Name: Ocena wytrzymałości wysiłkowej myszy bez użycia siatki uderzeniowej: alternatywa dla ćwiczeń wymuszonych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-08-14T16:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 52 s
Description: Poznaj metodę oceny wytrzymałości wysiłkowej myszy bez siatki uderzeniowej. Ta technika zmniejsza stres zwierząt i eliminuje zakłócające czynniki w badaniach nad wytrzymałością fizyczną.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Wspierane przez Merit Review #BX001026 z Departamentu Spraw Weteranów (LSQ) oraz wykorzystanie zasobów i obiektów w VA Puget Sound Health Care System, Transgenic Resource Core w University of Washington Nathan Shock Center of Excellence in the Basic Biology of Aging (NIA #5P30AG-013280) oraz University of Washington Diabetes Endocrinology Research Center (NIH #P30 DK-17047). Dziękujemy Cynthii Pekow DVM i Kari L. Koszdin DVM, VA Puget Sound, które udzieliły pomocnych komentarzy do manuskryptu.

Procedura opisana tutaj została zatwierdzona przez Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt VA Puget Sound Institutional i jest zgodna z Przewodnikiem ILAR dotyczącym opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych.
1. Przygotowanie do eksperymentu
<ol>
	<li>Zdecyduj wcześniej, czy konieczne jest pobranie krwi lub tkanek wkrótce po wysiłku, a jeśli tak, określ odstęp czasu po wysiłku na przeprowadzenie takich procedur. Przykłady obejmują określenie indukowanego wysiłkiem uwalniania hormonów lub cytokin do krążenia (konieczność pobrania krwi), określenie wywołanej wysiłkiem fizycznym ekspresji gatunków mRNA będących przedmiotem zainteresowania (konieczność eutanazji, a następnie pobrania tkanek). Jeśli wskazane jest pobranie krwi lub tkanek bezpośrednio po wysiłku, należy mieć pod ręką materiały do tych zabiegów w sali zabiegowej. Uzyskaj zgodę instytucjonalnej komisji rewizyjnej i działaj zgodnie z wytycznymi regulacyjnymi. Nie wszystkie eksperymenty wymagają pobrania krwi lub tkanek po wysiłku; Proste porównanie wytrzymałości biegowej może być wszystkim, czego potrzeba.</li>
	<li>Zdecyduj z wyprzedzeniem o grupach eksperymentalnych i procedurach poćwiczeniowych dla myszy (patrz opis powyżej).</li>
	<li>Umieść bieżnię na solidnym stole w cichym pomieszczeniu przeznaczonym do tej procedury podczas prób biegowych.</li>
	<li>Ustaw bieżnię na pasy wielkości myszy i pod kątem odpowiednim do protokołu. Nachylenie +5o jest tutaj wykorzystywane do zapobiegania uszkodzeniom mięśni spowodowanym ćwiczeniami ekscentrycznymi (wydłużanie mięśnia w tym samym czasie co skurcz), które występują podczas biegania w dół.</li>
	<li>Umieść chłonną wkładkę pod pasem bieżni, aby złapać kał.</li>
</ol>
2. Aklimatyzacja myszy do bieżni
Zdecyduj, czy konieczna jest grupa myszy prowadzących siedzący tryb życia (bez ćwiczeń), i wystaw myszy prowadzące siedzący tryb pracy na bieżni bez biegania, jak opisano w krokach 2.1 - 2.5. Określ, czy wymagane są 2 lub 4 grupy eksperymentalne, np. Siedzący tryb życia/ćwiczenia (2 grupy); Ćwiczone kontrole/ćwiczone leczenie (2 grupy, bez zwierząt prowadzących siedzący tryb życia); lub siedzący tryb życia / ćwiczenia x kontrola / leczenie (4 grupy). "Leczeniem" może być genotyp transgeniczny lub nokautujący, schemat farmakologiczny, specjalna dieta lub inna eksperymentalna interwencja.
<ol>
	<li>Pozwól myszy zaaklimatyzować się w sali zabiegowej w przetransportowanej klatce domowej, z kolegami z klatki, przez 1-2 godziny.</li>
	<li>Wybierz pojedynczą mysz i zapisz numer znacznika; zważ mysz i zapisz wagę.</li>
	<li>Umieść mysz w bieżni bez włączonego silnika w celu aklimatyzacji, około 5 minut. Włącz zasilanie, bez uruchomionego pasa bieżni i pozwól myszy przyzwyczaić się do hałasu maszyny przez kolejne 5 minut.</li>
	<li>W tym momencie usuń myszy z grup "siedzących" (jeśli są używane; patrz uwaga 1) z bieżni i wróć je do klatki lub przeprowadź procedury po ćwiczeniach zgodnie z projektem eksperymentalnym (patrz uwaga 2).</li>
</ol>
3. Rozpoczęcie testu Run-to-Exhaustion
<ol>
	<li>Po aklimatyzacji przekręć pas na niską prędkość (10 m/min), gdy zwierzę eksploruje pas, a nie na platformie.</li>
	<li>Delikatnie postukaj lub unieś tylne kończyny myszy za pomocą depresora języka, jeden do trzech razy, aby zachęcić niechętne zwierzęta do pozostania na bieżni i biegania. 
	UWAGA: Większość myszy biega z łatwością, ale czasami zatrzymują się na krótkie okresy. W takim przypadku użyj depresora języka, aby delikatnie postukać lub podnieść tył zwierzęcia, aby zachęcić do wznowienia biegu. Często myszy nie trzeba dotykać depresorem języka; Zauważenie zbliżającej się do nich ręki z depresorem języka powoduje, że myszy biegają jeszcze trochę.</li>
	<li>Uruchom stoper laboratoryjny, gdy mysz pracuje z początkową prędkością 10 m/min.</li>
	<li>Powoli zwiększaj prędkość, gdy mysz znajduje się na górze (pod górę) paska, w krokach co 1 m/min, mniej więcej co 2 minuty.</li>
	<li>Zmniejsz szybkość do poprzedniego ustawienia, jeśli mysz wielokrotnie uruchamia się w krótkich seriach, a nie w stałym tempie.</li>
	<li>Określ maksymalną stałą prędkość biegu każdej myszy (zwykle 14 - 17 m/min dla myszy C57BL/6), dostosowując prędkość i obserwując mysz. Zapisz tę prędkość. 
	UWAGA: Położenie zwierzęcia na bieżni wskazuje badaczowi co do gotowości zwierzęcia do biegania z większą prędkością. Jeśli mysz znajduje się na drugim końcu (pod górę) i ma zamiar wbiec na ścianę, jest gotowa do biegu z większą prędkością. Jeśli mysz biega w stałym tempie na środku bieżni, może osiągać maksymalną prędkość lub wymagać dalszej regulacji, w zależności od jakości biegu.</li>
</ol>
4. Punkty końcowe i myszy, które się zatrzymują
<ol>
	<li>Za pomocą depresora języka delikatnie postukać lub unieść tylne kończyny zwierząt, które się zatrzymują, aby zachęcić do wznowienia biegu (zob. uwaga 3.2). Nie zatrzymuj timera w przypadku tymczasowych przerw w działaniu.</li>
	<li>Zidentyfikuj i usuń myszy, które odmawiają biegania. Zwróć na to uwagę w karcie katalogowej. W zależności od projektu eksperymentalnego, myszy, które odmówią, mogą zostać ponownie przetestowane w innym dniu 
	UWAGA: Niektóre myszy całkowicie odmawiają biegu. Takie myszy będą biegać w krótkich seriach, a następnie zatrzymują się, aby oczyścić lub "pedałować", to znaczy usiąść na platformie i używać przednich nóg na pasie. Postawa tych myszy jest zgarbiona, ze wszystkimi czterema stopami umieszczonymi pod zwierzęciem, aby nie zostać wepchniętym z powrotem na bieżnię przez depresor języka. Czasami mysz staje się agresywna w stosunku do depresora języka, gdy nie chce uciekać, gryzie depresor języka lub wspina się na niego jako sposób ucieczki. W ciągu pierwszych 5 minut próby staje się jasne, czy mysz będzie działać, czy nie. Usuń myszy, które odmawiają ucieczki, z analizy, ale nie licz ich jako myszy "siedzących".</li>
	<li>Zidentyfikuj wyczerpane myszy i zatrzymaj stoper. 
	UWAGA: Wyczerpanie definiuje się jako trzy następujące po sobie zatrzymania i odmowę wznowienia biegu pomimo delikatnej zachęty, a także fizyczne oznaki wyczerpania, takie jak ciężki oddech i rozłożona postawa. Myszy wracają do zdrowia po wyczerpaniu w ciągu 30 do 60 minut.</li>
	<li>Zapisz całkowity czas spędzony na bieganiu ze wszystkimi prędkościami.</li>
	<li>W zależności od projektu eksperymentalnego, albo należy zwrócić mysz do klatki, albo przeprowadzić natychmiastowe procedury powysiłkowe, takie jak pobranie krwi lub tkanki, zgodnie z wytycznymi instytucji.</li>
	<li>Wytrzyj pasek do czysta chusteczką bakteriobójczą po przetestowaniu każdej myszy z osobna, aby zapach poprzedniej myszy nie wpływał na zachowanie kolejnych testowanych myszy.</li>
	<li>Przetestuj następną mysz. Użyj nowego depresora języka dla każdej myszy. Myszy, które przebywają w tej samej klatce, mogą być testowane sekwencyjnie tego samego dnia bez dodatkowej aklimatyzacji do sali zabiegowej.</li>
</ol>

<ol><li>Hill, J. A., Wyatt, H. R., Reed, G. W., Peters, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Obesity+and+the+environment%3A+where+do+we+go+from+here%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Obesity and the environment: where do we go from here?</a> Science. 299 (5608), 853-855 (2003).</li>
<li>Kahn, S. E., Hull, R. L., Utzschneider, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+linking+obesity+to+insulin+resistance+and+type+2+diabetes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Mechanisms linking obesity to insulin resistance and type 2 diabetes.</a> Nature. 444 (7121), 840-846 (2006).</li>
<li>Van Gaal, L. F., Mertens, I. L., De Block, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+linking+obesity+with+cardiovascular+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Mechanisms linking obesity with cardiovascular disease.</a> Nature. 444 (7121), 875-880 (2006).</li>
<li>Pischon, T., Nothlings, U., Boeing, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Obesity+and+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Obesity and cancer.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 67 (2), 128-145 (2008).</li>
<li>Benton, C. R., Wright, D. C., Bonen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PGC-1%CE%B1-mediated+regulation+of+gene+expression+and+metabolism%3A+Implications+for+nutrition+and+exercise+prescriptions%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Physiol.+Nutr.+Metab%22%5BJournal%5D)">PGC-1α-mediated regulation of gene expression and metabolism: Implications for nutrition and exercise prescriptions.</a> Appl. Physiol. Nutr. Metab. 33 (5), 843-862 (2008).</li>
<li>Handschin, C., Spiegelman, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+exercise+and+PGC1alpha+in+inflammation+and+chronic+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The role of exercise and PGC1alpha in inflammation and chronic disease.</a> Nature. 454 (7203), 463-469 (2008).</li>
<li>Vasunilashorn, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+the+Short+Physical+Performance+Battery+score+to+predict+loss+of+ability+to+walk+400+meters%3A+analysis+from+the+InCHIANTI+study%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Gerontol.+A+Biol.+Med.+Sci%22%5BJournal%5D)">Use of the Short Physical Performance Battery score to predict loss of ability to walk 400 meters: analysis from the InCHIANTI study.</a> J. Gerontol. A Biol. Med. Sci. 64 (2), 223-229 (2009).</li>
<li>Wang, Y. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+muscle+fiber+type+and+running+endurance+by+PPAR%CE%B4%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Bio%22%5BJournal%5D)">Regulation of muscle fiber type and running endurance by PPARδ.</a> PLoS Bio. 2 (10), e294(2004).</li>
<li>LeBrasseur, N. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myostatin+inhibition+enhances+the+effects+of+exercise+on+performance+and+metabolic+outcomes+in+aged+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Gerontol.+A+Biol.+Med.+Sci%22%5BJournal%5D)">Myostatin inhibition enhances the effects of exercise on performance and metabolic outcomes in aged mice.</a> J. Gerontol. A Biol. Med. Sci. 64 (9), 940-948 (2009).</li>
<li>Burch, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electric+pulse+stimulation+of+cultured+murine+muscle+cells+reproduces+gene+expression+changes+of+trained+mouse+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Electric pulse stimulation of cultured murine muscle cells reproduces gene expression changes of trained mouse muscle.</a> PLoS ONE. 5 (6), e10970(2010).</li>
<li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+biogenesis+and+peroxisome+proliferator-activated+receptor-%CE%B3+coactivator-1%CE%B1+%28PGC-1%CE%B1%29+deacetylation+by+physical+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial biogenesis and peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator-1α (PGC-1α) deacetylation by physical activity.</a> Diabetes. 60 (1), 157-167 (2011).</li>
<li>Knab, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repeatability+of+exercise+behaviors+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+%26+Behavior%22%5BJournal%5D)">Repeatability of exercise behaviors in mice.</a> Physiol. & Behavior. 98 (4), 433-440 (2009).</li>
<li>He, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((IL-15+Receptor+deletion+results+in+circadian+changes+of+locomotor+and+metabolic+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mol.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">IL-15 Receptor deletion results in circadian changes of locomotor and metabolic behavior.</a> J. Mol. Neurosci. 41 (2), 315-321 (2010).</li>
<li>Wu, X., Hsuchou, H., Kastin, A. J., Rood, J. C., Pan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Essential+role+of+interleukin-15+receptor+in+normal+anxiety+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Behav.+Immun%22%5BJournal%5D)">Essential role of interleukin-15 receptor in normal anxiety behavior.</a> Brain Behav. Immun. 24 (8), 1340-1346 (2010).</li>
<li>Pistilli, E. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Loss+of+IL-15+receptor+%CE%B1+alters+the+endurance%2C+fatigability%2C+and+metabolic+characteristics+of+mouse+fast+skeletal+muscles%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Clin.+Invest%22%5BJournal%5D)">Loss of IL-15 receptor α alters the endurance, fatigability, and metabolic characteristics of mouse fast skeletal muscles.</a> J. Clin. Invest. 121 (8), 3120-3132 (2011).</li>
<li>Quinn, L. S., Anderson, B. G., Conner, J. D., Wolden-Hanson, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((IL-15+overexpression+promotes+endurance%2C+oxidative+energy+metabolism%2C+and+muscle+PPAR%CE%B4%2C+SIRT1%2C+PGC-1%CE%B1%2C+and+PGC-1%CE%B2+expression+in+male+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Endocrinology%22%5BJournal%5D)">IL-15 overexpression promotes endurance, oxidative energy metabolism, and muscle PPARδ, SIRT1, PGC-1α, and PGC-1β expression in male mice.</a> Endocrinology. 154 (1), 232-245 (2013).</li>
<li>Quinn, L. S., Anderson, B. G., Conner, J. D., Wolden-Hanson, T., Marcell, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((IL-15+is+required+for+post-exercise+induction+of+the+pro-oxidative+mediators+PPARdelta+and+SIRT1%5BTitle%5D)+AND+%22Endocrinology%22%5BJournal%5D)">IL-15 is required for post-exercise induction of the pro-oxidative mediators PPARdelta and SIRT1.</a> Endocrinology. , (2013).</li>
<li>Ward, J. M., Anver, M. R., Mahler, J. F., Devor-Henneman, D. E. Chapter 13, Pathology of mice commonly used in genetic engineering (C57BL/6; 129; B6,129; and FVB/N). <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWard%2C+JM+%22The+Pathology+of+Genetically+Engineered+Mice%22">The Pathology of Genetically Engineered Mice</a>. Ward, J. M., Mahler, J. F., Maronpot, R. R., Sundberg, J. P. , Iowa State University Press. Ames, IA, Chapter. 161-179 (2000).</li>
<li>Lightfoot, J. T., Turner, M. J., Debate, K. A., Kleeberger, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interstrain+variation+in+murine+aerobic+capacity%5BTitle%5D)+AND+%22Med.+Sci.+Sports+Exerc%22%5BJournal%5D)">Interstrain variation in murine aerobic capacity.</a> Med. Sci. Sports Exerc. 33 (12), 2053-2057 (2001).</li>
<li>Turner, M. J., Kleeberger, S. R., Lightfoot, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+genetic+background+on+daily+running-wheel+activity+differs+with+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Genomics%22%5BJournal%5D)">Influence of genetic background on daily running-wheel activity differs with aging.</a> Physiol. Genomics. 22 (1), 76-85 (2005).</li>
<li>Haight, T. J., van der Laan, M. J., Manini, T., Tager, I. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+effects+of+leisure-time+physical+activity+on+walking+speed%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nutr.+Health+Aging%22%5BJournal%5D)">Direct effects of leisure-time physical activity on walking speed.</a> J. Nutr. Health Aging. 17 (8), 666-673 (2013).</li>
<li>Studenski, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gait+speed+and+survival+in+older+adults%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA%22%5BJournal%5D)">Gait speed and survival in older adults.</a> JAMA. 305 (1), 50-58 (2011).</li>
<li>Jacobsen, K. R., Kalliokoski, O., Teilmann, A. C., Hau, J., Abelson, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+isoflurane+anaesthesia+and+vasectomy+on+circulating+corticosterone+and+ACTH+in+BALB%2Fc+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Gen.+Comp.+Endocrinol%22%5BJournal%5D)">The effect of isoflurane anaesthesia and vasectomy on circulating corticosterone and ACTH in BALB/c mice.</a> Gen. Comp. Endocrinol. 179 (3), 406-413 (2012).</li>
<li>Sellers, T. L., Jaussi, A. W., Yang, H. T., Heninger, R. W., Winder, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+the+exercise-induced+increase+in+glucocorticoids+on+endurance+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effect of the exercise-induced increase in glucocorticoids on endurance in the rat.</a> J. Appl. Physiol. 65 (1), 173-178 (1988).</li>
<li>Cook, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Forced+treadmill+exercise+training+exacerbates+inflammation+and+causes+mortality+while+voluntary+wheel+training+is+protective+in+a+mouse+model+of+colitis%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Behav.+Immun%22%5BJournal%5D)">Forced treadmill exercise training exacerbates inflammation and causes mortality while voluntary wheel training is protective in a mouse model of colitis.</a> Brain Behav. Immun. 33, 46-56 (2013).</li>
</ol>

Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.

Opisano tutaj metodę oceny wytrzymałości podczas dobrowolnego biegania u myszy laboratoryjnych przy użyciu zmotoryzowanej bieżni bez użycia siatki wstrząsów. Metoda ta może ujawnić różnice między podliniami myszy C57BL / 6, które różnią się ekspresją cytokiny IL-15, co z kolei powoduje różnice w ekspresji czynników leżących u podstaw wytrzymałości wysiłkowej16,17. Zgodnie z zasadami "trzech R" w naukach o zwierzętach laboratoryjnych, metoda ta może być stosowana jako bardziej humanitarna alternatywa lub udosko...

Otyłość, insulinooporność i cukrzyca typu 2 to powiązane ze sobą zaburzenia metaboliczne, które wywierają głęboki wpływ na zdrowie zarówno populacji amerykańskiej, jak i światowej 1-4. Ćwiczenia wytrzymałościowe mogą zapobiegać tym schorzeniom, a także je leczyć5,6. Ponadto ocena szybkości i wytrzymałości chodu jest wykorzystywana klinicznie jako testy diagnostyczne słabości, sarkopenii i konsekwencji innych zaburzeń, takich jak przewlekła obturacyjna choroba płuc, u ludzi 7.
Szlaki biochemiczne leżące u podstaw korzystnego wpływu ćwiczeń wytrzymałościowych na skład ciała i wrażliwość na insulinę zaczynają być wyjaśniane, przy użyciu genetycznie lub farmakologicznie zmodyfikowanych myszy, które wykazują zwiększoną lub zmniejszoną zdolność wysiłkową 8-11. Jednak wiele takich badań wykorzystywało zmotoryzowane bieżnie wyposażone w siatki uderzeniowe, aby zmusić myszy do biegania 8-11. Zwierzęta, które przestają biegać, są popychane przez ruchomy pas bieżni na siatkę, która zapewnia elektryczny wstrząs stopy; Aby uciec przed negatywnym bodźcem, myszy wracają do biegania na pasku. Takie procedury mogą wprowadzać stres psychologiczny i zachowania unikające jako czynniki zakłócające wpływające na parametry eksperymentalne12. Inne metody pomiaru wytrzymałości, takie jak kwantyfikacja aktywności ambulatoryjnej za pomocą aparatu do przerywania wiązki lub kwantyfikacja biegu w klatce, mogą być zakłócone przez modulację cykli okołodobowych, lęk, niezamierzony treninglub zachowania związane z poszukiwaniem pożywienia. Co więcej, procedury te wymagają pojedynczego trzymania, co jest kolejnym źródłem stresu psychicznego dla myszy. Dlatego potrzebny jest bezpośredni pomiar wytrzymałości wysiłkowej, która nie jest zakłócona przez stres.
Aby uniknąć tych problemów, nasze laboratorium opracowało i zatwierdziło metodę oceny maksymalnej zdolności do biegania i utrzymania prędkości biegu u niewytrenowanych, naiwnych myszy korzystających z bieżni z napędem silnikowym, która nie jest wyposażona w siatkę amortyzatorów. Przestrzeń na końcu pasa bieżni, w której zwykle znajduje się siatka uderzeniowa, staje się platformą do odpoczynku dla myszy i zapewnia miejsce dla myszy, które odmawiają biegania, aby usiąść, dopóki nie zostaną usunięte z aparatu. Myszy są zachęcane do biegania przez ludzkiego obserwatora za pomocą delikatnego stukania lub dotykania depresorem języka, w połączeniu z wrażliwością na dobrowolną gotowość do biegania ze strony myszy. Metoda ta została wykorzystana do ilościowego określenia różnic w wytrzymałości wysiłkowej między genetycznie zmodyfikowanymi i kontrolnymi myszami C57BL / 6, które różnią się ekspresją cytokiny pochodzącej z mięśni interleukiny-15 (IL-15)16,17. Ta metoda jest humanitarnym udoskonaleniem, które zmniejsza mylące skutki negatywnego wzmocnienia spowodowanego użyciem siatki uderzeniowej.

<table><tbody><tr><td>Otwarta bieżnia dla gryzoni Exer-3/6</td><td>Columbus Instruments, Columbus OH</td><td>1050RM</td><td>Ten numer katalogowy dotyczy modeli bez siatki amortyzatorów. Kratki przeciwwstrząsowe można usunąć ręcznie ze starszych modeli (Eco 3/6)</td></tr><tr><td>Sani Cloth Germicidal Towlettes</td><td>PDI- Professional Disposables, Inc., Orangeburg, NY</td><td>zwykle zamawiane za pośrednictwem lokalnego zakładu</td><td>Zawiera 10% alkoholu izopropylowego; można użyć dowolnego równoważnego produktu.</td></tr><tr><td>Depresory języka</td><td>Dowolny lokalny dostawca</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zegar laboratoryjny</td><td>Dowolny dostawca</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Myszy IL-15 TG *</td> <td>JAX, Bar Harbor, ME</td><td>011002</td><td>Mysi transgen IL-15 ulegający ekspresji ze zmodyfikowanego ludzkiego promotora aktyny alfa-szkieletowej ze zmienioną sekwencją sygnałową ułatwiającą wydzielanie.</td></tr><tr><td>Myszy C57BL/6J (typ dziki)*</td> <td>JAX, Bar Harbor, ME</td><td>000664</td><td>Myszy kontrolne dla myszy IL-15 TG</td></tr><tr><td>IL-15 KO*</td><td>Taconic Farms, Germantown, NY</td><td>4269-M</td><td>Homozygotyczne myszy z IL-15 "nokaut" na tle C57BL/6</td></tr><tr><td>C57BL/6NTac (typ dziki)*</td> <td>Taconic Farms, Germantown, NY</td><td>Myszy kontrolne B6-M</td><td>dla IL-15 KO*</td></tr><tr><td>Opcjonalnie; linie myszy i zabiegi mogą być specyficzne dla eksperymentu protokół.</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ocena wytrzymałości wysiłkowej myszy bez użycia siatki uderzeniowej: alternatywa dla ćwiczeń wymuszonych

Assessment of Murine Exercise Endurance Without the Use of a Shock Grid: An Alternative to Forced Exercise

Korzystając z laboratoryjnych modeli mysich, zaczyna się definiować szlaki molekularne odpowiedzialne za metaboliczne korzyści płynące z ćwiczeń wytrzymałościowych. Najczęstszą metodą oceny wytrzymałości wysiłkowej u myszy jest wymuszony bieg na zmotoryzowanej bieżni wyposażonej w siatkę amortyzacyjną. Zwierzęta, które przestają biegać, są popychane przez ruchomy pas bieżni na siatkę, która zapewnia elektryczny wstrząs stopy; Aby uciec przed negatywnym bodźcem, myszy wracają do biegania na pasku. Jednak zachowania unikające i stres psychologiczny spowodowany użyciem aparatu uderzeniowego mogą zakłócać ilościowe określanie wytrzymałości biegowej, a także zakłócać pomiary poziomu hormonów i cytokin w surowicy po wysiłku. W tym miejscu demonstrujemy i walidujemy udoskonaloną metodę pomiaru wytrzymałości biegowej u naiwnych myszy laboratoryjnych C57BL/6 na zmotoryzowanej bieżni bez użycia siatki wstrząsów. Kiedy myszy są wstępnie zaaklimatyzowane na bieżni, biegają dobrowolnie z prędkością chodu specyficzną dla każdej myszy. Użycie siatki uderzeniowej zostało zastąpione delikatną zachętą przez operatora za pomocą depresora języka, w połączeniu z wrażliwością na dobrowolną gotowość do biegania ze strony myszy. Wyraźne punkty końcowe do ilościowego określania czasu biegu do wyczerpania dla każdej myszy są zdefiniowane i odzwierciedlone w behawioralnych oznakach wyczerpania, takich jak rozłożona postawa i ciężkie oddychanie. Metoda ta jest humanitarnym udoskonaleniem, które zmniejsza również zakłócający wpływ stresu na parametry eksperymentalne.

Niniejsza procedura pomiaru wytrzymałości wysiłkowej dokładnie odzwierciedla profil molekularny i metaboliczny różnych szczepów myszy C57BL/6, które różnią się ekspresją cytokiny IL-15 16,17. Myszy transgeniczne z nadekspresją IL-15 (myszy IL-15 TG) wykazują znacznie wydłużony czas biegu do wyczerpania w porównaniu z kontrolnymi myszami z tego samego miotu, podczas gdy myszy z brakiem IL-15 (myszy IL-15 KO) wykazują znacznie skrócony czas biegu przed osiągnięciem wyczerpania (Rysunek 1A). Opub...

Pokazano metodę oceny wytrzymałości wysiłkowej u myszy laboratoryjnych bez użycia siatki uderzeniowej. Metoda ta jest humanitarnym udoskonaleniem, które może zmniejszyć zakłócający wpływ stresu na parametry eksperymentalne.

Ocena wytrzymałości wysiłkowej myszy bez użycia siatki uderzeniowej: alternatywa dla ćwiczeń wymuszonych

Using laboratory mouse models, the molecular pathways responsible for the metabolic benefits of endurance exercise are beginning to be defined. The most ...

Ogólnym celem tej procedury jest określenie wytrzymałości dobrowolnego wysiłku fizycznego. U myszy laboratoryjnych osiąga się to, pozwalając myszy zaaklimatyzować się w sali zabiegowej w klatce domowej na jedną do dwóch godzin. Mysz może wtedy przyzwyczaić się do bieżni i dźwięku silnika.Następnie prędkość bieżni jest stopniowo zwiększana, aż mysz będzie działać wygodnie z maksymalną stałą prędkością. Ostatnim krokiem jest określenie, kiedy mysz osiągnęła wyczerpanie. Ostatecznie, ilość czasu, w którym mysz biegła do wyczerpania, ujawnia miarę wytrzymałości ćwiczeń bez mylących skutków stresu wynikającego z użycia siatki uderzeniowej.Główną zaletą tej techniki jest to, że jest ona udoskonaleniem istniejących metod określania wytrzymałości wysiłkowej i myszy, przede wszystkim dlatego, że nie wykorzystuje siatki strzałów, aby zachęcić myszy do biegania, zmniejszając w ten sposób zakłócające skutki stresu, zarówno dla zwierzęcia, jak i dla eksperymentu. Zdecyduj z wyprzedzeniem o grupach eksperymentalnych i procedurach poćwiczeniowych dla myszy. Umieść bieżnię na solidnym wózku lub stole w cichym pomieszczeniu przeznaczonym do tej procedury.Podczas prób biegowych ustaw bieżnię na tory wielkości myszy i pod kątem odpowiednim do protokołu. Nachylenie dodatnie pięć stopni jest tutaj wykorzystywane, aby zapobiec uszkodzeniom mięśni spowodowanym ekscentrycznymi ćwiczeniami, które występują podczas biegania w dół. Umieść chłonną wkładkę pod dzwonkiem bieżni, aby złapać kał.Pozwól myszy zaaklimatyzować się w sali zabiegowej w przetransportowanej klatce domowej z kolegami z klatki przez jedną do dwóch godzin. Wybierz pojedynczą mysz i zapisz jej numer tagu. Zważ również mysz i zapisz jej wagę.Umieść mysz w bieżni bez włączonego silnika, aby zaaklimatyzować się przez około pięć minut. Włącz zasilanie bez uruchomionego pasa bieżni i pozwól myszy przyzwyczaić się do hałasu maszyny przez kolejne pięć minut. W tym momencie usuń myszy w grupach prowadzących siedzący tryb życia z bieżni i umieść je z powrotem w klatce lub przeprowadź procedury po ćwiczeniach zgodnie z projektem eksperymentalnym.Po aklimatyzacji przekręć pasek na niską prędkość. Gdy zwierzę eksploruje pas, a nie znajduje się na platformie, delikatnie postukaj lub unieś tylną kończynę myszy za pomocą depresora języka od jednego do trzech razy, aby zachęcić niechętne zwierzęta do pozostania na bieżni i biegania. Uruchom minutnik laboratoryjny Gdy mysz zacznie działać z początkową prędkością 10 metrów na minutę, powoli zwiększaj prędkość.Gdy mysz znajdzie się w górnej części paska z przyrostem jednego metra na minutę mniej więcej co dwie minuty, zmniejsz prędkość do poprzedniego ustawienia. Jeśli mysz wielokrotnie biegnie w krótkich seriach i nie w stałym tempie, większość myszy będzie biegać z łatwością, ale czasami zatrzymują się na krótkie okresy. Użyj depresora języka, aby delikatnie dotknąć lub podnieść tył zwierzęcia, aby zachęcić do wznowienia biegu.Często samo zauważenie ręki z depresorem języka zbliżającej się do nich powoduje, że myszy biegają jeszcze trochę. Nie zatrzymuj timera w przypadku tymczasowych przerw w działaniu. Określ maksymalną stałą prędkość biegu każdej myszy, dostosowując prędkość i obserwując, jak mysz rejestruje tę prędkość.Niektóre myszy całkowicie odmówią biegania. Takie myszy będą biegać w krótkich seriach. Następnie zatrzymaj się, aby oczyścić lub pedałować, czyli usiąść na platformie i użyj przednich nóg na pasie.Klasyczna postawa odmawiającej myszy polega na tym, że wszystkie cztery stopy są poparte pod zwierzęciem, aby nie zostać wepchniętym z powrotem na bieżnię przez depresor języka. Czasami mysz staje się agresywna w stosunku do depresora języka, gdy nie chce biegać, gryzie język, depresor lub wspina się na niego jako sposób ucieczki. W ciągu pierwszych pięciu minut próby staje się jasne, czy mysz będzie działać, czy nie.Usuń i zidentyfikuj myszy, które odmawiają ucieczki z analizy, ale nie licz ich jako myszy prowadzących siedzący tryb życia. W zależności od projektu eksperymentalnego, myszy, które odmawiają, mogą zostać ponownie przetestowane w innym dniu. Wyczerpanie definiuje się jako trzy następujące po sobie przystanki i odmowę wznowienia biegu pomimo delikatnej zachęty.Do tego dochodzą fizyczne oznaki wyczerpania, takie jak ciężki oddech i rozchylona postawa. Zidentyfikuj wyczerpane myszy i zatrzymaj stoper. Zapisz całkowity czas spędzony na bieganiu ze wszystkimi prędkościami.W zależności od projektu eksperymentalnego, albo należy umieścić mysz w klatce, albo przeprowadzić natychmiastowe procedury po wysiłku, takie jak pobranie krwi lub tkanek. Zgodnie z wytycznymi instytucjonalnymi, po przetestowaniu każdej myszy z osobna, wytrzyj pasek chusteczką bakteriobójczą, aby zapach poprzedniej myszy nie wpływał na zachowanie kolejnych testowanych myszy. Użyj nowego depresora języka dla każdej myszy.Myszy, które przebywają w tej samej klatce, mogą być testowane sekwencyjnie tego samego dnia bez dodatkowej aklimatyzacji do sali zabiegowej. Wytrzymałość wysiłkowa dokładnie odzwierciedla profil molekularny i metaboliczny różnych szczepów C 57: sześć czarnych myszy, które różnią się ekspresją cytokiny pochodzącej z mięśni, myszy transgeniczne IL 15, które wykazują nadekspresję IL 15, wykazują znacznie wydłużony czas biegu do wyczerpania w porównaniu z kontrolami jedzonymi, podczas gdy myszy bez IL 15 wykazują znacznie skrócony czas biegu przed osiągnięciem wyczerpania, kontrole typu dzikiego. Zobacz 57 czarnych myszy z dwóch różnych źródeł, które nie wykazują znacząco różnych czasów działania.Maksymalna trwała prędkość biegu różniła się tylko u myszy z nokautem IL 15. Nieuniknionym ograniczeniem tej techniki jest to, że niektóre myszy odmawiają dobrowolnego biegania. Odsetek młodych myszy kontrolnych typu dzikiego, które odmawiają biegania, wynosi około 10%W wieku czterech miesięcy odsetek odmów wzrasta do 20% w wieku ośmiu miesięcy i wzrasta do ponad 60% w wieku 16 miesięcy.Jednak odsetek odmów w starszej grupie wiekowej jest znacznie niższy u myszy transgenicznych IL 15. Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać o zachowaniu spokoju i relaksu oraz zwracać uwagę na zachowanie myszy. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak korzystać z bieżni do określania wytrzymałości ćwiczeń i myszy bez użycia czakry e.

assessment-murine-exercise-endurance-without-use-shock-grid-an

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Opisano tutaj protokoły służące do wizualizacji dynamicznego procesu naprawy błony komórkowej zapośredniczonej przez MG53 w całych organizmach oraz na poziomie komórkowym. Metody te mogą być stosowane do badania biologii komórkowej uszczelniania błony plazmatycznej oraz w medycynie regeneracyjnej.

Wizualizacja naprawy błony komórkowej pośredniczonej przez MG53 z wykorzystaniem systemów in vivo i in vitro

Dwa paradygmaty ćwiczeń zostały przetestowane na nowo opracowanym chemicznie indukowanym modelu myszy menopauzalnej, aby zbadać wpływ menopauzy na zdolność do ćwiczeń i adaptację serca do ćwiczeń.

Metoda badania wpływu chemicznie wywołanej niewydolności jajników na wydolność wysiłkową i adaptację serca u myszy

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.

Ocena wydajności funkcjonalnej w modelu myszy Mdx

Ćwiczenia mogą łagodzić zaburzenia zachowania związane z chorobami neurodegeneracyjnymi. Badania nad mechanizmami leżącymi u podstaw efektów za pośrednictwem ćwiczeń nasiliły się w modelach chorób, ale neurobiologiczne tło towarzyszące tym chorobom, w szczególności starzenie się, prawdopodobnie nie jest brane pod uwagę.  W tym miejscu ilustrujemy środki zwiększające prawdopodobieństwo udanego paradygmatu ćwiczeń u starszych szczurów.

Osiąganie zgodności z wymuszonymi ćwiczeniami u gryzoni: krytyczny standard oceny wpływu ćwiczeń na zaburzenia i choroby związane ze starzeniem się

Zmęczenie jest powszechnym, niedostatecznie leczonym i często słabo rozumianym objawem wielu chorób i zaburzeń. Nowe przedkliniczne testy zmęczenia mogą pomóc w lepszym zrozumieniu i przyszłym leczeniu zmęczenia. W tym celu obecny protokół zapewnia nowatorski sposób pomiaru zachowania podobnego do zmęczenia u myszy.

Test zmęczenia bieżni: prosty, wysokowydajny test zachowania podobnego do zmęczenia myszy

Ten protokół opisuje elastyczny, tani system do pomiaru ruchu myszy w teście aktywności w otwartym polu. Pokazujemy, że 6-minutowy test ambulacyjny oparty na tym systemie wykrywa spadek dobrowolnego ruchu u myszy mdx i dokładnie rozróżnia poprawę w ratowaniu tych zwierząt specyficznym dla mięśni.

Prosty i tani test do pomiaru ambulacji w mysich modelach dystrofii mięśniowej

Trening o wysokiej intensywności w niedotlenieniu to protokół, który, jak udowodniono, wywołuje adaptacje naczyniowe, potencjalnie korzystne u niektórych pacjentów i poprawia zdolność sportowców do powtarzalnego sprintu. Tutaj testujemy wykonalność szkolenia myszy przy użyciu tego protokołu i identyfikujemy te adaptacje naczyniowe za pomocą oceny funkcji naczyń krwionośnych ex vivo.

Supramaksymalna intensywność ćwiczeń hipoksyjnych i ocena funkcji naczyń krwionośnych u myszy

Krótka sesja (≤10 min) trening interwałowy o wysokiej intensywności (HIIT) pojawia się jako alternatywa dla dłuższych metod ćwiczeń, jednak krótsze warianty rzadko są modelowane w badaniach na zwierzętach. Tutaj opisujemy 10-minutowy, 3 dni w tygodniu, protokół HIIT na bieżni pod górę, który zwiększa wydolność fizyczną u myszy w wieku męskim i żeńskim.

Krótka sesja treningu interwałowego o wysokiej intensywności i ocena bieżni u starszych myszy

Elektrokardiogram (EKG) jest kluczową zmienną do zrozumienia elektrofizjologii serca. Ćwiczenia fizyczne mają korzystne działanie, ale mogą być również szkodliwe w kontekście chorób układu krążenia. Manuskrypt ten przedstawia metodę rejestrowania EKG w czasie rzeczywistym podczas ćwiczeń, która może służyć do zbadania jego wpływu na elektrofizjologię serca u myszy.

Monitorowanie elektrokardiogramu w czasie rzeczywistym podczas treningu na bieżni u myszy

Ta procedura opisuje tłumaczalny model treningu oporu z progresywnym kołem do biegania u myszy. Podstawową zaletą tego modelu treningu oporowego jest to, że jest on całkowicie dobrowolny, co zmniejsza stres dla zwierząt i obciążenie badacza.

Prosty i niedrogi model koła do jazdy do progresywnego treningu oporowego u myszy

Ten protokół opisuje skuteczny model dobrowolnego działania w kółko, który może być zaimplementowany w różnych kontekstach badawczych. W przeciwieństwie do innych modeli uruchamiania dobrowolnego, ta metoda pozwala uniknąć izolacji podczas śledzenia metryk biegania u poszczególnych myszy.

Śledzenie indywidualnych wskaźników biegania u myszy przy użyciu dobrowolnego protokołu uruchamiania koła, który minimalizuje izolację społeczną

Poznaj metodę oceny wytrzymałości wysiłkowej myszy bez siatki uderzeniowej. Ta technika zmniejsza stres zwierząt i eliminuje zakłócające czynniki w badaniach nad wytrzymałością fizyczną.

Ocena wytrzymałości wysiłkowej myszy bez użycia siatki uderzeniowej: alternatywa dla ćwiczeń wymuszonych

Przeglądaj więcej filmów