2型糖尿病マウスに対する静的筋力トレーニング法

サマリー

このプロトコルは、マウス用の静的トレーニング機器を作成する簡単な方法を提供します。本装置は、マウスの四肢の筋等尺性収縮を維持することで、従来の運動による2型糖尿病(T2DM)への介入効果を検証し、2型糖尿病の臨床治療に新たな運動療法を提供します。

要約

2型糖尿病(T2DM)の治療は、患者の健康を改善する上で大きな困難です。運動は、2型糖尿病の主な介入の1つです。静的筋力トレーニングは、中国の伝統的なスポーツの主要な形態の1つです。研究によると、静的筋力トレーニングは T2DM 介入の効果的な臨床方法ですが、マウスでの静的トレーニングに適した実験装置はありません。臨床研究から基礎研究に移行する際の難しさの一つが、適切な実験装置を設計することです。T2DMにおける静的トレーニング介入のメカニズムをさらに研究するために、この論文ではマウス用の静的トレーニングデバイスを作成するための簡単な方法を紹介します。このデバイスには、操作が簡単で、材料が安く、実現性が高いという利点があります。このプロトコルの下で実施された以前の研究では、静的トレーニングが T2DM マウスの血糖値を効果的に下げ、骨格筋細胞のミトコンドリア機能を改善することが示されています。本装置の導入は、伝統的な運動がT2DMの介入に及ぼすメカニズムの研究を推進し、運動の定量的介入の基礎を築くことを目的としています。

概要

2型糖尿病(T2DM)は、インスリン抵抗性とβ細胞機能障害を特徴とする慢性疾患であり、世界の健康に対する重大な脅威です¹。運動は、2型糖尿病の管理における重要な介入です。多くの研究により、太極拳やBa Duan Jinなどの伝統的な中国の運動方法が、2型糖尿病^2,3,4,5の個人の血糖値と生活の質を大幅に改善することが示されています。これらの動きを実行するには、トレーナーは一定時間安定した体と関節の位置を維持する必要があります。静的な位置は、一般に静的な強度⁶と呼ばれる静的な筋肉の収縮を行うことによって維持されます。

しかし、T2DMにおける静的筋力トレーニング介入のメカニズムは明らかにされていません。この問いに答えるためには、動物実験が欠かせません。等尺性運動中、筋肉は活性化され、一定の長さを維持し、安全に最大張力を達成します⁷。静的筋力トレーニングの実験では、試験動物は等尺性筋収縮を行い、この筋収縮状態を維持することが求められます。マウスやラットなどの実験動物に対して、静的筋力....

プロトコル

すべての動物実験は、南京中医薬大学の動物管理および使用委員会によって承認されました(許可番号202209A033)。健康な雄C57BL/6Jマウス、SPFグレード、8週齢、体重20±4gのマウスを選抜しました。マウスを20〜22°Cの温度で12時間の明暗サイクルで飼育し、相対湿度45%〜50%を維持しました。動物たちは自由に食べたり飲んだりします。

1. T2DMのマウスモデルの確立

1. 最初にマウスに通常の食事で1週間餌を与え、マウスを動物センターの新しい環境に適応させます。1週間後、高脂肪食(食事組成:ラード20.0%、スクロース10.0%、コレステロール2.5%、チョレート1.0%、従来の食事66.5%)を4週間提供します。
2. 5^週目の1^日目から、マウスにストレプトゾトシン溶液を毎日35 mg / kgの用量で3日間連続して腹腔内注射します。.1 mLのストレプトゾトシン溶液を10 mgのストレプトゾトシン粉末で調製し、溶媒として0.1 M / Lクエン酸ナトリウム緩衝液を使用します。
   注:注入は溶液を調製してから30分以内に完了し、使用中は溶液を光から遠ざける必要があります。.
3. ストレプトゾトシン溶液の最初の注射が投与された後、5日目と7日目に血糖値をランダムにテストします。ランダムな血糖値が16.7 mM/Lを超える2つの動物は、....

結果

上記のプロトコルに従って、マウスの後肢を固定し、前肢を自律的に前肢をつかみます。可動範囲が狭いため、マウスは比較的固定された位置に保たれます。マウスの筋肉は、腹部や脚の筋肉に触れることで収縮していることを確認できます。これは、静的筋力トレーニングにおける等尺性筋収縮状態の必要性と一致しています。プロトコルに従ってマウスを訓練すると、訓練時間の増加に伴い、マウスが訓練に適応するのを助け、闘争への欲求を減らすことができます。逃げるのに苦労することは避けることができます。

2型糖尿病マウスの血糖値とインスリン値への影響
C57BL/6Jマウスの合計24匹を対照群(n=6)とT2DMモデル群(n=18)に無作為に分けた。次に、T2DMマウスをモデル群、訓練群、メトホルミン群に無作為に分けました。対照群にはモデリングや介入は行われず、モデル群のマウスには介入は行われませんでした。トレーニンググループのマウスは、1日1回、週5日、3週間、30分間の静的筋力トレーニングを受けました。メトホルミン群のマウスにメトホルミン200mg/kgを1日1回、3週間投与.......

ディスカッション

静的筋力トレーニングは、脂肪の蓄積を減らし、体重減少を助け、代謝を高めることができます⁸。さらに、骨格筋細胞におけるPGC-1αの発現とミトコンドリア生合成を増強し、2型糖尿病マウスのグルコース代謝を改善し、その結果として血糖値を低下させます¹¹。静的訓練が2型糖尿病に及ぼす影響やメカニズムを確認するためには、実験動物に対して静的訓練を行うための適切な装置を開発する必要がある。

このプロトコルでは、マウスの静的トレーニング用のデバイスを紹介します。アクリル板、スティック、毛糸、ホットグルーガンなど、必要な機器はすぐに入手でき、製造方法はシンプルで簡単です。これにより、実験のコストを効果的に削減し、実験の実現可能性と再現性を高めることができます。トレーニング中にマウスの位置を固定することは、静的トレーニングデバイスを設計する際に困難な場合があります。このプロトコルでは、柔らかいウールを締めることにより、マウスの足を小さな棒の前面に固定することができます。右転反射により、マウスは上半身を上向.......

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
アクリル板			厚さ5mmの透明アクリル板です。サイズは20cm×より大きくする必要があります。20cm
ボックス			同じ高さの2つのボックス(15~20cm)
ELISAキット		H203-1-2	南京建城生物工学研究所
ホットメルトグルーガン			火傷を引き起こすために銃の頭に触れないように
ナイフ			特別な要件はありません
メトホルミン錠		1396309	シグマ
はさみ			特別な要件はありません
スティック			直径3mmの木製スティック数本
ストレプトゾトシン		S0130	シグマ
テープ			特別な要件なし
透過型電子顕微鏡(TEM)		HT7700	日立