March 27th, 2014
Podstawową miarą wyników w badaniach klinicznych dotyczących zaburzeń nerwowo-mięśniowych jest ogólna poprawa funkcji mięśni. Dlatego ocena wpływu potencjalnych związków terapeutycznych na wydajność mięśni przed klinicznym badaniem w modelach mysich ma ogromne znaczenie. Poniżej opisujemy kilka testów funkcjonalnych, aby rozwiązać ten problem.
Ogólnym celem tych procedur jest określenie funkcjonalności mięśni za pomocą kilku nieszkodliwych testów funkcjonalnych. Siłę czterech kończyn można ocenić za pomocą testu siły chwytu, koordynację równowagi, a stan mięśni można ocenić w testach zwisania dwukończynowego i czterokończynowego. Pręt wirnika służy również do oceny równowagi, koordynacji i stanu.
Wymuszone bieganie na bieżni może być stosowane w celu zaostrzenia postępu choroby lub przed testem funkcjonalnym w celu wyczerpania myszy. Te testy funkcjonalne mogą być wykorzystane do wiarygodnej oceny roli genetyki i wpływu potencjalnych związków terapeutycznych na wydajność mięśni. Pierwszym testem, który należy pokazać, jest test wytrzymałości uchwytów czterokończynowych.
Upewnij się, że ustawienie przetwornika siły jest w trybie szczytowego napięcia do ciągnięcia i używaj gramów, gdy urządzenie resetuje miernik na początku każdego nagrania. Niech każda mysz pociągnie trzy razy z rzędu. Chwyć mysz za ogon i przesuń ją poziomo w kierunku siatki.
Sprawdź, czy mysz mocno chwyta siatkę obiema czterema łapami i pociągnij, aby przerwać jej uścisk. Najwyższa siła przyłożona do siatki zostanie pokazana na wyświetlaczu przetworników, który może być rejestrowany ręcznie lub automatycznie. Odrzuć wszelkie próby, w których mysz używa tylko jednej czwórki PA lub tylnych kończyn lub obraca się podczas tyczki lub wyraźnie nie wykazywała oporu wobec tyczki.
Po trzykrotnym pociągnięciu myszy włóż ją z powrotem do klatki na okres odpoczynku trwający co najmniej jedną minutę. Następnie pozwól myszy wykonać cztery serie ankiet, z których każda następuje krótki okres odpoczynku. W ten sposób mysz ciągnie w sumie 15 razy.
Aparatura do testu zwisania z dwiema kończynami to metalowy wieszak na ubrania o grubości dwóch milimetrów, szczelnie przymocowany do półki za pomocą taśmy. Utrzymuj hangar 37 centymetrów nad warstwą pościeli, trzymając mysz za ogon. Zbliż go do drutu.
Niech mysz chwyci drut tylko dwiema czterema łapami i opuść tylne kończyny w taki sposób, aby mysz wisiała tylko z dwiema czterema łapami na drucie. Jak tylko mysz zostanie zwolniona, uruchom stoper. Po uwolnieniu silna mysz będzie próbowała złapać drut wszystkimi czterema kończynami i ogonem, co jest dozwolone.
Gdy mysz wykazuje niewłaściwe zachowanie, takie jak balansowanie na przewodzie lub celowe zeskakiwanie z drutu, natychmiast umieść mysz na przewodzie bez zatrzymywania timera. Kiedy myszy będą w stanie wisieć przez 600 sekund, zdejmij je z drutu i włóż z powrotem do klatki. Gdy myszy spadną z drutu, zatrzymaj timer i bezpośrednio nagraj czas zawieszenia.
Przetestuj te myszy ponownie maksymalnie dwa razy. W teście zwisania z czterema kończynami umieść pokrywę klatki dla szczurów 25 centymetrów nad miękką ściółką, aby zapobiec samookaleczeniu się myszy podczas upadku, ale także zniechęcić myszy do celowego skakania z siatki. Następnie umieść mysz na siatce tak, aby chwyciła siatkę czterema łapami.
Następnie odwróć siatkę tak, aby mysz się zawieszała i natychmiast uruchom stoper. Jeśli mysz jest w stanie zawiesić się na 600 sekund, włóż ją bezpośrednio do klatki. Ponownie przetestuj wszystkie myszy, które wypadną z siatki przed upływem 600 sekund, maksymalnie dwa razy dla pręta wirnika.
Test, ustaw prędkość początkową na pięć obrotów na minutę. Następnie umieść do pięciu myszy na probówce, która obraca się powoli. Gdy wszystkie myszy zostaną ustawione, zwiększ prędkość rurki od pięciu do 45 obr./min w ciągu 15 sekund.
Następnie pozostaw go na 45 obr./min do końca biegu. Kontynuuj monitorowanie przebiegu przez cały czas trwania testu. Czas pracy jest stale rejestrowany przez oprogramowanie i zatrzymuje się automatycznie, gdy mysz wypadnie z tuby.
Ponieważ aktywuje to pasek czasu umieszczony pod rurką. Zmień położenie myszy, które obracają się podczas biegu, bez zatrzymywania obracającej się rurki. Zakończ sesję testową dla wszystkich myszy, które są w stanie biec 500 sekund i zwróć te myszy do klatki.
Podawaj myszy, które upadną wcześniej. Maksymalnie dwie dodatkowe próby, aby umożliwić im poprawę czasu biegu. W teście wysiłkowym na bieżni umieść myszy na bieżni poziomej.
Uruchom bieżnię z prędkością biegu 12 metrów na minutę. Podczas pierwszej sesji zachęcaj myszy do biegania, delikatnie popychając je, gdy zbliżają się do końca pasa. Po 30 minutach biegania myszy natychmiast przetestuj je w teście zwisania z dwiema kończynami lub umieść je z powrotem w klatce.
Siła chwytu czterech kończyn dziewięciotygodniowych samic myszy MDX była osłabiona w porównaniu z myszami typu dzikiego, jak pokazano tutaj. Jednak średnie zmęczenie wynosiło mniej niż 10% i nie różniło się między szczepami w teście zwisania dwóch kończyn wykonywanym raz w tygodniu. Zarówno samce myszy MDX, jak i myszy typu dzikiego wykazywały krzywą uczenia się w ciągu pierwszych kilku tygodni testów.
Jednak wydajność myszy MDX była gorsza we wszystkich punktach czasowych w porównaniu z myszami typu dzikiego. Maksymalny dozwolony czas zawieszenia wynoszący 600 sekund jest oznaczony linią przerywaną. Cztery. Wydajność zwisania kończyn oceniano raz w tygodniu u samców myszy MDX i dzikich myszy.
Z biegiem czasu myszy MDX wisiały krócej niż myszy typu dzikiego. Czas pracy pręta wirnika nie różnił się między młodymi samcami myszy MDX a myszami typu dzikiego bezpośrednio po 30 minutach biegania na bieżni. Samice myszy zostały przetestowane za pomocą testu zwisania dwóch kończyn, podczas gdy wszystkie myszy typu dzikiego pozostały w zawieszeniu do maksymalnego dozwolonego czasu.
Wszystkie myszy MDX odpadły wcześniej od drutu. Obecność uszkodzenia błony stwierdzono poprzez ocenę poziomu kinazy kreatynowej w surowicy, która wycieka z włókien mięśniowych przez pęknięcia błony. Poziomy kinazy kreatynowej były podwyższone u myszy MDX w porównaniu z myszami typu dzikiego przed ćwiczeniami, a ćwiczenia na bieżni zwiększały poziom u myszy MDX, podczas gdy pozostawały niskie u myszy typu dzikiego.
Mięśnie myszy MDX są bardzo wrażliwe na ćwiczenia na bieżni. Pogorszenie patologii choroby po kilku tygodniach biegania tych przebarwień mięśnia czworogłowego uda u 16-tygodniowego dziecka bez ćwiczeń i ćwiczeń na bieżni. Myszy MDX pokazują, że rozległe zwłóknienie i martwica rozwinęły mięśnie myszy typu dzikiego poddawanych temu samemu protokołowi biegania nie zostały naruszone.
Różnice w tle genetycznym wpływają na wydajność funkcjonalną, wydajność testu zwisania dwóch kończyn znacznie różniła się między dwoma szczepami myszy MDX. Wyniki testu zwisania z czterema kończynami były nieco wyższe w tle mieszanym. Myszy MDX.
Czasy pracy pręta rotora również nieznacznie różniły się między szczepami. Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać, aby zawsze używać wystarczająco silnych grup myszy dopasowanych pod względem wieku i płci o odpowiednim pochodzeniu genetycznym. Utrzymuj również warunki eksperymentalne tak ustandaryzowane, jak to tylko możliwe.
Na przykład użyj tej samej pory dnia i dnia tygodnia, tego samego pokoju i tego samego eksperymentatora.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Ten artykuł omawia znaczenie oceny czynności mięśni w modelach mysich chorób nerwowo-mięśniowych. Opisano kilka nieniszczących testów funkcjonalnych do oceny wydajności mięśni i wpływu związków terapeutycznych.
Reliable functional assessment in the mdx mouse model is critical for preclinical evaluation of candidate therapies targeting Duchenne muscular dystrophy. Standardized, reproducible muscle performance tests enable robust comparison of therapeutic effects and genetic influences across studies. These validated endpoints support predictive confidence and risk-adjusted advancement in neuromuscular drug discovery pipelines.
These functional tests position within the preclinical continuum, bridging early discovery, lead identification, and translational research for neuromuscular disorders.