Model przecięcia nerwu piszczelowego jest dobrze tolerowanym, sprawdzonym i powtarzalnym modelem zaniku mięśni szkieletowych. Modelowy protokół chirurgiczny został opisany i zademonstrowany na myszach C57Black6.
Artykuł metodologiczny
Model przecięcia nerwu piszczelowego jest dobrze tolerowanym, sprawdzonym i powtarzalnym modelem zaniku mięśni szkieletowych. Modelowy protokół chirurgiczny został opisany i zademonstrowany na myszach C57Black6.
Model przecięcia nerwu piszczelowego jest dobrze tolerowanym, sprawdzonym i powtarzalnym modelem atrofii mięśni szkieletowych wywołanej odnerwieniem u gryzoni. Chociaż pierwotnie opracowany i szeroko stosowany u szczurów ze względu na jego większy rozmiar, nerw piszczelowy u myszy jest na tyle duży, że można nim łatwo manipulować za pomocą zgniecenia lub przecięcia, pozostawiając nienaruszone gałęzie nerwu strzałkowego i łydkowego nerwu kulszowego, a tym samym zachowując ich docelowe mięśnie. W związku z tym model ten oferuje zalety wywoływania mniejszej zachorowalności i utrudnień w poruszaniu się niż model przecięcia nerwu kulszowego, a także pozwala badaczom badać fizjologiczne, komórkowe i molekularne mechanizmy biologiczne regulujące proces zaniku mięśni u genetycznie modyfikowanych myszy. Nerw piszczelowy zaopatruje mięśnie brzuchaty łydki, płaszczkowaty i podeszwowy, więc jego przecięcie pozwala na badanie odnerwionych mięśni szkieletowych złożonych z włókien szybkokurczliwych typu II i/lub wolnokurczliwych typu I. Tutaj demonstrujemy model przecięcia nerwu piszczelowego w myszy C57Black6. Oceniamy zanik mięśnia brzuchatego łydki, jako mięśnia reprezentatywnego, po 1, 2 i 4 tygodniach od denerwacji, mierząc masę mięśni i pole przekroju poprzecznego specyficzne dla rodzaju włókien na odcinkach histologicznych zatopionych w parafinie barwionych immunologicznie pod kątem miozyny szybkokurczliwej.
Odnerwienie mięśni szkieletowych, spowodowane urazowym uszkodzeniem nerwów obwodowych, chorobą lub interwencją farmakologiczną, powoduje natychmiastową utratę funkcji skurczu mięśni. Mięśnie jednocześnie zaczynają zanikać, a atrofia ta jest odwracalna, jeśli w porę nastąpi dobrej jakości unerwienie1,2. W przypadku braku reinerwacji postępuje zanik włókien mięśniowych, a wraz ze zwłóknieniem mięśni i śmiercią włókien dochodzi do nieodwracalnych zmian biologicznych w mięśniach. Tutaj pokazujemy model przecięcia nerwu piszczelowego, model atrofii i zwłóknienia mięśni szkieletowych wywołanych odnerwieniem u myszy. Model ten umożliwia naukowcom badanie fizjologicznych, komórkowych i molekularnych mechanizmów biologicznych, które leżą u podstaw zaniku mięśni in vivo w mięśniach brzuchatych łydki i płaszczkowatych. Chociaż historycznie stosowany głównie u szczurów, nowsze zastosowanie tego modelu do nokautujących i transgenicznych linii myszy, pozwala badaczom ocenić rolę ich konkretnego białka (białek) zainteresowania w indukcji, rozwoju i utrzymaniu lub alternatywnie w ustąpieniu atrofii mięśni i zwłóknienia in vivo.
Nerw piszczelowy jest mieszanym motoryczno-czuciowym nerwem obwodowym w tylnej kończynie gryzonia i jest jednym z trzech końcowych odgałęzień nerwu kulszowego. Przecięcie nerwu piszczelowego odnerwia mięśnie brzuchatego łydki, płaszczkowatego i podeszwowego (oraz trzy małe głębokie mięśnie zginacze stopy, w tym piszczel tylny, zginacz palca długi i zginacz palcowy długi) i jest dobrze ustandaryzowanym i zwalidowanym modelem u szczurów3,4. Mięśnie brzuchaty łydki i płaszczkowaty mogą być łatwo wypreparowane w szeregowych punktach czasowych po przecięciu nerwu piszczelowego, utrwalone i przetworzone w celu oceny histologii mięśni i morfometrii włókien mięśniowych lub błyskawicznie zamrożone w celu ekstrakcji RNA i białka mięśniowego w celu zbadania, na przykład, komórkowych sieci sygnalizacyjnych regulujących zanik mięśni. Mięsień brzuchaty łydki jest mięśniem o mieszanym typie włókien (typ I i typ II, chociaż przeważa typ II), a mięsień płaszczkowaty składa się z dużej części włókien typu I, zapewniając w ten sposób zarówno mięsień szybkokurczliwy, jak i wolnokurczliwy do oceny5,6. Model przecięcia nerwu piszczelowego nadaje się do badania procesu zaniku mięśni wywołanego odnerwieniem zarówno w perspektywie krótkoterminowej (dni)7, jak i długoterminowej (tygodnie do miesięcy)4,8.
W przeciwieństwie do modelu przecięcia nerwu kulszowego (drugi model zaniku mięśni wywołanego odnerwieniem, powszechnie stosowany u gryzoni), przecięcie nerwu piszczelowego wywołuje mniejszą zachorowalność u zwierzęcia, co czyni go bardziej atrakcyjnym modelem. Przecięcie nerwu kulszowego powoduje odnerwienie wszystkich mięśni nogi (poniżej kolana) i stopy, upośledzając zdolność zwierzęcia do poruszania się2, podczas gdy przecięcie nerwu piszczelowego pozostawia nienaruszone gałęzie nerwu strzałkowego i łydkowego nerwu kulszowego, zachowując w ten sposób ich docelowe mięśnie i obszary czuciowe. Mysz nie jest w stanie zgiąć podeszwy ani odwrócić stopy, ale jest w stanie łatwo się poruszać, a ciężar spoczywa równomiernie na obu tylnych kończynach, co znacznie zmniejsza chorobowość modelu. Badania analizy chodu oceniające wzorce chodu przeprowadzono u szczurów po urazach nerwu piszczelowego i kulszowego i wykazały, że odcisk stopy i obciążenie są lepiej zachowane w przypadku urazu piszczelowego9,10. Ponadto, w modelu transsekcji nerwu piszczelowego, nerw strzałkowy może zostać zmobilizowany w późniejszym czasie i przekazany jako źródło opóźnionego unerwienia, jeśli projekt badania wymaga3. Natomiast opóźnione unerwienie w modelu przecięcia nerwu kulszowego wymaga zastosowania przeszczepu nerwu do deficytu nerwu kulszowego, co bardzo znacznie zwiększa trudność techniczną modelu i ogranicza jego zastosowanie do wykwalifikowanych chirurgów.
Podczas gdy model przecięcia nerwu piszczelowego wymaga od operatora zaznajomienia się z sterylną techniką operacyjną w chirurgii zwierząt, zarówno nerw piszczelowy, jak i mięśnie łydek, które unerwia, są łatwo dostępne i możliwe do zidentyfikowania do manipulacji, dzięki czemu osoby, które nie są chirurgami, lub mają duże doświadczenie w chirurgii zwierząt, mogą łatwo opanować ten model.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przed użyciem tego modelu, badacze musieli otrzymać zgodę na protokół chirurgiczny od organu zarządzającego użytkowaniem zwierząt w ich instytucji. Model został zatwierdzony przez Radę ds. Etyki Badań, Hamilton Health Sciences Corporation, McMaster University (AUP # 10-04-24) i jest przeprowadzany w ścisłej zgodności z zaleceniami Kanadyjskiej Rady ds. Opieki nad Zwierzętami.
1. Przygotowanie myszy
2. Procedura operacyjna
3. Opieka pooperacyjna
4. Odnerwione żniwo mięśni brzuchatych łydki i płaszczkowatego
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przecięcie nerwu piszczelowego powoduje denerwację mięśni brzuchatego łydki, płaszczkowatego i plantarnego. W niniejszej pracy oceniamy rozwój zaniku w mięśniu brzuchatym łydki jako mięśniu reprezentatywnym. Mięsień brzuchaty łydki pobrano od myszy C57Black 6 w wieku 2–3 miesięcy (Jackson Laboratories), u których denerwacja trwała 1, 2 lub 4 tygodnie. Masa mięśni stopniowo maleje (Rycina 1), podobnie jak pole przekroju poprzecznego szybkokurczliwych włókien mięśniowych typu II (Rycina 2)...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Model przecięcia nerwu piszczelowego zaniku mięśni szkieletowych wywołanego odnerwieniem jest powszechnie stosowanym i dobrze zweryfikowanym modelem u szczurów. Dostosowaliśmy ten model do stosowania u myszy, co pozwala badaczowi wykorzystać istnienie genetycznie modyfikowanych myszy i zbadać proces zaniku mięśni in vivo przy braku białek kluczowych dla regulacji masy mięśniowej7,8. Mięśnie brzuchaty łydki i płaszczkowaty, oba odnerwione w tym modelu, można łatwo i szybko wypreparować przy minimalnej ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Nie zgłasza się konfliktu interesów.
Ta praca była wspierana przez granty z CIHR Neuromuscular Research Partnership (JNM – 90959; do J.A.E.B.).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Odczynniki i materiały | |||
| 10-0 Nici nylonowe | Ethicon | 2850G | |
| 5-0 Vicryl | Ethicon | J553G | |
| Equipment | |||
| Spring nożyczki do mikropreparacji | Drobne narzędzia chirurgiczne | 15021-15 | |
| Ultracienkie kleszcze | Fine Surgical Narzędzia | 11370-40 | |
| Nieblokujący uchwyt na mikroigłę (sterownik) | Drobne narzędzia chirurgiczne | 12076-12 | |
| Zwijacz sprężynowy | Drobne narzędzia chirurgiczne | 17000-02 | |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie