マウスの漸進的レジスタンストレーニングのためのシンプルで安価なランニングホイールモデル

このプロトコルにより、研究者は、市販のランニングホイール機器を使用するモデルと比較して、はるかに低コストでマウスの大規模なコホートを抵抗訓練することができます。このレジスタンストレーニングモデルの主な利点は、それが完全に自発的であり、動物のストレスと研究者の時間のコミットメントを軽減することです。このモデルは、運動トレーニングに応答して筋肉量を調節する細胞および分子メカニズムをよりよく理解するのに役立ちます。

設計上、このロードされたホイールランニングモデルは比較的簡単に実行できます。ただし、実験前にマウスの走行性能を推定するために、研究者は独自の実験室環境でパイロットテストを実施することをお勧めします。この手順を実演するのは、私の研究室の大学院研究助手であるPJコープマンズです。

ランニングホイール装置をセットアップするには、1グラムのセンサー磁石を1つランニングホイールの外側中央円周に接着し、このホイールをホイール順応の最初の1週間のみ使用します。ロードされたホイールの走行には2グラムの負荷が必要なため、1グラムの磁石を2つ並べてホイールの外周に接着します。テープを使用して、接着剤がしっかりと乾くまで磁石を所定の位置に保持できます。

数週間が経過したら、3、4、5、および7週に、すでに存在するいずれかの磁石の上に別の1グラムの磁石を置いて、追加の負荷をかけます。これらの磁石は互いにしっかりと接着するため、接着剤は必要ありません。高負荷のホイールランニングセットアップには、3セットのホイールが必要です。

2週目に必要な最初のホイールセットには、ホイールの外周に接着された2.5グラムの磁石が1つだけあります。3週目のみに必要な2番目のホイールセットには、ホイールの外周に2.5グラムの磁石が2つ並んで接着されています。4週間以上必要な3番目のホイールセットには、ホイールの外周に3つの2.5グラムの磁石が並んで接着されています。

すでに存在する磁石のいずれかの上に別の2.5グラムの磁石を置き、6週目と8週目に追加の負荷をかけます。組み立てる前に、新しいバッテリーがバイクコンピューターに挿入されていることを確認してください。次に、デジタルバイクコンピューターを備えたケージを使用してランニングホイールを組み立て、運動中の移動時間と距離を監視します。

キロメートル/時の平均速度は算術的に導き出されます。最初のバイクコンピュータープログラミング中にホイールサイズを設定し、ランニングホイールの外周を測定して回転距離を計算します。マウスがコンポーネントを噛むのを防ぐために、すべてのコンピューターとセンサーコンポーネントがケージの外側の頑丈なバリア内に含まれていることを確認するには、磁気自転車センサー用の小さな長方形の切り欠きとバイクコンピューターを保持するためのボックスの主要部分を備えた空のピペットチップボックスの蓋を利用します。 とワイヤー。

ピペットチップボックスの蓋の角に2つの穴を開けて、磁気自転車センサーとランニングホイールスタンドをケージの外側の所定の位置に固定し、ケージの蓋の隙間からランニングホイールベースを逆さまに挿入しますが、固体表面の上に。ホイールベースとコンピューターセンサーをハードウェアでケージの上部に固定します。ホイールの動きを適切に記録できるように、バイクコンピューターのセンサーセンサーとピペットチップボックスの蓋がホイールのセンサーマグネットが配置されている場所の真上にあり、センサーマグネットとコンピューターセンサーの間隔が1センチメートル以下であることを確認してください。

蓋をケージに置く前に、適切なランニングホイールをホイールベースに取り付けてから、蓋をケージにしっかりと置きます。ホイールをケージの蓋からぶら下げた状態で、ケージの床から少なくとも2.5センチメートルの隙間を確保します。次に、ケージに最小限の寝具を置き、ホイールが自由に回転するが、寝具の蓄積によって妨げられないようにします。

マウスは夜行性の種であるため、ホイールランニングを含む自然なケージ活動のほとんどは、光サイクルの暗い時間に実行されます。実験中は、サイクルコンピューターからこのデータを一定の間隔で記録し、正確なアクティビティモニタリングを確保します。座りがちなマウスを、ランニングを防ぐためにロックされたランニングホイールを含むケージに9週間個別に収容します。

必要に応じて、ロードされたホイールランニンググループと高負荷のホイールランニンググループの負荷を減らして、マウスがローディングスケジュールに従って週9回のプロトコル全体にわたって運動を継続できるようにします。研究中、マウスは3つの治療グループ、すなわち座りがちな、負荷がかかるホイールランニング、または高負荷のホイールランニングのいずれかにランダムに割り当てられ、その後、それぞれの9週間のプロトコルを完了しました。1週間の順応後、ランニング距離やトレーニング量の時差によるグループやグループはなかった。

正規化されたヒラメ筋質量は、繊維断面積に差がないにもかかわらず、高負荷ホイールランニンググループで座りがちなグループよりも21.4%大きかった。足底筋量と平均線維断面積は統計学的有意差を生じなかったが,座りがちな車輪走行や高負荷車輪走行では足底の断面積が大きい繊維の割合に変化がみられたようである。NC2筋機能テストによって測定されたグループ間のGPS複合体のけいれんまたはピーク力に有意差はありませんでした。

ホイールがケージ内で自由に回転し、ホイールセンサーの磁石がバイクコンピューターセンサーの近くにあることを確認して、ホイールの回転が妨げられず、バイクコンピューターが走行データを正確に記録することが重要です。この手順に続いて、研究者は収縮機能や免疫組織化学的手法などの後続の分析を実行して、運動トレーニングに対するさまざまな生理学的反応をさらに調べることができます。