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방법 논문

신경 근육 질환의 마우스 모델에서 호흡 근육 활동 및 환기의 반복 측정

13.1K 조회수

DOI:

10.3791/55599

2017년 4월 17일

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

이 논문은 이식 된 원격 장치를 통해 전신 혈량 측정법 및 근전도와 질병 진행에 걸쳐 자유롭게 행동 근 위축성 측삭 경화증 (ALS) 마우스 모델에서 인공 호흡기 근육 활동의 측정을 반복하는 방법을 소개한다.

초록

액세서리 호흡 근육은 횡격막 기능이 손상 될 때 환기를 유지하는 데 도움이됩니다. 다음의 프로토콜은 몇 주 또는 보조 호흡 근육 활동의 달 동시에 비 마취, 자유롭게 행동 마우스 환기를 측정하면서 이상 반복 측정하는 방법을 설명합니다. 이 기술은 무선 송신기의 이식 수술을 포함하고, 전극의 삽입이 흡기 근육의 근전도 활성을 측정하고 부등변 승모근 근육으로 이어지는. 환기 전신 혈량 측정법에 의해 측정하고, 동물의 움직임이 영상에 의해 평가되고, 근전도 활성과 동기화된다. 근 위축성 측삭 경화증의 마우스 모델에서 근육 활동 및 환기의 측정이 도구는 시간이 지남에 따라 어떻게 호흡 근육 활동의 변화를 조사하는 데 사용할 수 있습니다 및 환기에 근육 활동의 영향을 평가하는 방법을 보여주기 위해 제공됩니다. 설명 된 방법은 전자 수asily 다른 근육의 활동을 측정하기 위해 또는 질병이나 부상의 추가 마우스 모델에서 보조 호흡 근육 활동을 평가하기 위해 적용 할 수.

서론

액세서리 호흡 근육 (팔) 수요 (예를 들어, 운동)의 시간 동안 환기를 증가시키고 다이어프램 기능이 부상 또는 질병 1, 2 다음 손상된 경우 환기를 유지하는 데 도움이됩니다. 조리개 기능에서의 변경은 물론 근 위축성 측삭 경화증 (ALS)의 환자 및 마우스 모델에서 설명되었지만 3, 4, 5, 6, 훨씬 ALS는 팔의 활성 또는 기능에 대해 공지되어있다. 그러나 한 연구는 팔을 모집 ALS 환자 7 그렇지 않은 유사한 다이어프램 부전보다 더 나은 예후를 제안했다. 또한, ARM 활성 마비 다이어프램 (8)의 경우 호흡 충분하다. 이 연구는 ARM 기능을 확대하는 전략이 breathi을 향상시킬 수 있음을 나타냅니다신경 근육 질환, 척수 손상, 또는 격막 기능이 손상되는 다른 조건으로 고통받는 환자에서 NG. 그러나 호흡 ARM 모집을 제어하는 ​​메커니즘은....

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프로토콜

실험 절차는 신시내티 아동 병원 의료 센터 기관 동물 케어 및 사용위원회에 의해 승인 관리 및 실험 동물의 사용을 위해 NIH 가이드를 준수하여 실시 하였다.

1. 원격 측정 장치 임플란트 수술 준비

  1. 개인 보호 장비 (즉, 스크럽, 신발 커버, 가운, 헤어 네트, 마스크, 수술 장갑)를 착용 할 것.
    참고 :이 수술은 멸균 필드가 필요합니다.
  2. 인큐베이터를 켭니다 (서보 제어 가습기 / 유아 인큐베이터는 29 ° C로 설정) 및 건조, 흰 수건에 맞춰 그것을 복구를위한 적절한 온난화을 허용 할 수 있습니다.
  3. 수술 전에 에틸렌 옥사이드 모든 수술기구 소독 및 사용 전에 효소 세제, 화학 살균제 (또는 제조자에 의해 지정된)와 송신기 살균.
    참고 : 수술 악기 # 2 후궁 절제술 포셉 (표준 팁 / 스트레이트 / 12cm) (4 개)를 포함해야한다, 좁은패턴 포셉 (톱니 / 커브 / 12 cm), 조직 분리 위 (직진 / 평활 평활 / 11.5 cm), 및 메스 홀더 블레이드. 좋은 상태에서 수술 도구를 유지하기 위해 송신기의 와이어를 처리하기위한 전용 예약 소독 장비 (이 # 2 집게와 가위)의 별도의 세트를 가지고하는 것이 좋습니다.
  4. 허용 살균제 수술 시야 내 모든....

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결과

기술 된 프로토콜은 원격 측정 장치를 이식하고 SOD1 (G93A) ALS 모델 마우스 부등변 및 승모근 EMG, WBP 및 비디오를 기록하기 위해 사용되었다. 동물이 비활성화되는 기간 (예를 들어, 움직이지 않는) 녹화를 사용하여 식별 및 WBP 트레이스 (도 3a)의 이동에 관련 활동의 부족에 의해 확인되었다. 비활성 기간은 REM 또는 비 REM 수면에서 보낸 시간뿐만 아니라 시간이 아직 깨어있는 동안 만 (그림 3A)를 포함한다. 이 비활성 기간 동안 EMG 활성은 적어도 3 연속 정류 집적 (30 밀리 초)의 값이 기준 EMG 수준에서 적어도 50 %의 증가 (도 4)과 진폭을 가지고 시합으로 획득 하였다. 한숨 또는 (혈량 측정법에 의해 측정) 스니핑 중에 발생한 활성 발작, 또는 (비디오 의해 평가) 의지 움직임을 분석 (도 3B-C)에.......

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토론

여기 입증 절차는 동일 동물의 많은 개월 동안 호흡 근육 활동 및 환기의 비 침습적 (송신기의 초기 수술 이식 후) 측정을 할 수 있습니다. 이 기술은 마취 된 생쥐의 표준 EMG 기술에 비해 몇 가지 장점이 있습니다 실험이 적은 쥐를 요구하는 대신) 다른 질병 단계에서 여러 마우스를 사용하는 (질병 단계에 걸쳐 하나의 마우스에서 같은 사이트에서 데이터를 기록 할 수있는 기능을 제공 1); 2) 데이터 분석을 반복 측정을 사용하는 대신에), 분리 된 실험군과 비교, 즉 더 강한 통계적 실험 (수행 될 수있다; 3) EMG 및 WBP의 동시 기록에 환기 ARM 활성의 효과의 직접적인 평가를 허용; 4) 실험 수면 / 각성의 상이한 상태에서 마우스에 수행 될 수있다. 건강한 쥐가 휴식 ARM 복싱의 매우 낮은 주파수를 가지고 있기 때문에 또한,이 기술은 캘리포니아입니다질병 10의 초기 증상 단계에서 ALS 모델 마우스에서 ARM 활동의 빈도도 작은 변화를 감지 pable........

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공개 사항

저자가 공개하는 게 없다.

감사의 글

이 작품에 대한 지원 VNJ에 SAC와 NIH 연수 보조금 (T32NS007453)에 신시내티 아동 병원 의료 센터 위임 상에 의해 제공되었다

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
B6.Cg-Tg (SOD1*G93A)1 Gur/JJackson Laboratory4435
Plethysmography ChamberBuxco 호흡기 제품/ Data Sciences International601-1425-001
텔레메트리 수신기(모델 RPC-1)Data Sciences International272-6001-001
바이어스 플로우 펌프(모델 BFL0500)Data Sciences International601-2201-001
ACQ-7000 USBData Sciences InternationalPNM-P3P-7002XS
Dataquest A.R.T. 데이터 교환 매트릭스Data Sciences International271-0117-001
새로운 Ponemah 분석 시스템Data Sciences InternationalPNM-POST-CFG
Ponemah 생리학 플랫폼 수집 소프트웨어 v5.20Data Sciences InternationalPNM-P3P-520
Ponemah 비제한 전체 호흡 혈량계 분석 패키지 v5.20Data Sciences InternationalPNM-URP100W
구성 Ponemah 소프트웨어 시스템Data Sciences InternationalPNM-P3P-CFG
분석 모듈(URP)Data Sciences InternationalPNM-URP100W
범용 증폭기Data Sciences International13-7715-59
Sync BoardData Sciences International271-0401-001
Sync CableData Sciences International274-0030-001
트랜스듀서 압력 BuxcoData Sciences International600-1114-001
유량계Data Sciences International600-1260-001
F20-EET 스타터 키트에 포함된 자석 및 라디오Data Sciences International276-0400-001
Axis P1363 비디오 카메라   Data Sciences International275-0201-001
Terg-A-ZymeFisher Scientific50-821-785효소 세제
ActrilMinntech Corporation78337-000화학 살균제
스테레오 해부 현미경 (모델 MEB126)Leica10-450-508
서보 제어 가습기 / 유아 인큐베이터OHMEDA Ohio Care Plus6600-0506-803
TL11M2-F20-EET 송신기Data Sciences International270-0124-001
Dumont #2 Laminectomy Forceps - 표준 팁/스트레이트/12cm (x2) Fine Scientific Instruments11223-20와이어 핸들링용
Dumont #2 Laminectomy Forceps - Standard Tips/Straight/12 cm (x2)Fine Scientific Instruments11223-20수술용
좁은 패턴 펜치 - 톱니/곡선/12cmFine Scientific Instruments17003-12
스프링 가위 - 터프 컷/스트레이트/샤프/12.5 cm/6 mm 커팅 엣지Fine Scientific Instruments15124-12
조직 분리 가위 - 스트레이트/블런트-블런트/11.5 cm파인 사이언티픽 인스트14072-10
파인 시저 - 터프 컷/커브/샤프-샤프/9 cm Fine Scientific Instruments14058-11와이어 절단 및 손톱 자르기
메스 핸들 #3World Precision Instruments500236
Scalpel BladeFine Scientific Instruments10010-00리드 캡 준비용
Polysorb Braided Absorbable sutureCovidenD4G1532X코일링 송신기 리드
Gluture 주식회사 조에티스6606-65-1시아노아크릴레이트 접착제
3mL 주사기 슬립 팁 - 소프트바이탈리티 메디컬118030055
25g 바늘 (x2)Becton Dickinson and Co.305-145
면 팁 애플리케이터Henry Schein Animal Health100-9175
Andis Easy Cut Hair Clipper SetAndis049-06-0271에서 판매 전기 면도기
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이소프로필 알코올 70%Priority Care 1MS070PC
Dermachlor 2% 의료용 스크럽(클로로헥시딘 2%)Butler Schein55482
인공 눈물Henry Schein Animal Health48272윤활제 안과 연고
진공 그리스다우코닝 코닝 1597418
워터 블랭킷JorVetJOR784BN
루먼트 용 Target Isoflurane Henry Schein Animal Health 29404 마취제

참고문헌

  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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재인쇄 및 허가

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ALS