March 27th, 2014
Основным критерием результата в клинических испытаниях для нервно-мышечных расстройств, как правило, улучшение функции мышц. Таким образом, оценки влияния потенциальных терапевтических соединений на производительность мышц предварительной клинически на мышах имеет большое значение. Мы здесь опишем несколько функциональных тестов для решения этой проблемы.
Общая цель этих процедур заключается в определении функциональности мышц с помощью нескольких безвредных функциональных тестов. Сила четырех конечностей может быть оценена с помощью теста на силу хвата, координация равновесия и мышечное состояние могут быть оценены в тестах на две конечности и четыре конечности. Стержень ротора также используется для оценки баланса, координации и состояния.
Принудительный бег на беговой дорожке может быть использован либо для ускорения прогрессирования заболевания, либо перед функциональным тестом для истощения мышей. Эти функциональные тесты могут быть использованы для надежной оценки роли генетики и влияния потенциальных терапевтических соединений на мышечную работоспособность. Первым тестом, который будет показан, является тест на прочность хвата четырех конечностей.
Убедитесь, что настройка преобразователя силы находится в режиме пикового натяжения для вытягивания и используйте граммы в качестве сброса измерителя устройства в начале каждой записи. Пусть каждая мышь тянет три раза подряд. Возьмите мышь за хвост и переместите ее горизонтально к сетке.
Убедитесь, что мышь крепко сжимает сетку обеими четырьмя лапами, и потяните, чтобы не сломать ее хватку. Наибольшее усилие, приложенное к сетке, будет отображаться на дисплее датчика, который может быть зарегистрирован вручную или автоматически. Отклоняйте любые испытания, в которых мышь использует только одну четыре ПА или задние конечности, или поворачивается во время шеста, или явно не проявляет сопротивления столбу.
После того, как мышь потянет три раза, верните ее в клетку на период отдыха продолжительностью не менее одной минуты. Затем пусть мышь выполнит четыре серии опросов, за каждой из которых следует короткий период отдыха. Таким образом, мышь тянет в общей сложности 15 раз.
Аппарат для испытания на подвешивание двух конечностей представляет собой металлическую вешалку для одежды толщиной два миллиметра, плотно прикрепленную к полке с помощью скотча. Держите ангар на высоте 37 сантиметров над слоем подстилки, удерживая мышь за хвост. Поднесите его к проводу.
Пусть мышь возьмется за проволоку только двумя четырьмя лапами и опустит задние конечности таким образом, чтобы мышь висела только двумя четырьмя лапами на проволоке. Как только мышь будет отпущена, запустите таймер. После выпуска сильная мышь будет пытаться поймать проволоку всеми четырьмя конечностями и хвостом, что разрешено.
Когда мышь ведет себя неподобающим образом, например, балансирует на проводе или намеренно соскакивает с провода, немедленно замените мышь на проводе, не останавливая таймер. Когда мыши смогут висеть в течение 600 секунд, снимите их с проволоки и верните в клетку. Когда мыши отваливаются от провода, остановите таймер и запишите время подвешивания напрямую.
Повторите тестирование этих мышей максимум еще два раза. Для теста на подвешивание четырех конечностей крышка крысиной клетки должна находиться на высоте 25 сантиметров над мягкой подстилкой, чтобы мыши не могли причинить себе вред при падении, а также чтобы отбить у мышей желание намеренно спрыгивать с сетки. Далее поместите мышь на сетку так, чтобы она захватила сетку четырьмя лапами.
Затем переверните сетку так, чтобы мышка зависла и сразу запустите таймер. Если мышь может висеть в течение 600 секунд, верните ее прямо в клетку. Повторно протестируйте всех мышей, которые выпадают из сетки в течение 600 секунд, максимум еще два раза для стержня ротора.
Проверьте, установите начальную скорость на пять оборотов в минуту. Затем поместите до пяти мышей на трубку, пока она медленно вращается. Как только все мыши будут размещены, увеличьте скорость трубки с пяти до 45 оборотов в минуту в течение 15 секунд.
Затем оставьте его на 45 оборотах в минуту до конца пробега. Продолжайте следить за прогоном на протяжении всего теста. Время работы непрерывно записывается программным обеспечением и автоматически останавливается, когда мышь падает с трубки.
При этом активируется временная шкала, расположенная под трубкой. Перемещайте мышей, которые поворачиваются во время бега, не останавливая вращающуюся трубку. Завершите тестовый сеанс для всех мышей, которые могут работать 500 секунд, и верните этих мышей в клетку.
Дайте мышам, которые выпадают раньше. Максимум еще две попытки позволить им улучшить свое время бега. Для теста с физической нагрузкой на беговой дорожке поместите мышей на горизонтальную беговую дорожку.
Запускайте беговую дорожку со скоростью бега 12 метров в минуту. Во время первого сеанса поощряйте мышей к бегу, осторожно подталкивая их, когда они приближаются к концу ремня. После того, как мыши побегут в течение 30 минут, либо сразу же испытайте их на тесте с подвешиванием двух конечностей, либо верните их обратно в клетку.
Сила захвата четырех конечностей у девятинедельных самок мышей MDX была нарушена по сравнению с мышами дикого типа, как показано здесь. Тем не менее, средняя утомляемость составляла менее 10% и не варьировалась между напряжениями в тесте с двумя подвешенными конечностями, проводимом один раз в неделю. Как самцы MDX, так и мыши дикого типа продемонстрировали кривую обучения в первые несколько недель тестирования.
Тем не менее, производительность мышей MDX была хуже во все моменты времени по сравнению с мышами дикого типа. Максимально допустимое время подвешивания в 600 секунд обозначено пунктирной линией. Четыре. Эффективность подвешивания конечностей оценивалась один раз в неделю у самцов MDX и мышей дикого типа.
Со временем мыши MDX зависли в течение более короткого времени, чем мыши дикого типа. Время работы стержня ротора не отличалось у молодых самцов MDX и мышей дикого типа сразу после бега на беговой дорожке в течение 30 минут. Самки мышей были протестированы с помощью теста на подвешивание двух конечностей, в то время как все мыши дикого типа оставались в подвешенном состоянии до максимально допустимого времени.
Все мыши MDX отвалились от провода раньше. Наличие повреждения мембраны определяли путем оценки уровня креатинкиназы в сыворотке крови, которая вытекает из мышечных волокон через разрывы мембраны. Уровни креатинкиназы были повышены у мышей MDX по сравнению с мышами дикого типа, до начала тренировки и тренировки на беговой дорожке у мышей MDX были повышены, в то время как у мышей дикого типа они оставались низкими.
Мышцы мышей MDX очень уязвимы к упражнениям на беговой дорожке. Значительное ухудшение патологии заболевания после нескольких недель бега этих h и e окрашиваний квадрицепсов у 16-недельных детей без физических упражнений и упражнений на беговой дорожке. Мыши MDX показали, что обширный фиброз и некроз развились, мышцы мышей дикого типа, проходивших тот же протокол бега, не были затронуты.
Различия в генетическом фоне влияют на функциональную производительность, результаты теста на подвешивание двух конечностей значительно различались между двумя линиями мышей MDX. Результаты теста на подвешивание четырех конечностей были немного выше на смешанном фоне. Мыши MDX.
Время работы стержня ротора также немного различалось между деформациями. Пытаясь выполнить эту процедуру, важно помнить о том, что всегда следует использовать достаточно мощные группы мышей соответствующего возраста и пола с соответствующим генетическим фоном. Кроме того, условия эксперимента должны быть как можно более стандартизированными.
Например, используйте одно и то же время суток и день недели, одну и ту же комнату и одного и того же экспериментатора.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
В этой статье обсуждается важность оценки функциональности мышц в мышах-моделях для исследования нейромышечных расстройств. Описываются несколько безопасных функциональных тестов для оценки работы мышц и эффектов терапевтических соединений.
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.