電動トレッドミル上でナイーブC57BL / 6実験用マウスでは動作して耐久性を測定するための洗練された方法を検証します。マウスをトレッドミルにpreacclimatedされる場合、それらは各覚書に固有の歩行速度で自発的に実行メール。ショックグリッドの使用は、マウスの一部に実行するための自​​主的な意欲に感度と相まって舌圧子を使用して、人間のオペレータが穏やかな励ましに置き換えられます。実行中のタイム·ツー·疲労各マウスについての定量化のための明確なエンドポイントが定義され、広がった姿勢や呼吸困難などの消耗の行動の兆候に反映されます。この方法は、実験パラメータに対するストレスの交絡効果を低下させる人道的改良したものです。

概要

肥満、インスリン耐性、および2型糖尿病は、米国および世界中の集団1-4両方の健康に深刻な影響を及ぼし相互に関連する代謝障害である。持久運動は、これらの条件の5,6を防ぐだけでなく、治療することができます。また、歩行速度や耐久性の評価は、ヒト被験者7に、虚弱、サルコペニア、ならびに慢性閉塞性肺疾患などの他の疾患の影響のための診断テストとして臨床的に利用されている。

身体組成およびインスリン感受性に対する持久運動の有益な効果の根底にある生化学的経路は、増強または運動能力8-11を縮小表示遺伝的または薬理学的に改変されたマウスを用いて、解明され始めている。しかしながら、多くのそのような研究は、8〜11を実行するためにマウスを強制的に衝撃グリッドを備えた電動トレッドミルを利用している。ランニングを終了した動物は、に押されている電気フットショックを実現し、グリッド上に移動し、トレッドミルベルト;負の刺激を逃れるために、マウスは、ベルト上で実行されているに戻ります。このような手順は、実験パラメータ12に影響与える交絡因子として心理的ストレスおよび回避行動を導入することができる。そのような中で、ケージの車輪走行ビームブレーク装置や定量を使用して歩行活動の定量として耐久性を測定する他の方法は、概日周期の変調、不安、不注意トレーニング、また....

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

プロトコル

ここで説明する手順は、VAピュージェットサウンド施設内動物管理使用委員会によって承認され、実験動物の管理と使用に関するILARガイドに準拠していました。

1。実験の準備

  1. 血液または組織採取した場合、運動が必要である直後あらかじめ決定し、もしそうであれば、そのような手順の伝導のための運動後の間隔を決定。例としては、循環への運動誘発性ホルモンまた​​はサイトカイン放出の決定(採血が必要)、(組織収集に続いて安楽死を必要とする)目的のmRNA種の運動誘導発現の決定を含む。直後の運動血液又は組織収集が示された場合、処置室で手にこれらの手順のための材料を持っています。治験審査委員会の承認を受け、規制ガイドラインに従って行う。すべての実験は、運動後の血中又は組織コレクションVolを必要としない上;実行中の持久力の単純な比較は必要とされるすべてのことであってもよい。
  2. マウスに対する実験群と運動後の手続き上、事前に決定します(上記の説明を参照してください)​​。
  3. この手順を実行している試験中に専用の静かな部屋で頑丈なテーブルの上にトレッドミルを配置します。
  4. マウスサイズのレーンのために、プロトコルに適切な傾斜でトレッドミルを設定します。 5 Oの傾きは下り坂走行時に発生した(収縮と同時に筋肉を長くする)伸張運動による筋肉の損傷を回避するためにここで使用されます。
  5. 糞をキャッチする....

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

結果

運動持久力を測定するためのこの手順では、正確性サイトカインIL-15 16,17の発現が異なり、C57BL / 6マウスの異なる系統の分子および代謝プロフィールを反映している。 IL-15(IL-15 KOマウス)の出品を欠くマウスは、かなり前に到達する実行時間を削減しながら、IL-15(IL-15 TGマウス)の出品を過剰発現するトランスジェニックマウスは著しく、同腹子対照と比較して、ラン·トゥ​​·消耗倍に増加枯渇( 図1A)。公表された研究は、筋肉がIL-15 TGマウス16でより酸化的表現型に向かってシフトしていることを示している。逆に、IL-15 KOマウスの筋肉が少なく、酸化的表現型にシフトしている17。これらの筋肉の表現型は、ビームブレーク装置における自発的身体活動のレベルと相関し、運動持久力と自主的なラン·トゥ·疲労試験を用いて。 2つの異なるソース(社内コロニーおよび商業sから野生型対照C57BL / 6マウス upplier)著しく異なる実行時 ​​間( 図1A)を示さない.......

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

ディスカッション

ここで説明ショックグリッドを使用することなく、電動トレッドミルを使用して実験用マウスにおいて自発的ランニング持久力を評価する方法である。この方法は、次に、運動持久16,17の根底にある因子の発現の相違を引き起こすサイトカインIL-15の発現が異なるC57BL / 6マウスのサブラインの違いを明らかにすることができる。の原則を踏まえて「三Rの「実験動物科学において、この方法はショックグリッド8-11を利用する強制運動プロトコルのより人間的な代替、又はリファインメントとして使用することができる。強制運動はまた、心理的ストレスおよび血清サイトカインおよびホルモンのような実行されているパラメータや運動後の測定の両方で、回避行動12の交絡効果を導入することができます。

技術の限界は、持続的な最大走行速度の決定、実行するための拒否、およびeの終点であるxhaustionは、各人間の観察者によって主観的に評価されています。装置にゆっくり順応させた場合は、最も若いマウスは、自主的に実行されます。また、マウスは、一般的に実行するために.......

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

開示事項

著者らは、開示することは利害関係はありません。

謝辞

退役軍人局(LSQ)からメリットレビュー#1 BX001026でサポート、およびVAピュージェットサウンドヘルスケアシステム、高齢化の基礎生物学における優秀ワシントン大学ネイサンショックセンターのトランスジェニックリソースのコアでの資源や施設の利用(NIA#5P30AG-013280)、ワシントン糖尿病内分泌学研究センター大学(NIH#1 P30 DK-17047)。私たちは、シンシアPekow DVMおよびカリ·L. Koszdin DVMに感謝、バージニア州ピュージェット湾、原稿上で役に立つコメントを提供しました。

....

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
オープンげっ歯類トレッドミルExer-3 / 6コロンバスインスツルメンツ、コロンバスOH1050RMこのカタログ番号は、ショックグリッドのないモデル用です。ショックグリッドは、古いモデルから手動で取り外すことができます(Eco 3/6)
Sani Cloth Germicidal TowlettesPDI- Professional Disposables, Inc., Orangeburg, NY通常、地元の施設を通じて注文10% イソプロピルアルコールが含まれています。同等の製品であれば、任意の製品を使用できます。
舌圧子任意の地元のサプライヤー
ラボラトリータイマー任意のサプライヤー
IL-15 TGマウス*JAX、バーハーバー、ME011002マウスIL-15導入遺伝子は、分泌を促進するためにシグナル配列を変更した修飾ヒトα骨格アクチンプロモーターから発現します。
C57BL/6Jマウス(野生型)*JAX, Bar Harbor, ME000664IL-15 TG
IL-15 KOマウス用Taconic Farms, Germantown, NY4269-MC57BL/6背景上のホモ接合IL-15「ノックアウト」マウス
C57BL/6NTac (野生型)*Taconic Farms, Germantown, NYB6-MIL-15 KO用コントロールマウス
*オプション; マウスの系統と治療は実験に特有のものにすることができます議定書。
されます コントロールマウス*

参考文献

  1. Hill, J. A., Wyatt, H. R., Reed, G. W., Peters, J. C. Obesity and the environment: where do we go from here? Science. 299 (5608), 853-855 (2003).
  2. Kahn, S. E., Hull, R. L., Utzschneider, K. M. Mechanisms linking obesity to insulin resistance and type 2 diabetes. Nature. 444

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

再版と許可

このJoVE記事のテキストまたは図の再利用許可をリクエスト

許可をリクエスト

タグ

IL 15

関連記事