Name: 수축 성 활동 유도 된 쥐 골격 근육 Phenotypic 적응 연구 만성 자극에의 응용 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 50 s
Description: 학습하세요 쥐 후지 근육에서 만성 수축 활동 모델을 이용한 운동 적응 관찰 방법을. 7일 만에 미토콘드리아 생합성과 자가소식 변화를 연구할 수 있습니다.

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우리는 리암 Tyron 원고의 전문가 그의 독서에 대 한 감사입니다. 이 작품은 D. A. 후드를 자연과학 및 캐나다 엔지니어링 연구 위원회 (NSERC)에서 자금에 의해 지원 되었다. D. A. 후드 캐나다 연구의 자 세포 생리학에서의 소유자 이기도합니다.

모든 동물 관련 절차 검토 및 뉴욕 대학 동물 관리 위원회에 의해 승인 했다. 뉴욕 대학에서 동물 시설에 도착, 모든 쥐 제공 음식 광고 libitum와 수술 전에 그들의 환경에 순응을 최소 5 일을 주어졌다. 이 프로토콜은 이전을 적용 된 다른 종15,,1722현재 종이 Pette과 동료23 의 선구적인 작품에 및 쥐 모델에 특히 초점을 맞추고.
1입니다. 만성 수축 성 활동 단위의 준비
<ol><li>전압계를 사용 하 여 동전 리튬 배터리의 잠재력을 확인 하십시오. 참고: 각 배터리의 잠재력 3.0 ± 0.10 V 이어야 한다.</li>
	<li>총 잠재력은 6-9 V 장치의 슬롯에 2 개 또는 3 개의 배터리를 삽입 합니다. 참고:이 (6 또는 9 V)을 유지 하기 위해 얼마나 많은 가능성을 고려 하는 연구자의 재량까지 전체 실험 절차 동안. 연구 설계 및 자극의 원하는 강도 따라 2 또는 3 배터리를 사용할 수 있습니다.</li>
	<li>장치는 제대로 작동 하는지 펄스 표시기를 통해 휴대용 적외선 스트로브 빛 방출 1 펄스를 노출 하 여 확인 합니다.</li>
</ol>2. 만성 수축 성 활동의 수술
참고: 수술 전에 모든 수술 도구를 소독. 중과 수술 직후, 쥐의 체온 생리대에 의해 유지 됩니다. 외과 용 드 레이프에서 수술 절차를 수행 하는 것이 바람직합니다. 외과 의사는 깨끗 한 실험실 코트로 서 불 임 수술 장갑을 착용 해야 한다. 필요한 경우, 일회용 인공 호흡기 마스크를 착용 하는 것이 좋습니다.
<ol><li>Anesthetize 쥐 1-3% 미만 isoflurane 흡입 산소, 가스 기화 기 시스템에 의해 운영 되는. 동물 hindlimb 발가락 핀치를 선택 하 여 및 호흡의 깊이 속도 관찰 하 여 진정 완벽 하 게는 확인 합니다. 건조를 피하기 위해 눈에 눈 윤 활 유를 적용 합니다. 2 mg/kg에서 Meloxicam (0.5 mg/mL)의 피하 주사를 적용 합니다. 참고: 그것은 또한 동안에 그리고 수술 후 통증을 최소화 하기 위해 (예: Meloxicam 플러스 lidocaine) 진통의 멀티 모달 응용 프로그램을 권장.</li>
	<li>부드럽게 면도 목의 뒤쪽에서 몸통 주위 스트립으로 왼쪽된 hindlimb 약 뒤에 앞 발을 앞쪽 흉부에 걸쳐. 부드럽게 요오드와 에틸 알코올 소독 면도 영역을 닦으십시오.</li>
	<li>동물의 뱃속에 누워, 면도 지역 (양 어깨 사이 만져 서 지역)의 중심에서 목의 뒤에 작은 절 개 (~0.5 cm) 게 메스 (No. 10 블레이드)를 사용 하 여.</li>
	<li>일반적인 비 골 신경을 찾습니다.<ol>
<li>동물의 오른쪽 면에 롤 하 고 ~ 2-3 cm-긴 왼쪽된 hindlimb의 피부에 잘라. 무릎 관절의 보조 개는 꼬리의 가까이 다시 사이 landmarked는 위쪽 허벅지 근육 그룹 주변 절 개 지역 대상. 참고: 수 시체의 위치를 변경할 때 첫 번째 절 개 영역을 오염 하지 않도록 주의 하십시오.</li>
		<li>무뚝뚝한 끝을 사용 하 여 곡선 수술가 위, 피하 영역을 널리 해 부 ~3.5-4 cm, 열린된 피부와 기본 근육 사이 주머니를 만들기 위해 기본 근육에서 피부를 분리. 피부 절 개 (~1.5 c m2)의 전체 둘레 기본 조직에서 엽니다.</li>
		<li>수술가 위,가 위 팁은 근육을 통해 직접 다운 절단 보장 femoris 팔 뚝 근육에 작은 절 개 (미만 0.5 c m)를 확인 합니다.</li>
		<li>내부 근육 그룹 및 일반적인 비 골 신경 표시 될 때까지 부드럽게 잘라 영역을 열고 (외부 근육 조직 (즉, 팔 뚝 femoris)의 깊이 ~0.5 cm 주변). 집게를 사용 하 여, 부드럽게 터치/핀치 보이는 신경 그리고 일반적인 비 골 신경 분리 되는지 확인 하는 대상 근육 그룹 (예를 들어, TA 근육) 및 발가락 (보이는 dorsiflexion)의 응답을 관찰. 참고:이 단계는 절단 또는 신경 손상 방지 하려면 극단주의 함께 행해져야 한다.</li>
		<li>윈도우의 크기는 ~1.5 cm2 윈도우의 중앙에 누워 비 골 신경 금속 견인 기도 당겨 창 수정. 스트랩 또는 테이블 표면 (또는 수술 보드)에 고정은 고무 줄에 연결 된 작은 금속 후크를 사용 하 여 (그림 2A).</li>
	</ol></li>
	<li>신경의 양쪽에 와이어를 연결 합니다.<ol>
<li>소계 (PTFE)의 50-60 cm를 준비-고급 스테인레스 스틸 와이어 코팅 하 고 반으로 접어. 참고: 수술 전에 자외선 아래 PTFA 코팅 와이어를 노출 하는 데 도움이 수 있습니다.</li>
		<li>30 cm 긴 스테인리스 막대의 슬릿을 와이어의 접힌된 부분을 후크. L 자형 패턴 다리 및 뒤의 중앙에 따라 로드, 와이어, 피하의 작은 절 개 영역, 목 뒤쪽을 향해 hindlimb 오픈 포켓에서에서 함께 전달 합니다.</li>
		<li>hindlimb에 철사의 2 개의 끝을 찾아. 이후 모든 전선은 PTFE 절연 전선을 스트립. ~1.5 cm에 의해 철사의 끝을 스트립 신중 하 게 메스를 사용 하 여. 와이어 마모 될 경우 그들을 잘라 고 다시 스트립. 랩 무딘된 21 G 바늘 주위 벗겨진된 철사 끝 (5 회), 코일을 만들기. 일단 코일은 제대로, 그들 로부터 바늘을 놓습니다.</li>
		<li>6-0 수술 실크는 크기를 사용 하 여, 일반적인 비 골 신경 (그림 2A)의 양쪽에 코일의 각 보안.<ol>
<li>코일의 끝에 매듭을 만들고 신경의 왼쪽에 봉합. 코일은 신경에서 1.5-2.5 m m 인지 확인 합니다.</li>
			<li>확보 하기 위해 코일, 코일을 따라 2 개 또는 3 개의 추가 봉합을 적용 합니다.</li>
			<li>신경의 오른쪽 측면에서이 단계를 반복 합니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>항 생 (암 피 실린 염 분에; 132 mg/mL), 2-3 방울을 적용 하 고 신중 하 게 봉합 크기 5-0 실크를 사용 하 여 창 (즉, 팔 뚝 femoris 근육 조직).</li>
	</ol></li>
	<li>느슨하게 (검지 손가락의 지름)에 대해 와이어 및 팔 뚝 femoris 근육 (엉덩이) 위 약의 sutured 절 개 위에 피하 포켓에 밀어의 나머지 여유 바람.</li>
	<li>다시 항생제 솔루션 (암 피 실린 염 분에; 132 mg/mL) 2-3 방울을 적용 합니다. 스테이플링 열린된 피부를 닫습니다.</li>
	<li>CCA 자극을 (목의 절 개 면 나오는) 와이어를 연결 합니다.<ol>
<li>와이어 핀 소켓에 연결 합니다.<ol>
<li>2 와이어 끝 (비 골 신경의 양쪽을 봉합 하는 코일에 이러한 리드)를 만드는 목의 상단에 절 개를 나오는 와이어 루프를 잘라.</li>
			<li>있는 경우 메스, ~0.5 cm. 컷 닳은 전선에서 전선의 끝에서 스트립을 사용 합니다.</li>
			<li>천천히 핀 소켓의 구멍에 철사의 벗겨진된 부분을 밀어 하 고 핀 소켓에 철사를 납땜 납땜을 사용 하 여.</li>
		</ol>
</li>
		<li>필요한 경우 전선의 연결을 확인 합니다.<ol>
<li>악어 클립을 통해 큰 벤치탑 자극 단위에 핀을 연결 합니다.</li>
			<li>단일 펄스를 9 V (0.1 ms, 10 Hz) TA 근육 계약 및 왼쪽 발 dorsiflexes 확인을 제공 합니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>핀 연결 와이어 끝 ~ 4 c m x 4cm 멸 균 거 즈 패드를 통해 전달 합니다.</li>
		<li>CCA 자극 단위에 핀을 연결 합니다.<ol>
<li>자극 기 상자 밑면에 있는 구멍에 전선을 통과. 참고:이 상자는 CCA 자극 단위에 대 한 집에서 만든 챔버 이며 3.5 c m × 3.5 c m × 2.5 c m13.</li>
			<li>CCA 단위에 연결 소켓에 핀을 삽입 합니다. 실로 CCA 단위를 넣어 부드럽게. 끈적끈적한 압정을 사용 하 여 챔버의 하단에 CCA 단위 보안.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Using 운동 테이프 또는 다공성 외과 테이프, 면도 몸통 주위 테이프로 챔버를 수정 합니다. 녹화의 세 가지 레이어와 챔버의 상단 닫고 테이프 상자 (그림 2B)를 확보 하기 위해 자극 상자의 측의 주위에 포장 하 여 완료 합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>CCA 적외선 빛의 단일 펄스를 제공 하 여 작동 하는지 확인 (파장 스펙트럼 > 770 nm)는 휴대용 적외선 스트로브 빛으로 방출 된다. 참고: CCA 올바르게 작동 하는 경우 연구원은 됩니다 (즉, TA) hindlimb 근육 응답 적외선 빛으로 계약 하 고 있다 볼 수 있습니다.</li>
	<li>쥐를 관찰 하 고 그것은 완전히 의식이 회복 될 때까지 그것의 온도 모니터링. 그것은 다른 동물에서 어떤 해 든 지 방지 하기 위해 단일 탑승자에에서 하며 자극 단위 또는 동물에 손상의 위험을 완화 하는 연구의 나머지 부분에 대 한 장에 어떤 터널 또는 플라스틱 개체를 떠나 지 마. Amoxicillin 포함 물 병 (0.5 mg/mL)와 함께 제공 합니다.</li>
	<li>피하 1 mg/kg 복용량 Meloxicam의 모든 24 h 72 h에 대 한 적어도 계속 수술을 적용 합니다.</li>
</ol>3. 만성 수축 성 활동
<ol><li>수술 후, 절 개 및 봉합에 / 주변 지역 골격 근육의 전체 복구를 위해 적어도 5-7 일 수 있습니다. 참고: 동안 CCA 절차 후, 철저 하 게 확인 각 동물의 상태 (예: 식사, 음주, 또는 이동) 그들의 행동을 관찰 하 여. 또한, CCA 절차 전후 몸 무게의 변화를 확인 하 여 어떤 심한 스트레스 또는 부작용을 결정 합니다.</li>
	<li>CCA 자극의 날, CCA에 자극 장치 적외선의 단일 펄스를 제공 하 여 설정 (파장 범위 > 770 nm) 휴대용 적외선 스트로브 빛.</li>
	<li>10 Hz CCA 자극의 3 또는 6 h를 적용 합니다. 참고: 자극에 대 한 시간 프레임 연구원까지입니다. 이 실험에서 자극의 주파수 변경 되었습니다 결코 고 미토 콘 드리 아 적응에만 매우 겸손 기능 향상 자극 3에서 6 h/일, 우리의 경험을 확장 하 여 관찰 되었습니다. 만약에 가능 하다 면, 자극 및 동물 30-60 분 마다 확인 합니다.</li>
	<li>원하는 CCA 기간에 따라 적외선 빛 노출 (단위에 동일한 절차) 통해 CCA 장치를 해제 합니다.</li>
	<li>여러 날 경우, 3.2 단계를 반복 합니다. 3.4.</li>
	<li>조직 컬렉션의 타이밍을 결정 합니다. 예를 들어 CCA CCA 수술 동안 마 취에서 실시 되는 (즉, 6 h의 마지막 CCA 자극 후 18 h)의 마지막 시 합 개시 후 조직 24 h를 수집 합니다. 수집 후 즉시 모든 조직, 동물 마 취의 밑에 아직도 있는 동안 마음을 절 개 하 여 동물을 안락사.</li>
</ol>

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<li>Zampieri, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+exercise+in+aging+human+skeletal+muscle+increases+mitochondrial+calcium+uniporter+expression+levels+and+affects+mitochondria+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Rep%22%5BJournal%5D)">Physical exercise in aging human skeletal muscle increases mitochondrial calcium uniporter expression levels and affects mitochondria dynamics.</a> Physiol Rep. 4 (24), (2016).</li>
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저자는 공개 없다.

저주파 근육 자극에서 vivo에서,을 통해 운동, 만성 수축 성 활동 (CCA) 모델은13,,2425 운동 근육 phenotypic 적응 공부에 대 한 우수한 모델 , 26. 같이 이전 연구20,27, CCA는 효과적인 도구는 연구원의 훈련 볼륨과 주파수 (즉, 시간 및 일)를 제어할 수 있고 다양 한 생 화 학적 및 분자를 조사 수축 성 활동의 반복된 관찰 과정 이벤트. 이 모델의 가장 큰 특징 중 하나는 근육 contralateral hindlimb의 내부 제어, 동물 사이 가변성을 최소화 하는 데 도움이로 사용 됩니다. 또한, 10 년 이상 우리의 수많은 실험 ...

골격 근육은 생체에 물리적 구조1변화를 통해 교육 운동에 적응할 수 있습니다. 지구력 훈련에 대 한 가져온 주요 변경 사항 중 하나는의 표현 뿐만 아니라 미토 콘 드리 아 구성 요소 (예: 시 토 크롬 c 산화 효소 [콕스] subunits)의 표현에 증가 하 여 평가할 수 있다 미토 콘 드리 아 속 transcriptional coactivator, PGC-1α2. 연구의 증가 미토 콘 드 리아 회전율과 mitophagy를 포함 하 여 수많은 다른 요인, 근육 적응에 대 한 중요 한 또한 나타내 었 다. 그러나,는 급성 또는 만성 운동 메커니즘은 이러한 규제 골격 근육에서 프로세스는 여전히 명확 하지 않다.
운동 유도 된 근육 적응 조절 경로 윤곽을 그리 다, 다양 한 운동 모델 일반적으로 설치류 연구, 디딜 방 아, 휠, 실행 하 고 수영 운동에에서 사용 되었습니다. 그러나, 이러한 프로토콜에는 4 ~ 12 주 phenotypic 변경3,,45관찰 하는 데 필요한 몇 가지 한계를가지고. 대체 실험 방법으로 낮은-주파수 자극 유발 만성 수축 성 활동 (CCA) 효과적으로 사용 되었습니다로 근육 적응 실질적으로 짧은 기간에 발생할 수 있습니다 (즉, 최대 7 일)의 효과를 표시 비교, 또는 다른 운동 프로토콜 보다 더 큰 일. 또한, 호르몬6,7, 온도 및 신경 효과8 의 존재 어려워질 수 있습니다 그것은 만성 운동 근육 특정 응답을 이해 하. 예를 들어 갑 상선 호르몬9,10 와 인슐린 같은 성장 인자 (IGF)-111 또한 골격에서 다른 신호 통로 조절 수 있습니다 훈련 유도 근육 적응을 중재 확인 되었습니다 근육입니다. 특히, CCA 유도 효과 최소한 골격 근육의 수축 성 활동에 직접 응답에 배치에 초점을 수 있도록 조직 요인에 의해 통제 된다.
CCA에 대 한 외부 단위 타일러와 라이트12에 의해 처음 도입 되었다 그리고 수정12와 함께 개발 되었습니다. 즉, 단위는 3 개의 주요 부분으로 구성: 켜고 적외선 빛, 펄스 발생기 및 펄스 표시기 (그림 1)에 노출에 의해 돌릴 수 있다 적외선 감지기. 자극 단위의 상세한 회로 설계 되었습니다13위에서 설명한. CCA의 상세 하 고 특정 기능에서 찾을 수 있습니다 큰 다양 한 검토에에서 깊이 기사14,15,,1617. 간단 하 게, 자극 프로토콜은 낮은 주파수에 일반적인 비 골 신경 활성화 하도록 설계 되었습니다 (즉, 10 Hz), 그리고 innervated 근육 (tibialis 앞쪽 [TA] 신 근 digitorum longus [EDL] 근육)에 대 한 계약을 강요 하는 미리 정해진 시간 (예를 들어, 3-6 h). 시간이 지나면서,이 모 세관 밀도18 에 미토 콘 드리 아 콘텐츠19,,2021증가 의해 입증 더 에어로빅 형 전술 근육 이동 합니다. 따라서,이 방법은 쥐의 골격 근 내 주요 지구력 훈련 적응의 일부를 모방 하는 검증 된 모델 이다.
이 종이 연구원은 그들의 운동 연구에서이 모델을 적용할 수 있도록 CCA 유도 전극 이식 수술의 자세한 절차를 제공 합니다. CCA 운동 훈련의 다음 모두 초기 및 나중 시간 포인트에서 다양 한 분자 및 신호 이벤트의 수사를 위한 효과적인 도구를 제공 하는 따라서 근육 적응의 시간 과정 공부에 대 한 우수한 모델입니다.

<table><tbody><tr><td>Sprague Dawley Rat</td><td>Charles River</td><td>Strain 400</td><td></td></tr><tr><td>Chronic contractile activity unit</td><td>집에서 만든</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>CCA 장치 보호 상자(3.5 x 3.5 x 2.5cm)</td><td>집에서 만든</td><td>n/a</td><td>상자는 불투명한 재료로 만들거나 opague 테이프로 덮어야 합니다.</td></tr><tr><td>코인 리튬 이온 배터리(3V)</td><td>Panasonic</td><td>CR2016</td><td></td></tr><tr><td>Medwire</td><td>Leico 산업</td><td>316SS7/44T</td><td></td></tr><tr><td>솔더 핀(소켓)</td><td>Digi-Key</td><td>ED6218-ND</td><td></td></tr><tr><td>Zonas 다공성 테이프</td><td>Johnson & Johnson</td><td>5104</td><td></td></tr><tr><td>봉합사 실크 (사이즈 5)</td><td>Ethicon</td><td>640G</td><td></td></tr><tr><td>봉합사 실크 (사이즈 6)</td><td>Ethicon</td><td>706G</td><td></td></tr><tr><td>곡선 무딘 가위 (길이 11.5cm)</td><td>F.S.T.</td><td>14075-11</td><td></td></tr><tr><td>곡선 무딘 가위 (길이 15cm)</td> <td>FST</td><td>14111-15</td><td></td></tr><tr><td>섬세한 지혈 겸자 (길이 16cm)</td><td>로튼</td><td>06-0230</td><td></td></tr><tr><td>메스</td><td>깃털</td><td>3</td><td></td></tr><tr><td>곡선 집게</td><td>F.S.T.</td><td>11052-10</td><td></td></tr><tr><td>스테인리스 스틸 막대 (30cm, 직경 7mm)</td> <td>집에서 만든</td><td>막대</td>는 <td>한쪽 끝에 5mm 슬릿이 있어야하며 피부 아래 터널링을위한 와이어를 고정해야합니다</td></tr><tr><td>클립 집게 적용</td><td>KLS Martin</td><td>20-916-12</td><td></td></tr><tr><td>스테이플 (클립)</td><td>Bbraun</td><td>BN507R</td><td></td></tr><tr><td>금속 후크 / 견인</td>기 <td>집에서 만든</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>포비돈 요오드 (500 mL)</td><td>Rougier</td><td>#NPN00172944</td><td></td></tr><tr><td>Ampicillin 나트륨</td><td>Novopharm</td><td>#DIN00872644</td><td></td></tr><tr><td>Metacam</td><td>Boehringer</td><td>#DIN02240463</td><td></td></tr><tr><td>디지털 멀티 미터 (전압계)</td> <td>Soar Corporation</td><td>ME-501</td><td></td></tr><tr><td>LED 디지털 스트로보 스코프</td><td>Lutron Electronic Enterprise</td><td>DT-2269</td><td></td></tr></tbody></table>

수축 성 활동 유도 된 쥐 골격 근육 phenotypic 적응 연구 만성 자극에의 응용

Application of Chronic Stimulation to Study Contractile Activity-induced Rat Skeletal Muscle Phenotypic Adaptations

골격 근육은 매우 적응할 수 있는 조직 응답 만성 운동으로 크게 변경 되는 생화학 및 생리 적 속성. 다양 한 근육 적응에 대해가지고 있는 내부 메커니즘을 조사, 디딜 방 아, 휠 실행, 그리고 수영 운동 등 운동 프로토콜의 여러 동물 연구에서 사용 되었습니다. 그러나, 이러한 모델 운동 근육 각 색 한, 따라서 특정 근육 수축 유발 adaptations를 공부 하 고 응용 프로그램을 제한 하는 체액 또는 신경 요인에 의해 또한 통제 될 수 있는 달성 하기 위해 오랜 기간 필요. 간접 저주파 자극 (10 Hz) 만성 수축 성 활동 (CCA)를 유도 하기 위해 사용 되었습니다 대체 모델로 운동 훈련에 대 한 성공적으로 이끌어 낼 수 있다 근육 미토 콘 드 리아 적응 7 일 이내 조직 요인의 독립으로. 이 종이 광범위 한 응용 프로그램에서 미래 연구에 대 한 쥐의 골격 근에 CCA의 치료를 적용 하는 데 필요한 수술 기법을 자세히 설명 합니다.

우리는 만성 수축 성 활동 (CCA) 골격 근육 내 유리한 미토 콘 드리 아 적응을 유도 하는 효과적인 도구입니다 나타났습니다. CCA (하루 6 h)의 7 일 대상이 쥐 unstimulated contralateral (제어) hindlimb에 비해 자극된 근육에서 향상 된 미토 콘 드리 아 속을 표시 됩니다. 미토 콘 드리 아 속에 있는이 증가 다른 키 미토 콘 드리 아 단백질 콕스의 고도가 함께 미토 콘 드리 아 속의 마스터 레 귤 레이 터를 간주 PGC-1α (그림 3A)의 증가 단백질 표정으로 표시 됩니다-난 및 콕스-IV, 이 전자 전송 체인의 중요 한 요소입니다. 또한, 시 토 크롬 c 산화 효소 (콕스) 효소 활동, 미토 콘 드 리아 콘텐츠의 유용한 표시기는 CCA (그림 3B)의 7 일 다음 약 30% 증가. 미토 콘 드리 아 호흡 능력을 측정 하 ...

이 프로토콜 쥐 hindlimb에 골격 근육 자극 유도 적응을 관찰 하는 운동의 만성 수축 성 활동 모델의 사용을 설명 합니다.

수축 성 활동 유도 된 쥐 골격 근육 Phenotypic 적응 연구 만성 자극에의 응용

Skeletal muscle is a highly adaptable tissue, as its biochemical and physiological properties are greatly altered in response to chronic exercise. To ...

운동의 만성 수축 활동 모델은 생체 내에서 운동 훈련 자극에 대한 골격근 적응을 연구하는 데 유용합니다. 특히, 이 모델은 7일 이내에 6주 훈련 프로토콜의 표현형 적응을 이끌어냅니다. 이 방법은 미토콘드리아 생물 발생, 자가포식 및 기타 많은 운동 관련 세포 적응과 같은 근육 생리학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다.이 기술의 가장 큰 장점은 몇 달이 필요한 다른 운동 훈련 프로토콜에 비해 7일의 짧은 시간 동안 근육 특정 적응을 관찰할 수 있다는 것입니다. 이 기술의 의미는 만성 근육 자극이 노화 관련 근육 약화를 개선하는 데 효과가 있는 것으로 나타났기 때문에 근육 위축 노화 치료로 확장됩니다. 일반적으로 이 방법을 처음 접하는 사람들은 일반적인 비골 신경을 분류하고 양쪽 끝에 전기 코일을 부착하는 것이 어렵기 때문에 연습과 정확성이 필요하기 때문에 어려움을 겪을 것입니다.먼저 이소플루란 1%에서 3%까지 산소를 흡입한 쥐를 마취하고 뒷다리 발가락 꼬집음에 대한 반응을 확인하고 호흡 깊이와 속도를 관찰하여 완전한 진정을 확인합니다. 건조를 피하기 위해 눈에 안구 윤활제를 바르고 쥐를 낮음에서 중간 설정으로 가열 패드에 놓습니다. 왼쪽 뒷다리와 몸통 주위, 목 뒤, 앞다리 뒤, 앞쪽 흉부를 가로질러 부드럽게 면도합니다.면도한 부위를 요오드와 에틸 알코올로 부드럽게 닦아 소독합니다. 동물을 엎드린 상태에서 숫자 10 칼날이 달린 멸균 메스를 사용하여 면도 부위 중앙의 목 뒤쪽을 약 0.5cm 정도 작게 절개합니다. 그런 다음 동물을 오른쪽으로 굴려 왼쪽 뒷다리의 피부를 무릎 관절의 보조개 사이와 꼬리의 원점 가까이로 2-3cm 정도 자릅니다.끝이 뭉툭하고 구부러진 수술용 가위를 사용하여 피하 부위를 약 3.5-4cm까지 절개하여 피부와 근육을 분리하여 열린 피부와 근육 사이에 주머니를 만듭니다. 다음으로, 수술용 가위를 사용하여 대퇴이두근을 0.5cm 미만으로 작게 절개하여 가위 끝이 근육을 직접 절단하도록 합니다. 그런 다음 내부 근육 그룹과 총비골 신경이 보일 때까지 절단 부위를 부드럽게 엽니다.신경을 절단하거나 손상시키지 않도록 각별히 주의하십시오. 다음으로 50-60cm의 PTFE 코팅 된 미세한 스테인리스 강선을 준비하고 반으로 접습니다. 와이어의 접힌 부분을 30cm 스테인리스 스틸 막대의 슬릿에 연결합니다.막대를 사용하여 뒷다리의 열린 주머니를 통해 와이어를 다리 위로 통과시키고 등 중앙을 따라 L자 모양으로 목 뒤쪽의 작은 절개 부위에 도달합니다. 비골 신경이 창 중앙에 놓인 상태에서 창의 크기가 약 1.5제곱센티미터가 될 때까지 금속 견인기로 창을 당겨 열어 창을 고정합니다. 메스를 사용하여 와이어 끝을 조심스럽게 1.5cm 벗겨냅니다.벗겨진 와이어 끝을 무딘 21 게이지 바늘에 5번 감아 코일을 만듭니다. 코일이 제대로 만들어지면 바늘을 놓습니다. 코일의 맨 끝에 매듭을 만들고 코일이 신경에서 1.5-2.5mm 떨어져 있는지 확인하여 신경의 왼쪽에 봉합합니다.코일을 고정하려면 코일을 따라 두세 개의 추가 봉합사를 적용합니다. 이 단계는 신경과 기저 근육의 손상을 피하고 모든 동물에 걸쳐 일관된 자극 상태를 달성하기 위해 상당한 연습과 인내가 필요합니다. 연구 중 모든 수술 절차를 완료할 수 있는 숙련된 연구원 한 명을 두는 것이 가장 좋습니다.항생제 용액 두세 방울을 바르고 5-0 실크 크기를 사용하여 창을 조심스럽게 봉합합니다. 느슨하게 느슨한 와이어를 감고 엉덩이 위의 이두박근 대퇴근의 봉합된 절개 부위 위의 피하 주머니로 밀어 넣습니다. 항생제 용액을 2-3방울 떨어뜨리고 스테이플링으로 열린 피부를 봉합합니다.다음으로, 동물을 흉골 위치로 옮기고 목 위쪽의 절개 부위에서 나오는 와이어 루프를 잘라 두 개의 와이어 끝을 만듭니다. 메스를 사용하여 전선 끝을 0.5cm 벗겨냅니다. 닳은 전선을 잘라냅니다.전선의 벗겨진 부분을 핀 소켓의 구멍에 천천히 밀어 넣고 납땜 인두를 사용하여 핀 소켓의 전선을 납땜합니다. 핀으로 연결된 와이어 끝을 4.4cm 멸균 거즈 패드에 통과시킵니다. 그런 다음 자극기 상자 바닥의 구멍을 통해 전선을 통과시킵니다.CCA 장치의 연결 소켓에 핀을 삽입합니다. 끈적한 압정을 사용하여 CCA 장치를 챔버 바닥에 고정하여 CCA 장치를 챔버에 부드럽게 넣습니다. 운동용 테이프 또는 다공성 수술 테이프를 사용하여 면도한 몸통 주위의 챔버를 고정합니다.세 겹의 테이핑으로 챔버 상단을 닫습니다. 그리고 자극기 상자 측면에 테이프를 감아 상자를 고정하여 마무리합니다. 휴대용 적외선 스트로브 라이트에서 방출되는 단일 적외선 펄스에 장치를 노출시켜 CCA가 작동하는지 확인하십시오.CCA가 제대로 작동하면 뒷다리 근육이 적외선에 반응하여 수축합니다. CCA 절차를 시작하기 직전에 동물의 체중을 측정하여 기준선 측정을 기록하여 CCA 절차 후 체중 변화로 인한 심각한 스트레스나 부작용을 식별하는 데 도움이 됩니다. CCA 자극 당일에는 휴대용 적외선 스트로브 라이트에 의해 자극기 장치를 단일 적외선 펄스에 노출시켜 CCA를 켜고 3시간 또는 6시간 동안 10Hz CCA 자극을 가합니다.30분에서 60분마다 자극과 동물을 확인하십시오. 원하는 CCA 기간이 끝나면 적외선 노출을 통해 CCA 장치를 끕니다. 하루 6시간 동안 7일 동안 CCA를 투여한 쥐는 자극되지 않은 반대쪽 뒷다리에 비해 자극된 근육에서 향상된 미토콘드리아 생물 발생을 보였습니다.이러한 미토콘드리아 생물 발생의 증가는 PGC-1 알파의 단백질 발현 증가에 의해 나타납니다. 미토콘드리아 호흡 능력을 측정하기 위해 투과된 근육 섬유를 조사한 결과, CCA는 제어 근육에 비해 근육의 최대 호흡 능력을 증가시키는 결과를 가져왔습니다. 근하근 및 근간미토콘드리아 개체군 모두 자극되지 않은 근육을 대조군에 비해 CCA 7일 후에 증가시켰습니다.자가포식 및 리소좀 시스템에 대한 적응도 CCA에 의해 이루어질 수 있습니다. 리소좀 생물 발생의 주요 조절자인 전사 인자 EB의 단백질 풍부도 증가는 모든 시점에서 CCA 이후에 관찰됩니다. 이 절차에 따라 콜히친 치료를 통한 자가포식 플럭스 추정과 같은 추가 질문에 답하기 위해 일반적인 피하 또는 복강 내 주사와 같은 다른 방법을 수행할 수 있습니다.이 비디오를 시청한 후에는 지구력 훈련 후 근육 표현형 변화를 조사하기 위해 현재의 만성 수축 활동 모델을 적용하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Developmental Biology

발생생물학

생체내에</em수축 유도 부상 및 복구의 비침습 모니터링> 쥐 모델

이 동영상은 수술 준비와 쥐 안쪽 gastrocnemius 근육 준비의 수축 반응을 연구하는 데 필요한 절차를...

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