Toepassing van consistente massage-achtige perturbaties op muis kalveren en het monitoren van de resulterende intramusculaire drukveranderingen
20 september 2019
Hier beschrijven we de protocollen voor het toepassen van gedefinieerde mechanische ladingen op muis kalveren en voor het bewaken van de gelijktijdige intramusculaire drukveranderingen. De experimentele systemen die we hebben ontwikkeld kunnen nuttig zijn voor het onderzoek van het mechanisme achter de gunstige effecten van lichaamsbeweging en massage.
Ons protocol kan nuttig zijn in de systemen en het mechanisme. En de juiste informatie toont het effect van fysieke stress en massage. Ons lokale cyclische voltooiingssysteem is veel eenvoudiger.
De conventionele methoden zijn niet vereist voor lokale invoeging. Breng chirurgische tape aan op de bilaterale achterpoten in de supinepositie met de verlengde kniegewrichten en de enkelgewrichten plantar gebogen. Plaats een aluminium draad op de romp op de L4-5 wervelkolom niveau, en spoel de draad in een spiraal configuratie rond de achterste ledematen met vijf millimeter hiaten tussen elke draai van de spiraal.
Om de mogelijkheid van ontsnapping uit de bedrading te minimaliseren, past u handmatig de draadconfiguratie aan om de heupgewrichten te immobiliseren op een 90 graden positie van ontvoering. Dan terug de muis naar het huis kooi met monitoring tot volledig herstel. Om de intramusculaire gastrocnemius spierdruk te meten, plaatst u de verdoofde muis in de gevoelige positie en scheert u, ontpilate en steriliseert u de huid van het achterste kalf.
Gebruik een scalpel om een incisie van twee millimeter in de gedesinfecteerde huid te maken. En steek een 20-meter inwonende naald in de gastrocnemiusspier onder een hoek van 150 tot 170 graden naar het huidoppervlak. Vervolgens, met behulp van de plastic omhulsel van de naald als een gids, plaats een bloeddruk telemeter sensor in de middelste buik van gastrocnemius spier.
Omsluit de huid met een 4-O nylon hechting. Gebruik vervolgens verschillende cilindrische eenheidsgewichten om lokale cilindrische compressie gedurende één minuut op de kuitspier toe te passen. En controleer de intramusculaire druk met behulp van de juiste software voor biologische signaalanalyse.
Voor lokale cyclische compressiebehandeling ontkoppelt u de verdoofde muis van de bedrading van de achterpoot. En plaats het dier in de gevoelige positie. Stel de achterste ledematen zo in dat de kniegewrichten worden verlengd en de enkelgewrichten plantar gebogen zijn met de kuiten naar boven gericht.
En verticaal bewegen een cilindrische gewicht eenheid, bedekt met een gedempt pad, over de kuitspier op een hertz voor 30 minuten per dag gedurende zeven dagen. Na elke dagelijkse aanval van compressie opnieuw bedraad de muis achterste ledematen alvorens het dier terug te keren naar zijn huis kooi. Aan het einde van het experiment ontpil het achterste kalfsoppervlak en maak een huidincisie om scheiding van de gastrocnemiusspieren van het tibiofibular bot mogelijk te maken.
Bevries het geoogste spierweefsel snel in een optimale snijtemperatuurverbindingsoplossing. En gebruik een cryostat om delen van de gastrocnemiusspieren op glazen dia's te verkrijgen. Voor immunohistochemische etikettering ontdooien en de secties uitdrogen door de lucht drogen op kamertemperatuur voor het gebruik van een hydrofobe pen om een ring te trekken rond de weefselsecties op elke dia.
Plaats vervolgens de dia's in vochtigheidskamer. En voeg 100 microliter van het blokkeren van buffer aan elke kant. Spoel na 30 minuten bij kamertemperatuur de glijbanen af met twee wasbeurten van 5 minuten in PBS-T, alvorens de secties 's nachts te labelen met 100 microliters van het primaire antilichaam van belang bij kamertemperatuur.
De volgende ochtend was de glijbanen 3 keer in PBS-T gedurende 5 minuten per wasbeurt. En label de monsters met een passend secundair antilichaam gedurende 1 uur bij kamertemperatuur, beschermd tegen licht. Aan het einde van de incubatie, was de dia's 3 keer in verse PBS-T zoals aangetoond.
En bevlek de kernen met 100 microliters van DAPI gedurende drie minuten bij kamertemperatuur in het donker. Was vervolgens de glijbaan nog drie keer. En monteer de monsters met een compatibel montagemedium en afdekslips.
Voor histomorfometrische analyse, plaats de dia's op het podium van een fluorescentie microscoop en bekijk de monsters onder een 20-X subjectief in de juiste filters. Meet vervolgens in de beeldanalysesoftware het dwarsdoorsnedegebied van elke myofiber en tel het aantal cellen dat de experimentele markeringen van belang uitdrukt. Het dwarsdoorsnedegebied van gastrocnemius myofiber wordt aanzienlijk verminderd door immobilisatie van de achterpoot.
Verder, immunofluorescente kleuring analyse blijkt dat cellen uitdrukken MCP-1 en TNF-alpha zijn aanzienlijk verhoogd in de gastrocnemius spierweefsels van geïmmobiliseerde achterpoten. Samen, met de toename van cellen positief gekleurd met F4/80, achterpoot immobilisatie lijkt te aanzetten tot kuitspier atrofie, waarbij lokale ontstekingsreacties, met inbegrip van macrofaag accumulatie. Onder de verschillende lokale cyclische compressie grootheden getest door het veranderen van het gewicht van de cilindrische eenheid, de compressie die overeenkomt met 50 milliliter kwik intermusculaire drukgolven, lijkt het meest efficiënt te verlichten van de immobilisatie geïnduceerde daling van myofiber dwarsdoorsnede gebied en te verhogen in de macrofaag accumulatie in gastrocnemius spieren.
Een lokale cyclische compressie van 66 gram, die gedurende 7 dagen gedurende 30 minuten op 1 hertz gedurende 30 minuten wordt toegepast, verlicht de waargenomen immobilisatie-geïnduceerde afname in het myofiber-dwarsdoorsnedegebied van de gastrocnemiusspieren aanzienlijk. Meer, lokale cyclische compressie gedeeltelijk tempert immobilisatie geïnduceerde dalingen in de aanbestedende kracht van de triceps surae spieren. Bovendien tempert lokale cyclische compressie de toename van F4/80 positief, TNF-alpha-positief en MCP-1 één positieve cellen in het gastrocnemiusspierweefsel van geïmmobiliseerde achterpoten.
Onze aanpak zal een wetenschappelijke basis bieden voor spiergroei bij de patiënt en onze potentiële strategie voor preventieve procedure. De rat heeft de beperkte lichamelijke inactiviteit gevonden. Met behulp van ons systeem, zijn we begonnen met het beoordelen van de meeste patiënten die spieren gebrek monteur in de patiënt.
Matige lokale industriële manier om het te doen maakt een perfecte immobilisatie geïnduceerde spieratrofie.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel beschrijft protocollen voor het toepassen van mechanische belastingen op muizenkalveren en het monitoren van veranderingen in de intramusculaire druk. Deze experimentele systemen zijn ontworpen om de mechanismen achter de gunstige effecten van lichaamsbeweging en massage te onderzoeken.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Biomechaniek
- Fysiologie
Achtergrond
- Begrip van de effecten van mechanische belastingen op de spierfysiologie.
- Onderzoek naar de rol van fysieke stress en massage.
- Ontwikkeling van eenvoudigere methoden voor het monitoren van intramusculaire druk.
- Verbetering van de kennis van de voordelen van lichaamsbeweging.
Doel van de studie
- Protocollen vaststellen voor het toepassen van mechanische belastingen op muizenkalveren.
- Veranderingen in de intramusculaire druk tijdens deze toepassingen monitoren.
- De mechanismen achter de voordelen van lichaamsbeweging en massage verkennen.
Gebruikte methoden
- Toepassing van mechanische belastingen met chirurgisch tape op de achterste ledematen.
- Positionering van muizen in een rugligging met uitgestrekte kniegewrichten.
- Aluminumdraad rond de achterste ledematen om de druk te monitoren.
- Gebruik van lokale cyclische voltooiingssystemen voor eenvoud.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle toepassing van gedefinieerde mechanische belastingen op muizenkalveren.
- Effectieve monitoring van veranderingen in de intramusculaire druk.
- Demonstratie van de eenvoud van de nieuwe methode in vergelijking met conventionele technieken.
- Inzichten in de effecten van fysieke stress en massage op de spierfysiologie.
Conclusies
- De ontwikkelde protocollen kunnen onderzoek naar de voordelen van lichaamsbeweging bevorderen.
- Nieuwe methoden bieden een eenvoudiger benadering voor het bestuderen van spierreacties.
- Verder onderzoek is gerechtvaardigd om de betrokken mechanismen volledig te begrijpen.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Mechanical perturbation models, such as consistent massage-like compression in murine systems, enable biopharma teams to interrogate the mechanistic basis of muscle inflammation and atrophy. Quantitative monitoring of intramuscular pressure and inflammatory markers supports predictive confidence in target validation for musculoskeletal and inflammation-modulating therapeutics. This approach strengthens translational continuity from early discovery through preclinical model optimization.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables hypothesis-driven interrogation of mechanical regulation in muscle homeostasis and inflammation.
- Supports functional target validation by linking pressure modulation to macrophage and cytokine responses.
- Facilitates biological de-risking for anti-inflammatory and muscle-preserving drug candidates.
Screening & Assay Development
- Provides a reproducible system for generating and measuring defined intramuscular pressure changes.
- Standardizes quantifiable outputs such as myofiber cross-sectional area and inflammatory cell counts.
- Enables assay readiness for evaluating compound effects on mechanically induced muscle atrophy and inflammation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant models of immobilization-induced muscle atrophy and local inflammation.
- Supports continuity from mechanistic discovery to preclinical efficacy assessment in muscle and inflammation research.
- Improves predictive value for interventions targeting physical inactivity or rehabilitation settings.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol integrates from early discovery through preclinical validation, supporting mechanistic de-risking and translational biomarker development in musculoskeletal and inflammation-focused pipelines.
- Discovery Biology: Quantifies the impact of mechanical stress on inflammatory pathways and muscle atrophy.
- Screening: Delivers standardized, reproducible pressure and histological readouts for compound evaluation.
- Analytics: Enables statistical comparison of pressure thresholds, cellular markers, and muscle morphology.
- Translational Research: Bridges mechanistic findings to disease-relevant preclinical models of muscle loss and inflammation.
- Enterprise Reuse: Offers a scalable, adaptable platform for diverse muscle and inflammation research programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation and mechanistic understanding of muscle inflammation.
- Operational Value: Enhances reproducibility and standardization of mechanical perturbation and pressure measurement.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for anti-inflammatory and muscle-preserving therapeutic candidates.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of programs targeting muscle atrophy and inflammation.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal handling, pressure measurement, and immunohistochemistry.
- Needs access to pressure sensors, telemeter systems, and fluorescence microscopy infrastructure.
- Demands cross-team standardization of compression parameters and histological analysis.
- Adaptable to other muscle groups or disease models with protocol optimization.
- Limitations include the need for further development for broader mechanistic studies as noted by the authors.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Title
0:32
Mouse Bilateral Hindlimb Immobilization
2:20
Local Cyclical Compression (LCC) Treatment
1:20
Intramuscular Mouse Gastrocnemius Muscle Pressure Measurement
5:14
Results: Representative Effects of LCC on Mouse Calf Muscle
7:01
Conclusion
3:01
Immunohistochemical Preparation and Histo-Morphometric Analysis
