Dit artikel beschrijft hoe in vivo (met behulp van oppervlakte- en naaldelektrodearrays) en ex vivo (met behulp van een diëlektrische cel) elektrische impedantiemyografie op de gastrocnemiusspier van knaagdieren kan worden uitgevoerd. Het zal de techniek demonstreren bij zowel muizen als ratten en de beschikbare modificaties (d.w.z. zwaarlijvige dieren, pups) beschrijven.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
In vivo en ex vivo elektrische impedantiemyografie uitvoeren bij knaagdieren
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Elektrische impedantiemyografie (EIM) is een handige techniek die kan worden gebruikt in preklinische en klinische studies om de gezondheid en ziekte van spierweefsel te beoordelen. EIM wordt verkregen door een lage intensiteit, richtingsgerichte, elektrische stroom toe te passen op een spier van belang over een reeks frequenties (d.w.z. van 1 kHz tot 10 MHz) en de resulterende spanningen te registreren. Hieruit worden verschillende standaard impedantiecomponenten verkregen, waaronder de reactantie, weerstand en fase. Bij het uitvoeren van ex vivo metingen aan uitgesneden spieren kunnen ook de inherente passieve elektrische eigenschappen van het weefsel, namelijk de geleidbaarheid en relatieve permittiviteit, worden berekend. EIM is op grote schaal gebruikt bij dieren en mensen om spierveranderingen bij een verscheidenheid aan ziekten te diagnosticeren en te volgen, in relatie tot eenvoudige atrofie van onbruik, of als een maat voor therapeutische interventie. Klinisch gezien biedt EIM het potentieel om de progressie van de ziekte in de loop van de tijd te volgen en de impact van therapeutische interventies te beoordelen, waardoor de mogelijkheid wordt geboden om de duur van het klinische onderzoek te verkorten en de vereisten voor de steekproefomvang te verminderen. Omdat het niet-invasief of minimaal invasief kan worden uitgevoerd in levende diermodellen en mensen, biedt EIM het potentieel om te dienen als een nieuw translationeel hulpmiddel dat zowel preklinische als klinische ontwikkeling mogelijk maakt. Dit artikel bevat stapsgewijze instructies voor het uitvoeren van in vivo en ex vivo EIM-metingen bij muizen en ratten, inclusief benaderingen om de technieken aan te passen aan specifieke omstandigheden, zoals voor gebruik bij pups of zwaarlijvige dieren.
Inleiding
Elektrische impedantiemyografie (EIM) biedt een krachtige methode om de spierconditie te beoordelen, waardoor mogelijk de diagnose van neuromusculaire aandoeningen, het volgen van ziekteprogressie en de beoordeling van de respons op therapiemogelijk wordt 1,2,3. Het kan analoog worden toegepast op dierziektemodellen en mensen, waardoor een relatief naadloze vertaling van preklinische naar klinische studies mogelijk is. EIM-metingen kunnen eenvoudig worden verkregen met behulp van vier lineair geplaatste elektroden, waarbij de twee buitenste een pijnloze, zwakke elektrische st....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Alle hier beschreven methoden zijn goedgekeurd door de Institutional Animal Care and Use Committee van beth Israel Deaconess Medical Center onder protocolnummers (031-2019; 025-2019). Draag de juiste PBM-apparatuur om dieren te hanteren en houd u aan de IACUC-richtlijnen voor al het dierenwerk.
1. In vivo oppervlakte-EIM
- Plaats het dier in een anesthesiedoos om anesthesie te induceren.
OPMERKING: Voor ratten werden 1,5% -3,5% isofluraan en 2 O2 L·min-1 gebruikt en voor muizen werden 2% isofluraan en 1 O2 L·min-1 gebruikt. - Eenmaal volledig verdoofd, ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
EIM kan in vele omstandigheden worden verkregen, waaronder oppervlakte-in vivo arrays (figuur 1), naald in vivo arrays (figuur 2A-F) en ex vivo diëlektrische cellen (figuur 2G,H).
EIM biedt een vrijwel onmiddellijke momentopname van de spierconditie op basis van de gemeten impedantiewaarden. Metingen worden snel verkregen en res.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Dit artikel biedt de basismethoden voor het uitvoeren van EIM bij knaagdieren, zowel in vivo als ex vivo. Om betrouwbare metingen te verkrijgen, is het van cruciaal belang om een reeks stappen uit te voeren. Ten eerste moet men de spier van belang goed identificeren, omdat elke spier verschillende reacties op ziekten, behandeling en pathologie zal hebben. Men moet er rekening mee houden dat de gegevens die zijn verkregen over één spier (bijv. Gastrocnemius) niet dezelfde informatie zullen opleveren als .......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
S. B. Rutkove heeft aandelen in, en dient als consultant en wetenschappelijk adviseur van, Myolex, Inc., een bedrijf dat impedantie-apparaten ontwerpt voor klinisch en onderzoeksgebruik, en het mView-systeem dat hier wordt gebruikt. Hij is ook lid van de Raad van Bestuur van het bedrijf. Het bedrijf heeft ook een optie om gepatenteerde impedantietechnologie in licentie te geven waarvan S. B. Rutkove als uitvinder wordt genoemd. De andere auteurs hebben geen andere relevante banden of financiële betrokkenheid bij een organisatie of entiteit met een financieel belang in of financieel conflict met het onderwerp of de materialen die in het manuscript worden besproken, afgezien van de bekendgemaakte.
Dankbetuigingen
Dit werk werd ondersteund door Charley's Fund en NIH R01NS055099.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 3D Printer | Formlabs Inc. | Form 2 Desktop | 3D printer |
| 3D Printer | Shenzhen Creality 3D Technology Co. LTD | Creality Ender 3 V2 | 3D printer |
| 3M Micropore chirurgisch plakband | Fisher | 19-027761 en 19-061655 | modellen 1530-0 en 1530-1 |
| 3M TRANSPORE chirurgisch plakband | Fisher | 18-999-380 en 18-999-381 | modellen 1527-0 en 1527-1 |
| Connector header verticaal 10 POS 1 mm afstand | Digi-Key (Sullins connector oplossing) | S9214-ND (SMH100-LPSE-S10-ST-BK) | Kunststof ruimteverdeler 1 mm gaten voor de rat in vivo array weergegeven in figuur 2A |
| Wattenstaafjes met katoen | Fisher | 22-363-172 | |
| Tandartswas | Fisher | NC9377103 | |
| Ontharingscrème | NAIR | N/A | haarverwijderingslotion met verzachtende babyolie |
| Dumont #7b Pincetten | Fine Science Tools | No. 11270-20 | Gebruikt voor dissectie, Stijl: #7b, Tipvorm: Gebogen, Tips: Standaard, Tipafmetingen: 0,17 mm x 0,1 mm, Legering/Materiaal: Inox, Lengte: 11 cm |
| Elektronische Digitale Calliper | Fisher | 14-648-17 | Gebruikt om de afmetingen van de Gastrocnemius spier te meten |
| Epoxy lijm dubbele cartridge 4 min werktijd | Devcon | serie 14265, model 2217 | Lijm gebruikt in de rat in vivo array weergegeven in figuur 2A |
| Ex vivo diëlektrische impedantie cel | Aangepast | N/A | Diëlektrische cellen werden 3D geprint in het Rutkove laboratorium |
| Graefe Pincetten | Fine Science Tools | No. 11051-10 | Gebruikt voor spier om te plaatsen en aan te passen, Lengte: 10 cm, Tipvorm: Gebogen, Tips: Geribbeld, Tipbreedte: 0,8 mm, Tipafmetingen: 0,8 mm x 0,7 mm, Legering/Materiaal |
| Haartrimmer | Amazon | N/A | Wahl professional animal BravMini+ |
| Impedantie Dier Apparaat | Myolex | EIM1103 | mView systeem - onderzoeksinstrument voor elektrische impedantie myografie voor gebruik in dieronderzoek |
| In vivo naald arrays | Aangepast | N/A | Aangepaste arrays met behulp van 27 G subdermale naalden van Ambu. De constructie werd afgerond met behulp van een 3D printer in het Rutkove laboratorium |
| In vivo oppervlakte array | Aangepast | N/A | De in vivo oppervlakte array werd afgedrukt en geassembleerd in het Rutkove laboratorium |
| Isofluraan | Patterson Veterinary Supplies | 07-893-8441 (NDC: 46066-755-04) | Pivetal - fles van 250 mL |
| Niet-geweven gaas | Fisher | 22-028-559 | 2 x 2 inch |
| Polystyreen weegschalen | Fisher | S67090A | Afmetingen (L x B x H): 88,9 mm x 88,9 mm x 25,4 mm |
| Veiligheidsmesjes | Fisher | 12-640 | Gebruikt om spier op de juiste afmetingen te snijden, Enkelzijdige koolstofstalen mesjes |
| Student Fine Schaartjes | Fine Science Tools | No. 91460-11 | Gebruikt voor dissectie, Tips: Scherp-Scherp, Legering/Materiaal: Student roestvrij staal, Geribbeld: Nee, Tipvorm: Recht, Snijrand: 20 mm, Lengte: 11,5 cm, Kenmerk: Student kwaliteit |
| Subdermale naalden 27 G Neuroline | Ambu | 745 12-50/24 | Naalden gebruikt in de rat in vivo array weergegeven in figuur 2A |
| Chirurgische schaar - Scherp | Fine Science Tools | No. 14002-13 | Gebruikt om huid te snijden, Tips: Scherp-Scherp, Legering/Materiaal: Roestvrij staal, Geribbeld: Nee, Tipvorm: Recht, Snijrand: 42 mm, Lengte: 13 cm |
| TECA ELITE monopolaire naaldelectoden | Natus | 902-DMG50-S | 0,46 mm diameter (26 G). Blauwe hub |
| Teknova 0,9% zoutoplossing | Fisher | S5815 | 1000 mL steriele |
Referenties
- Rutkove, S. B., Sanchez, B. Electrical impedance methods in neuromuscular assessment: An overview. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 9 (10), 034405(2019).
- Rutkove, S. B. Electrical impedance myography: Background, ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
