Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Developmental Biology

Subcutane Neurotrofine 4 Infusie Met Osmotische Pompen Of Directe Spierinjectie Verbetert Veroudering Rat Larynx Spieren

Published: June 13, 2017 doi: 10.3791/55837

Summary

Hier presenteren wij een protocol om het gebruik van neurotrophin 4 (NTF4) systematisch te beschrijven en rechtstreeks te remodellen larynxale spierveroudering.

Abstract

Larynxale dysfunctie bij ouderen is een belangrijke oorzaak van handicap, van stoornissen aan dysfagie en verlies van luchtweg beschermende reflexen. Er zijn weinig, indien aanwezig, therapieën die gericht zijn op leeftijdgerelateerde larynxale spierdisfunctie. Neurotrofinen zijn betrokken bij spierinervation en differentiatie van neuromusculaire kruispunten (NMJ's). Het is van mening dat neurotrofinen neuromusculaire transmissie versterken door de vrijlating van neurotransmitteren te verhogen. De neuromusculaire kruispunten (NMJ's) worden kleiner en minder overvloedig in verouderende larynxale spieren van de rat, met bewijs van functionele denervation. We hebben de effecten van NTF4 onderzocht voor toekomstig klinisch gebruik als therapeutisch voor het verbeteren van de functie bij het verouderen van menselijke larynxspieren. Hier geven we het gedetailleerde protocol voor systemische toepassing en directe injectie van NTF4 om het vermogen van veroudering van de rat larynxale spier te onderzoeken in verband met NTF4 applicatie. Bij deze methode kregen ratten ofwel systematisch via o NTF4Smotische pomp of door directe injectie door de vocale plooien. Larynxale spieren werden vervolgens gedissecteerd en gebruikt voor histologisch onderzoek naar morfologie en leeftijdverwante denervation.

Introduction

Larynxale spieren trekken snel en consistent samen en zijn kwetsbaar voor de nadelige effecten van veroudering. Deze constante activiteit wordt geacht bij te dragen aan spraakproblemen of dysfagie waargenomen bij personen ouder dan 65 jaar 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 . Verscheidene moleculaire en pathofysiologische mechanismen dragen bij aan deze leeftijdgerelateerde disfunctie. Deze mechanismen kunnen remodellering van larynxmucosa, spiervezelatrofie of -verlies omvatten, gebrek aan regeneratie of atrofie van spiervezels, waardoor de vocale vouwen worden gebogen en de glottisluiting 8 , 9 , 10 , 11 niet mogelijk is . Er is geen bewezen medische therapie op dit moment dat kan comDeze leeftijdsgebonden veranderingen in deze spieren verbeteren of voorkomen.

Modulatie van de effectiviteit van neuromusculaire transmissie kan de neuromotorische prestaties sterk beïnvloeden. De familie van neurotrophins omvat zenuwgroeifactor (NGF), hersenverwante zenuwgroeifactor (BDNF), neurotrophine 3 (NTF3) en NTF4 12 , 13 . Neurotrofinen hebben aangetoond dat ze synaptische werkzaamheid 1 , 4 moduleren. Hepatocytgroeifactor, transformerende groeifactor bèta en fibroblastgroeifactor, is onlangs bij mensen gebruikt voor de behandeling van vocal fold scarring 15-17. NTF4 regelt ook de effectiviteit van de NMJ; Muizen die NTF4 ontbreken tonen gedemonteerde NMJ's 11 , 18 , 19 . Deze studies leiden tot veelbelovende effecten van behandelaarsT van veroudering van larynxale spierstoornissen en denervering met groeifactoren.

Directe injectie therapeutica aan de weefsels van de vocale vouwen zijn niet bij elkaar in de mens. Bijvoorbeeld worden lokale injecties van botulinum toxine momenteel gebruikt als een effectieve behandeling voor neurologische bewegingsstoornissen die de spieren in de larinks beïnvloeden, zoals spasmodische dysfonie en bilaterale herhalende larynxale zenuwverlamming 20 , 21 . Hyaluronzuurhydrogel is een ander injecteerbaar, dat gebruikt wordt om vocale vouwverschrikking en glottale insufficiëntie 22 , 23 te behandelen. Injectie laryngoplastie kan worden gebruikt om een ​​verscheidenheid aan communicatie stoornissen te behandelen 24 . Deze directe injectiemethoden houden belofte om de vocale functie te verbeteren en te slikken in verouderende populaties.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Gebruik mannelijke Fischer 344-Brown Noorse ratten op 6 en 30 maanden oud voor dit protocol. Ratten werden verkregen uit het National Institute of Aging knaagdierkolonie. Wij hebben ratten gebruikt voor deze studie omdat de structuur van de larynx van de rat gelijkwaardig is aan die van de mens, functioneel voor de bescherming van de luchtwegen en soortenspecifieke vocalisaties. Deze studie is uitgevoerd in overeenstemming met het PHS-beleid inzake humane zorg en gebruik van laboratoriumdieren, De NIH Gids voor de zorg en het gebruik van laboratoriumdieren en de dierenwelzijnswet (7 USC et seq.); Het protocol voor diergebruik werd goedgekeurd door het Institutionele Diervoeder- en Gebruikskomitee (IACUC) van de Universiteit van Kentucky.

1. verdoving van ratten

  1. Bereid de anesthetica door middel van ketaminehydrochloride (dissociatieve verdoving) en xylazinehydrochloride (verdovend en pijnstillend) in gebufferde zoutoplossing. De concentraties ketamine en xylazine in de uiteindelijke oplossing zijn 100 mg / 8 mg per kgLichaamsgewicht respectievelijk.
  2. Spuit de anesthetica in de rat door intraperitoneale toediening met behulp van een injectiespuit met een 25 G-naald.
  3. Bepaal dat de rat voldoende verdoofd is door de teen of de voet te knijpen met tang. Als de rat niet reageert op de knijp, dan kan de operatie beginnen. Als de rat op de teenknijp reageert met reflex of spiercontracties, wacht dan 1-2 minuten en herhaal de knijp test. Als de rat weer reageert, vervang de rat met een nieuw dier en herhaal de procedure vanaf stap 1.2.
  4. Breng oogheelkundige salf aan de ogen van de rat, nadat de rat onbeweeglijk is, om te voorkomen dat de hoornvlies uitdrogen.

2. Implantatie van osmotische pompen

  1. Plaats de rat ventrale op het aseptische chirurgische gebied. Meloxicam dient als preanesthetische medicatie te worden toegediend. Administreer intraperitoneaal bij een dosering van 1-4 mg / kg lichaamsgewicht met behulp van een injectiespuit met een 25 G-naald.
  2. Gebruik clippers om een ​​approxima te verwijderen1 x 1 "vierkante bont van de achterkant van de nek en ongeveer 1" caudale ruimte tussen schouders. Scheer zo dicht mogelijk bij de huid.
  3. Natte de rug en nek met desinfecterende ethanol (70%).
  4. Na het scheren, schrob het dorsale aspect van de nek met 3 scrubs in opvolging van de jodium-alcohol afwerking met alcohol.
  5. Handhaving van de lichaamstemperatuur van de rat door het op een verwarmingspaneel op te zetten op 34 ° C.
  6. Vul aseptisch bereide osmotische pompen met 50 μL NTF4 of zoutoplossing voor systemische NTF4-behandeling ( Figuur 1 ).
    1. Gebruik een scalpel om een ​​horizontale incisie ongeveer 2 cm breed door de huid te maken, gewoon kraniaal naar de ruimte tussen de scapulae. Houd de achterkant van de insnijding met de pincet met de ene hand terwijl u de punt van de hemostaten plaatst en voorzichtig naar de incisie duwt.
    2. Na het punt van de hemostaten is ongeveer 2 cm cRoteer naar de incisie, open de handgrepen op de hemostaten, uitbreiding van de tips om een ​​holle "zak" subcutaan te vormen naar de incisieplaats. Dit zal de plaats van de pomp zijn.
  7. Oriënteer het einde van de pompleveringsportaal eerst bij invoeging om elke interactie van de NTF4 en de genezing van de incisieplaats van de zak te minimaliseren.
  8. Lever 50 μL NTF4 zoutoplossing voor 7 dagen of 7 dagen. De 7 dagen groep kreeg 6,72 mg / dag NTF4 voor een totale dosis van 47,04 mg. De 14-daagse groep kreeg 6,72 mg / dag voor een totale dosis van 94,08 mg NTF4 25 .
  9. Gebruik 5-0 nylon hechtdraad, hemostaten en tang om de insnijding te maken die is gemaakt voor de plaatsing van de pomp.
  10. Let op de ratten gedurende minimaal 30 minuten, zoals ze terugvinden van verdoving. Criteria voor de voltooiing van de monitoring omvatten het dier actief worden, de kooi bewegen, drinkwater, en andere normale activiteiten beginnen, zoals grooming.
  11. Monitor dieren dagelijksVoor de eerste week door de genezing van de chirurgische plaats te waarnemen, normale voeding en waterverbruik en doorgang van urine / ontlasting en eventuele abnormale gedragstekenen van stress, pijn of andere postoperatieve complicaties.
  12. Als de rat lijkt te zijn in pijn of verdriet, geef de rat eenmaal per 24 uur een 5 mg / kg subcutane injectie van carprofen gedurende maximaal 5 dagen om pijn te verlichten.
  13. Als er een infectie lijkt te zijn, raadpleeg een dierenarts om ervoor te zorgen dat de wond goed geneest.
  14. Afhankelijk van welke experimentele groep de rat binnen komt, verwijder de 5-0 nylon hechting 7-10 dagen na de operatie om irritatie van de draad te voorkomen.

3. Verdoving van ratten voor directe injectie

  1. Onthoud voedsel van de ratten de nacht voor de procedure. Dit zorgt ervoor dat er geen voedsel is om de endoscoop of injectienaald te blokkeren.
  2. Weeg ratten en bereid acepromazine 1-2 mg / kg lichaamsgewicht. Injecteer intramusculaire (de IM locatie is deLinker thyroarytenoid spier).
  3. Plaats de rat in de inductiebox. Verdedig anesthesie in de inductiebox met 5% isofluraan en 1 LO 2 .
  4. Verplaats de rat naar een neuskegel met 2% isofluraan en 600 ml O2.
  5. Bepaal dat de rat voldoende verdoofd is door de teen of de voet te knijpen met tang. Als de rat niet reageert op de knijp, dan kan het injectieprotocol beginnen. Als de rat op de teenknijp reageert met reflex of spiercontracties, wacht dan 1-2 minuten en herhaal de knijp test. Als de rat weer reageert, vervang dan de rat met een nieuw dier en herhaal de procedure vanaf stap 3.4.

4. Directe injectie en visualisatie

  1. Plaats aseptisch voorbereide doseringen van 50 μl die NTF4 of zoutoplossing bevatten in een H2O-bad dat 30 minuten voor 25 minuten bij 25 ° C is ingesteld.
  2. Plaats de rat in een liggende en teruggetrokken positie op een plexiglasplatform ( Figuur 2 ). SusDraai de rat in de teruggetrokken houding van hun frontale bovenste incisors door een geleidingsdraad over de bovenkant van het platform.
  3. Bevestig een 50 mm, 30 gauge, 100 μL spuit aan een 1,9 mm, 30 ° sinus endoscoop ( Figuur 3 ).
    OPMERKING: De spuitmontage is bevestigd via een jig die de canule stevig vastzet aan de buitenwand van de endoscoop. De endoscoop maakt het mogelijk om de vocale vouwen en leiding van de injectiespuit intraoraal te visualiseren. De positie van de canulepunt wordt voor elk dier aangepast om ervoor te zorgen dat de punt volledig en duidelijk zichtbaar is via de endoscopische weergave ( Figuur 4 ).
  4. Gebruik een rubberen tippenstift om de tong te verlengen en lateraal te bewegen. Daarna, voeg een plastic speculum in om mondelinge patiënt te behouden. Maak de speculum van een 5 ml plastic spuitvat, dat is gesneden tot een lengte van 1,5 tot 2 cm, waarbij de gesneden randen afgebroken en glad gepolijst zijn.
  5. Schakel de lichten in de roo uitM en bevestig een halogeenlichtbron aan de endoscoop. Zet de videorecorder aan om de procedure vast te leggen.
  6. Dompel het distale uiteinde van de endoscoop gedurende enkele seconden in warm water om de ontwikkeling van condensatie op de glazen punt te minimaliseren wanneer deze in de mond van de rat wordt geplaatst.
  7. Met behulp van visuele feedback van de monitor, leid de naald voorzichtig naar het gebied van de linker vocale vouw.
  8. Tijd de injectie van de oplossing met de inspirerende fase van de ademhalingscyclus van de dieren om volledig toegang te krijgen tot de vocale vouw. Tijdens de inspirerende fase van ademhaling is de vocale vouw volledig blootgesteld.
    1. Zodra de vocale vouw volledig zichtbaar is, steek de naald in de linker thyroarytenoid, die lateraal wordt gevonden aan de witte middelste rand van de vocale vouw. Met de naald op zijn plaats, lever de injectie door middel van depressie van de spuit.
  9. Zet de halogeenlichtbron uit op de endoscoop en de videospeler, en draai de ro weer aanOm lichten.
  10. Keer de rat terug naar zijn huiskooi en plaats op een verwarmingskussen.
  11. Laat de rat terugvinden voor verwijdering vanaf het verwarmingspaneel. Vervang voedsel en water in de kooi.
  12. Monitor ratten gedurende 7 dagen na de injectie en vernietig daarna. Verwijder de larynges voor cryosectie 24 .

5. Euthanization of Rats

  1. Verdoof ratten met ketaminehydrochloride en xylazinehydrochloride (100 mg / 8 mg per kg lichaamsgewicht geïnjecteerde intraperitoneale injectie).
  2. Euthanize door exsanguination na een mediale thoracotomie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

De ratten werden geëuthaniseerd na 2 weken osmotische pompinfectie of 1 week na directe injectie van NTF4. Larynges werden geoogst, geplaatst in cryoprotectant (30% sucrose en 70% fosfaat gebufferde zoutoplossing) en vervolgens serieel gesneden in 10 μm breedten met een cryostat. Veroudering van larynxale spieren wordt beïnvloed door toediening van NTF4 25 . Naast de jonge en oude rat, vergeleken we de geïnjecteerde en niet-geïnjecteerde kant van de thyroarytenoid spieren. Typisch zien we een verandering in vezelgrootte met leeftijd, die varieert op basis van de toedieningsweg van NTF4 ( Figuur 5 ). Minder fibrose wordt ook na de behandeling kwalitatief waargenomen. Het percentage gedeneerde vezels vermindert met systemische en directe toepassing van NTF4 bij oudere ratten ( Figuur 6 ). De hoeveelheid NMJ's neemt ook toe ( Figuur 7 ). De betekenis van deze toename de Hangt af van de lengte van de behandeling of route van toediening.

Figuur 1
Figuur 1: Representatief beeld van de osmotische pomp. Nadat de pomp met NTF4 is gevuld, wordt de flow moderator in het hoofdlichaam geplaatst om de pomp te verzegelen.

Figuur 2
Figuur 2: Platform voor injectieprocedure. De rat is in een rugleuning op het platform geplaatst en door de voorste bovenste snijpunten geschoven via een geleidingsdraad die aan de bovenkant van het platform is gemonteerd. Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken.

Iles / ftp_upload / 55837 / 55837fig3.jpg "/>
Figuur 3: Representatief beeld van de spuit. Vul de spuit met NTF4 en zoutoplossing. Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 4
Figuur 4: Injectieprocedure. ( A ) De spuit is gekoppeld aan een 19,9 mm 30 ° endoscoop (getoond); (B) Het optische licht wordt gecontroleerd om ervoor te zorgen dat er licht is voor de procedure; ( C ) De real-time video zorgt ervoor dat de naald naar de juiste plaats wordt geleid.

Figuur 5
Figuur 5: Wijzigingen in vezelgrootte en morfologie. Vertegenwoordiger hijMatoxyline en eosin-gekleurde delen van systemische NTF4 7-dagen behandelde (rechts) en onbehandelde (linker) thyroarytenoidspieren bij 30 maanden 26 , 27 , 28 . Er is een toename van de vezelgrootte van controle naar behandelde dieren. Behandeling met NTF4 verandert de 30-mo vezelgrootte naar die van een jonger 6 maanden oud dier. * P <0,05 versus 30 maanden (foto's werden gevangen bij 40X vergroting; schaalbalk = 25 μm, P <0,001). Pijlen in de bovenste foto wijzen op een gebied van fibrose. Er is ook een kwalitatieve afname van fibrose in de behandelde dieren. Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 6
Figuur 6: Verandering in binnensteVations met NTF4 Behandeling. Representatieve Nav1.5 gekleurde secties van systemische NTF4 14 dagen behandelde (rechts) en onbehandelde (linker) thyroarytenoid spieren bij 30 maanden oud (foto's werden gevangen bij 40X vergroting; Schaalbalk = 25 μm) 29 . Er is een vermindering van denervation met leeftijd door Na v 1.5 etikettering (groen). Links paneel is representatief Na v 1.5 (groen) en phalloidin, om vezels (rode) gekleurde secties aan te geven van onbehandelde thyroarytenoïde spieren, het rechter paneel wordt spieren behandeld. Groene insert is Na v 1.5 alleen kleuring.

Figuur 7
Figuur 7: Veranderingen in NMJ's met NTF4 Behandeling. Representatieve fluorescentiemicroscopiebeelden van NMJ's uit systemische NTF4 14-dagen behandelde thyroarytenoid spiergedeelten van verschillende dieren gemarkeerd met a-bungarotoxine (groen) enPhalloidin (rood) dat aantoont dat het NMJ-nummer met 30 maanden bij NTF4-behandeling toeneemt (Schaalbalk = 25 μm), (P <0,001) 11 .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Larynxale spieren zijn kwetsbaar voor de ongunstige effecten van veroudering. Vorige studies hebben aangetoond veranderingen in veroudering larynxale spieren die veranderingen in vezelgrootte, totaal aantal vezels, regeneratief vermogen, NMJ grootte en hoeveelheid veranderingen omvatten, naast variaties in contractiele functie en myosine isoform verschuivingen 4 , 11 , 27 , 30 , 31 . Veroudering larynxspier kan worden veranderd door toepassing van neurotrofinen. Deze veranderingen kunnen gemakkelijk worden gemeten. Daarom, rat larynx spieren een nuttig model om de effecten van veroudering, en stemmingsziekten / stoornissen te bestuderen. De studie van deze spieren kan ook helpen bij het ontwikkelen van interventies of beschermende processen bij de verouderende mens.

Onze methode van systemische of directe toepassing van NTF4 produceert een remodelleringsrespons bij het verouderen van ratlarynxspieren. Dit laat zien dat neurotrofinen therapeutisch potentieel kunnen hebben op veroudering-gerelateerde spierdisfunctie. De directe toepassing van neurotrophins kan gemakkelijk vertaald worden naar het menselijke model van vocale veroudering door injectievectoren 25 .

Er zijn veel factoren om te overwegen bij het gebruik van het injectieprotocol. Allereerst moet erop worden gezorgd dat krassen en letsel aan het zachte weefsel rond het laryngeale vestibule voorkomen. Rekening houdend met het uiteinde van de endoscoop is een scherpe naald verbonden. Ten tweede, de beweging van de naaldpunt in de larinks tijdens de inspiratiefase van de ademhalingscyclus van de dieren vereist de praktijk om de injectie nauwkeurig te stoppen. Ten derde, zorg ervoor dat de naaldpunt duidelijk zichtbaar is voordat u de procedure probeert door vooraf het apparaat op de computermonitor visueel te inspecteren. Ten vierde, het verwarmen van de punt van de endoscoop in hete water voor een paar seconden is een belangrijke stap om ervoor te zorgen dat het foggen van het endoOmvangstip wordt vermeden. Tenslotte is het ook belangrijk om de rat de nacht vast te leggen voor een scopingprocedure. Als het voedsel niet wordt ingehouden, is het hoogstwaarschijnlijk dat ze nog steeds voedselresiduen in de keelholte hebben, waardoor de injectieprocedure vrijwel onmogelijk is om uit te voeren. Ratten moeten dagelijks op tekenen van uitdroging worden gecontroleerd en gewogen om ervoor te zorgen dat er geen significant gewichtsverlies bestaat (groter dan 10% lichaamsgewicht).

Twee kritische stappen in de ontwikkeling van het protocol waren de bevestiging van de spuit aan de endoscoop en het gebruik van een mondelinge speculum. Vaste verankering van het spuitsamenstel was noodzakelijk om eenhande-operatie te vergemakkelijken voor het inbrengen en injecteren van de ruimte. Rekening houdend met de doelen van de studie, in de afwezigheid van directe visualisatie om de spraakvouw te injecteren, kon het experiment niet gerealiseerd worden. Daarnaast werd de oprichting van een mondelinge speculum belangrijk geacht om te voorkomen dat de tong zich verplaatst en in stand houdenE epiglottis open tijdens de hele procedure.

De visueel begeleide injectiemethode onder ging een aantal rondes van modificatie die meestal verband houden met het vinden van de optimale middelen om de spuit en naald veilig aan de endoscoop te verankeren. Na het testen van verschillende vormen van tape lijmen bleek dat in de handel verkrijgbare elastische atletische tape het beste middel was om de spuit aan het endoscooplichaam te verankeren.

De grootste beperking van de visueel begeleide injectiemethode was niet gerelateerd aan instrumentatie, maar eerder aan de behoefte aan een octrooi-keelholte en luchtweg. Hoewel het voedsel voor 24 uur voorafgaand aan de procedure wordt beperkt, lost de meeste van deze problemen op, ratten zullen alles in hun kooien innemen, inclusief beddengoed en ontlasting. Wanneer dit gebeurde, waren er twee oplossingen: (1) de injectie uitstellen tot het dier natuurlijk van hun keelholte wist, of (2) proberen de blokkering handmatig te verwijderen door middel van tang. Het was onze ervaringE, dat de voormalige de betere optie was omdat het het risico op mogelijke verwonding van het dierlijke keelgehalte verminderde.

Gezien de nieuwigheid van dit protocol en de noodzaak om de vocale vouw direct met de verbinding te injecteren, bestaan ​​er geen andere betrouwbare methoden. Gezien de kleine omvang van het larynxstelsel van dieren, wordt de visuele geleidingsinjectie door het mond- en keelgehalte alleen de juiste en consistente plaatsing van de verbinding in het levende dier verzekerd. Het enige andere middel om de vocale vouw direct te injecteren, was om van een externe positie door de huid en kraakbeen van de larinks te proberen. Hoewel deze methode succesvol is uitgevoerd bij mensen die botulinumtoxine therapieën ondergaan om larynxale dystonieën te verlichten, zijn transcutane injectiemethoden niet haalbaar bij kleine dieren.

De techniek is robuust en kan gebruikt worden voor niet alleen injectie van de vocale vouw, maar ook voor injectieplaatsen binnenDe keel- en orale gebieden. Bovendien kan de methode aangepast worden voor een eenvoudige visuele bewaking van de dierenfaryngeale en larynxale regio door de spuit te verwijderen.

Samengevat is deze injectiemethode een nieuwe manier om biologische mechanismen te bestuderen die verband houden met de behandeling van verouderingsgerelateerde spraakdisfuncties bij mensen. Deze methode heeft ook de mogelijkheid om te worden toegepast op andere ziektemodellen die invloed hebben op voicing, vocale functie, communicatie en inslikken bij mensen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

Dit werk werd ondersteund door subsidies van het Nationaal Instituut voor Doofheid en Andere Communicatie Stoornissen (R21DC010806 naar CAM en JCS en R01DC011285 naar CAM).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Neurotrophin 4 Pepro Tech 450-04 200 ng in 50 μL
Alzet Osmotic Pump DURECT Corporation 2001D
30 ° endoscope Stoltz 61029D
50 mm 30 gauge 100-μL syringe Hamilton 84850 and 201812
saline (sodium chloride solution) Sigma-Aldrich S8776
ketamine hydrochloride Henry Schein 56344
xylazine hydrochloride Henry Schein 33198
25 G 5/8 needle Becton-Dickinson 305901
1 mL syringe Becton-Dickinson 309659
ophthalmic ointment Henry Schein 8897
clippers Oster 44-018
ethanol Decon 2716
iodine (Betadine) Purdue Pharma L.P. 606404
heating pad Sunbeam 731-5
5-0 nylon suture thread AD Surgical PMN-518R6
crile hemostat Fine Science Tools 13005-14
delicate suture tying forceps Fine Science Tools 11063-07
meloxicam Henry Schein 49756
carprofen Merritt Veterinary Supplies 148700
antibiotic ointment Henry Schein 57110
acepromizine Aceproject Henry Schein 3845
isoflurane Isothesia Henry Schein 50033
induction box (anesthetizing box) Harvard Apparatus 50-0116
oxygen compressed tank Scott Gross UN1072
plexiglas platform Small Parts Inc (Amazon)
rubber tipped forceps Fine science tools rubber 11075-00
liquid rubber for forceps above Lowe's 42518
plastic spectula (BD syringe cut to length) Becton-Dickinson 309659
halogen light source rhino-laryngeal stroboscope Kay-Pentax RLS 9100 B
video recorder Kay-Pentax
sucrose Sigma-Aldrich S0389-500G
phosphate buffered saline Sigma-Aldrich P4417-100TAB
cryostat Mictotom HM525 Thermo Scientific HM 525
Gill 1 hematoxylin VWR 10143-142
Shandon eosin-Y alcoholic Thermo Fisher Scientific 6766007
anti-sodium channel Nav1.5 antibody produced in rabbit Sigma-Aldrich S0819
Texas red-X phalloidin Sigma-Aldrich T7471
alpha- bungarotoxin alexa fluor 488 conjugate Thermo Fisher Scientific B-13422
Small animal anaesthesia machine Smiths Medical CDS 9000

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Trupe, E. H., et al. Correlates and consequences of eating dependency in institutionalized elderly. J. Am. Geriatrics Society. 34 (3), 192-198 (1986).
  2. Ward, P. H., Colton, R., McConnell, F., Malmgren, L., Kashima, H., Woodson, G. Aging of the voice and swallowing. Otolaryngol. Head Neck Surg. 100 (4), 283-286 (1989).
  3. Gay, E. G., Kronenfeld, J. J., Dettmann, F. G. A comparison on the effect of regulation on health care for the older American: a tale of two states. Gerontologist. 34 (6), 787-796 (1994).
  4. Hagen, P., Lyons, G. D., Nuss, D. W. Dysphonia in the elderly:diagnosis and management of age-related voice changes. South. Med. J. 89 (2), 204-207 (1996).
  5. Broniatowski, M., et al. Current evaluation and treatment of patients with swallowing disorders. Otolaryngol. Head Neck Surgery. 120 (4), 464-473 (1999).
  6. Lundy, D. S., et al. Aspiration: cause and implications. Otolaryngol. Head Neck Surg. 120 (4), 474-478 (1999).
  7. Schindler, J. S., Kelly, J. H. Swallowing disorders in the elderly. Laryngoscope. 112 (4), 589-602 (2002).
  8. Gambino, D. R., Malmgren, L. T., Gacek, R. R. Age-related changes in the neuromuscular junctions in the human posterior cricoarytenoid muscles: a quantitative study. Laryngoscope. 100 (3), 262-268 (1990).
  9. Sinard, R. J. The aging voice: how to differentiate disease from normal changes. Geriatrics. 53 (7), 76-79 (1998).
  10. Baker, K. K., Olson-Raming, L., Sapir, S., Luschei, E. S., Smith, M. E. Control of vocal loudness in young and old adults. J. Speech Lang. Hear Res. 44 (2), 297-305 (2001).
  11. McMullen, C. A., Andrade, F. H. Functional and morphological evidence of age-related denervation in rat laryngeal muscles. J. Gerontol. A. Biol. Sci. Med. Sci. 64 (4), 435-442 (2009).
  12. Lai, K., Ip, N. Y. Postsynaptic signaling of new players at the neuromuscular junction. J. Neurocytol. 32 (5-8), 727-741 (2003).
  13. Huang, E. J., Reichardt, L. F. Neurotrophins: roles in neuronal development and function. Annu. Rev. Neurosci. 24 (1), 677-736 (2012).
  14. Gonzalez, M., et al. Disruption of Trkb mediated signaling induces disassembly of postsynaptic receptor clusters at neuromuscular junctions. Neuron. 24 (3), 567-583 (1999).
  15. Hirano, S., Kishimoto, Y., Suehiro, A., Kanemaru, S., Ito, J. Regeneration of aged vocal folds: first human case treated with fibroblast growth factor. Laryngoscope. 118 (12), 2254-2259 (2008).
  16. Branski, R. C., et al. Effects of transforming growth factor-beta 1 on human vocal fold fibroblasts. Ann. Oto. Rhinol. Laryngol. 118 (3), 218-226 (2009).
  17. Kishimoto, Y., et al. Effects of exogenous hepatocyte growth factor on vocal fold fibroblasts. Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. 118 (8), 606-611 (2009).
  18. Belluardo, N., et al. Neuromuscular junction disassembly and muscle fatigue in mice lacking neurotrophin-4. Mol. Cell. Neurosci. 18 (1), 56-57 (2001).
  19. Johnson, A. M., Ciucci, M. R., Connor, N. P. Vocal training mitigates age-related changes within the vocal mechanisms in the old rat. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 68 (12), 1458-1468 (2013).
  20. Roscow, D. E., Parikh, P., Vivero, R. J., Casiano, R. R., Lundy, D. S. Considerations for initial dosing of botulinum toxin in treatment of adductor spasmodic dysphonia. Oto. HeadNeck Surg. 148 (6), 1003-1006 (2013).
  21. Benninger, M. S., Hanick, A., Hicks, D. M. Cricothyroid muscle botulinum toxin injection to improve airway for bilateral recurrent laryngeal nerve paralysis, A case series. J. Voice. 30 (1), 96-99 (2016).
  22. Coppoolse, J. M. S., et al. An in vivo study of composite microgels based on hyaluronic acid and gelatin for the reconstruction of surgically injured rat vocal folds. J. Speech Lang Hear Res. 57 (2), S658-S673 (2014).
  23. Hertegård, S., et al. Cross-linked hyaluronan used as augmentation substance for treatment of glottal insufficiency: Safety aspects and vocal fold function. Laryngoscope. 112 (12), 2211-2219 (2002).
  24. Walker, W. F. Jr, Homberger, D. G. Anatomy and dissection of the rat. , Third Edition, W.H. Freeman and Company. New York. (1997).
  25. Ohno, T., Hirano, S., Rousseau, B. Age-associated changes in the expression and deposition of vocal fold collagen and hyaluronan. Ann. Oto. Rhinol. Laryngol. 25 (1), 192-197 (2009).
  26. Stemple, J. C., et al. Enhancement of aging rat laryngeal muscles with endogenous growth factor treatment. Physiol. Rep. 4 (10), e12798 (2016).
  27. McMullen, C. A., Andrade, F. H. Contractile dysfunction and altered metabolic profile of the aging rat thyroarytenoid muscle. J. Appl. Phys. 100 (2), 602-608 (2006).
  28. Engle, W. K., Cunningham, G. C. Rapid examination of muscle tissue. An improved trichrome method for fresh-frozen biopsy section. Neurology. (13), 919-923 (1963).
  29. Sheehan, D. C., Hrapchack, B. B. Theory and practice of histotechnology. Battelle. , Columbus, OH. (1980).
  30. Kulakowski, S. A., Parker, S. D., Personius, K. E. Reduced TrkB expression results in precocious age-like changes in neuromuscular structure, neurotransmission, and muscle function. J. Appl. Phys. 111 (3), 844-852 (2011).
  31. Nishida, N., et al. Age-related change in rat intrinsic laryngeal muscles: analysis of muscle fibers, muscle fiber proteins and subneural apparatuses. Eur Arch Otorhinolaryngol. 270 (3), 975-984 (2013).

Tags

Ontwikkelingsbiologie Uitgave 124 Groeifactoren Larynx Osmotische Pomp Spier Neurotrofine 4 (NTF4) Larynxinjectie Rat Veroudering
Subcutane Neurotrofine 4 Infusie Met Osmotische Pompen Of Directe Spierinjectie Verbetert Veroudering Rat Larynx Spieren
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Andreatta, R. D., Stemple, J. C.,More

Andreatta, R. D., Stemple, J. C., Seward, T. S., McMullen, C. A. Subcutaneous Neurotrophin 4 Infusion Using Osmotic Pumps or Direct Muscular Injection Enhances Aging Rat Laryngeal Muscles. J. Vis. Exp. (124), e55837, doi:10.3791/55837 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter