Beoordeling van Muriene Oefening Endurance zonder het gebruik van een Shock Grid: Een alternatief voor Forced Exercise
14 augustus 2014
Een methode om de inspanningsduur bij laboratoriummuizen te beoordelen zonder gebruik van een schokgrill wordt gedemonstreerd. Deze methode is een humane verbetering die de verstorende effecten van stress op experimentele parameters kan verminderen.
Het algemene doel van deze procedure is om de vrijwillige oefenuithoudingsvermogen te bepalen. Bij laboratoriummuizen wordt dit bereikt door de muis eerst een tot twee uur toe te laten acclimatiseren in de procedurekamer in zijn eigen kooi. De muis wordt vervolgens toegestaan om zich aan te passen aan de loopband en het geluid van de motor.
Vervolgens wordt de snelheid van de loopband geleidelijk verhoogd totdat de muis comfortabel op zijn maximale duurzame snelheid loopt. De laatste stap is om te bepalen wanneer de muis uitputting heeft bereikt. Uiteindelijk onthult de hoeveelheid tijd die de muis tot uitputting heeft gelopen een maatstaf voor oefenuithoudingsvermogen zonder de verwarrende effecten van stress door het gebruik van een schokraster.
Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het een verfijning is van bestaande methoden voor het bepalen van oefenuithoudingsvermogen en muizen, voornamelijk omdat het geen schotraster gebruikt om de muizen aan te moedigen te lopen, waardoor de verwarrende effecten van stress worden verminderd, zowel voor het dier als voor het experiment. Bepaal van tevoren experimentele groepen en post-oefening procedures voor muizen. Plaats de loopband op een stevige kar of tafel in een rustige ruimte die is gewijd aan deze procedure.
Tijdens de loopproeven, stelt u de loopband in voor muizengrootte banen en op een helling die geschikt is voor het protocol. De helling van vijf graden wordt hier gebruikt om spierbeschadiging als gevolg van excentrische oefening die optreedt tijdens het dalingslopen te voorkomen. Plaats een absorberend kussen onder de loopbandbel om uitwerpselen op te vangen.
Laat de muis zich één tot twee uur acclimatiseren in de procedurekamer in zijn getransporteerde eigen kooi met kooigenoten. Selecteer een enkele muis en noteer het tagnummer. Weeg ook de muis en noteer het gewicht.
Plaats de muis in de loopband zonder de motor in te schakelen om zich ongeveer vijf minuten aan te passen. Schakel de stroom in zonder dat de loopbandband loopt en laat de muis zich nog eens vijf minuten aanpassen aan het machinegeluid. Verwijder muizen in de zittende groepen van de loopband op dit punt en breng ze terug naar hun kooi of voer post-oefening procedures uit volgens het experimentele ontwerp.
Na acclimatisatie, draai de band naar een lage snelheid. Wanneer het dier de band aan het verkennen is en niet op het platform, tik of til voorzichtig de achterkant van de muis met een tongspatel één tot drie keer om onwillige dieren aan te moedigen op de loopband te blijven lopen. Start een laboratoriumtimer. Zodra de muis loopt op de initiële snelheid van 10 meter per minuut, verhoog dan langzaam de snelheid.
Wanneer de muis op de bovenkant van de band staat met stappen van één meter per minuut ongeveer om de twee minuten, verlaag dan de snelheid naar de vorige instelling. Als de muis herhaaldelijk in korte stoten loopt en niet in een constante tempo, zullen de meeste muizen gemakkelijk lopen, maar ze stoppen soms voor korte periodes. Gebruik de tongspatel om voorzichtig te tikken of de achterkant van het dier op te tillen om het hervatten van het lopen aan te moedigen.
Vaak veroorzaakt het feit dat de muizen de hand met de tongspatel naar zich toe zien komen dat ze wat verder gaan lopen. Stop de timer niet voor tijdelijke onderbrekingen in het lopen. Bepaal de maximale duurzame looptijd van elke muis door de snelheid aan te passen en de muis in de gaten te houden om deze snelheid te registreren.
Sommige muizen weigeren volledig om te lopen. Dergelijke muizen zullen in korte stoten lopen. Vervolgens stoppen ze om zich te verzorgen of te peddelen, dat wil zeggen op het platform zitten en hun voorpoten op de band gebruiken.
De klassieke houding van een weigerende muis is gebogen met alle vier de poten onder het dier om te voorkomen dat het door de tongspatel terug op de loopband wordt geduwd. Af en toe wordt een muis agressief tegen de tongspatel wanneer deze onwillig is om te lopen, door de tong te bijten, depressor of erop te klimmen als een manier van ontsnapping. Binnen de eerste vijf minuten van de proef is het duidelijk of de muis wel of niet zal lopen.
Verwijder en identificeer muizen die weigeren te lopen van de analyse, maar tel ze niet als zittende muizen. Afhankelijk van uw experimenteel ontwerp, kunnen muizen die weigeren op een andere dag opnieuw worden getest. Uitputting wordt gedefinieerd door drie opeenvolgende stops en weigering om het lopen te hervatten ondanks zachte aanmoediging.
Plus fysieke tekenen van uitputting zoals benauwd ademhalen en gespreide houding. Identificeer uitgeputte muizen en stop de timer. Noteer de totale hoeveelheid tijd die is besteed aan het lopen op alle snelheden.
Afhankelijk van het experimenteel ontwerp, breng de muis terug naar zijn kooi of voer onmiddellijk post-oefening procedures uit, zoals het verzamelen van bloed of weefsel. Volgens institutionele richtlijnen, veeg de band schoon met een germicide doek na het testen van elke individuele muis, zodat de geur van de vorige muis het gedrag van de volgende geteste muis niet beïnvloedt. Gebruik een nieuwe tongspatel voor elke muis.
Muizen die in dezelfde kooi verblijven, kunnen op dezelfde dag achter elkaar worden getest zonder aanvullende acclimatisatie aan de procedurekamer. Oefenuithoudingsvermogen weerspiegelt nauwkeurig het moleculaire en metabolische profiel van verschillende stammen van C 57 zwarte zes muizen die verschillen in expressie van spierafgeleide cytokine IL 15 transgene muizen die IL 15 overexpresseren, vertonen significant verhoogde tijden tot uitputting in vergelijking met ate-controles, terwijl muizen die IL 15 missen, significant verminderde looptijden vertonen voordat ze uitputting bereiken, wildtype-controles. Zie 57 zwarte zes muizen uit twee verschillende bronnen die geen significant verschillende looptijden vertonen.
De maximale duurzame looptijd verschilde alleen bij IL 15 knockout-muizen. Een onvermijdelijke beperking van deze techniek is dat sommige muizen weigeren vrijwillig te lopen. Het percentage
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel demonstreert een humane methode om het uithoudingsvermogen bij inspanning bij laboratoriummuizen te beoordelen zonder gebruik te maken van een schokrooster. Deze aanpak minimaliseert stressgerelateerde storende effecten op experimentele parameters.
Belangrijkste Onderdeel van de Studie
Wetenschappelijk gebied
- Neurowetenschappen
- Gedragswetenschap
- Dierfysiologie
Achtergrond
- Traditionele methoden voor het beoordelen van uithoudingsvermogen maken vaak gebruik van stress-inducerende schokroosters.
- Stress kan de resultaten in bewegingsstudies beïnvloeden.
- Humane alternatieven zijn noodzakelijk voor ethische onderzoekspraktijken.
- Deze studie heeft tot doel methoden voor het testen van uithoudingsvermogen te verfijnen.
Doel van de studie
- Om het vrijwillige uithoudingsvermogen bij laboratoriummuizen te bepalen.
- Om stressgerelateerde storende effecten op de experimentele resultaten te verminderen.
- Om een humane alternatief te bieden voor traditionele methoden voor het testen van het uithoudingsvermogen.
Gebruikte methoden
- Muizen werden 1-2 uur in hun thuiskooi geacclimatiseerd aan de procedurekamer.
- Muizen werden geacclimatiseerd aan de loopband en de geluiden van de motor.
- De snelheid van de loopband werd geleidelijk verhoogd om de maximale duurlooprate te bepalen.
- De tijd tot uitputting werd gemeten om het uithoudingsvermogen bij inspanning te beoordelen.
Belangrijkste resultaten
- De methode meet succesvol het uithoudingsvermogen zonder stress te induceren.
- Muizen vertoonden vrijwillig loopgedrag op de loopband.
- De resultaten wijzen op een betrouwbare meting van het uithoudingsvermogen bij inspanning.
- De aanpak kan worden toegepast in diverse experimentele settings.
Conclusies
- Deze methode vormt een aanzienlijke verbetering bij het beoordelen van het uithoudingsvermogen bij inspanning.
- Het bevordert de ethische behandeling van laboratoriumdieren.
- De bevindingen ondersteunen de validiteit van het gebruik van humane methoden in onderzoek.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Managers
Kwantitatieve beoordeling van de uithoudingsvermogen bij murine modellen is cruciaal voor het ontrafelen van metabole en moleculaire pathways die relevant zijn voor ziekten en therapeutische interventies. Het elimineren van stress-geïnduceerde confounders bij uithoudingstesten verhoogt de voorspellende waarde van preklinische gegevens en ondersteunt de translationele continuïteit. Dit verfijnde protocol maakt een nauwkeuriger evaluatie van fysiologische eindpunten mogelijk, wat een directe impact heeft op target-validatie en mechanistische risicoreductie in onderzoek naar metabole processen en spierbiologie.
Strategische Toepassingen in Biopharma R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt analyse van metabole en cytokineroutes mogelijk onder fysiologisch relevante, laag-stresscondities.
- Verbetert biologische risicoreductie door stressartefacten in functionele read-outs te minimaliseren.
- Ondersteunt robuuste targetvalidatie voor genen of routes die uithoudingsvermogen en spierfunctie beïnvloeden.
Screening & assayontwikkeling
- Faciliteert de ontwikkeling van gestandaardiseerde, reproduceerbare uithoudingsvermogenstesten voor compound- of genetische screening.
- Biedt kwantitatieve, stress-geminimaliseerde resultaten die geschikt zijn voor vergelijkende studies tussen experimentele groepen.
- Maakt een betrouwbare evaluatie mogelijk van interventies die de inspanningscapaciteit of vermoeidheidsresistentie beïnvloeden.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt preklinische modellen uit met menselijk relevante eindpunten door verstorende stressreacties te verminderen.
- Ondersteunt de ontdekking en validatie van biomarkers door nauwkeurige serum- en weefselanalyses na inspanning mogelijk te maken.
- Verbetert risico-gecorrigeerde besluitvorming voor de verdere ontwikkeling van metabole en neuromusculaire therapeutische programma's.
Integratie van Pijplijn & Workflow
Deze methode is geïntegreerd in het continuüm van vroege ontdekking en preklinische validatie en ondersteunt hypothesetoetsing en mechanistische studies in de metabole biologie en spierbiologie.
- Ontdekkingsbiologie: Biedt een platform voor hypothesegestuurd onderzoek naar door inspanning geïnduceerde moleculaire veranderingen.
- Screening: Levert reproduceerbare, kwantitatieve uithoudingsmetrieken voor het evalueren van genetische of farmacologische interventies.
- Analytiek: Maakt robuuste meting van de tijd tot uitputting en biomarkers na inspanning mogelijk met verminderde storende variabelen.
- Translationeel onderzoek: Verbetert de afstemming van muismodellen op de menselijke inspanningsfysiologie door stressartefacten te minimaliseren.
- Bedrijfsvoering en hergebruik: Biedt een gestandaardiseerd, humaan protocol dat aanpasbaar is binnen onderzoeksportefeuilles voor metabolisme, neuromusculaire functies en veroudering.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen in targetvalidatie en mechanistische studies door stress-geïnduceerde variabiliteit te verminderen.
- Operationele waarde: Standaardiseert uithoudingstests, waardoor de reproduceerbaarheid en schaalbaarheid tussen onderzoeksteams wordt verbeterd.
- Strategische waarde: Ondersteunt beter geïnformeerde go/no-go-beslissingen door duidelijkere biologische signalen te verschaffen voor de evaluatie van kandidaten.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van metabole en spiergerichte programma's mogelijk op basis van robuuste preklinische gegevens.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in het gedragsbeoordeling bij muizen en inspanningsfysiologie.
- Toegang tot gemotoriseerde loopbanden met instelbare snelheid en hellingshoek is noodzakelijk.
- Standaardisatie van uitputtingscriteria en dataregistratie tussen verschillende teams is vereist.
- Aanpassing voor verschillende muizenstammen of leeftijdsgroepen kan nodig zijn vanwege variabele vrijwillige loopgedragingen.
- Beperkt door het aandeel muizen dat weigert te lopen, vooral bij oudere cohorten.
Veelgestelde vragen over biofarmaceutica
Chapters in this video
0:05
Title
1:11
Experimental Preparation and Acclimation of Mice to the Treadmill
2:37
Starting the Run-to-Exhaustion Test
3:59
Endpoints and Mice that Stop
5:59
Results: Exercise Endurance Reflects the Expression of Cytokine IL-15 in C57BL/6 Mice
7:24
Conclusion
