Die Messung der Nervenleitgeschwindigkeit ist ein nützliches Instrument zur Maus-Modellen der Neurodegeneration zu beurteilen, aber es ist häufig nur angewendet, um den Ischiasnerv im Hintergliedmaßen zu stimulieren. Hier beschreiben wir eine Technik, um zusammengesetzte Muskel Aktionspotential (CMAP) in Vivo in der Maus vordergliedmaße Muskeln innerviert den Plexus brachialis zu messen.
Beurteilung der Funktionalität des Nerv Axons enthält detaillierte Informationen über das Fortschreiten der neuromuskulären Erkrankungen. Elektrophysiologische Aufnahmen bieten einen sensiblen Ansatz zur Messung der Nervenleitgeschwindigkeit bei Mensch und Nager-Modelle. Um die technischen Möglichkeiten der Elektromyographie bei Mäusen zu erweitern, ist die Messung der zusammengesetzten Muskel Aktionspotentiale (CMAPs) aus dem Plexus brachialis Nerven in der vordergliedmaße mit Nadelelektroden hier beschrieben. CMAP Aufnahmen nach Stimulierung der Ischiasnerv in Hintergliedmaßen sind bisher beschrieben worden. Die neu eingeführte Methode hier ermöglicht die Auswertung der Nerv Leitfähigkeit auf einen zusätzlichen Standort und bietet somit eine tiefere Übersicht über neuromuskuläre Funktionalität. Die Technik bietet Informationen über die relative Anzahl der funktionalen Axone und die Myelinisierung-Ebene. Dabei kann diese Methode angewendet werden, um axonalen Erkrankungen sowie demyelinisierende Bedingungen zu bewerten. Diese minimal-invasive Methode erfordert keine Extraktion des Nervs und eignet sich daher für wiederholte Messungen für längs-Follow-up im selben Tier. Ähnliche Aufnahmen erfolgen in klinischen Einrichtungen, die translationale Relevanz der Methode zu betonen.
Elektrophysiologie dient als diagnostisches Werkzeug in neuromuskulären Störungen wie Motoneuron-Erkrankungen, Plexopathies, Neuropathien, neuromuskulären Erkrankungen und Myopathien. Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), in denen vor allem die motorischen Nervenzellen betroffen sind, sind die axonale Schädigung und Muskel Paralyse1 in reduzierten CMAP Amplituden auf Nerv Übertragung Studien (NCS) wider. Charcot-Marie-Tooth-Erkrankung (CMT) können axonale Degeneration und Demyelinisierung in peripheren Nerven mit NCS2geschätzt werden. Diese Technik kann verwendet werden für die Bestätigung der Diagnose als auch die Krankheit Fortschreiten3,4Bewertung. NCS ermöglichen die Abschätzung der axonale Pathologie, die von der Größenordnung des Aktionspotentials Amplitude5abgeleitet ist, und das Ausmaß der Demyelinisierung – führt zu reduzierten Leitgeschwindigkeit verlängert distalen Latenzen oder Wärmeleitung block 6.
CMAP-Messung ist eine schnelle und empfindliche Methode, Nervenleitgeschwindigkeit sowohl Menschen als auch Mäuse zu bewerten. Während bei Patienten der NCS an verschiedenen Standorten verschiedene Nerven und Muskeln, bei Mäusen, aufzeichnen routinemäßig durchgeführt werden erfolgt die CMAP-Messungen in der Regel nur für den Ischiasnerv Nerv Funktionalität in der Hintergliedmaßen zu beurteilen. Jedoch in einigen Tierversuchen wäre vorteilhaft zum Datensatz CMAP sowohl in der Vorder- und Hinterbeine, z. B. es, differenzielle Krankheitsprogression zwischen Vorder- und Hinterbeine in Mausmodellen ALS zu folgen.
Hier stellen wir eine Methode zur Erfassung von CMAPs aus die Vorderbeine von Mäusen mit Nadelelektroden. Darüber hinaus bieten wir einen Ansatz zur CMAPs von Hintergliedmaßen, ebenfalls mit Nadelelektroden zu messen. Die Messung der CMAPs von Hintergliedmaßen mit Ringelektroden wurde früher7,8vorgestellt. Die Aufnahme von CMAPs mit Nadelelektroden ist eine schnelle Messmethode, rasieren des Fells ist nicht erforderlich und das Verfahren zur Messung von Hind und Vorderbeine dauert nur 10 min pro Tier für ein erfahrener Forscher. Darüber hinaus ist diese minimal-invasive Ansatz für wiederholte Messungen ermöglichen längs-Follow-up von mehreren Nerven bei Tieren möglich.
Sensible Aufnahmemethoden sind wesentlich für die Beurteilung der Progression der Erkrankung und vor allem die Wirksamkeit einer Therapie in Tiermodellen der neuronalen Erkrankungen. Bestimmung der CMAPs ist eine minimal-invasive elektrophysiologische Technik, die routinemäßig in Kliniken und in Versuchsaufbauten verwendet wird, um zu beurteilen, Nervenleitgeschwindigkeit in neuromuskulären und neuropathischen Störungen3,18. Hier beschreiben wir eine neuartige Anwendung für CMAP Aufnahme bei Mäusen um Messung der Nervenleitgeschwindigkeit in den Plexus brachialis Nerven von der vordergliedmaße. Die vorgestellte Methode ermöglicht eine vielseitige und detaillierter längs-Bewertung der neuronalen Funktion in Maus Modelle der Neurodegeneration.
Die Nadelelektroden sind etwas mehr invasiv als Ring-Elektroden und vor allem in Längsschnittstudien muss darauf geachtet werden, Gewebeschäden zu minimieren. Einen möglichen Nachteil der Methode ist die daraus resultierende Verletzungen durch piercing ein Nerv oder Muskel. Jedoch können nach sorgfältiger subkutane Platzierung der Elektroden, die Verletzungen und Störungen der Muskeln und Nerven verhindert werden. Im Gegensatz zu der Methode mit Ringelektroden erfordert die hier vorgestellte Methode nicht rasieren des Fells aus weiten Teilen des Körpers. Infolgedessen gibt es keine Beschwerden oder Beeinträchtigung der Thermoregulation für das Tier.
Die Positionierung der Elektroden ist entscheidend für die korrekte und einheitliche Erfassung der CMAP Amplituden und Latenzen. Es ist ratsam, die Elektroden neu zu positionieren und um zwei bis drei Messungen an jedem Standort zu bestätigen, dass die maximale Stimulation durchzuführen und Antworten erreicht. Korrekte Aufnahmen soll biphasischen Kurven wie in Abbildung 2gezeigt. Um die Methode zu standardisieren, werden nicht-transgenen Mäuse ohne Nervenverletzung die besten Modelle, die korrekte und konsistente Elektrode Positionierung für optimale Stimulation zu etablieren. Wiederverwendbare Nadelelektroden sind für Mehrfachverwendung geeignet, wenn sie regelmäßig, z.B. mit Glutaraldehyd für 20 Minuten zwischen den Tieren sterilisiert werden, und für die Schärfe geprüft.
Bei gesunden Erwachsenen Mäusen sind die CMAP-Amplituden aufgezeichnet mit der vorgestellten Methode in der Regel 80-100 mV nach Stimulierung der Ischiasnerv und den Plexus brachialis. Dies ist vor allem größer als die Antworten mit Ring-Elektroden gemessen, da gibt es eine höhere Impedanz, verursacht durch die Haut für die Ringelektroden, die Ergebnisse von 20-40 mV8,19,20hervorbringt. ALS Maus-Modellen Abnahme der CMAP-Amplituden nach Stimulation der Ischiasnerv oder den Plexus brachialis in gelähmten Gliedmaßen, 10-30 mV. Das Ausmaß der CMAP Amplitude ist kleiner bei Jungtieren, da die CMAP-Amplitude während Entwicklung21erhöht.
Die Methode, die wir hier beschreiben, ist besonders nützlich in Mausmodellen Alsen, in denen Denervation und spätere motorische Defizite, früher in den Hintergliedmaßen als in der Vorderbeine13auftreten. Neben der Denervierung konnte die Methode Reinnervation erkennen, die als verhindert oder verzögert Rückgang der CMAP-Amplitude bestimmt wird. Die dramatische Abnahme der CMAP-Amplitude in den Muskeln der Hinterbeine bereits im Alter von Symptombeginn behindert das Follow-up weitere Fortschreiten der Krankheit; wie die CMAP-Amplituden im frühen Stadium der Krankheit sehr niedrige Werte erreichen, sie nicht während des Krankheitsverlaufs weiter zurückgehen. Im Gegensatz dazu axonalen Verlust schreitet in einem langsameren Tempo in den Plexus brachialis Nerven der Vorderbeine und präsentiert eine empfindlichere Option zur Messung der Progression der Erkrankung über eine längere Dauer der Krankheit. Darüber hinaus könnten die weniger degenerierte Vorderbeine eine potentere Website für die Beurteilung der therapeutischen Ansätze, die darauf abzielen, Verbesserung der axonalen Funktion.
Es ist klar, dass die vorgestellte Technik neue Möglichkeiten für die Charakterisierung der Maus Modelle der neuromuskulären Erkrankungen bietet. CMAP Aufnahmen mit Nadelelektroden aus den Ischiasnerv und den Plexus brachialis ist eine schnelle und reproduzierbare Methode zu bewerten axonalen Verlust und demyelination in Hind-ebenso wie die Vorderbeine. Die Empfindlichkeit der Methode ermöglicht eine Erfassung der axonalen Defizite auch bevor bemerkenswerte motorische Defizite können aufgezeichnet werden und ermöglicht so die frühzeitige Quantifizierung dieser Defekte. Darüber hinaus die Möglichkeit der wiederholten Prüfung reduziert die Anzahl der benötigten Tiere und bietet eine detaillierte Übersicht über das Fortschreiten der neuromuskulären und neuropathischen Erkrankungen an unterschiedlichen Standorten in ein einzelnes Tier.
The authors have nothing to disclose.
Diese Forschung wurde unterstützt durch KU Leuven (“Öffnung der Zukunft” und C1), den Fonds für wissenschaftliche Forschung Flandern (FWO-Vlaanderen), Fondation Thierry Latran Association Belge Contre Les Maladies Neuro-Musculaires (ABMM), der Muskeldystrophie Association (MDA), der und ALS Association und der ALS Liga (Belgien). PVD-Beschichtung hält ein senior Investigatorship der FWO-Vlaanderen. RP wurde unterstützt durch Zuschüsse aus der Sanierungsmaßnahmen Klinik (CRC) Irland und wird derzeit unterstützt der National University of Ireland (NUI) und der FWO.
Resuable subdermal needle electrode, Pl/Ir | Technomed | TE/S61-434 | The Needle is 13 mm (0.51") in length, 0.4 mm (27G) in diameter |
Natus electrodiagnostic system | Natus Neurology | UltraPro S100 | EMG device |
Synergy | Natus Neurology | version 20.1.0.100 | EMG software for UltraPro S100 |
Physitem Controller | Rothacher-Medical GmbH | TCAT-2LV | Heating pad |
combi-vet Base Anesthesia System Digital Flowmeter with TEC 3 Vaporize | Rothacher & Partner | CV 30-301-D | Isoflurane Vaporizer and flowmeter |
Iso-Vet 1000 mg/g | Piramal Healthcare UK Limited | AP/DRUGS/220/96 | Isoflurane |
SOD1-G93A mice | The Jackson Laboratory | #002726 | ALS tg and non-tg control littermates, only females |
PrP-hFUS-WT3 mice | The Jackson Laboratory | #017916 | ALS tg and non-tg control littermates, all groups balanced for males and females |
C57BL/6Jax mice | The Jackson Laboratory | #000664 | Non-tg mice for axotomy, male and female |
C61-PMP22 mice | Mouse line was generously donated by Prof. M. Sereda (The Max Planck Institute of Experimental Medicine, Göttingen, Germany). | CMT tg and non-tg control littermates, all groups balanced for males and females |