Fare Geleneksel NASA Hindlimb Boşaltma Model bir Alternant Yöntemi

Biology
 

Summary

Biz farelerde model boşaltma alternant hindlimb geliştirdi. Geleneksel Morey Holton kuyruk çekme tekniği üzerinde hindlimb boşaltma kuyruk halka yöntemi birincil avantajı hayvan üzerine stresi en aza indirir basit bir işlemdir.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Ferreira, J. A., Crissey, J. M., Brown, M. An Alternant Method to the Traditional NASA Hindlimb Unloading Model in Mice. J. Vis. Exp. (49), e2467, doi:10.3791/2467 (2011).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Morey-Holton hindlimb boşaltma (HU) yöntemi yaygın olarak kabul edilen Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA), kemirgenler 4-6 kullanmama atrofisi eğitim için yer tabanlı bir model. Bizim çalışmamızda bir alternant yöntemi farelerde altın standart Morey Holton HÜ kuyruk çekme tekniği değerlendirildi. Elli dört dişi farelerde (4-8 ay), HU (n = 34) 14 gün veya 28 gün (n = 20). Kurtarma HU HU (n = 22) 3 gün sonra normal kafes ambulasyon sonra değerlendirildi. Yaşlı uyumlu fareler (n = 76) ağırlık taşıyan kontrol olarak görev yaptı.

HÜ için önce bir kuyruk halka, 5., 6., 7., inter-vertebral disk alanı geçirilir ve farelerin askıya alındığı bir halka içine şekillenen bir 2-0 steril cerrahi çelik tel ile kuruldu. Kuyruk-ring Vertebra konumu uygun dışkılama ile müdahale olmadan hayvan vücut ağırlığı dengelemek için seçildi.

Biz, HU, soleus atrofi derecesi, ve adrenal kitle aşağıdaki HÜ öncesi ve sonrası vücut ağırlığı değerlendirerek bu romanı HU tekniği başarısı belirlenir. HU (24.3 ± 2.9g) önce farelerin vücut ağırlığı önemli ölçüde (24.0 ± 1.8g), HÜ 14d (22.7 ± 1.9g), HÜ 28d (21.3 + 2.1g) sonra veya 3 gün kurtarma sonra hemen düşüş vermedi . Soleus kas kütlesi sırasıyla 14 gün ve 28 gün boyunca HU (p <0,001) önemli ölçüde azalmıştır (-39,1% -46,6%). Kurtarma soleus kitle ardından 3 gün kontrol değerleri% 74 oranında önemli ölçüde arttı. HÜ farelerin adrenal ağırlıkları kontrol farelere göre farklı değildi.

Beklenen edebiyat değerlerine karşılık gelen HU, 2, 7, 8 hayvan vücut ağırlığı, karşılaştırılabilir böbreküstü bezi ağırlıkları, ve soleus atrofi bakım roman HÜ yöntemin başarısı kanıtlanmıştır. Bu HÜ yöntemin başlıca avantajları şunlardır: 1) kuyruk muayene sırasında süspansiyon kolaylığı; 2) kuyruk-bantlama ve HU ile sık sık görülen siyanotik, iltihaplı ve / veya nekrotik kuyrukları olasılığı azaldı; 3), farelerde hiçbir olasılığı çekiş çiğneme bant ve askı aparat çıkan ve 4), hemen HÜ sonra hızlı iyileşme ve normal kafes aktivite.

Protocol

Ön-Cerrahi Aletler / Malzeme

  • Tel kesiciler / pense
  • Tül 2 x 2 "pedleri
  • Isıtma yastığı
  • Gümüş nitrat çubukları
  • Steril cerrahi eldiven
  • İsofluranın inhalasyon anestezik
  • Klorheksidin glukonat% 4 (antiseptik cerrahi fırçalayın)
  • Steril 2-0 cerrahi çelik sütür
  • 25 X 5 / 8 iğne (otoklavlı)
  • Hemostat (otoklavlı)
  • Cerrahi çelik sütür

Cerrahi Prosedür

  1. Steril bir alan oluşturun. Steril prosedürü takip edin.
  2. 2 ile fare anestezi -% 3 izofluran.
  3. Fare ısıtma yastığı yerleştirin.
  4. Klorheksidin çözümü ile kuyruk fırçalayın.
  5. Bulun 5, 6 ve 7 inci intervertebral mesafe (kuyruk iki kemik diken diken arasında, kuyruk dibinde, vücut saç sonundan itibaren saymaya başlayın).
  6. Intervertebral uzaya iki omurları arasında bir pilot delik Hemostat ve 25G iğne kullanın.
  7. 10 cm uzunluğunda çelik sütür kesmek için tel kesiciler kullanın.
  8. İğneyi çıkarın ve kuyruk iki ucunda delik, 5 cm dikiş ile çelik sütür eklemek.
  9. Kuyruk her tarafında dikiş + 5 cm olmalıdır.
  10. Başparmak ucu kuyruk üzerine yerleştirin.
  11. Serbest el ve baş parmağınızın ucuna çelik sütür rüzgar ve biter büyük bir döngü oluşturacak şekilde bükün. Yara veya dairesel kısmında uzun + 3 mm olmalıdır.
  12. Baş parmağınızla çıkarın.
  13. Hemostat ile sütür bir iplikçik Kelepçe ve daha küçük bir döngü, orijinal büyük bir döngü büküm mümkün olduğunca yakından bağlı olduğu sonuna doğru eğip.
  14. Fazla tel kesti ve bükülmüş tel geri bükün.
  15. Herhangi bir aşırı kanama varsa, gümüş nitrat sopalarla onu durduramaz.
  16. Hindlimb boşaltma 5-7 gün önce kurtarmak için tek bir evin kafes izofluran ve yerde fare kapatın. Eğer birden fazla fare birlikte ev sahipliği yapmaktadır kuyruk halkaları dolaşmış olsun.

1. Hindlimb Boşaltma işlemi

Malzemeler

  • Size 10-24 X 4 makine vidaları, hayvan başına biri.
  • Naylon somunu boyutu 10 - 24, başına bir hayvan.
  • Kelebek somun boyutu 10 X 24, hayvan başına iki.
  • Yıkama boyutu ¼ X 1, hayvan başına iki.
  • Ek bileşenini kanca boyutu # 6, 1-11/16 "ve tek başına hayvan Balıkçılık döner.
  • Bobin Metal dikiş makinesi. Bir hayvan başına.
  • S-şekilli kanca için küçük ataş, hayvan başına
  • Penseler.
  • 2 x 2 "gazlı bez.
  • 2 "siyah kağıt bağlayıcı kelepçeler.
  • Kanal kaset / laboratuvar bant.
  • Kafesin tam uzunlukta biraz ötesine uzanan 1-3/8 "Kaplama oluklu çelik çubuk
  • 50cm x 40cm x 20cm kafes (sıçan kafes).
  • Bükülmüş boru ile su Şişe.
  • Paslanmaz çelik tel, su şişesi destek U-şeklinde.

Kafes Kurulum

  1. Kanal bant ile bu zamansal aşağı 1-38 "Kaplama oluklu çelik kafesin üstünden bar, ve bant yatırın.
  2. 1 kanat somun, makine vida vida, bir çamaşır makinesi takın ve makine vida oluğu oluklu çelik levha ± kafesin kenarından 15 cm ekleyin.
  3. Başka bir yıkama ve kanat somun ekleyin. Her iki kanat fındık sıkın, ancak daha sonra ayarlamalar yapmak için gerekli olacak gibi tamamen sıkmayın.
  4. Bobin merkezi delikten makine vida yerleştirin.
  5. Bobin düşmesini önlemek için, makine vida sonuna kadar naylon somunu sıkın. Bobin serbestçe dönebilen olmalıdır.
  6. Balıkçılık döner bobin alt kısmından gelen ek kanca takın.
  7. Ataç S şekilli bir kanca oluşturmak için pense kullanın. (Bir kanca formu ataş 2cm Cut).
  8. S-şekilli kanca bir ucunu balıkçılık döner delikten sokun ve pense ile kapattı tutam.
  9. Kafes yan iç makine vida paralel U-şeklinde bir tel, koyun ve tam bir su şişesi desteklemek için biter bükün.
  10. Spicket aşağı bakacak şekilde, ancak alt dokunmadan su şişesi, U-şekilli tel içine yerleştirin.
  11. Bu gıda parçalamak kelepçe gücünü engelleyerek, ya da üzerinde aşağı sıkma olduğunu bu yüzden onlar yakın kapatmaya değil. Olduğunu. Onu dışarı düşen bu 3 - 4 adet gıda tutmak için Sadece yeterince gerginlik., 2 "bağlayıcı kelepçe açık bükün Fare burun.
  12. Place 3 - 4 adet bağlayıcı kıskaç içine kemirgen chow.

Mouse Hindlimb Boşaltma

  1. S-şekilli kanca kuyruk halka küçük halka açık ucuna takın.
  2. Alt kanat somun sıkma makinesi vida veya gevşeterek fare yüksekliğini ayarlayın. Alt ekstremite ağırlık taşıyan olmamalıdır. Sonra optimum yüksekliği, üst kanat somununu sıkın elde edilir.
  3. Fare arka ayaklarında spicket tırmanırlar, böylece su şişesi, ve U-şekilli tel konumlandırın. Kanal bant ile kafesinin yan su şişesi sabitleyin.
  4. Fare üzerine tırmanmaya böylece kafesinin altındaki gıda ile bağlayıcı kelepçe yeri; bantlar ile bant aşağı.
  5. Birden fazla hayvan hindlimb kafesin diğer tarafta boş ise aynı prosedürü tekrarlayın. House kafes başına iki hayvan alan hayvanların neredeyse birbirine temas böylece.
  6. Fare kuyruğu gevşek balık döner üzerine sarmak için 2 X 2 gazlı bez kullanın. Tül kuyruk güvenliği, gazlı bez etrafında sarmak için küçük bir parça bant kullanın. Bu adım, kuyruk ucu ve bu kuyruk olma nekrotik havuzu kan önde gelen, aşağı sarkık kuyruğu önlemek için önemlidir.
  7. Kafesine koçanı yataklar küçük bir miktar ekleyin. Fare, bir höyük yatak ve arka ayaklarında yataklar üzerine yüklemeye çalışmayın aksi takdirde çok fazla yatak katmayın.

2. Temsilcisi Sonuçlar:

Kuyruk halka HÜ tekniğin başarı kurmak için kuyruk halka ameliyat öncesi ve öncesinde, HU ve kurtarma hayvan vücut ağırlığı ölçülür; tüm gruplarda ve adrenal kitle; soleus kas kütlesi.

Deney boyunca farelerin vücut ağırlıkları Şekil 1'de gösterilmiştir. Kuyruklu halka cerrahisi (24.7 ± 3.5g) önce farelerin vücut ağırlıkları kuyruklu halka cerrahisi (24.3 ± 2.9g), HU için önce 5 gün sonra iyileşme anlamlı bir farklılık yoktu. Ayrıca vücut ağırlığının önemli ölçüde 28 gün HU (21.3 + 2.1g), (22.7 ± 1.9g), HÜ, 14 gün sonra hemen düşüş veya 3 gün sonra kurtarma HU (24.0 ± 1.8g). 14 ve 28 gün boyunca HÜ (-6,8% ve% 12) küçük ama anlamlı olmayan bir beden-kitle kaybına rağmen, farelerin öncesi HÜ vücut ağırlıkları tam iyileşme 3 gün sonra kurtarıldı. Gıda tüketimi ayaktan kontrol fareler ve HÜ fareler için Şekil 3'te gösterilmiştir. Ortalama günlük gıda alımı kontrol grubu ile karşılaştırıldığında 28 gün içinde HÜ farelerde farklı değildi.

Biz etkili bir HÜ prosedürü (Şekil 2) gösteren 14 ve 28 gün (-39,1% -46,6%) HÜ aşağıdaki önemli soleus kas atrofi gözlemledi. Ayrıca bu atrofi derecesi HÜ 2, 7, 8, 2-4 hafta boyunca beklenen literatür değerleri ile tutarlı. HÜ soleus kitle toparlanmanın ardından 3 gün kontrol değerleri% 74 oranında önemli ölçüde arttı. Kurtarma grubunda soleus kitle HU grupları hem de önemli derecede daha fazla oldu, ama hala ayaktan kontrol hayvanlara göre önemli ölçüde daha az.

Adrenal ağırlıkları hayvan stresin bir göstergesi olarak ölçüldü; sağ ve sol böbreküstü bezleri eksize ve tartıldı hem de. Ortalama ağırlıkları kontrolü ve tüm gruplarda HÜ fareler fareler (Şekil 4) için karşılaştırılabilir.

Daha önce sıçanlarda HÜ başında hayvan sayısı için başarı oranı süspansiyon cihazların gelmeden HÜ tamamladı hayvan sayısı (kuyruk çekme bant ile çiğneme hayvanlar nedeniyle) ile karşılaştırıldığında göstermiştir 10 oldu 12 Morey Holton tekniği 1. Bu çalışmada, farelerin hiçbiri (n = 54) hiç HÜ döneminin tamamlanmasından önce süspansiyon indi. Ancak, ağır iltihaplı bir kuyruk geliştirilen bir fare oldu. Inflamasyonu belirgin hale gelince, biz iltihaplı alan iyileşmek için izin kuyruk halka kaldırıldı ve daha sonra HÜ süresini tamamlamak için başka bir kuyruk-ring yerleştirilir.

Askı aparat çıkıyor, çünkü geçmişte HÜ Morey Holton yöntemi kullanıldığı zaman, biz genellikle 1-2 fare / grup ortadan kaldırmak. Iz halka yöntemi ile yanlışlıkla döneminde, 14 veya 28 gün (n = 54 fare) HÜ HÜ aparat çıkan fareler hiçbir bölüm vardı.

Şekil 1
Şekil 1. Vücut Ağırlığı Değişimi (± SD). Kısaltmalar: CON: ağırlık taşıyan kontrol fareler (n = 76); Ön-HU: HU (n = 54) öncesinde tüm fareler; HU14: 14 gün (n = 34) fareler hindlimb boşaltılır; HU28: fareler hindlimb boşaltılır 3 gün (n = 22) 28 gün (n = 20); REC: kafes izin hindlimb boş fareler kurtarabilirsiniz. Vücut ağırlığı gruplar arasında anlamlı bir fark gözlendi.

Şekil 2
Şekil 2 soleus kas atrofi (± SD). Kısaltmalar: CON: ağırlık taşıyan kontrol fareler (n = 76); HU14: 14 gün (n = 34) fareler hindlimb boşaltılır; HU28: 28 gün (n = 20) fareler hindlimb boşaltılır ve REC: izin hindlimb boş fareler 3 gün (n = 22) kurtarmak için kafes. * Ağırlık taşıyan kontrolü (CON) göre önemli derecede farklılık gösteriyor (p <0,001). HÜ grupları hem de daha δSignificantly farklı (p <0.01).

467fig3.jpg "alt =" Şekil 3 "/>
Şekil 3. Gıda Tüketimi (Ortalama ± SD). Ağırlık taşıma ve hindlimb boşaltma sırasında ortalama günlük gıda alımı (g / gün). Kısaltmalar: ağırlık taşıyan kontrol fareler (n = 76), HU: fareler hindlimb unloaded14 - 28 gün. CON ve HU grupları arasında anlamlı bir farklılık gözlenmedi.

Şekil 4
Şekil 4 Adrenal Kütle (± SD). Kısaltmalar: CON: ağırlık taşıyan kontrol fareler (n = 76); HU14: 14 gün (n = 34) fareler hindlimb boşaltılır; HU28: 28 gün (n = 20) fareler hindlimb boşaltılır ve REC: izin hindlimb boş fareler 3 gün (n = 22) kurtarmak için kafes. Gruplar arasında anlamlı bir fark gözlenmiştir.

Discussion

Biz, son derece başarılı olduğu belirlendi hindlimb boşaltma farelerin bir alternatif yöntem değerlendirildi. Burada açıklandığı gibi kuyruk halka yöntemi uzun vadeli hindlimb süspansiyon kullanılmış ve kurtarma aşağıdaki HÜ çalışma. Bu koşulların her birinin altında, istikrarlı bir gıda alımı, vücut ağırlıkları ve farelerin adrenal ağırlıkları ile kanıtlandığı gibi uyum başarısızlık herhangi bir kanıt yoktu. Bu kuyruk halka HÜ tekniği gerçekleştirmek için kolay ve çok küçük bir cerrahi uygulama ile kolaylıkla entegre edilebiliyor.

Kuyruk halka yöntemi geleneksel Morey-Holton 5, 6 yöntemi ile karşılaştırıldığında pek çok avantajı vardır . İlk olarak, sorunları ortaya eğer öyleyse, sadece askı süresi sonunda hemen belli değildir bu kuyruk deri ve halka implantasyonu sitesi, her zaman görülebilir. İkincisi, hayvanlar, HU sırasında herhangi bir zamanda veri kümesi ya da bir fare tutmak için bir belirlemeyi yapmak için gerek kalmayabilir askı aparat almak mümkün değildir. Ayrıca, farelerin halka aparat rahatsız ve kurtarma için HU yayımlanan, HU sorunsuz bir iyileşme fazı için izin, kuyrukları sabotaj yok. Son olarak, kuyruk-ring yöntemi ile hindlimb boş fareler, farelerin hindlimb Morey-Holton kuyruk çekme tekniği ile boşaltılır daha iyi kendi vücut ağırlığını korumak. HÜ 14 gün sonra elimizde biz küçük (% -6,8), fakat önemli olmayan bir beden-kütle kaybı izlenebilir. Ingalls et al. Morey Holton yöntem 3 HÜ 14 gün sonra, farelerin vücut ağırlığının önemli bir% 12 azalma gözlenen Oysa . Ingalls adrenal ağırlıkları rapor rağmen, bizim kuyruk halka yöntemi fare (HÜ farelerin adrenal ağırlıkları kontrollere göre farklı değildir) ve vücut ağırlığı hindlimb boşaltma süresi boyunca daha iyi bakım, daha az stres sağladığını görünür.

Özetle, bir kuyruk hindlimb boşaltma halka yöntemi geliştirilmiş ve test, 14 ve 28 gün boyunca fareleri HU ve fareler üzerinde HÜ sonra 3 gün boyunca kafes geri döndü. Adrenal ağırlıkları, vücut kitle ve gıda alımının temelinde, fare tail-ring aparatı iyi adapte olması görünür. Yöntemi boşaltma kuyruk-ring hindlimb geleneksel Morey Holton hindlimb boşaltma tekniği basit, kullanışlı bir alternatif.

Disclosures

Çıkar çatışması ilan etti.

Acknowledgements

Yazarlar Andrew J Dunn, laboratuvarda olağanüstü bir lisans araştırma öğrenci, teknik yardım ve hayvanlar için bakım teşekkür etmek istiyorum. Sağlık hibe HD058834 ve Missouri Yaşam Bilimleri Fellowship Üniversitesi Ulusal Enstitüsü tarafından finanse edilen bu çalışma.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Wire cutters/pliers Ace Hardware 84-056
Gauze Fisher Scientific 22-037-901
Heating pad Sunbeam Z-1228-001
Silver nitrate applicators ARZOL 0001-2
Isoflurane,USP Novaplus NDC 0409-3292-49
Chlorhexidine Gluconate 4% Purdue Products L.P. NDC 67618-200-01
Sterile 2-0 surgical steel suture Ethicon Inc. SS-28
25 X 5/8 A gauge needle Terumo Medical Corp. NN 2516R
Hemostat/ needle holder Fine Science Tools 12500-12
Size 10-24 X 4 machine screws Hillman The Fastener Center 90272
Nylon lock nut size 10 X 24 Hillman The Fastener Center 180141
Wing nut size 10 X 24 Hillman The Fastener Center 180243
Fender Washer size ¼ X 1 Hillman The Fastener Center 290012
Fishing swivel with snap hook size #6, 1-11/16” Bass Pro Shop 38-481-554-01
Metal sewing machine bobbin. Singer Instruments 45785
Paper clip Office Depot 221720
2” black paper binder clamps. Office Depot 308957
Scotch Multi-Use Duct Tape Office Depot 790710
1-3/8” Plated slotted steel bar Home Depot 548932 Extends slightly beyond the full length of the cage
50cm X 40cm X 20cm cage (rat cage Alternative Design Manufacturing RC88D-PC
Water Bottle Alternative Design Manufacturing WB16FS
Stainless Steel wire Small Parts, Inc. SWX-4029 U-shaped wire to support water bottle

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Brown, M., Foley, A. M., Hasser, E. M., Foley, C. M. An alternative method for hindlimb unweighting. J Gravitational Physiol. 12, 43-50 (2005).
  2. Fitts, R. H., Metzger, J. M., Riley, D. A., Unsworth, B. R. Models of disuse: a comparison of hindlimb suspension and immobilization. J Appl Physiol. 60, 1946-1953 (1986).
  3. Ingalls, C. P., Warren, G. L., Armstrong, R. B. Intracellular Ca2+ transients in mouse soleus muscle after hindlimb unloading and reloading. Journal of Applied Physiology. 87, 386-390 (1999).
  4. Morey, E. Spaceflight and bone turnover: correlation with a new rat model of weightlessness. BioScience. 29, 168-172 (1979).
  5. Morey-Holton, E. R., Globus, R. K. Hindlimb unloading of growing rats: a model for predicting skeletal changes during space flight. Bone. 22, 83-88 (1998).
  6. Morey-Holton, E. R., Globus, R. K. Hindlimb unloading rodent model: technical aspects. J Appl Physiol. 92, 1367-1377 (2002).
  7. Thomason, D. B., Booth, F. W. Atrophy of the soleus muscle by hindlimb unweighting. J Appl Physiol. 68, 1-12 (1990).
  8. Thomason, D. B., Herrick, R. E., Surdyka, D., Baldwin, K. M. Time course of soleus muscle myosin expression during hindlimb suspension and recovery. J Appl Physiol. 63, 130-137 (1987).

Comments

2 Comments

  1. Is it possible to apply such a method to rat?
    Thanks.

    Reply
    Posted by: Christian C.
    March 19, 2013 - 12:22 PM
  2. Yes!!
    We have tried this method in both species and have the same results.

    Reply
    Posted by: Johan F.
    March 19, 2013 - 2:48 PM

Post a Question / Comment / Request

You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

Usage Statistics