Summary
Ekstremite kas kasılma ve pasif mekanik özelliklerinde değişimler kas hastalıkları için önemli belirteçler vardır. Bu yazıda murin ekstansör digitorum longus ve tibialis anterior kaslar bu özellikleri ölçmek için fizyolojik testler anlatılmaktadır.
Abstract
Vücut hareketleri özellikle iskelet kası mekanik fonksiyon tarafından sağlanmaktadır. İskelet kası intramüsküler bağ dokular tarafından kılıfa myofibers sayısız demetleri oluşur. Her bir myofiber myofiber uzunluğu boyunca uzunlamasına çalışır çok miyofibril içerir. Miyofibril kas kasılma cihaz olup, sarkomerlerin olarak bilinen tekrar eden birimler kontraktil oluşmaktadır. Bir sarkomer ünitesi Z diskleri ve titin protein tarafından aralıklı aktin ve miyozin filamentleri içerir. İskelet kası mekanik fonksiyon kas kasılma ve pasif özellikleri ile tanımlanır. Kasılma özelliği kas kasılması, kas gevşeme bölgesinin kuvvet kuşak ve bir zaman süresi esnasında oluşan kuvvet miktarını karakterize etmek için kullanılır. Kas kasılması (örneğin aktin ve miyozin filamentler, kalsiyum homeostazı, ATP / ADP oranı, vb arasındaki etkileşim gibi) etkileyen her türlü faktörü kontraktil prope etkilerrties. Pasif özelliklere daralma yokluğunda kas elastik ve yapışkan özellikleri (sertlik ve viskozite) bakın. Bu özellikler, 1-2 (özellikle kolajen) hücre dışı ve hücre içi yapısal bileşenleri (örneğin, titin gibi) ve bağ dokusu ile tespit edilir. Kasılma ve pasif özellikleri kas fonksiyonu birbirinden ayrılamayan iki yönü vardır. Örneğin, dirsek fleksiyon üst kolun arka bölme içinde üst kol ve kas pasif kolunun ön bölme içinde kaslarının kasılmasına ile gerçekleştirilir. Gerçekten kas fonksiyonu anlamak için, hem de kasılma ve pasif özellikleri incelenmelidir.
Kas kasılma ve / veya pasif mekanik özellikler genellikle kas hastalıklarında da başkaları vardır. Buna iyi bir örnek Duchenne müsküler distrofi (DMD), distrofin eksikliği 3 ile oluşan hastalık israf ciddi bir kastır. Distrofin bir sitoskeletal prote olduğunuBu kas kasılması 4 sırasında kas hücresi zarı (sarcolemma) dengeler. Distrofinin yokluğunda, sarcolemma kuvvet aktarımı sırasında oluşturulan makaslama kuvveti ile zarar görmüş. Yırtılma Bu membran kas hücre ölümü ve kontraktil makine kaybına yol açan bir zincir reaksiyon başlatır. Bunun bir sonucu olarak, kas kuvveti azalır ve ölü myofibers fibrotik doku 5 ile değiştirilir. Bu daha sonra değişiklik kas sertliği 6 artırır. Bu değişikliklerin ortaya konması hastalığın ilerlemesini değerlendirmek ve yeni gen / hücre / farmakolojik müdahalelerin tedavi etkinliğini belirlemek için önemli bir kılavuz sağlar. Burada, ekstansör digitorum longus (EDL) kas ve tibialis anterior (TA) kas kasılma özelliklerinin hem kasılma ve pasif mekanik özelliklerini değerlendirmek için iki yöntem sunar.
Protocol
1. EDL kas Ex vivo kasılma ve Pasif Özelliklerinin Değerlendirilmesi
EDL kasının kasılma ve pasif özellikleri in vitro kas testi sisteminde Aurora Bilimsel kullanarak ex vivo olarak ölçülür. Malzeme ve ekipman için Tablo 1'e bakınız.
1.1 Ekipmanın hazırlanması
- Su ceketi doku banyosuna oxytube sabitleyerek doku-organ banyosuna birleştirin. Kas montaj aparatı monte banyo takın. Oxytube için gaz hattı bağlayın. Su ceketi doku banyosuna su sirkülasyon hatları sabitleyin ve banyo drenaj içine iğne vana yerleştirin.
- Dolaşan su-banyosu ile kapatın ve 30 ° C'de 7 sıcaklığını ayarlamak. 95% 5 PSI (inç kare başına pound) O 2 -5% CO 2 oxytube akmasına izin verin. Ringer tamponu ile banyo doldurun. En azından için tampon dengelemekOxytube valfi ile sürekli bir gaz akışı ile 10 dk.
- (Uyarıcı, dual-mode kolu sistemi ve sinyal arayüzü) aletleri açın. Üreticinin talimatlarına göre dinamik kas kontrolü (DMC) yazılımı yükleyin.
1.2 EDL kasının diseksiyonu
Bütün hayvan çalışmaları Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından onaylanmalıdır.
- 2.5 ul / anestezik kokteyl (malzeme bölümüne bakınız) g vücut ağırlığı intraperitoneal enjeksiyonu ile fare uyuştur. Cerrahi prosedür boyunca, sedasyon derinliği ayak tutam yaparak kontrol edildi. Anestezi altında hayvan tutmak için gerektiğinde ilk anestetik dozunun% 10 oranında bir ek yönetilmektedir. Arka bacak Tıraş. Bir ısıtma yastığı üzerinde fare koyarak diseksiyon prosedür ° C önce 37 vücut sıcaklığı koruyun. Vücut sıcaklığı sürekli olarak, rektal temperat ölçülmesi ile izlenirtermal prob kullanılarak ure.
- Diseksiyon kurulu (Şekil 1) üzerinde fare sırtüstü konumlandırın. Bacak cilt soyun arka bacak kasları ortaya çıkarmak. Iki terzi pimleri, grasilis kas ayak diğeri kullanarak Sylgard blok bacak sabitleyin. 37 iç vücut ısısını korumak için fare vücut üstünde bir ısı lambası yerleştirin ° C. Sürekli Ringer tamponu ile açıkta kalan tüm kasları superfuse. Bir vakum hattı sayesinde aşırı tampon boşaltın.
- Distal TA tendon ve ayak doğru cilt diseksiyon bir stereomikroskop altında ekstansör ligaman Açığa. Yavaşça TA kası örten fasya çıkarın. Distal TA tendonun serbest ekstansör bağ kesin.
- Distal TA tendonu kesin ve TA kas kalkmasına kullanabilirsiniz. Dikkatlice proksimal eki de TA kas kaldırın. TA kas damar rüptürü nedeniyle kanama absorbe EDL kasının yanında Ringer tampon batırılmış pamuk ince bir parça yerleştirin. Aşırı tampon ve kan temizlemek için vakum hattı kullanın.
- Distal EDL kasının kas tendon bileşkesine (MTJ) (Şekil 2) bir ekmek ipek sütür kullanarak bir döngü düğüm tarafından izlenen bir çift kare knot kravat. Proksimal EDL kasının açığa biseps femoris kasının distal kısmına bir kesi olun. Proksimal EDL tendon MTJ de knot aynı seti (Şekil 2) tekrarlayın. Aynı sütür hattı kullanarak bir çift kare düğüm ile proksimal veya distal knot birine kol kanca takın. Kalan sütür hattı kesti.
- Proksimal sütür düğümü üstün proksimal EDS tendonu kesin. Kanca ile EDL kasının yukarı kaldırın ve kas altında damar kesti. Arka bacak arasından EDL kasının çıkarmak için distal sütür düğümü aşağı distal EDS tendonu kesin. Ringer tampon batırılmış bir parça pamuk ile maruz arka bacak örtün.
- Kol için kanca takın. Dikey olarak kas hizalamaiki elektrot arasında. Sabit yazılan distal sütür hattı sabitleyin. Daldırın Ringer tampon kas dokusu banyo yukarı kaldırın. Iki ince / kaba çeviri aşama kullanılarak 1.0 g istirahat gerilim ayarlayın ve kas en azından 10 dakika için denge sağlaması için izin verir.
1.3 EDL kasının kasılma ve pasif özellikleri Ölçüm
Aşağıdaki ölçümler her biri için yazılım DMC içinde parametrelerini ayarlamak için Tablo 2 kullanın. Dinamik kas analizi (DMA) yazılımını kullanarak verileri analiz edin.
1.3.1 EDL kasının kasılma özelliklerinin ölçülmesi
- Kas 8 stabilize etmek dışında 60 sn ile 150 Hz'de EDL kasının üç kez teşvik.
- Optimal uzunluğu (Lo) belirlemek için farklı dinlenme gerilimleri EDL kasının teşvik. Optimum uzunluğu kas maksimum kasılan gerginliği geliştirir hangi uzunluğudur. Ile kas izin2 dakika dinlenin.
- Lo dinlenme gerginliğini ayarlayın. Tek seğirme stimülasyon az kas kuvveti ölçün. Mutlak seğirme kuvveti (Pt), pik gerilimi (TPT) ve Pt yarısından gevşeme zamanı (½ RT) için zaman belirleyin. Kas 2 dk dinlendirilir.
- Lo dinlenme gerginliğini ayarlayın. Farklı stimülasyon frekansları (50, 80, 100, 120, 150 ve 200 Hz) üretilen tetanik kas kuvveti ölçün. Kas kuvveti maksimal ulaştığında mutlak maksimal tetanik kas kuvveti (Po) belirleyin. TPT ve ½ Po 9 RT ölçün.
- Kas 5 dk dinlendirilir. Lo dinlenme gerginliğini ayarlayın. Çevrimleri arasında 2 dk dinlenme ile eksantrik kasılmalar 10 döngüleri uygulayın. Eksentrik her döngüden sonra Po göreli gücü kaybını hesaplayınız.
- Cihazdan EDL kasının ayırın ve dikiş yerinde tendonlar kesilir. Kas ıslak ağırlık belirleyin ve kas kesit alanı (CSA) hesaplamak6,10.
1.3.2 EDL kasının pasif özelliklerinin ölçülmesi
- Kontralateral EDL kasının inceleyin ve Bölüm 1.2 'de açıklandığı gibi cihazla birleştiriniz, 2 ila 7 adım.
- Kas 10% Lo bir artış ile% 160 Lo gergin bir altı adım germe protokolü Konu EDL kasının. Gerilme-deformasyon profili 6. Çözümle.
- 10% Lo germe ve kas tutarak sonra aşağıdaki süreler de stres gevşeme oranı (SRR) ölçerek EDL kasının viskoz özelliği Değerlendirin: zirveden 0.1s sonrası pik (puan), 0.1 0.2s için 0,2 ila 0,5 s pp dan 0.5 'dan 1S ppm'e ve 1 ila 1.5s pp için pp,
- Fare anestezi altında iken Çalışmanın sonunda, servikal dislokasyon ve / veya dekapitasyon ile fare ötenazi. Cihazdan EDL kasının ayırın ve dikiş yerinde tendonlar kesilir. Kas ıslak ağırlık belirleyin ve kas çapraz se hesaplamakctional alanı (CSA) 6, 10.
2. Yerinde TA Kası Kontraktil Özelliklerinin Değerlendirilmesi
TA kasının kasılma özelliklerinin yerinde kas testi sisteminde Aurora Bilimsel kullanılarak ölçülür. Malzeme ve ekipman için Tablo 1'e bakınız.
2.1 Ekipmanın hazırlanması
- 37 termo-kontrollü hayvan sahne kadar ısıtın ° C dolaşan su banyosu kullanılarak.
- (Uyarıcı, dual-mode kolu sistemi ve sinyal arayüzü) aletleri açın. Üreticinin talimatlarına göre DMC yazılımı yükleyin.
Yerinde kuvvet ölçümü için TA kas 2.2 hazırlanması
- Fare anestetize, arka bacak ve tıraş Bölüm 1.2 'de 3 ila adım 1 de tarif edildiği gibi TA kas maruz.
- Patella ligament USI etrafında bir çift kare düğüm Kravatng bir ekmek ipek sütür. Distal TA kas MTJ (Şekil 2) bir döngü düğüm tarafından izlenen bir çift kare düğüm Kravat, aynı sütür hattı kullanılarak distal TA tendon düğüm bir ~ 10 mm döngü bırakarak başka bir çift kare düğüm. Döngü tarafındaki ikinci çift kare düğüm yerleştirin.
- Arka bacak arasından işaretçilerine çıkarın ve hayvan eğilimli konumlandırmak. Biseps femoris kas Açığa. Siyatik sinir ortaya orta hatta bir kesi olun. Siyatik sinirin proksimal ucunun etrafında bir çift kare düğüm Kravat. Sütür hatlarının bir tarafı Trim ve düğüm üstün sinirlerini kesti. Yavaşça, dikiş hattı kullanarak diz doğru siyatik sinir çekin ve özgür çevreleyen bağ dokusu ~ uzunluğu 5 mm temizleyin. Bu işlem sırasında sinir germek ve sürekli zil tamponu ile sinir superfuse etmeyin.
- Olarak 3'e kadar olan adımları 1 'de tarif kontralateral TA kas hazırlayın. Ri bir parça ile maruz arka bacak biri Kapaknger tampon pamuk ıslatılır. Sürekli önceden ısıtılmış (37 ° C) Ringer tampon ile arka bacaklarda hem superfuse. Bir vakum hattı sayesinde aşırı tampon çıkarın.
- Hayvan platformda eğilimli hayvan yerleştirin. Hayvan platforma diz kelepçe tutucu takın ve patella ligament dikiş hatları kullanarak çift kare knot ile metal pin her iki diz sabitleyin. Terzi işaretçilerine kullanarak Sylgard blokta iki ayak Pin. Termo-kontrollü sahneye hayvan platformu sabitleyin. 37 ° C 'de hayvansal iç vücut ısısını korumak için ısı lambası konumu
- Hayvan platforma elektrot tutucu sabitleyin ve sütür hattı kullanarak elektrot üzerinde siyatik sinir yatıyordu. Uzaklıkta arka bacak kaslarından elektrodu tutun. MTJ dikiş yerinde örtünmeyen arka ekstremite distal TA tendonu kesin. Kol kanca distal TA tendon dikiş döngü takın. Sıcak bir Ringer tampon batırılmış pamuk ile maruz arka bacak kası örtün.
- DMC yazılım parametrelerini ayarlamak için Tablo 2 kullanın. TA kas kasılma özelliklerini belirlemek için Bölüm 1.3.1 'de tarif edilen aynı protokol takip edin. DMA yazılımını kullanarak verileri analiz edin.
- Kasılma özelliği ölçüm yapıldıktan sonra, tesviye kol kanca distal TA tendon dikiş döngü ayırın. TA kas çıkarın. Kas ıslak ağırlık belirleyin ve CSA 10 hesaplayabilirsiniz.
- 1-3 Yukarıda açıklanan aşamalara göre kontralateral TA kas kasılma özelliklerini ölçün. Çalışmanın sonunda, kurumsal kurallarına göre fare Euthanize.
Representative Results
Aşağıdaki sonuçlar önceki raporlarımızda 6,9 bir temsilidir. Veriler ortalama ortalama ± standart hata olarak sunulmuştur. Tablo 3. Normal BL10 ve yaşı 4 ila 6 ayda distrofin eksikliği (mdx) farelerde EDL kasının morfometrik özelliklerini gösterir. Şekil 4 temsili kasılma ve pasif özelliklerini gösterir BL10 ve mdx fareler EDL kasının. EDS kasının kasılma özelliklerini spesifik (mutlak CSA bölünmüş kuvvet) seyirme kuvvet (Şekil 4A), belirli bir maksimum kuvvet tetanik (Şekil 4B), TPT ve yarım maksimum mutlak tetanik kuvvet RT dahil olmak üzere, aşağıdaki terimler ile tanımlanır (Şekil 4C, D). TPT ve ½ RT de mutlak kasılan kuvveti hesaplamak mümkündür. Stres-gerilme profili (Şekil 4E) ve SRR (Şekil 4F) birEDL kasının pasif özelliklerini tanımlamak için kullanılır yeniden.
Distrofin yokluğu EDL kasının 6,9 kasılma ve pasif özellikleri üzerinde önemli bir etkisi vardır. Belirli seğirme ve tetanik güçleri önemli ölçüde mdx EDL kasının azalır. ½ RT mdx EDL kasının daha yavaş iken TPT çok daha hızlıdır. Stres-gerilme profili bu sertliği belirgin mdx EDL kasının artış olduğunu göstermektedir. Sonrası yüksek gerilimleri daha hızlı düşüş ise mdx EDL kasının da tepe stres ulaşmadan önce bir ölçüde çok daha yüksek direnç kuvveti (pasif stres) vermektedir. Ayrıca, SRR BL10 EDL kasının kıyasla mdx EDL kasının anlamlı derecede yüksek bulunmuştur.
İstatistiksel analiz
İki grup arasında istatistiksel anlamlılık Student t-testi ile analiz edilmiştir. Ler içinBirden gruplar arasında tatistical önemi, Tek yönlü veya Bonferroni post hoc analizi takiben iki-yönlü ANOVA analizi SAS yazılımı (SAS Institute Inc, Cary, NC) kullanmanız önerilir. Fark durumunda p <0.05 anlamlı olarak kabul edilmektedir.
Tablo 1. Malzemeler ve ekipmanlar.
| Deney | Dinlenme gerginlik (gram) | Darbe frekansı (Hz) | Puls genişliği (ms) | Stimülasyon süresi (ms) | Streç uzunluğu | Streç süresi (ms) | Streç oranı | Yorumlar |
| 1. EDL kasının ex vivo kasılma ve pasif özelliklerin değerlendirilmesi | ||||||||
| 1.3.1 EDL kasının kasılma özelliklerinin ölçülmesi | ||||||||
| 1. Isınmak | 1.0 | 150 | 0.2 | 300 | Her uyaran arasındaki 60 saniye boyunca kas dinlendirin. Bunlar ön tetanik kasılmalar sonraki ölçümler için kas stabilize. | |||
| 2. Optimal kas uzunluğu (Lo) | 0.5, 1.0, 1.5 ve 2.0 | 1 | 0.2 | 300 | Kas Her uyaran arasındaki 30 saniye dinlenmek için izin verin. Bir dijital kumpas kullanılarak kas optimum uzunluğunu ölçün. | |||
| 3. Tek twitch kuvveti (Pt) | Lo dinlenme gerginliğini ayarlayın | 1 | 0.2 | 300 | ||||
| 4. Tetanik kas kuvveti | Lo dinlenme gerginliğini ayarlayın | 50, 80, 100, 120, 150 ve 200 | 0.2 | 300 | Kas her uyaran arasında 1 dakika dinlenmek için izin verin. Maksimal mutlak tetanik kuvvet (Po) oluşturmak frekansı belirleyin. | |||
| 5. Eksantrik kasılma | Lo dinlenme gerginliğini ayarlayın | Maksimum tetanik kuvvet (Po) üretir frekansı kullanın | 0.2 | 700 | % 10 Lo | stimülasyon süresinin son 200 ms | 0.5 Lo / sn | Çevrimleri arasında 2 dk dinlenme ile 10 döngü için eksentrik tekrarlayın. |
| 6. EDL kasının CSA | CSA = (kas kütlesi (g) / [1.06 g / cm 3 x (Lo x 0.44)]. 1.06 g / cm 3 kas yoğunluğu ve 0.44 oranı Lo EDL kas lif uzunluğu. | |||||||
| 1.3.2 EDL kasının pasif özelliklerinin ölçülmesi | ||||||||
| 1. Altı adım protokolü germe | Lo dinlenme gerginliğini ayarlayın | % 10 Lo | 2 cm / sn ' | % 160 Lo ulaşıldığında kadar Lo% 10 bir artış ile germe protokolü tekrarlayın. Streç döngüleri arasındaki alow 1,5 sn. | ||||
| 2. SRR | Lo dinlenme gerginliğini ayarlayın | % 10 Lo | 2 cm / sn ' | SSR t gerilme farkı bölünmesiyle hesaplanırime bir zaman dilimi içinde iki zaman nokta arasında geçen. | ||||
| 2.3 TA kas kasılma özelliklerinin ölçülmesi | ||||||||
| 1. Isınmak | 4.0 | 150 | 0.2 | 300 | Her uyaran arasındaki 60 saniye boyunca kas dinlendirin. | |||
| 2. Optimal kas uzunluğu (Lo) | 3.0, 4.0, 5.0, 6.0 ve 7.0 | 1 | 0.2 | 300 | Kas Her uyaran arasındaki 30 saniye dinlenmek için izin verin. Bir dijital kumpas kullanılarak kas optimum uzunluğunu ölçün. | |||
| 3. TA kas CSA | CSA = (kas kütlesi (g) / [1.06 g / cm 3 x (Lo x 0.6)]. 0.6 Lo ra TA kas lif uzunluğutio. | |||||||
Tablo 2. EDL ve TA kasların mekanik özelliklerinin değerlendirilmesi için Parametreler.
| Zorlanma | Yaş (ay) | Vücut ağırlığı (g) | EDS ağırlığı (mg) | EDL Lo (mm) | EDS, CSA (mm2) |
| BL10 | 6 | 32.03 ± 0.57 | 13.90 ± 0.77 | 14.09 ± 0.04 | 2.12 ± 0.12 |
| mdx | 6 | 35.44 ± 0.42 * | 16.73 ± 0.42 * | 13.93 ± 0.05 * | 2.57 ± 0.07 * |
Tablo 3. MD EDL kas morfometrik özellikleri. * Değerinex fareler arasında BL10 fareler yaştaki önemli ölçüde farklı olduğunu.
Şekil 1. Ismarlama fare diseksiyon kurulu şematik diyagramı. Diseksiyon kurulu bir ½ inç kalınlığında pleksiglas malzemeden yapılmış ve kurumsal dükkanında imal edilmiştir. büyük bir rakam görmek için buraya tıklayın .
/>
Şekil 2. MTJ bir döngü düğüm tarafından izlenen bir çift kare düğüm bağlama aşamalarını gösteren dijital görüntüler bir dizi. Asterisk,EDL kasının; Ok, EDL kasının distal tendon.
/>
Şekil 3,. Yerinde TA kas fonksiyonu tayininde için ısmarlama platformu şematik diyagramı. Pleksiglas hayvan platformu ve paslanmaz çelik diz tutucu in situ fare aygıtı içinde 809B üzerine monte edilmek üzere tasarlanmıştır. * Paslanmaz çelik çubuk (Cat # MPR-2.0 , Siskiyou, Grants Pass, OR); #, Evrensel elektrot tutucu (Cat # MXB, Siskiyou, Grants Pass, OR); §, elektrot eki çubuk (Cat # MPR-3.0, Siskiyou, Grants Pass, OR); **, Sylgard blok. büyük bir rakam görmek için buraya tıklayın .
Şekil 4. EDL kasının kasılma ve pasif özellikleri Temsilcisi sonuçları. EDL kasının kasılma özellikleri Belirli bir seğirme kuvveti (A), spesifik tetanik kuvvet (B), tepe noktası gerilimi (C) ve yarı gevşeme süresi (D) için süre ile karakterize edilir. EDS kas pasif özellikleri gerilme şekil profil (E) ve SSC ile değerlendirilir. *, MDX farelerden alınan BL10 fareler yaş grubundaki önemli ölçüde farklıdır.
Discussion
Bu protokol, kontraktil ve pasif özellikleri EDL kasının ve TA kas kasılma özelliklerini ölçmek için fizyolojik testler gösterdik. Kas fizyolojisi çalışmalarında önemli bir endişe hedef kas oksijenasyonu olduğunu. Ringer tampon oksijen difüzyon in vitro assay bir de kas merkezine ulaşmak olmayabilir, çünkü büyük kaslar (örneğin TA kas gibi), in situ yaklaşım tercih edilmektedir. Yerinde bir yaklaşım olarak normal kan temini ve hipoksi ile ilişkili rahatsız etmez yapay etkilerinden kaçınılır. EDS, kas fizyolojisi içine alan en yaygın olarak kullanılan kas biridir. Tüm kas yeterli oksijen dolayı kas boyutunun küçük in vitro sistemde de elde edilebilir. Bundan başka, in vitro sistem içinde kapalı bir iyon konsantrasyonu (Ca2 +, Na + ve K +) işlemek için çevre ve kimyasal içerirOptimal kas gücü üretimi için gerekli olan kalori (ATP ve glikoz). Bu kuvvet üretimi bu değişkenlerin etkisini incelemek için büyük bir fırsat sunuyor.
Ekstremite kas kasılma ve pasif özellikleri doğru ölçülmesi iskelet kası fonksiyonu çalışma için çok önemlidir. Bu özelliklerin Karakteristik değişiklikler genellikle çeşitli kas hastalıklarından diğerlerinden ayıran olarak kabul edilmektedir. Bu parametrelerde değişiklikler de deneysel bir tedavinin etkili olup olmadığını belirlemek için önemli göstergelerdir.
Disclosures
Çıkar çatışması ilan etti.
Acknowledgments
Bu çalışma Sağlık (AR-49419, DD), Müsküler Distrofi Derneği (DD) ve NIH eğitim bursu T90DK70105 (CH) Ulusal Enstitüleri ile hibe tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Tissue-organ bath | Radnoti LLC, CA, USA | Water-jacket tissue bath (Cat #158351-LL), Oxygen disperser tube (Cat #160192), Luer valve (Cat#120722) | |
| Circulating water bath | Fisher Scientific, Waltham, MA, USA | ||
| Gas mix | Airgas National, Charlotte, NC, USA | 95% O2 and 5% CO2 | |
| In vitro muscle function assay apparatus |  Aurora Scientific, Aurora, ON, Canada |
The system consists of a stimulator (Model# 701A), a dual-mode lever system (Model#300C or 305C), a signal interface (Model # 604B) and a test apparatus (Model# 800A) to vertically mount tissue organ bath | |
| In vitro muscle function assay software | Aurora Scientific, Aurora, ON, Canada |
Dynamic muscle control (DMC) software and dynamic muscle control data analysis (DMA) software | |
| Mouse anesthesia cocktail mixed in 0.9% NaCl | Refer to the institutional guidelines | Ketamine (25 mg/ml), xylazine (2.5 mg/ml) and acepromazine (0.5 mg/ml). Throughout the surgical procedure, a supplement of 10 % of the initial dose may be needed to keep animal under anesthesia. | |
| Sylgard | World Precision Instrument | Cat#SYLG184 | |
| A custom-made Plexiglas dissection board | In house designed | Refer to Figure 1 | |
| Heating lamp | Tensor Lighting Company, Boston, MA, USA | 15 Watt lamp to keep the mouse warm during dissection | |
| Ringer's Buffer | Chemicals are purchased from Fisher Scientific, Waltham, MA, USA | Composition in mM: 1.2 NaH2PO4 (Cat#S369) , 1 MgSO4 (Cat# M63), 4.83 KCl (Cat# P217), 137 NaCl (Cat# 217), 24 NaHCO3 (Cat# S233), 2 CaCl2 (Cat #C79) and 10 glucose (Cat# D16). Dissolve chemicals individually and mix in the order listed above. Store at 4 °C. | |
| Stereo dissecting microscope | Nikon, Melville, NY, USA | ||
| Dissection tools | Fine Science Tools, Foster City, CA, USA | Coarse forceps, coarse scissors, fine forceps (Straight and 45 ° angle) | |
| Braided silk suture #4-0 | SofSilk USSC Sutures, Norwalk, CT, USA | Cat # SP116 | |
| A custom-made stainless steel hook | Small Parts, Inc. | 2'' long S/S 304V (0.18'' diameter) for force transducer 305C or 2.5'' long S/S 304V (0.012'' diameter) for transducer 300C (Cat# ASTM A313) | |
| In situ muscle function assay system | Aurora Scientific, Aurora, ON, Canada |
The system (809B, in situ mouse apparatus) consist of a stimulator (Model# 701B), a dual-mode lever system (Model# 305C), a signal interface (Model# 604A) and a thermo controlled footplate apparatus (Model# 809A) | |
| In vitro muscle function assay software | Aurora Scientific, Aurora, ON, Canada |
Dynamic muscle control (DMC) software and dynamic muscle control data analysis (DMA) software | |
| A custom-made TA assay animal platform | In house designed | Refer to Figure 2 | |
| A custom-made stainless steel hook | Small Parts, Inc. | Cat# ASTM A313 | 0.5'' long S/S 304V (0.18'' diameter) |
| Custom-made 25G platinum electrodes | Chalgren Enterprises, Gilroy,CA | Solder two 0.016'' thick platinum wires to two 24G electric wires | |
Table 1. Materials and equipment. |
|||
References
- Huijing, P. A. Muscle as a collagen fiber reinforced composite: a review of force transmission in muscle and whole limb. J. Biomech. 32, 329-345 (1999).
- Moss, R. L., Halpern, W. Elastic and viscous properties of resting frog skeletal muscle. Biophys. J. 17, 213-228 (1977).
- Hoffman, E. P., Brown, R. H., Kunkel, L. M. Dystrophin: the protein product of the Duchenne muscular dystrophy locus. Cell. 51, 919-928 (1987).
- Petrof, B. J., Shrager, J. B., Stedman, H. H., Kelly, A. M., Sweeney, H. L. Dystrophin protects the sarcolemma from stresses developed during muscle contraction. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90, 3710-3714 (1993).
- Pastoret, C., Sebille, A. mdx mice show progressive weakness and muscle deterioration with age. J. Neurol. Sci. 129, 97-105 (1995).
- Hakim, C. H., Grange, R. W., Duan, D. The passive mechanical properties of the extensor digitorum longus muscle are compromised in 2- to 20-mo-old mdx mice. J. Appl. Physiol. 110, 1656-1663 (2011).
- Segal, S. S., Faulkner, J. A. Temperature-dependent physiological stability of rat skeletal muscle in vitro. Am. J. Physiol. 248, 265-270 (1985).
- Grange, R. W., Gainer, T. G., Marschner, K. M., Talmadge, R. J., Stull, J. T. Fast-twitch skeletal muscles of dystrophic mouse pups are resistant to injury from acute mechanical stress. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 283, 1090-1101 (2002).
- Hakim, C. H., Duan, D. Gender differences in contractile and passive properties of mdx extensor digitorum longus muscle. Muscle Nerve. 45, 250-256 (2012).
- Hakim, C. H., Li, D., Duan, D. Monitoring murine skeletal muscle function for muscle gene therapy. Methods Mol. Biol. 709, 75-89 (2011).
