Name: 隔離された骨格筋の収縮、倦怠感や交互の ex vivo での評価 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-01T12:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 2 s
Description: 学ぶ隔離骨格筋の収縮機能評価法。マウスのEDLとsoleus筋を用いて、電気刺激による力、パワー、疲労性を測定し、カルシウム処理特性と収縮機構を解析する生理学研究手法です。

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<ol><li>Winegrad, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+intracellular+calcium+movements+in+excitation-contraction+coupling+in+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Fed%22%5BJournal%5D)">Role of intracellular calcium movements in excitation-contraction coupling in skeletal muscle.</a> Fed. 24, 1146-1152 (1965).</li>
<li>Sandow, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excitation-contraction+coupling+in+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol.+Rev%22%5BJournal%5D)">Excitation-contraction coupling in skeletal muscle.</a> Pharmacol. Rev. 17, 265-320 (1965).</li>
<li>Thornton, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Store-operated+Ca%282%2B%29+entry+%28SOCE%29+contributes+to+normal+skeletal+muscle+contractility+in+young+but+not+in+aged+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Aging%22%5BJournal%5D)">Store-operated Ca(2+) entry (SOCE) contributes to normal skeletal muscle contractility in young but not in aged skeletal muscle.</a> Aging. 3, 621-634 (2011).</li>
<li>Zhao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ca2%2B+overload+and+sarcoplasmic+reticulum+instability+in+tric-a+null+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Ca2+ overload and sarcoplasmic reticulum instability in tric-a null skeletal muscle.</a> J. Biol. Chem. 285, 37370-37376 (2010).</li>
<li>Brotto, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Defective+maintenance+of+intracellular+Ca2%2B+homeostasis+is+linked+to+increased+muscle+fatigability+in+the+MG29+null+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Res%22%5BJournal%5D)">Defective maintenance of intracellular Ca2+ homeostasis is linked to increased muscle fatigability in the MG29 null mice.</a> Cell Res. 14, 373-378 (2004).</li>
<li>Florkin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Machina+carnis.+The+Biochemistry+of+Muscular+Contraction+in+its+Historical+Development%5BTitle%5D)+AND+%22Med.+Hist%22%5BJournal%5D)">Machina carnis. The Biochemistry of Muscular Contraction in its Historical Development.</a> Med. Hist. 17, 316-317 (1973).</li>
<li>Galvani, A., Aldini, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((De+viribus+electricitatis+in+motu+musculari+commentarius%5BTitle%5D)+AND+%22ApudSocietatem+Typographicam%22%5BJournal%5D)">De viribus electricitatis in motu musculari commentarius.</a> ApudSocietatem Typographicam. , (1792).</li>
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<li>Hodgkin, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Croonian+Lecture%3A+Ionic+Movements+and+Electrical+Activity+in+Giant+Nerve+Fibres%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Royal+Society+of+London.+Series+B%2C+Biological+Sciences%22%5BJournal%5D)">The Croonian Lecture: Ionic Movements and Electrical Activity in Giant Nerve Fibres.</a> Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 148, 1-37 (1958).</li>
<li>Hodgkin, A. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHodgkin%2C+AL+%22The+Sherrington+Lectures+VII+the+Conduction+of+the+Nervous+Impulse%22">The Sherrington Lectures VII the Conduction of the Nervous Impulse</a>. , Liverpool University Press. 71964(1965).</li>
<li>Ringer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+further+contribution+regarding+the+influence+of+the+different+constituents+of+the+blood+on+the+contraction+of+the+heart%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">A further contribution regarding the influence of the different constituents of the blood on the contraction of the heart.</a> J. Physiol. 4, 29-42.3 Forthcoming.</li>
<li>Ringer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Further+experiments+regarding+the+influence+of+small+quantities+of+lime%2C+and+other+salts+on+muscular+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Further experiments regarding the influence of small quantities of lime, and other salts on muscular tissue.</a> J. Physiol. 7, 291-308 Forthcoming.</li>
<li>Ringer, S., Buxton, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concerning+the+action+of+calcium%2C+potassium+and+sodium+salts+upon+the+eel%27s+heart+and+upon+the+skeletal+muscles+of+the+frog%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Concerning the action of calcium, potassium and sodium salts upon the eel's heart and upon the skeletal muscles of the frog.</a> J. Physiol. 8, 15-19 Forthcoming.</li>
<li>Ringer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regarding+the+action+of+lime%2C+potassium+and+sodium+salts+on+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Regarding the action of lime, potassium and sodium salts on skeletal muscle.</a> J. Physiol. 8, 20-24 (1887).</li>
<li>Campbell, A. K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCampbell%2C+AK+%22Intracellular+Calcium+its+Universal+Role+as+Regulator%22">Intracellular Calcium its Universal Role as Regulator</a>. , John Wiley and Sons. (1983).</li>
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<li>Ridings, J. W., Barry, S. R., Faulkner, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aminophylline+enhances+contractility+of+frog+skeletal+muscle%3A+an+effect+dependent+on+extracellular+calcium%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Aminophylline enhances contractility of frog skeletal muscle: an effect dependent on extracellular calcium.</a> J. Appl. Physiol. 67, 671-676 (1989).</li>
<li>Fitts, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cross-bridge+cycle+and+skeletal+muscle+fatigue%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">The cross-bridge cycle and skeletal muscle fatigue.</a> J. Appl. Physiol. 104, 551-558 (2008).</li>
<li>Kolbeck, R. C., Speir, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diaphragm+contactility+as+related+to+cellular+calcium+metabolism%3A+Influence+of+theophylline+and+fatigue%5BTitle%5D)+AND+%22American+Review+of+Respiratory+Disease%22%5BJournal%5D)">Diaphragm contactility as related to cellular calcium metabolism: Influence of theophylline and fatigue.</a> American Review of Respiratory Disease. 139, 495(1989).</li>
<li>Kolbeck, R. C., Nosek, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fatigue+of+rapid+and+slow+onset+in+isolated+perfused+rat+and+mouse+diaphragms%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Fatigue of rapid and slow onset in isolated perfused rat and mouse diaphragms.</a> J. Appl. Physiol. 77, 1991-1998 (1994).</li>
<li>Moore, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diaphragm+atrophy+and+weakness+in+cortisone-treated+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Diaphragm atrophy and weakness in cortisone-treated rats.</a> J. Appl. Physiol. 67, 2420-2426 (1989).</li>
<li>Lannergren, J., Westerblad, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Force+decline+due+to+fatigue+and+intracellular+acidification+in+isolated+fibres+from+mouse+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Force decline due to fatigue and intracellular acidification in isolated fibres from mouse skeletal muscle.</a> J. Physiol. 434, 307-322 (1991).</li>
<li>Westerblad, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+gradients+of+intracellular+calcium+in+skeletal+muscle+during+fatigue%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Arch%22%5BJournal%5D)">Spatial gradients of intracellular calcium in skeletal muscle during fatigue.</a> Pflugers Arch. 415, 734-740 (1990).</li>
<li>Zhao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+resistance+to+fatigue+and+altered+calcium+handling+properties+of+sarcalumenin+knockout+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Genomics%22%5BJournal%5D)">Enhanced resistance to fatigue and altered calcium handling properties of sarcalumenin knockout mice.</a> Physiol. Genomics. 23, 72-78 (2005).</li>
<li>Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardioprotection+of+ischemia%2Freperfusion+injury+by+cholesterol-dependent+MG53-mediated+membrane+repair%5BTitle%5D)+AND+%22Circ.+Res%22%5BJournal%5D)">Cardioprotection of ischemia/reperfusion injury by cholesterol-dependent MG53-mediated membrane repair.</a> Circ. Res. 107, 76-83 (2010).</li>
<li>Cai, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MG53+nucleates+assembly+of+cell+membrane+repair+machinery%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">MG53 nucleates assembly of cell membrane repair machinery.</a> Nat. Cell Biol. 11, 56-64 (2009).</li>
<li>Shen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deficiency+of+MIP%2FMTMR14+phosphatase+induces+a+muscle+disorder+by+disrupting+Ca%282%2B%29+homeostasis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Deficiency of MIP/MTMR14 phosphatase induces a muscle disorder by disrupting Ca(2+) homeostasis.</a> Nat. Cell Biol. 11, 769-776 (2009).</li>
<li>Romero-Suarez, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscle-specific+inositide+phosphatase+%28MIP%2FMTMR14%29+is+reduced+with+age+and+its+loss+accelerates+skeletal+muscle+aging+process+by+altering+calcium+homeostasis%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+%28Albany+NY%29%22%5BJournal%5D)">Muscle-specific inositide phosphatase (MIP/MTMR14) is reduced with age and its loss accelerates skeletal muscle aging process by altering calcium homeostasis.</a> Aging (Albany NY). 2, 504-513 (2010).</li>
<li>Yazawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TRIC+channels+are+essential+for+Ca2%2B+handling+in+intracellular+stores%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">TRIC channels are essential for Ca2+ handling in intracellular stores.</a> Nature. 448, 78-82 (2007).</li>
<li>Brotto, M. A., Nosek, T. M., Kolbeck, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+ageing+on+the+fatigability+of+isolated+mouse+skeletal+muscles+from+mature+and+aged+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Influence of ageing on the fatigability of isolated mouse skeletal muscles from mature and aged mice.</a> Exp. Physiol. 87, 77-82 (2002).</li>
<li>Zhao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compromised+store-operated+Ca2%2B+entry+in+aged+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+Cell%22%5BJournal%5D)">Compromised store-operated Ca2+ entry in aged skeletal muscle.</a> Aging Cell. 7, 561-568 (2008).</li>
<li>Pan, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dysfunction+of+store-operated+calcium+channel+in+muscle+cells+lacking+mg29%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Dysfunction of store-operated calcium channel in muscle cells lacking mg29.</a> Nat. Cell Biol. 4, 379-383 (2002).</li>
<li>Zhao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Azumolene+inhibits+a+component+of+store-operated+calcium+entry+coupled+to+the+skeletal+muscle+ryanodine+receptor%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Azumolene inhibits a component of store-operated calcium entry coupled to the skeletal muscle ryanodine receptor.</a> J. Biol. Chem. 281, 33477-33486 (2006).</li>
<li>Renaud, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+force+development+by+Na%2B%2C+K%2B%2C+Na%2B+K%2B+pump+and+KATP+channel+during+muscular+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Can.+J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Modulation of force development by Na+, K+, Na+ K+ pump and KATP channel during muscular activity.</a> Can. J. Appl. Physiol. 27, 296-315 (2002).</li>
<li>Brotto, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+and+biochemical+modifications+in+skeletal+muscles+from+malarial+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Functional and biochemical modifications in skeletal muscles from malarial mice.</a> Exp. Physiol. 90, 417-425 (2005).</li>
<li>Brotto, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypoxia+and+fatigue-induced+modification+of+function+and+proteins+in+intact+and+skinned+murine+diaphragm+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Arch%22%5BJournal%5D)">Hypoxia and fatigue-induced modification of function and proteins in intact and skinned murine diaphragm muscle.</a> Pflugers Arch. 440, 727-734 (2000).</li>
<li>Smith, M. A., Reid, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Redox+modulation+of+contractile+function+in+respiratory+and+limb+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Respir+Physiol+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Redox modulation of contractile function in respiratory and limb skeletal muscle.</a> Respir Physiol Neurobiol. 151, 229-241 (2006).</li>
<li>Bagni, M. A., Cecchi, G., Colomo, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myofilament+spacing+and+force+generation+in+intact+frog+muscle+fibres%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Myofilament spacing and force generation in intact frog muscle fibres.</a> J. Physiol. 430, 61-75 (1990).</li>
</ol>

特別な利害関係は宣言されません。

収縮力と疲労の測定は、骨格筋の機能を総合的に評価するために重要である。このアッセイの主要な目的は、サルコペニアや筋肉疲労などの特定の病理学的な条件の下での筋肉の力の変化と疲労特性を明らかにし、筋収縮に薬/試薬の効果をテストすることです。筋力が密接に細胞内Ca 2 +の放出と関連しているので、細胞外Ca 2 +流入とこれらの2つの間のクロストークは、我々はまた、のCa 2に関する情報を収集することができます+骨格筋内のステータスは、このメソッドを使用することで合図。ここでは、疲労プロファイルの衰退期の間に収縮力の変動バーストエピソードが過負荷になり、不安定なSRの下で見ていた &quot;メカニック交互脈&quot;と呼ばれるユニークな表現型を示した。一つは、変更された力、FF、易疲労感、収縮動態および回復AB含む骨格筋の表現型の様々なことが期待できる疲労後ilityは異なる病的条件下でインビトロ収縮性アッセイで使用して検出することができる。 このアッセイのため...

骨格筋は、骨格の骨に付着し、中枢神経系の制御の下で収縮力を発生させる。興奮収縮連関（ECC）は機械的な応答に電気刺激に変換するプロセスを指します。 Ca 2 +シグナル伝達は骨格筋における収縮機能の重要なコンポーネントです。効果的なのCa 2は筋小胞体（SR）から+動員は重要な筋肉細胞1、2、ECCのための成分と、細胞内Ca 2 +シグナル伝達の変化は、筋疾患3-5の番号に対応する収縮機能障害の根底にある。筋収縮性の適切な評価は、Ca 2に不可欠と無料でご利用いただけます+イメージングおよび他のアッセイは、収縮性のレベルではなく、運動レベルではないだけで、骨格筋の機能についての洞察を得るために。力と速度はまたの重要な特性を知らせるために得ることができる筋力と異なる生理学的および病態生理学的条件下でECC処理のステータス。 この研究分野は非常に肥沃な豊かな歴史と筋収縮の多くの理論は、二千6の上に現れました。近代的な筋肉の研究はおそらくレーウェンフック6による筋線維のクロス線条と筋原繊維の顕微鏡観察で1674年から1682年に始まる。その神経が遠い電気機械7月9日から火花放電時にメスで触れたときの、ほぼ一世紀後、ルイジ·ガルバーニはカエルの筋肉の収縮を激しくすることを観察した。収縮はまた、金属導体を介して筋肉に脚の神経を接続することによって生成することができる。ガルバーニが提唱する複雑な電気シグナル伝達機構の詳細は、最終的には電気生理学の基礎となった彼らの有名な方程式10,11にホジキン、HuxleyとKatzによって策定されました。凛の驚くべき観察カエルの心臓や骨格筋12月15日の収縮に細胞外Ca 2 +の影響についてドイツは筋収縮性16、17の重要な調節因子としてのCa 2 +の認識の最初の大きな一歩を表しています。 1980年代から現在に至るまで筋収縮フィールドで発見のバーストが原因で筋肉の収縮およびマウス骨格筋18で疲労プロトコルの導入を実現しました。ジョーンズとエドワーズは、低周波断続的疲労（力の運動誘発還元）19は ECCの機械ではなく、収縮装置の変化は認められなかった。示唆する最初でした一方、1980年代後半と1990年代前半に、Kolkeck ら 20、ベックとノセク21、リード22は 、骨格筋の収縮にテオフィリン、cortiosterone、およびフリーラジカルの影響を研究する齧歯類モデルから横隔膜筋を使用していたブルックスとFaulknerがマウス22から高速と低速の筋肉の力が繰り返されると、パワー測定の測定結果を報告する最初でした。また、Lannegren、Westerblad、子羊、そしてWesterbladは直接細胞内Ca 2 +調節にex vivoでの収縮をリンクした最初と筋肉疲労23,24におけるアシドーシスの役割に疑問を始めました。 私たちの研究所では、大幅に細胞内Ca 2 +の監視で、そのままマウスの筋収縮の研究の組み合わせを使用することによって2000年代初頭に新規遺伝子の理解に向けて調節し、筋肉の収縮、疲労、老化において重要な役割を持つ筋肉のECCに関する規制の役割を持つので、貢献してきました無傷の肌の筋線維と分子遺伝子操作3-5、25から29。 ここでは、マウス孤立ヒラメ筋と長趾伸筋（EDの収縮を測定するための実験プロトコルを詳述L）が異なる収縮特性を主に遅い酸化（タイプIおよびIIa筋線維）と、主に高速glyocolytic筋（IIb型とIIxの筋線維）に対応して筋肉、。このプロトコルでは、無傷の筋腱複合体を単離し、純酸素または酸素（95％）と、CO 2（5％）の混合物のいずれかに付属して、ADI PowerLabのRadnottiチャンバーシステムでびっしょり。収縮力は、草の刺激からの電気刺激によって生成され、マクロのルーチンのカスタマイズは、データの取得、収集、デジタル化、およびストレージを制御することができ、アナログ·デバイセズPowerLab/400システムと統合された力変換器を用いて検出した。このセットアップでは、筋力、筋パワーだけでなく、力対周波数の関係、筋肉疲労、筋肉疲労、スピード、筋収縮の全体的な速度論的性質からの回復を測定することができます。また、筋収縮に対する薬物の効果は、これらの実験を通して監視することができます。 </p&gt; この方法の利点は、筋肉を収縮させるの固有の特性を直接評価できるように、骨格筋から離れて神経や血管成分を除去することにあった。また、ex vivoでの収縮性アッセイは、骨格筋の機能のための彼らの生理的役割を定義するために、様々なイオン透過チャネルやトランスポーターの薬理操作の使用を可能に孤立筋肉を取り囲む細胞外環境の操作を可能にする。 このex vivoのシステムは、私たちが最近変更された細胞内Ca 2 +ハンドリング性4に結合されていた特定の変異体の筋肉の準備、の明確なalternan動作を発見することができました。交互脈は疲労プロファイルの衰退期の間に収縮力の変動バーストエピソードとして定義されています。これらのイベントの間に収縮力が瞬間的に力Dのその前のレベルを超えて増加多くのCa 2 +がリリースされているまたは収縮機械がCa 2 +を30に敏感になっているのどちらかが原因と考えられるため、辛い刺激をuring。その交互脈は直接に関係している示唆リアノジンチャネル（RyR）を繰り返し疲労刺激のアゴニストは、すべての機械的交互脈を誘発することができるシクロピアゾン酸（CPA）は、筋小-小胞体カルシウムATPアーゼ（SERCA）の可逆的遮断薬、カフェインの治療4、 ECの結合過程の変調。 in vitroでの収縮のセットアップでのメカニックの交代を誘導し、記録する方法のデモンストレーションは、個々の研究の関心に基づいて、このシステムまたは類似のものを得ることができた多様な実験パラメータを表示する例となっています。 この方法は、筋肉生理学を勉強し研究者に興味があるかもしれません。同様のセットアップは、他から隔離された骨格muscle-tendon/ligament複合体にも使用できます解剖学的部位と同様、単繊維や筋肉のストリップのため。

<table border="1"><tbody><tr><td> 試薬の名称 </td><td> 会社 </td><td> カタログ番号 </td><td> コメント（オプション） </td></tr><tr><td> 2-APB </td><td> Tocris </td><td> 1224 </td><td> Ca 2 +の数+ SOCおよびTRPなどを含むエントリチャネルのブロッカー</td></tr><tr><td> SKF96365 </td><td>シグマ</td><td> SKF-96365 </td><td> Ca 2 +の数+ SOCと受容体媒介性のCa 2 +流入等を含むエントリチャネルのブロッカー</td></tr><tr><td> BTP-2 </td><td>ミリポア</td><td> 203890-5mgの</td><td>比較的特異的なSOCのブロッカー</td></tr><tr><td> CPA </td><td>シグマ</td><td> C1530 </td><td>リバーシブルSERCAブロッカー</td></tr><tr><td>カフェイン</td><td>シグマ</td><td> C0750 </td><td>高速アクションRyRアゴニスト</td></tr><tr><td> Radnoti 4つの単位ティッシュオーガンバスシステム</td><td> Radnoti </td><td> 159920 </td><td></td></tr><tr><td>組み合わせティッシュサポート/刺激電極</td><td> Radnoti </td><td> 160151 </td><td>縦のジグザグは、組織のサポートをタイプジグザグ</td></tr><tr><td>クワッドブリッジアンプ</td><td> ADInstruments </td><td> FE224 </td><td></td></tr><tr><td> PowerLab/400 </td><td> ADInstruments </td><td></td><td>本製品は使用できなくなります。データ·アクイジション·システムの他のバージョンを選択します。 </td></tr><tr><td>力変換器（5ミリグラム - 25グラム） </td><td> ADInstruments </td><td> MLT0201/RAD </td><td></td></tr><tr><td>チャート4.02 </td><td> ADInstruments </TD&gt; <td></td><td> LabChart 7.3 Chartソフトウェアの最新バージョンです。 </td></tr><tr><td> S8800デュアルパルスデジタルスティミュレータ</td><td> GRASSのテクノロジー</td><td></td><td>本製品は使用できなくなります。 S88Xデュアル出力方形パルス刺激器は新しい刺激である。 </td></tr><tr><td> RFトランスのアイソレーションユニット</td><td> GRASSのテクノロジー</td><td>モデルSIU5 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

隔離された骨格筋の収縮、倦怠感や交互の ex vivo での評価

Ex Vivo Assessment of Contractility, Fatigability and Alternans in Isolated Skeletal Muscles

ここで説明するには、隔離された骨格筋の収縮を測定する方法である。そのような筋力、筋パワー、収縮動態、易疲労感、疲労後の回復などのパラメータは、そのような興奮性として興奮収縮連関の特定の側面（ECC）のプロセスは、収縮機構とCa 2 +ハンドリング能力を評価するために得ることができます。この方法では、神経と血液供給を削除し、単離骨格筋自体に焦点を当てています。我々は日常的に変調のCa 2 +シグナル伝達経路のに骨格筋の収縮特性を変更する遺伝的要素を識別するためにこのメソッドを使用します。ここでは、in vitroでの筋収縮性アッセイで使用して得ることができる様々な、豊かな情報の一例として新たに同定された骨格筋の表現型、 すなわち 、機械的交互脈を記載している。単一細胞アッセイ、遺伝的アプローチと生化学とこのアッセイの組み合わせstryアッセイは、骨格筋のECCのメカニズムに重要な洞察を提供することができます。

我々は、直接筋力、筋パワー、収縮動態との単離された骨格筋の疲労を測定する方法を説明します<em&gt; in vitroで</em&gt;電場刺激を用いたシステム。カルシウムについての貴重な情報<sup&gt; 2 +</sup&gt;ハンドリング性や筋肉の収縮機械が異なる刺激プロトコルを使用して取得できます。

ここでは、単離骨格筋の収縮能を測定する方法について記述します。筋力、筋出力、収縮キネティクスなどのパラメータを...

この手順の全体的な目的は、in vitroでの収縮機能を研究するために、健全で損傷のない筋肉を単離することです。まず、マウスから長趾伸筋（EDL）およびヒラメ筋（soleus）をそのままの状態で単離します。次に、EDLおよびヒラメ筋の靭帯と腱を外科用縫合糸で結紮します。次に、単離した筋肉を力変換器に取り付け、収縮チャンバー内に設置します。最後のステップとして、電場パルスで筋肉を刺激し、収縮を誘導します。最終的に、発生した力は力変換器に伝達されて記録されます。これにより、さまざまな生理学的および薬理学的な操作を行い、それらが筋肉の収縮性に及ぼす影響を比較することが可能です。in situでの収縮能測定やトレッドミル走行などの既存の筋機能評価法に対する本手法の主な利点は、骨格筋から神経および血管成分を除去できるため、収縮筋の固有の特性を直接評価できる点にあります。一般的に、本手法に不慣れな人は、無傷の吸入筋の解剖には高度な器用さと忍耐が必要であるため、苦労することになります。本手順は、私の研究室の技術者であるoneと、Dr.Jmaの研究室のポストドクターであるkeyhole parkによって実施されます。筋肉の解剖と収縮チャンバーへの固定は困難な操作であるため、本手法の視覚的な実演は極めて重要です。したがって、本ビデオは筋肉の解剖学的構造を理解し、単離した筋肉を固定するために必要なスケール感を把握するのに役立ちます。本手順では、野生型C 57 black sixマウスまたは疾患マウスモデルを頸椎脱臼により安楽死させ、側臥位に置きます。EDLを剥離するために、皮膚を浅く切開します。前脛骨筋と後群の筋肉の間にある筋膜を切開して開きます。靭帯が脛骨の外側顆および腓骨前表面の上側3/4に接続している近位起始部を確認します。次に、EDL筋の近位起始部を解放するため、精密眼科用剪刀を用いて、筋肉からできるだけ遠位側で靭帯を切断します。その後、鈍的に設計されたピンセットで靭帯を保持し、ゆっくりと牽引してEDLを剥離します。EDL周囲のパラミシウム（パラメシウム）や、EDL周辺の他の筋肉の一部を切断する必要がある場合があります。EDL筋を損傷しないよう、この工程は慎重に行う必要があります。次に、第2指から第5指の中節骨および末節骨に4本の遠位腱が停止している停止部において、可能な限り筋肉から離れた部位で腱を切断します。分離したEDL筋を、カルシウムフリー等張タイロ溶液が入った解剖皿に移します。EDL筋（長趾伸筋）は、淡いピンク白色をした速筋線維（解糖系筋）であり、長さは約10〜13 mm、重量は8〜11 mgである。次に、単離したEDL筋の両端を、筋肉からできるだけ離れた部位かつ靭帯または腱の長さの中点よりわずかに上の位置で、6-0の縫合糸を用いて外科結紮でしっかりと固定する。その後、EDL筋を酸素飽和組織浴槽へ移す。筋肉をフォーストランスデューサーのサンプル溝と、バスチャンバー底部の固定フックに固定します。反対側の脚のEDL筋についても同様に分離と固定を行い、脚の後外側にある底底筋を解剖します。通常、底底筋を覆っている腓腹筋を脇に寄せます。ヒラメ筋は暗赤色の遅筋（緩徐酸化筋）であり、長さは長趾伸筋（EDL）よりも約1mm短いが、重量はEDLよりもわずかに重い。近位起始部において、ヒラメ筋の走行に沿って後脛骨の近位半分および後腓骨の近位3分の1に接続している靭帯を切断する。次に遠位の付着部において、踵骨後方に付着しているアキレス腱を切断します。その後、足底筋を慎重に遊離させてください。足底筋をバスチャンバー内に適切に固定します。筋肉を個別の組織バスチャンバーに固定したら、データの記録を開始します。その際、フォーストランスデューサーのベースラインをゼロ点調整することを忘れないでください。これにより、ベースラインの変化の観察が容易になり、異なる実験条件下での筋肉収縮の比較が簡略化されます。次に、単離した筋肉を方形波パルスで刺激します。電気電流は60から300 milliampsの範囲、個別の方形波パルス幅は0.3から1 millisecond、刺激列の持続時間は350、500または1000 millisecondsとしてください。次のステップは、室温において単離筋肉を最適長まで伸展させた際に、最大強直性張力を発生させることができる刺激周波数を選択することです。この周波数は、通常 EDL では 100 hertz、ソールカスでは 60 hertz です。ソールカスの場合、筋肉をゆっくりとストレッチして 30 seconds 待機した後、100 hertz または 60 hertz で刺激します。その後、再度ストレッチを行います。さらに30秒間待ち、再びストレッチ状態で刺激を与えます。力がそれ以上増加しない場合は、通常、最大筋力に達したことを意味します。一方、ストレッチと刺激を繰り返し行う中で力が低下した場合は、筋肉が過度に伸展されたことを示唆しています。この状況では、筋肉を前のストレッチレベルまで戻し、最大筋力が観察されるまで再び筋肉を刺激してください。次に、力と周波数の関係を求めます。1から140 Hzまでの周波数で、5から10 Hz刻みの増分および30から60秒の周期で筋肉を刺激します。25 °Cで実験を行う場合と、37 °Cで実験を行う場合では、FF（力-周波数関係）をより高い周波数まで拡張し、横隔膜筋では最大300 Hzまで、soleus（ヒラメ筋）では180から200 Hzまで、そしてEDL（長趾伸筋）では220から250 Hzまでとします。次に、各刺激周波数で発生する力の大きさを比較し、最大強直力（Tmax）およびその約半分となる強直力を発生させる周波数を特定します。Tmaxは収縮装置の調節に関する重要な情報を提供します。一方、1/2 Tmaxはカルシウム調節および興奮収縮連関（ECC）プロセスにより密接に関連する情報を提供します。その後、筋細胞をtmax周波数で1分間隔で30分間刺激します。これは、筋小胞体の寄与を調べるための平衡化と呼ばれるプロセスです。平衡化後の筋収縮におけるカルシウム放出を調べるため、Tmaxの半分（1/2 Tmax）の刺激を2秒間隔で5分間行い、筋肉を疲労させます。ここではトレイン時間を500 millisecondsに設定したため、デューティサイクルは25%となります。その後、1/2 Tmaxの刺激を1分間隔で与え、筋肉を回復させます。さらに30分間、または力が安定するまで、追加の疲労プロトコルを実施することができます。Tmaxにおけるtmax疲労を用いることで、収縮装置の状態を正確に検査できると考えられています。その後、FFを得るための手順を繰り返し、異なる系統、疾患モデル、または薬剤治療による表現型の違いを観察します。細胞外カルシウムの流入が筋収縮性に与える寄与を調べるため、疲労前後のFFを分析する場合、浸漬液をカルシウムを含まず0.1 millimolar EGTAを含む溶液に変更することができます。あるいは、ストア作動チャネルの異なる遮断薬を浸漬液に添加することも可能です。実験の終了後、筋肉の実験的長さを測定し、分析天秤で個別に重量を測定した後、液体窒素で急速凍結し、生化学的分析のために-80 °Cで保存してください。次に、フォーストランスデューサの校正を行います。校正結果に基づき、記録された筋肉の力をミリボルトからグラム力に変換します。その後、それを生理学的横断面積で正規化します。この図は、5 Hz、20 Hz、および最大強直収縮によって誘発される収縮力を示しています。ここには損傷した筋肉の収縮力のトレースが表示されています。こちらは、EDLにおける力と周波数の関係における個々の収縮を示す代表例と、その関係から得られたプロット曲線です。これは、EDL筋肉の典型的な急速低下型の疲労プロファイルと、soleus筋肉の緩徐低下型の疲労プロファイルです。疲労刺激は、カルシウムハンドリング特性に異常があるノックアウト筋肉において、機械的な交互作用の出現を導きます。習得すれば、この手法は2時間で完了できます。適切に実施された場合、実験全体の時間は、行われる介入の回数によって変動します。この手順を試みる際は、in vitroの低酸素環境が各筋肉の速筋に不可逆的な損傷を与える可能性があるため、DL筋をできるだけ速やかに単離して固定することが非常に重要です。本手順に従うことで、追加の疑問を解決するために、同一の実験用筋肉を用いて遺伝子解析、ウェスタンブロッティング、免疫組織化学、および構造研究を行うことができます。例えば、特定のタンパク質の発現レベルと局在、収縮能やカルシウムシグナリングを調節する筋タンパク質の構成成分、さらには特定の条件下での発達後に生じる筋肉の形態学的または超微細構造的な変化などを解析することが可能です。この手法は、筋肉生理学分野の研究者が、マウス、ラット、ハムスターを含む様々なモデルにおいて、骨格筋機能に影響を与える遺伝的欠損を探索するための道を切り開きました。

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