Summary

चमड़े के नीचे न्यूरोट्रोफिन 4 आसमाटिक पंप्स या डायरेक्ट पेशी इंजेक्शन का उपयोग करने वाली आसव

Published: June 13, 2017
doi:

Summary

यहां, हम न्यूरोट्रॉफ़िन 4 (एनटीएफ 4) के प्रयोग को व्यवस्थित और सीधे चूहे की उम्र बढ़ने वाले लेरिंजल मांसपेशियों को फिर से तैयार करने के लिए प्रोटोकॉल पेश करते हैं।

Abstract

बुजुर्गों में वृद्धावस्था में शिथिलता विकलांगता का एक प्रमुख कारण है, आवाज विकारों से डिस्फागिया और वायुमार्ग सुरक्षात्मक सजगता का नुकसान। कुछ, यदि कोई हो, तो उपचार मौजूद होता है जो लक्ष्य आयु-संबंधित लारेंग्जल मांसपेशियों में शिथिलता है। न्यूरोट्रोपिन मांसपेशियों में स्थिरता और न्यूरोमस्कुलर जंक्शनों (NMJs) के भेदभाव में शामिल हैं। ऐसा माना जाता है कि न्यूरोट्रोपिन न्यूरोट्रांसमीटर रिलायंस बढ़ाने से न्यूरोमस्कुलर ट्रांसमिशन को बढ़ाते हैं। कार्यात्मक झुकाव के सबूत के साथ, स्नायोस्कुलर जंक्शनों (एनएमजे) वृद्धावस्था में चूहे की गोलाकार मांसपेशियों में छोटे और कम प्रचुर मात्रा में होते हैं। भविष्य में नैदानिक ​​उपयोग के लिए हमने एनटीएफ 4 के प्रभावों का पता लगाया है ताकि एक चिकित्सक के रूप में उम्र बढ़ने के मानवीय गोलाकार मांसपेशियों में समारोह में सुधार किया जा सके। यहां, हम NTF4 आवेदन के जवाब में रीमोडल के लिए उम्र बढ़ने वाली चूहे लेरिंजल मांसपेशियों की क्षमता की जांच करने के लिए प्रणालीगत आवेदन और NTF4 के प्रत्यक्ष इंजेक्शन के लिए विस्तृत प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं। इस पद्धति में, चूहों को या तो NT के माध्यम से या तो व्यवस्थित रूप से प्राप्त हुआमुखर सिलवटों के माध्यम से टकराव पंप या प्रत्यक्ष इंजेक्शन द्वारा लारिंवल की मांसपेशियों को तब विच्छेदित किया गया था और आकारिकी और आयु से संबंधित घनत्व के ऊतक विज्ञान परीक्षा के लिए इस्तेमाल किया गया था।

Introduction

लारिन्जियल मांसपेशियों को तेजी से और लगातार अनुबंध करते हैं, और बुढ़ापे के प्रतिकूल प्रभावों के प्रति कमजोर होते हैं। 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 के 65 वर्ष से अधिक उम्र के व्यक्तियों में मनाया जाने वाली समस्याओं या डसैफियाइज की आवाज में योगदान करने के लिए इस निरंतर गतिविधि का योगदान माना जाता है। कई आणविक और पैथोफिसियोलोगिक तंत्र इस आयु से संबंधित रोगों में योगदान करते हैं। इन तंत्रों में लेरिंजल श्लेष्मा, मांसपेशी फाइबर शोष या हानि, मांसपेशी फाइबर उत्थान या शोष की कमी शामिल है जो मुखर परतों को झुकाते हैं और 8 , 9 , 10 , 11 को बंद करने की असमर्थता को शामिल कर सकते हैं। इस समय कोई सिद्ध चिकित्सा चिकित्सा उपलब्ध नहीं हैइन मांसपेशियों में इन उम्र से संबंधित परिवर्तनों को रोक या पुनर्स्थापना।

न्यूरोमस्कुलर ट्रांसमिशन की प्रभावशीलता का मॉड्यूलेशन, न्यूरोमोटर प्रदर्शन को बहुत प्रभावित कर सकता है। न्यूरोट्रोफिन्स के परिवार में तंत्रिका वृद्धि कारक (एनजीएफ), मस्तिष्क प्राप्त तंत्रिका वृद्धि कारक (बीडीएनएफ), न्यूरोट्रोफिन 3 (एनटीएफ 3) और एनटीएफ 4 12 , 13 शामिल हैं । न्यूरोट्रोपिन को अन्तर्ग्रथनी प्रभावकारिता 1 , 4 को विनियमित करने के लिए दिखाया गया है। हेपेटोसाइट विकास कारक, विकास कारक बीटा और फाइब्रोब्लास्ट विकास कारक को बदलने में हाल ही में मुखर घावों के इलाज के लिए मनुष्यों में 15 से 17 का उपयोग किया गया है । NTF4 भी एनएमजे प्रभावशीलता को नियंत्रित करता है; एनटीएफ 4 शो की कमी के कारण एनएमजेएस 11 , 18 , 1 9 को अलग किया गया । इन अध्ययनों से दावतों के बढ़ते प्रभाव का कारण बनता हैवृद्धावस्था में लेरिंजल मांसपेशी विकारों की वृद्धि और विकास कारकों के साथ झुकाव

मुखर सिलवटों के ऊतकों को डायरेक्ट इंजेक्शन चिकित्सा विज्ञान मनुष्यों में अभूतपूर्व नहीं हैं। उदाहरण के लिए, बोटिलिनम विष के स्थानीय इंजेक्शन वर्तमान में तंत्रिका संबंधी आंदोलन संबंधी विकारों के लिए एक प्रभावी उपचार के रूप में उपयोग किया जाता है जो गला में मांसपेशियों को प्रभावित करता है, जैसे कि ऐंस्पामोलिक डिस्फोनिया और द्विपक्षीय आवर्तक लारेंजेल नर्व पक्षाघात 20 , 21 । Hyaluronic एसिड हाइड्रोजेल एक और इंजेक्शन है, जो मुखर गुना डरावना और ग्लोटटल अपर्याप्तता 22 , 23 का इलाज करने के लिए प्रयोग किया जाता है। इंजेक्शन लैरींगोप्लास्टी का इस्तेमाल विभिन्न प्रकार के संचार विकारों के इलाज के लिए किया जा सकता है। इन प्रत्यक्ष इंजेक्शन विधियों में मुखर फ़ंक्शन को सुधारने और उम्र बढ़ने की आबादी में निगलने का वादा है।

Protocol

इस प्रोटोकॉल के लिए नर फिशर 344-ब्राउन नॉर्वे की चूहों का उपयोग 6 और 30 महीने की उम्र में करें। चूहे नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ एजिंग रोडेंट कॉलोनी से प्राप्त हुए थे हम इस अध्ययन के लिए चूहों का इस्तेमाल करते हैं …

Representative Results

चूहों को ओस्मोटिक पंप जलसेक के 2 सप्ताह या NTF4 के प्रत्यक्ष इंजेक्शन के 1 सप्ताह के बाद euthanized थे। लियोरीज का कटाई किया गया, क्रियोप्रोटेक्टेंट (30% सूक्रोज और 70% फॉस्फेट बफर खारा) में रखा गया था और फ…

Discussion

वृद्धावस्था की मांसपेशियों को बुढ़ापे के प्रतिकूल प्रभावों के लिए कमजोर हैं पिछला अध्ययनों से वृद्धावस्था की मांसपेशियों में वृद्धावस्था में परिवर्तन का प्रदर्शन हुआ है जिसमें फाइबर आकार में परिव…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

यह काम राष्ट्रीय संस्थान पर बहरेपन और अन्य संचार विकार (R21DC010806 से सीएएम और जेसीएस और आरएडीडीसी 011285 से सीएएम तक) के अनुदान द्वारा समर्थित था।

Materials

Neurotrophin 4 Pepro Tech 450-04 200ng in 50μl
Alzet Osmotic Pump DURECT Corporation 2001D
30° endoscope Stoltz 61029D
50mm 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

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., Homberger, D. G. . Anatomy and dissection of the rat. , (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. , (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).

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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).

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