El Ensayo de fatiga rueda de ardilla: Un ensayo sencillo, de gran procesamiento de comportamiento a fatiga similar para el ratón

Behavior

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Dougherty, J. P., Springer, D. A., Gershengorn, M. C. The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse. J. Vis. Exp. (111), e54052, doi:10.3791/54052 (2016).

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Abstract

La fatiga es un síntoma importante en muchas enfermedades y trastornos y reduce la calidad de vida de muchas personas. La falta de patogénesis claro y el fracaso de las intervenciones actuales para tratar adecuadamente la fatiga en todos los pacientes deja una necesidad de nuevas opciones de tratamiento. A pesar de la necesidad terapéutica y la importancia de la investigación preclínica para ayudar a identificar nuevos tratamientos prometedores, algunos ensayos preclínicos de la fatiga están disponibles. Por otra parte, el ensayo preclínico más común usado para evaluar el comportamiento de fatiga similares a, la rueda de carrera voluntaria, no es adecuado para el uso con algunas cepas de ratones, puede no ser sensible a los fármacos que reducen la fatiga, y tiene un rendimiento relativamente bajo. El actual protocolo describe una novela, ensayo preclínico no voluntaria del comportamiento a fatiga similar, el ensayo de fatiga cinta de correr, y proporciona evidencia de su eficacia en la detección de resistencia a la fatiga, al igual que en los ratones tratados con un fármaco de quimioterapia conocidos por causar fatiga en los seres humanos y la fatiga comportamiento -como en el ánimals. Este ensayo puede ser una alternativa beneficiosa para rueda para correr, como un comportamiento a la fatiga y al igual que las posibles intervenciones pueden ser evaluadas en un mayor número de ratones durante un período de tiempo más corto, lo que permite el descubrimiento más rápido de nuevas opciones terapéuticas.

Introduction

La fatiga afecta a una amplia gama de personas,, pueden reducir notablemente la calidad de vida, y con frecuencia tiene una patogenia incierta o desconocida. La fatiga relacionada con el cáncer (CRF), por ejemplo, es experimentado por la mayoría de los pacientes con cáncer sometidos a tratamiento y puede persistir mucho tiempo después del tratamiento del cáncer se ha completado y en ausencia de cáncer detectable 1. Por otra parte, la fatiga es también un síntoma prominente en muchas otras enfermedades y trastornos, incluyendo el síndrome de fatiga crónica, depresión, diabetes, y la fibromialgia. Afortunadamente, existen intervenciones no farmacológicas que son capaces de ayudar a algunas personas que experimentan fatiga (por ejemplo, el ejercicio puede reducir CRF para algunos pacientes con cáncer de mama 2,3), pero muchas personas aún carecen de tratamiento efectivo. Además, no se han encontrado los tratamientos con fármacos existentes para la CRF a ser ampliamente, en todo caso, eficaz 4-7.

A pesar de la necesidad terapéutica y la falta de Drug opciones de tratamiento, los ensayos preclínicos de fatiga para ayudar en el descubrimiento y desarrollo de nuevos tratamientos de fatiga se carece, especialmente en modelos animales. Uno de los únicos ensayos preclínicos de la fatiga de los estudios con roedores es la actividad voluntaria de la rueda de rodadura (VWRA) 9-15, en el que los ratones u otros roedores se les da acceso libre a una rueda para correr y se registra su actividad funcionamiento diario. En muchos estudios, VWRA es la única medida de comportamiento a fatiga similar, con el comportamiento a la fatiga como definido (en cualquier VWRA o el protocolo actual) como una disminución de la actividad física medida en el grupo experimental. Aunque VWRA puede proporcionar una medida longitudinal útil de la fatiga similar comportamiento, es un ensayo relativamente bajo rendimiento, funcionamiento varía considerablemente entre las cepas puras ratón 16, y se requiere que los sujetos a ser alojados por separado, lo que puede causar cambios en el rendimiento comportamiento y prueba 17-19. Otros ensayos, como la vigilancia del comportamiento jaula yanálisis, también puede proporcionar la recopilación de datos continua y algunos sistemas puede permitir a los sujetos que se encuentran en pares 20. Estos ensayos tienen utilidad, pero pueden ser menos sensible como medio de detección de comportamiento a fatiga similar y, como rueda de funcionamiento, también son de bajo rendimiento.

En contraste con VWRA, pruebas de esfuerzo del ratón no dependen de la actividad voluntaria y se puede completar en un corto período de tiempo, lo que permite un mayor rendimiento. En comparación con VWRA, estas pruebas emplean motivadores externos. En concreto, por lo general hay una rejilla metálica electrificada situada en la parte trasera de la cinta en movimiento para proporcionar ratones con una descarga eléctrica en caso de que deje de funcionar. Además de esta rejilla de choque, los ratones pueden ser motivados para correr en la cinta a través de otros métodos, incluyendo el pinchar, empujando, o tocándolos con una mano, cepillo, u otra herramienta y dirigir bocanadas cortas de aire a ellos. En lugar de la fatiga, pruebas de esfuerzo de ratón se utilizan a menudo para medir aeróbico y / o anaerOBIC la capacidad de ejercicio 21-25. Los ratones son motivados a correr hasta que son incapaces de continuar o no quieren correr en la cinta como un medio de escapar a nuevos shocks eléctricos. Las pruebas a continuación, termina cuando los ratones se reúnen el criterio de agotamiento. En estos protocolos, para asegurar que los ratones alcanzan cierto agotamiento fisiológico, el criterio para el agotamiento se define a menudo como pasar cinco segundos continuos que pone en la parte superior de la rejilla de choque y de no continuar funcionando a pesar de los repetidos estímulos aversivos. Por lo tanto, el comportamiento a la fatiga como puede estar enmascarado en las pruebas típicas de cinta rodante debido a la fuerte repulsión de la motivación externa y el criterio para finalizar la prueba. Curiosamente, y en contraste con muchos otros estudios que utilizan cintas de correr de roedores, una publicación reciente describe otra versión de una prueba de fatiga cinta de correr, que fue utilizado como parte de un examen de los efectos de estrés social en ratones 26. Aunque el método utilizado por este grupo difería marcadamente de la current protocolo (es decir, que emplea una cinta de correr de un solo carril y requiere 10 segundos de descarga eléctrica como criterio para poner fin a su prueba), el estudio pone de manifiesto la utilidad y el interés en el desarrollo de una prueba de fatiga rápida, sencilla de usar la caminadora ratón.

La fatiga es probable que sea detectable por medios distintos de rueda de rodadura y alteraciones en los comportamientos de rutina. CRF hace que los pacientes se sientan agotados por una cantidad menor de la fatiga muscular, tal como se determina por análisis electromiográfico, que las personas sin CRF 27. Además, motivación reducida se ha observado en y se mide por varias escalas de medición de la fatiga humana 28,29. Por lo tanto, un ensayo preclínico útil de comportamiento a la fatiga como debe distinguir entre ratones sanos y fatigado sobre la base de una medida distinta de la capacidad fisiológica y no debe disminuciones oscuros en la motivación. Para lograr este fin, evitando las limitaciones de VWRA y otros ensayos, los actuales wa métodos desarrollado mediante la adaptación de la prueba de esfuerzo ratón. Este método utiliza una rejilla de choque como el único factor de motivación externa para hacer los ratones correr en la caminadora. Los ratones aprenden rápidamente que la red proporciona un estímulo aversivo y se moverá rápidamente lejos de él cuando se coloca en la cinta y mantener una cierta distancia de él cuando se ejecuta.

Cuando los ratones fatiga, que pasan cada vez más tiempo hacia la parte posterior de la cinta de correr en lugar de mantener la velocidad hacia el extremo frontal. Por lo tanto, el criterio para la finalización de la prueba en este protocolo está gastando cinco segundos continuos en la zona de la fatiga designado (es decir, la parte posterior de la cinta de correr, que van desde aproximadamente una longitud de cuerpo de la red de choque, e incluyendo, la rejilla de choque). Esto se aprovecha de la naturaleza aversiva de la red sin necesidad de ratones para recibir muchos o ningún choques reales después del entrenamiento. Al permitir que los ratones para completar las pruebas utilizando el criterio actual en lugar de agotamiento (como se define anteriormente),este método proporciona un medio de la utilización de la cinta para medir el comportamiento a la fatiga como en lugar de su capacidad fisiológica máxima (o casi máxima). Por lo tanto, este método puede proporcionar un ensayo simple, de alto rendimiento de comportamiento a la fatiga como en ratones y puede servir ya sea como una medida independiente o complementaria a otros ensayos de comportamiento a fatiga-similares.

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Protocol

Este procedimiento fue aprobado por el Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales de Cuidado de Animales y el empleo.

1. Preparación

  1. Para permitir la rápida identificación de cada ratón antes de la prueba, tatuar las colas de todos los ratones para ser entrenados y evaluados con marcas de identificación.
    NOTA: Este paso es opcional. marcador permanente o otros métodos de identificación se pueden utilizar como una alternativa a los tatuajes.
  2. Antes de la formación y los ratones de prueba, asegúrese de que la cinta esté en una superficie plana y se establece en la cinta de correr en el ángulo deseado de inclinación (ángulo recomendado de inclinación: 10 °, que se mantiene constante a través de la formación y las pruebas) y establecer la frecuencia de descarga eléctrica y la intensidad adecuada (recomendado: 2 Hz, 1,22 mA).
    NOTA: La descarga eléctrica utilizada debe producir no más de una sensación de hormigueo leve cuando es tocado por un dedo sin guante y debe ser entregado en un fash pulsátiliones (con cada descarga que dura 200 ms).
  3. Coloque una hoja de papel en blanco de carnicero o una almohadilla absorbente debajo de la caminadora para recoger bolos fecales y la orina durante el entrenamiento y prueba.
  4. Coloque una hoja de papel o una almohadilla absorbente sobre la tercera parte de la carcasa del tapiz rodante (es decir, la tapa de plástico transparente que cubre los carriles de caminadora) más alejado de la rejilla de choque.
    NOTA: Este paso es opcional, pero se creará un espacio más oscuro y puede proporcionar estímulo adicional para evitar la parte inferior de la cinta de correr.
  5. Si planea utilizar un cepillo de alambre para proporcionar una motivación adicional durante el entrenamiento, asegurarse de que uno está fácilmente disponible antes de comenzar las sesiones de entrenamiento.
  6. Asegúrese de que cualquier medicamento o método para inducir y / o aliviar la fatiga están disponibles y se pueden preparar o llevaron a cabo durante el paso de 2.14.

2. Los ratones entrenamiento para usar la rueda de ardilla

NOTA: La formación es necesaria para asegurar que los ratonesestán familiarizados con la cinta y de la tarea y puede realizar adecuadamente cuando se prueba. Si la mayoría de los ratones siendo entrenado están recibiendo choques frecuentes o mal desempeño durante cualquier sesión de entrenamiento de otro modo, las sesiones de entrenamiento adicionales deben llevarse a cabo. En el primer día, la mayoría de los ratones se sorprendieron varias veces. Para el segundo día de entrenamiento, los ratones deben ser rara vez hacer contacto con la red. Si un ratón muestra consistentemente un rendimiento deficiente formación, deberá ser retirado del estudio. Para ratones hembra C57BL / 6NCr, esta es una ocurrencia rara (menos de 1% se han eliminado de los estudios debido a un bajo rendimiento de formación), pero debe tenerse en cuenta que otras cepas pueden realizar de manera diferente durante el entrenamiento.

  1. Con la cinta de correr fuera (y la velocidad se ajusta a 0 m / min), levante los ratones individualmente por los ratones de cola y colocar en filas separadas de una cinta de correr ratón. Prontitud activar la cuadrícula correspondiente después de colocar cada ratón en la cinta. Asegurar que los ratones se colocan directamente on la cinta sin fin.
    NOTA: La cantidad de tiempo y la distancia de cada ratón se mantiene por su cola debe reducirse al mínimo mediante la colocación de la jaula alrededor de la cinta de correr antes de transferir los ratones para la cinta y / o permitir que los ratones de pie sobre una plataforma sólida (por ejemplo, una tapa de jaula de alambre ) hasta que estén cerca de la cinta y el experimentador está listo para colocarlos en la cinta de correr.
  2. Permitir a los ratones para explorar libremente la cinta de correr durante 1-3 minutos o hasta que cada ratón ha explorado su carril y / o recibido al menos un choque de la red.
  3. Encienda la cinta de correr y poco a poco aumentar la velocidad hasta que comienza a moverse (aproximadamente 1,5 a 3,0 m / min). Supervisión de todos los ratones para asegurar que comienzan a caminar. Si un ratón no comienza a pie o camina hacia la rejilla de choque, estar preparado para intervenir pulsando el ratón con un cepillo de alambre o cosquilleo cola.
  4. Poco a poco aumentar la velocidad de la cinta 8 m / min. Iniciar un temporizador y seguir el comportamiento de vigilancia.
  5. Aumentar la velocidad de la cinta de9 m / min a 5 min, 10 m / min a 7 min, y detener la cinta de correr en 10 min.
  6. Permitir que los ratones para explorar brevemente la cinta de correr, a continuación, quitar y volver cada uno a su jaula.
  7. Limpiar la cinta y rejilla con alcohol y vuelva a colocar el papel o almohadilla absorbente debajo de la cinta de correr.
  8. Para capacitar a los ratones, repita los pasos 2.1 a 2.7.
    NOTA: Deje que el alcohol se seque antes de colocar nuevos ratones en la cinta.
  9. En el segundo día de entrenamiento, repita el paso 2.1. Girar en la cinta y aumentar la velocidad de 10 m / min. Iniciar un temporizador.
    NOTA: Velocidad del tapete se puede aumentar más rápidamente que en el primer día de entrenamiento.
  10. Aumentar la velocidad de la cinta de 11 m / min a 5 min, 12 m / min a 10 min, y parar la máquina para correr a los 15 min.
  11. Retire los ratones y devolverlos a sus jaulas.
  12. Limpiar la cinta y rejilla con alcohol y vuelva a colocar el papel o almohadilla absorbente debajo de la cinta de correr. Para capacitar a los ratones, repita los pasos 2.9 a través de 2.12.
  13. Realizar días adicionales (3 días) de la formación en la misma manera que el segundo día.
    NOTA: Este paso es opcional, pero se recomienda encarecidamente si la mayoría o todos los ratones (del mismo sexo y la tensión) siendo entrenados dificultad de visualización con la tarea. Los ratones generalmente pueden funcionar bien en el paso 3 cuando han sido entrenados durante 3 días (es decir, con un día adicional de capacitación), aunque días más o menos de entrenamiento pueden ser apropiados en función de su rendimiento durante el segundo día de entrenamiento y la duración de paso 2.14.
  14. Deje por lo menos un día completo para pasar en el que los ratones tienen ninguna exposición a la cinta de correr antes de continuar con el paso 3.
    NOTA: Cualquier medicamento (s) que se utiliza para inducir y / o aliviar la fatiga se debe administrar durante este paso.
    NOTA: Este período de tiempo se puede variar en longitud y se utiliza para inducir intervenciones para la fatiga y / o de prueba para reducir o eliminar la fatiga. Si la prueba de los ratones más de 7 días después de completar la formación, un estudio piloto se recomiendaverifique que los ratones utilizados llevará a cabo durante la prueba.

3. Ensayo de fatiga rueda de ardilla

NOTA: En esta prueba, el comportamiento a fatiga similar se define como pasar 5 segundos consecutivos en la "zona de la fatiga". La zona de la fatiga se define como la región que abarca la parte de la cinta sin fin dentro de aproximadamente 1 longitud de cuerpo de la rejilla de choque, así como la red, en sí. Antes de la prueba, asegúrese de que el punto de delimitación de esta zona es claro para el experimentador, por ejemplo, mediante la aplicación de una marca a la parte superior o lateral de los carriles de cinta rodante.

  1. Ajuste la velocidad de la cinta de 12 m / min. No inicie la cinta de correr. Asegúrese de que las rejillas de choque están apagados.
  2. Individualmente colocar los ratones en carriles separados de la cinta de correr. Activar la cuadrícula correspondiente inmediatamente después de la colocación de cada ratón en la cinta.
  3. Al mismo tiempo iniciar la cinta y un cronómetro.
    NOTA: No intervenir durante las pruebas, excepto para eliminar los ratonesque cumplen con el criterio para la eliminación (véase el paso 3.5).
  4. Aumentar la velocidad de la cinta como se indica en la Tabla 1. Observe cuidadosamente todos los ratones durante toda la prueba.
    NOTA: La cinta de correr velocidades aparece en la Tabla 1 fueron seleccionados sobre la base de las observaciones de la hembra adulta ratones C57BL / 6NCr. Velocidades más altas de caminadora pueden ser apropiados para mayor (por ejemplo, outbred ratones CD-1) o más ratones atléticos.
  5. Si un ratón permanece en la zona de fatiga continua durante 5 segundos, extraiga inmediatamente el ratón de la cinta de correr y registrar la duración y la distancia que corrió.
  6. Cuando no hay ratones permanecen en la cinta, detener la cinta de correr. Limpiar la cinta y rejilla con alcohol y vuelva a colocar el papel o almohadilla absorbente debajo de la cinta de correr.
  7. Para probar los ratones adicional, repita los pasos 3.1 a 3.6.
    NOTA: Este paso es opcional.

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Representative Results

Este protocolo permite comportamiento a fatiga similar a medirse en ratones utilizando una cinta de correr. Los datos presentados en esta sección se obtuvo mediante formación y las pruebas 3 grupos separados de ratones usando el protocolo actual (excluyendo la Figura 1A y 1C). Para inducir la fatiga, 5-fluorouracilo (5-FU), un fármaco de quimioterapia citotóxica se sabe que causa fatiga en los seres humanos 30 y comportamiento a la fatiga como en ratones 10,13, se administró. Todos los datos que se presentan son de ratones hembra adultas C57BL / 6NCr. Los ratones fueron 9-10 (Figura 1 y 2) o 9-13 (Figura 3) semanas de edad al momento de la prueba.

La Figura 1 muestra los datos de los ratones que fueron capacitados durante 5 días, después se trató con 5-FU (60 mg / kg / día durante 5 días), como en un modelo publicado previamente 10, para inducir a la fatiga. Después de completar el tratamiento, que se pusieron a prueba utilizando un ejerCISE prueba de la capacidad (Figura 1 A), que utiliza cinta de correr velocidades aparece en la Tabla 2 y un cepillo de alambre, cola cosquillas, y bocanadas de aire para motivar a los ratones a correr hasta que es incapaz de operar. La prueba terminó cuando un ratón pasó 5 segundos seguidos en la parrilla de choque. Al día siguiente, los ratones se ensayaron usando el ensayo de fatiga cinta de correr (Figura 1B). Este protocolo se puede detectar una diferencia significativa en la distancia recorrida durante la prueba entre los ratones tratados con quimioterapia y de control (Figura 1B), mientras que una prueba de la capacidad de ejercicio en cinta ergométrica no lo hicieron (Figura 1A). Para validar que la diferencia encontrada en el ensayo de fatiga cinta estaba midiendo el comportamiento a fatiga similar, ratón VWRA se midió en un experimento separado. Tras la aclimatación y la recogida de la actividad de rueda para correr la línea de base, VWRA se midió durante el ciclo de oscuridad ( "la noche", cuando se produce principalmente rueda para correr) durante los 5 días de tratamiento con 5-FU y una para unanoche taria más allá de la finalización del tratamiento con 5-FU. Los ratones sometidos a tratamiento con 5-FU muestran un comportamiento a la fatiga como por la segunda noche del tratamiento (Figura 1C). Este efecto aumentó durante el transcurso del experimento y persistió más allá del final del tratamiento, lo que indica que el comportamiento a la fatiga como debería haber sido detectable en los ratones de las Figuras 1A y 1B. Como el ensayo de fatiga cinta fue capaz de detectar diferencias en la distancia recorrida por el control y los ratones tratados con 5-FU, esto apoya la conclusión de que el ensayo de fatiga cinta de correr es capaz de medir el comportamiento de fatiga similares.

El ensayo de fatiga caminadora también puede detectar el comportamiento a la fatiga al igual que en los ratones que recibieron la quimioterapia en diferentes dosis y programas de tratamiento. Los ratones que recibieron un 80 mg de dosis / kg de 5-FU por semana durante dos semanas (para una dosis acumulada de aproximadamente la mitad de lo que los ratones recibieron en la Figura 1 (Figura 2).

Como el número de sesiones de entrenamiento y / o la duración de tiempo entre la formación y las pruebas pueden variar dependiendo de los ratones utilizados y el método utilizado para inducir la fatiga, es importante que los cambios en estas variables no impiden la detección de comportamiento a fatiga-similares. Los experimentos mostrados en las Figuras 1A y 1B (en el que los ratones recibieron 5 días de entrenamiento) y la Figura 2 (en el que los ratones recibieron 3 días de entrenamiento) ilustran que el comportamiento a la fatiga como es detectable cuando el número de sesiones de entrenamiento y el tiempo entre la formación y las pruebas se cambian.

En la Figura 3, no se administraron los medicamentos de quimioterapia, pero los ratones fueron probados mediante la prueba de fatiga semanal cinta de correr. Aunque los ratones se pueden probar repeatedly usando este protocolo, pero pueden llegar a ser menos dispuestos a correr a la repetición de la prueba (Figura 3). El porcentaje de ratones que no se ejecute durante las pruebas semanales aumentó con cada prueba y, después de la segunda prueba, al menos la mitad de los ratones ensayados no correr en la caminadora. Estos datos sugieren que las pruebas con este protocolo se debe limitar a una o dos pruebas para evitar una alta tasa de ratones no conformes.

Figura 1
Figura 1:. La fatiga ergometría, al igual que la rueda Voluntario Correr y en contraste con la prueba de capacidad de ejercicio en cinta rodante, detecta un comportamiento similar a la fatiga en ratones que recibieron quimioterapia diaria en los días 1-5, los ratones fueron entrenados a diario en la cinta. En los días 6-10, los ratones fueron sometidos a tratamiento con 5-FU (60 mg / kg / día) para inducir fatiga o PBS. (A) En el día 11, los ratones se sometieron a pruebas de una cinta estándar exprueba de capacidad de Ercis. (B) En el día 12, los ratones se sometieron a la prueba de fatiga cinta de correr. La actividad en funcionamiento (C) de la rueda (que se muestra como un porcentaje de funcionamiento de referencia sin tratar). Los ratones fueron aclimatadas a la ejecución de las jaulas de ruedas durante 7 días y se recogió rueda de línea de base es de más de 4 noches adicionales y un promedio de línea de base para determinar rueda de funcionamiento para cada ratón. En los días 1-5, los ratones fueron tratados con 5-FU (60 mg / kg / día) o PBS. 1 noche es la noche después de la primera dosis de 5-FU. Para los paneles A y B, los datos son la media + SD 5-6 ratones por grupo de tratamiento. Para el panel C, los datos son la media ± SD de 6 ratones por grupo de tratamiento. ** P <0,01, prueba t de Student; *** P <0,001, de dos vías de medidas repetidas análisis de la varianza con la corrección de Bonferroni Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.


Figura 2: El tratamiento semanal con 5-FU induce la resistencia a la fatiga, al igual que en ratones en los días 1 a 3, los ratones fueron entrenados a diario en la cinta.. En los días 4 y 11, los ratones recibieron inyecciones de 5-FU (80 mg / kg) o PBS. El día 12, los ratones fueron sometidos a la prueba de fatiga cinta de correr. Los datos son la media ± SD de 12 ratones por grupo de tratamiento. * P <0,05, prueba t de Student Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

figura 3
Figura 3:. Distancia de ejecución y cumplimiento de tareas de ratones durante pruebas de esfuerzo de fatiga repite en los días 1 a 3, los ratones fueron entrenados a diario en la cinta. En los días 5, 12, 19, 26 y 33, los ratones fueron sometidos a pruebas de fatiga cinta de correr. METROhielo recibió dos inyecciones de PBS el día antes de la prueba y una sola inyección 30 min antes de la prueba. (A) Distancia a cargo de los ratones durante cada semana de pruebas. Los datos son la media ± SD de 12 ratones. (B) El porcentaje de ratones no participante durante cada semana de pruebas. Los ratones no fueron arbitrariamente corredor definen como los ratones que no se ejecutan por lo menos durante 6 min. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Tiempo (min) Velocidad (m / min)
0 12
0,5 14
1 dieciséis
6 18
30 20
45 22 60 24
75 26

Tabla 1: velocidad de la cinta Durante los ensayos de fatiga.

Tiempo (min) Velocidad (m / min)
0 10
10 15
15 16.8
18 18.6
21 20.4
24 22.2
27 24
30 25.8
33 27.6
36 29.4
39 31.2
42 33
45 34.8
48 36.6

Tabla 2: velocidad de la cinta durante la prueba de la capacidad de ejercicio.

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Discussion

El actual protocolo se describe cómo utilizar una cinta de correr ratón para medir la resistencia a la fatiga similar. Este método tiene varias ventajas sobre VWRA, un ensayo preclínico común de comportamiento a fatiga-similares. VWRA requiere que los ratones eligen para interactuar con el aparato de ensayo. Como resultado, algunas cepas puras de ratones raramente interactúan con la rueda 16 y se ejecutan tan poco que puede ser difícil o imposible identificar una disminución fatiga inducida por la actividad. Por el contrario, el ensayo de fatiga cinta elimina esa elección y, por tanto, proporciona un ensayo alternativo viable de comportamiento a fatiga similar a los ratones para que no se ejecutan en las ruedas en ejecución. Este protocolo podría utilizarse como una sustitución o complemento a VWRA y otras medidas de comportamiento a fatiga similar y puede ser particularmente útil en el ensayo de potenciales terapias con medicamentos para reducir la fatiga en modelos de ratón. Después de establecer a través de un estudio piloto que el comportamiento a la fatiga como se observa en un modelo de ratón particular, el tratamiento potencials se podrían administrar para aliviar la fatiga y reducir la resistencia a la fatiga similar. Si un tratamiento farmacológico atenúa la resistencia a la fatiga, al igual que cuando se prueba usando este protocolo, (o un fármaco similar) puede ser de valor terapéutico para el tratamiento de algunas formas de la fatiga humana. Por otra parte, aunque todavía hay muchos pasos necesarios en la transición de los estudios preclínicos a los ensayos clínicos, este protocolo permite que un mayor número de ratones que se probarán en un plazo de tiempo mucho más corto que VWRA manera que los efectos de la fatiga similar y tratamientos potenciales pueden ser estudiados y entendido más rápido.

Existen varias limitaciones y consideraciones importantes a tener en cuenta cuando se utiliza este protocolo. En primer lugar, hay que señalar que, como esta prueba requiere la actividad física para medir el comportamiento de fatiga similares, puede no ser adecuado para las condiciones de prueba que inducen la caquexia o la atrofia muscular (por ejemplo, cáncer, avanzado). También hemos observado que, si los mismos ratones se ensayaron repetidamente, puede haberuna disminución en el cumplimiento general (Figura 3B). Este efecto no se observa en todas las fechas de las pruebas o en todos los tipos de ratones y tratamiento con fármacos u otras intervenciones podría alterar este efecto, pero es una consideración importante en la planificación de los estudios que utilizan este método. Además, existe el riesgo de lesiones en caso de un ratón cae en el hueco entre la cinta sin fin y la rejilla de choque, mientras que la cinta se está ejecutando. Para minimizar este riesgo, los ratones deben ser observados cuidadosamente a lo largo de la formación y las pruebas para garantizar su seguridad y el uso de (15 g <) ratones muy jóvenes o pequeños deben ser evitados. Por último, aunque los datos experimentales recogidos indican que la hembra CD-1 y ratones transgénicos macho y hembra en un fondo 129S1 / SvImJ llevará a cabo esta tarea (datos no mostrados), hasta la fecha, este protocolo tiene principalmente han utilizado para probar ratones hembra C57BL / 6NCr . Como tal, debe tenerse en cuenta que otros sexos y cepas de ratón pueden diferir en la formación y el rendimiento de la prueba. Finalmente,aunque los datos experimentales recogidos indican que los ratones transgénicos hembra CD-1 y el macho y la hembra en un fondo 129S1 / SvImJ realizará esta tarea (datos no mostrados), hasta la fecha, este protocolo ha sido principalmente utilizado para probar 9-10 semanas de edad de sexo femenino ratones C57BL / 6NCr. Como tal, hay que señalar que los ratones de diferentes edades, sexo, o tensiones pueden ser diferentes en la formación y funcionamiento de la prueba.

Durante las pruebas, es crucial que los ratones que satisfacen los criterios de fatiga se eliminan de manera eficiente y rápida, ya que una mala técnica de eliminación puede proporcionar una motivación adicional para un ratón continúe funcionando, haciendo algo distinto comportamiento a fatiga similar a medir. A pesar de que el método particular de extracción dependerá de la comodidad experimentador, un simple método de extracción consiste en utilizar el índice y el dedo medio de una mano. Cada dedo debe mantenerse recta y ligeramente separados el uno del otro antes de entrar en el carril de la cinta de correr y se cierra rápidamente alrededor de la cola, cerca de la base, o más de tél piel del ratón. Una vez captado de forma segura, el ratón se puede quitar fácilmente.

Es importante que los ratones que estén familiarizados con la red de choque para proporcionar la motivación para funcionar durante las pruebas, pero los choques frecuentes durante el entrenamiento puede ser perjudicial para el rendimiento de la prueba. Después del primer día de entrenamiento, la mayoría de los ratones caminar en la cinta con éxito y responder a un shock corriendo o saltando lejos en la cinta, a continuación, reiniciar la marcha para evitar la deriva de nuevo hacia la red. Algunos ratones, sin embargo, pueden reaccionar fuertemente a los choques y / o encontrar maneras de no realizar la tarea sin recibir ninguna. Los ratones que reaccionan fuertemente a la red de choque pueden recibir los choques más frecuentes, dedicar menos tiempo a caminar en la cinta, y pueden intentar escapar de la rutina. Con estos ratones, el experimentador puede colocar una mano enguantada en la parte trasera del carril para estimular suavemente el ratón para continuar ejecutando. Para evitar caminar en la cinta, algunos ratones pueden explotar una limitación de la gr de choquecarné de identidad. La rejilla requiere al menos dos puntos de contacto directo con la piel (es decir, dos o más patas deben estar tocando la red) a golpes a un animal. Por lo tanto, si un ratón se sienta en él sin permitir dos pies toquen la red, no será impactado. Si se observa este comportamiento, el experimentador puede empujar suavemente el ratón para hacer que se mueva sus pies y recibir un choque o levante el ratón para reemplazarlo en la cinta. Si estas intervenciones tienen éxito, el ratón debe comenzar a caminar en la cinta más consistente dentro de varios minutos y en las sesiones de entrenamiento. Si esta intervención no tiene éxito, el ratón debe ser retirado del estudio.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Exer 3/6 Animal Treadmill Columbus Instruments 1050-RM Exer-3/6
Stopwatch Daigger EF24490M 
Wire brush Fisher Scientific 03-572-5
Compressed air Dust-Off FALDSXLPW
Absorbent pads Daigger EF2175CX 
Butcher paper Newell Paper Company 4620510
Alcohol (70%) Fisher Scientific BP82011

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References

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