Измерение сократительной функции грызунов скелетных мышц является полезным инструментом, который может использоваться для отслеживания прогрессирования заболевания, а также эффективность терапевтического вмешательства. Здесь мы описываем неинвазивный, в естественных условиях оценки dorsiflexor мышц, которые могут быть повторены со временем в том же мышь.
Оценки сократительной функции скелетных мышц-это важный показатель для обоих клинических и научных целях. Многочисленные условия может негативно повлиять на скелетных мышц. Это может привести к потере мышечной массы (атрофия) и/или потери качества мышц (снижение силы на единицу мышечной массы), оба из которых являются распространенными в хроническое заболевание, мышцы конкретных заболеваний, иммобилизации и старения (саркопения). Функцию скелетных мышц у животных могут оцениваться по целому ряду различных тестов. Все тесты имеют ограничения, связанные с физиологической среды тестирования, и выбор конкретного теста часто зависит от характера экспериментов. Здесь мы описываем метод неинвазивные в естественных условиях, , с участием полезный и простой оценки силы частота-кривой (FFC) у мышей, которые могут быть выполнены на то же самое животное с течением времени. Это позволяет осуществлять мониторинг прогрессирования заболевания и/или эффективности потенциальных терапевтического лечения.
Скелетных мышц является важным метаболических ткани, которая включает около 40% от общего веса тела. Она играет решающую роль в элементе управления энергии метаболизма и гомеостаза1. Скелетная мышечная масса поддерживается прекрасный баланс между ставками для синтеза и деградации белка1. Многочисленные болезни условия влияют на эти процессы в скелетных мышц, приводит к чистой потери мышечной массы (атрофия). Они включают, но не ограничиваются, рак, СПИД, старение, постом и конечностей иммобилизации2,3. Старение населения, потеря прочности не связан с потери мышечной массы и является показателем смертности все дело4. В этом контексте оценка функции мышц обеспечивает важной мерой при определении эффективности терапевтических стратегий борьбы и/или предотвратить тратить скелетных мышц и потери функции.
Исследователи использовали множество различных подходов и Животные модели, чтобы понять молекулярные пути мышечной атрофии5,6 и последствия этих механизмов на мышцы сократительная функция2,3 ,7. Таким образом корреляция изменения на молекулярном уровне различия в функции мышц важно в понимании как молекулярные изменения уровня может повлиять на функциональность мышц.
Функцию скелетных мышц, особенно в мелких грызунов, обычно осуществляется с помощью трех хорошо описанные процедуры8,9 обнаружить нарушение силой производства и/или контролировать прогрессирование болезни. (1) ex vivo; где мышцы удаляется от животных и инкубировали в растворе Рингера ванна для оценки функции мышц, используя поле стимуляции10. (2) на местах; где проксимальной прикрепления мышц остается в животное и дистального сухожилия соединен датчик силы, позволяя мышечной функции выполняться путем прямого нерва стимуляции11. (3) в естественных условиях; где электроды расположены подкожно добиваться вызывали нерва мышц силу производство9,12. Хотя эти три процедуры используются для различных целей, они каждый имеют преимущества и недостатки. Таким образом важно выбрать подходящий метод, основанный на цель исследования. Основное ограничение с ex vivo экспериментов является удаление мышц от своей обычной среды и использование поля стимуляции. На месте метод поддерживает нормальное кровоснабжение и использует стимуляции через нерв, но нормальная анатомия изменяется и характер эксперимента терминала; Таким образом это делает последующие мышечной функции измерения невозможно. В естественных условиях метод, описанный здесь наиболее тесно имитирует нормальной физиологии, анатомии спокойно, нервно расслоение остается неизменным, и эксперимент не терминала, позволяя последующих мер в рамках же животное за время8.
Здесь мы описываем в естественных условиях процедура, которая позволяет несколько измерений функции мышц в то же самое животное с течением времени. Эта процедура предполагает оценку мышц голеней передний отсек — включая tibialis anterior(TA), Лонг разгибатель пальцев (EDL) и hallicus Лонг (ИГП) разгибателей, ответственных за dorsiflexion — в неинвазивная процедура малоберцовой (также известный как малоберцового) нерва стимуляция. TA обеспечивает большую часть сил для лодыжки dorsiflexion13, с только минимальный вклад EDL и ЭГЛ, контролировать движение пальцев. Этот протокол-терминал гарантирует сохранение нерва и крови. Это позволяет для расследования случаев заболевания эволюции и эффективность лечения со временем в наиболее физиологической среде в настоящее время доступна в животной модели.
Измерение максимального мышцы сократительной функции в повторяемые и точно имеет решающее значение для прогрессивного оценки генетических, метаболические и мышц условия17. Аналогичным образом в естественных условиях мышцы сократительная функция позволяет для оценки новых процедур и терапии для изнурительных условиях мышц. Мы демонстрируем здесь измерения силы производства dorsiflexor мышц нижних задних конечностей мыши через процедуру в естественных условиях.
Коммерческие аппараты являются эффективным и полезным в выполнении этой неинвазивной процедуры. Этот тест дает важные преимущества, связанные с оценкой сократительной функции мышц при сохранении родной физиологической среде, в которой кровь снабжения и иннервации остаются нетронутыми. С другой стороны ее недостатки связаны с нормализации силы на единицу площади поперечного сечения мышцы (конкретные силы), которое может быть установлено только в изолированных мышцы, которые собирают после экспериментов. Однако неинвазивный тест позволяет несколько измерений сократительной функции мышц сгибателей в то же самое животное с течением времени, обусловило сокращение числа подопытных животных требуется, особенно если цель заключается в том, чтобы оценить относительные изменения ( изменения в абсолютной силы со временем).
Имеются важные шаги, которые должны рассматриваться в ходе этой процедуры для достижения соответствия данных над timepoints. Во-первых следует пытаться стандартизировать животных позиционирования, когда это возможно. Во-вторых во время создания его важно соответствовать позиционирование электрода, так что оптимальной стимуляции можно добраться через стимулирование малоберцового нерва. Расположение электродов должны быть на боковой стороне (в этом случае справа) ноги, недалеко от головки малоберцовой кости и другие дальше вниз боковые стороны ноги (рис. 2). Основываясь на этом, заказные электроды предназначены как таковой что оба могут быть помещены в том же месте каждый раз. Однако достаточно стимуляции также может быть достигнуто с помощью электродов иглы с коммерческой аппаратуры. В-третьих крайне важно для достижения отрицательных пиков во время установки напряжения, повернув по часовой стрелке преобразователей, подключенных к подножку. Правильное позиционирование мыши ноги электродов с максимального напряжения установки показывает технику, которая может выполняться на том же мыши с течением времени.
Способность оценивать и отслеживать функции мышц на различные timepoints на то же самое животное представляет собой важную оценку для характеристики различных мышечных заболеваний, а также их прогрессии. Кроме того это измерение dorsiflexion мышц у мышей может быть инструментом для оценки эффективности потенциальных лечения в родной физиологической среде с минимальным метаболический стресс12. Таким образом он обеспечивает методику оценки мышечной болезни, ее прогрессии и возможности лечения.
The authors have nothing to disclose.
Финансирование этого проекта был из школы упражнений и питания наук, Университет Дикин. Авторы хотели бы поблагодарить г-н Эндрю Howarth за его обширную работу по оптимизации электродами устройства.
1300A: 3-in-1 Whole Animal System – Mouse | Aurora Scientific Inc. | 305C-LR: Dual-Mode Footplate; 605A: Dynamic Muscle Data Acquisition And Analysis System; 701C: Electrical Stimulator and 809C: in-situ Mouse Apparatus | Complete muscle function system |
Conductive gel | Livingstone | ECGEL250 | conductive gel used in the mice |
Eye ointment | Alcon | Poly Visc | pharmaceutic product (ophthalmic use) |
nonsteroidal anti-inflammatory drug (NSAID) | Ilium | Metacam | veterinary medicine (injectable 5mg/ml) |
Isoflurane | Zoetis | Isoflo | veterinary inhalation Anaesthetic |