في فيفو القياس الكهربية من إمكانات عمل العضلات مركب من الأمامية في نماذج الماوس من ضمور الخلايا العصبية الحركية

Neuroscience
 

Summary

قياس التوصيل العصب أداة مفيدة لتقييم نماذج الماوس من نيوروديجينيريشن ولكن كثيرا ما لا تنطبق إلا على تحفيز العصب الوركي في هيندليمبس. وهنا يصف لنا تقنية لقياس العضلات مجمع إمكانات العمل (CMAP) في فيفو في العضلات فوريليمب الماوس معصب الضفيرة ريحي.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Pollari, E., Prior, R., Robberecht, W., Van Damme, P., Van Den Bosch, L. In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration. J. Vis. Exp. (136), e57741, doi:10.3791/57741 (2018).

Please note that all translations are automatically generated.

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

Abstract

تقييم الأداء الوظيفي لاكسون الأعصاب يوفر معلومات مفصلة عن تطور الاضطرابات العصبية العضلية. التسجيلات الكهربية توفير نهج حساسة لقياس التوصيل العصبية في نماذج القوارض والبشر. لتوسيع نطاق الإمكانيات التقنية للكهربائي في الفئران، يتم وصف قياس إمكانات العمل مجمع العضلات (CMAPs) من العصب الضفيرة ريحي في فوريليمب استخدام أقطاب الإبرة هنا. وقد وصف التسجيلات CMAP بعد تحفيز العصب الوركي في هيندليمبس سابقا. الطريقة التي أدخلت حديثا هنا يسمح لتقييم الموصلية الأعصاب في أحد مواقع إضافية، ومن ثم يوفر نظرة أكثر عمقاً للوظيفة العصبية العضلية. الأسلوب الذي يقدم معلومات عن العدد النسبي لمحاور عصبية الوظيفية ومستوى مييلينيشن. وبالتالي، يمكن تطبيق هذا الأسلوب لتقييم الأمراض محواري فضلا عن ظروف دملينتينغ. لا يتطلب هذا الأسلوب مينيملي استخراج العصب وذلك أنها مناسبة للقياسات المتكررة لمتابعة طولية في الحيوان نفسه. تسجيلات مماثلة تجري في الأجهزة الطبية للتأكيد على أهمية الأسلوب متعدية الجنسيات.

Introduction

الكهربية كأداة تشخيصية في الاضطرابات العضلية مثل الاضطرابات العصبية الحركية وبليكسوباثيس، واعتلالات الأعصاب، والاضطرابات العضلية مفرق وميوباثيس. في التصلب الجانبي الضموري (ALS)، التي تتأثر أساسا الخلايا العصبية الحركية، تنعكس الأضرار محواري و شلل العضلات1 في انخفاض CMAP ستريك في دراسات التوصيل العصبي (سي إس). في مرض شاركو-ماري الأسنان (CMT)، يمكن تقدير تنكس محواري وديمييلينيشن في الأعصاب الطرفية باستخدام سي إس2. يمكن استخدام هذا الأسلوب لتأكيد التشخيص، وكذلك فيما يتعلق بتقييم تطور المرض3،4. النيجيرية تمكين تقدير محواري علم الأمراض، الذي يتم استخلاصه من حجم السعة إمكانات العمل5، ومدى ديمييلينيشن-مما يؤدي إلى سرعة انخفاض التوصيل، لفترات طويلة القاصي الاختفاء، أو كتلة التوصيل 6.

قياس CMAP طريقة سريعة وحساسة لتقييم التوصيل العصبية في الفئران والبشر على حد سواء. بينما في المرضى الذين تتم سي إس بشكل روتيني في مواقع مختلفة لتسجيل مختلف الأعصاب والعضلات، وفي الفئران، عادة ما تتم القياسات CMAP فقط للعصب الوركي لتقييم الوظائف العصبية في هيندليمبس. ومع ذلك، في بعض الدراسات الحيوانية من المفيد إلى سجل CMAP سواء في الصدارة-وهيندليمبس، على سبيل المثال، لمتابعة تطور المرض التفاضلية بين الصدارة وهيندليمبس في نماذج الماوس ALS.

وهنا نقدم طريقة لتسجيل كمابس من الأمامية للفئران باستخدام أقطاب الإبرة. بالإضافة إلى ذلك، يمكننا توفير نهج لقياس كمابس من هيندليمبس، وبالمثل مع أقطاب الإبرة. تم عرض قياس كمابس من هيندليمبس مع أقطاب خاتم سابق7،8. تسجيل CMAPs استخدام أقطاب الإبرة أسلوب قياس سرعة وأنها لا تتطلب حلق من الفراء، ويستغرق الإجراء لقياس كل من هند-والأمامية فقط 10 دقيقة للحيوان الواحد للباحثين ذوي خبرة. وعلاوة على ذلك، يعد هذا النهج كسبها ممكناً للقياسات المتكررة للسماح بمتابعة طولية متعددة الأعصاب في الحيوانات.

Protocol

تم إيواء جميع الحيوانات تحت الظروف القياسية وفقا للمبادئ التوجيهية "وفين كو"-جامعة لوفين، والمبادئ التوجيهية الأوروبية المرتبطة بها (الأمر التوجيهي 2010/63/الاتحاد الأوروبي للتجارب على الحيوانات). جميع التجارب على الحيوانات قد أقرته اللجنة الأخلاقية المحلية "وفين كو".

1-إعداد الحيوان والتخدير

  1. حمل التخدير في الماوس مع استنشاق الأوكسجين/إيسوفلوراني. استخدام 4% إيسوفلوراني لتحريض التخدير و 2-3% للحفاظ على تدفق الأكسجين 2.5 لتر في الدقيقة. ضبط نسبة إيسوفلوراني للمحافظة على التخدير وفقا لشرط الماوس، أي، تتطلب أقل المسكنات من الفئران الصغيرة والضعيفة. تأكيد التخدير الكافي مثلاً، عن طريق تطبيق ضغط معتدل إلى اللكتات سيرا على الأقدام pad للتحقق من عدم وجود منعكس سحب الألم.
  2. التحكم في درجة حرارة الجسم الماوس باستخدام لوحة تدفئة ثرموستاتي في 37 درجة مئوية لمنع انخفاض حرارة الجسم أثناء التخدير.
  3. تناسب الماوس مع نوسيكوني للمحافظة على التخدير. ضمان أن الحيوان قد يكفي إيصال الأكسجين بالتحقق من أن نوسيكوني لا يمنع الخطوط الجوية وأن الحيوان هو التنفس مطردا.
  4. أثناء التسجيل، رصد ما إذا كان الماوس يتم تخديره بما فيه الكفاية عن طريق مراقبة معدل التنفس (حوالي 1 هرتز في التخدير) وغياب منعكس سحب على ضغط معتدل. زيادة تركيز إيسوفلوراني يدوياً إذا كان التخدير ليست عميقة بما فيه الكفاية.
  5. بعد القياسات، اترك الماوس لاسترداد على لوحة التدفئة أو في دفء مصباح الأشعة تحت الحمراء حتى قد وعيه كافية للحفاظ على ريكومبينسي القصية، لحوالي 2-5 دقائق. لا تترك الماوس غير المراقب وفي الشركة من الفئران الأخرى حتى أنه تعافي تماما من التخدير.

2-قياس CMAP في هند والأمامية

Figure 1
رقم 1. لتحديد المواقع من الأقطاب للقياسات CMAP. ويرد موقف أقطاب كهربائية لهند-(A) والأمامية (ب). يتم ترقيم الأقطاب كما يلي: 1: اﻷنود و 2: الكاثود تحفيز كهربائي، 3: تسجيل نشاط القطب، 4: قطب مرجعي، و 5: قطب التأريض. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. استخدام أقطاب الإبرة ز 27 للقياسات CMAP اللكتات وفوريليمب. انظر الشكل 1 لأماكن الموصى بها من قطب كهربائي لتحديد المواقع.
  2. وضع أقطاب على اللكتات على النحو التالي.
    1. ضع الماوس على لوحة تدفئة في موقف المعرضة. تمديد اللكتات في الركبة وإرفاق مخلب على سطح العمل باستخدام شريط لاصق (الشكل 1A).
    2. وضع أقطاب كهربائية محفزة تحت الجلد على جانبي الشق الوركي مع مسافة حوالي 2 سم (1 = اﻷنود و 2 = الكاثود) بين الأقطاب. رفع الجلد لإدراج الإبرة عمودياً من خلال الجلد ودفع حوالي 5 مم إبرة تحت الجلد بدون ثقب في عضلات الكامنة.
    3. وبالمثل، مكان التسجيل الكهربائي (3) تحت الجلد محاذاة في عضلة الساق. إدراج مرجع مسرى (4) تحت الجلد بجوار وتر أخيل في زاوية 30 درجة وترك 2-5 ملم إبرة تحت الجلد. ضع القطب الأرضي (5) تحت الجلد على جانب الماوس بطريقة مماثلة كأقطاب كهربائية محفزة، ولكن موقف هذا القطب ليس حاسما للقياس.
  3. وضع أقطاب على الأمامية على النحو التالي.
    1. ضع الماوس على لوحة تدفئة في موقف ضعيف واستخدام شريط لاصق تمديد كل الأمامية على جانبي الجسم (الشكل 1B).
    2. وضع أقطاب كهربائية محفزة (1 = اﻷنود و 2 = الكاثود) تحت الجلد على جانبي فوريليمب محاذاة مع العصب الضفيرة ريحي. رفع الجلد لإدراج الإبرة عمودياً من خلال الجلد ودفع حوالي 5 مم إبرة تحت الجلد بدون ثقب في عضلات الكامنة.
    3. مكان التسجيل الكهربائي (3) تحت الجلد فوق العضلات العضلة ذات الرأسين العضدية برفع الجلد. ضع مسرى المرجع (4) على منصات سيرا على الأقدام في عمق 3 مم بزاوية 30 درجة. ضع القطب الأرضي (5) تحت الجلد على جانب الماوس.
      ملاحظة: أقطاب على مقربة من بعضها البعض في هذا الإعداد. منع أقطاب لمس كل منهما الآخر كما يشوه هذا التسجيل.

3. الحصول على البيانات

  1. ابدأ التحفيز بالضغط على زر التحفيز المتكررة في وحدة تحكم وادر التحكم بكثافة لزيادة التحفيز. حفز جميع محاور عصبية باستخدام النبض/s 1 مع مدة التحفيز 0.1 مللي ثانية. حدد التردد الصحيح والمدة من القوائم المنسدلة في البرنامج.
  2. للوصول إلى المنبهات سوبراماكسيمال (5-20 mA؛ في دملينتينغ ظروف تصل إلى 60 mA)، تطبيق زيادة المحفزات التي تحول مقبض التحكم بكثافة حتى السعة للاستجابة CMAP يتوقف على زيادة. من هناك، وزيادة الحافز بنسبة 20% لضمان أن السعة CMAP وصلت ردها القصوى. نهاية التحفيز بالضغط على زر التحفيز المتكررة مرة أخرى.
  3. استخدم أداة علامة للإشارة إلى النقاط التالية في التسجيل: بدء التحفيز، وبدء الاستجابة، ذروة الإيجابية كحد أقصى، وذروة السلبية كحد أقصى (الشكل 2).
  4. تحديد زمن الوصول (في مرض التصلب العصبي المتعدد) كتأخير من الشروع في التحفيز على الشروع في الاستجابة (الشكل 2). تعريف الشروع في الاستجابة كأقرب نقطة حيث يبدأ السعة بزيادة. استخدم الكمون لتقييم ديمييلينيشن في محاور عصبية.
  5. قياس السعة (mV) من السلبية كحد أقصى إلى أقصى الذروة الإيجابية (الشكل 2). استخدام حجم السعة لربط العدد من محاور عصبية وظيفية.

Figure 2
رقم 2. صورة تمثيلية لاستجابة CMAP. استجابة CMAP وصفية تشير إلى النقاط التي تستخدم لحساب السعة والكمون (A). زمن الوصول يتحدد بالتأخير من التحفيز لبداية الاستجابة CMAP. يتم قياس السعة الذروة إلى الذروة من السلبية كحد أقصى إلى ذروة موجه ثنائية الطور الإيجابي كحد أقصى. تسجيلات الممثل الحيوانات غير المعدلة وراثيا صحية (ب) والحيوانات مريضة مع الكمون الطويل وانخفاض السعة (ج). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. منذ وضع أقطاب كهربائية الضبط يمكن أن تؤثر على نتائج قيمة التسجيل، استبدال الأقطاب وقياس العصب نفسه ثلاث مرات استخدام التحفيز سوبراماكسيمال لضمان أن يتم الحصول على استجابة أكبر. استخدام متوسط التسجيلات.

Representative Results

القياسات الكهربية من كمابس استخدام أقطاب الإبرة أسلوب كسبها وحساسة جداً لمتابعة وظيفة الأعصاب على مر الزمن. الأسلوب الموصوفة هنا يسمح تقييم فوريليمب العصب التوصيل في الفئران، وهكذا، يوفر نظرة ثاقبة وظيفة العصب.

وقيست ستريك CMAP والاختفاء من هند والأمامية أثناء المرض في نموذجين الماوس من المرض، SOD1-G93A9 و10 الحزب الثوري-هفوس-WT3 (الشكل 3)، وفي نموذج الفأر من فريق الإدارة القطري، C61-PMP2211،12 (الشكل 4). ALS الماوس نماذج تم إنشاؤها بواسطة overexpression جينات البشرية ذات الصلة بالمرض، إلا وهي أما تحور SOD1 أو نوع البرية فوس. في كلا النموذجين، وضع الفئران المرض تشبه تنكس الخلايا العصبية الحركية تدريجيا مما يؤدي إلى الشلل. في عناصر التحكم ليتيرماتي غير المعدلة وراثيا، لم تتغير السعة CMAP السواء هند-والأمامية على مر الزمن (الشكل 3A). من ناحية أخرى، انخفض السعة CMAP للعصب الوركي من اللكتات شكل كبير في الفئران SOD1-G93A، حتى قبل ظهور الأعراض في سن 60 يوما (بينما لوحظت الأعراض الحركية الأولى عادة في سن ثلاثة أشهر)13 . السعة كان 90 أم في هذه السن في غير محوره وراثيا (غير تيراغرام) ليتيرماتيس، بينما كان في SOD1 G93A الفئران فقط 30 mV. لم يكن هناك سوى الحد الأدنى مزيد من الانخفاض في السعة ومع تقدم المرض إلى مرحلة الأعراض متأخرة في سن ال 150 يوما. الانخفاض في السعة CMAP، ومن ثم انحطاط محاور عصبية، تأخر في عصب الضفيرة ريحي الأمامية بالمقارنة مع العصب الوركي من هيندليمبس. في الأمامية، كان أيضا تطور المرض أكثر وضوحاً كما CMAP السعة انخفضت من 70 mV إلى 30 mV عند قياسها قبل وبعد مظاهر العجز الحركي في هذه الفئران.

في طراز الماوس الحزب الثوري-هفوس-WT3 من المرض، يبدأ ظهور عجز السيارات تقريبا في سن ال 28 يوما10، التي تتزامن مع بدء الانخفاض في السعة CMAP. هذا نموذج مرض أكثر تسارع الفئران في التوصل إلى نهاية مرحلة تقريبا في سن ال 65 يوما. وحدث الانخفاض في السعة CMAP أكثر سرعة في العصب الوركي من اللكتات بالمقارنة مع العصب الضفيرة ريحي في فوريليمب، مما يشير إلى تنكس محواري في وقت سابق في هيندليمبس (الشكل 3D). ويدعم هذه الملاحظة الملاحظة الإكلينيكية في كل من هذه الطرازات الماوس كما هي الشلل في هيندليمبس لا سيما أقدم من الأمامية التي تبقى وظيفية تصل إلى المراحل الأخيرة من عملية المرض.

وبصفة عامة، الكمون من التحفيز للشروع في إمكانات العمل كان أقصر في الأمامية بالمقارنة مع هيندليمبس (الشكل 3B، الإلكترونية). وهذا ببساطة بسبب المسافة أقصر بين حفز واقطاب تسجيل. زمن الوصول يوفر مؤشرا على مستوى مييلينيشن محاور عصبية. ملاحظتنا أن الاختفاء CMAP لفترات طويلة أثناء تطور المرض في نماذج الماوس من المرض، على الرغم من أن المرض ليس مرضاً دملينتينغ. هذا الأكثر احتمالاً بسبب فقدان أكبر وأسرع إجراء محاور عصبية المحرك.

الفئران C61-PMP22 أوفيريكسبريسينج 3-4 نسخ من PMP22 البشرية والفئران heterozygote الخص خفيف جداً CMT1A مرض النمط الظاهري مع ديمييلينيشن خفيفة وانخفاض كمابس، ولكن مع لا النمط الظاهري مرئية11،12. في 1.5-2 سنة فئران العمر C61-PMP22، خفضت ستريك CMAP والاختفاء لفترات طويلة سواء في هيندليمبس والأمامية (الشكل 4). تسجيلات الممثل عرض تناقص السعة وتأخر الرد بالمقارنة مع تسجيل من موضوع صحي ترد في الشكل 2، وب، على التوالي. ولا تتأثر الاختفاء CMAP في الأمامية بقدر في أطرافهم هند. وهذا يتسق مع المرضى CMT1A، كما أكثر كثيرا من المرضى بشدة CMAPs المخفضة أو غير قابل للكشف في السفلية وبسبب الطبيعة الفيزيولوجية المرضية لفريق الإدارة القطري ك اضطراب تعتمد على طول14. بالإضافة إلى ذلك، يرتبط بدرجة خطورة المرض مع السعة CMAP، بدلاً من السرعة الكمون أو التوصيل، كما ترتبط الاتساع بالدرجة من النزاهة محواري14،15. ومع ذلك، تشير النتائج إلى أن هذا الأسلوب حساسة بما يكفي لكشف دملينتينغ عملية مثل تلك التي لوحظت في CMT1A.

التباين في السعة والكمون كان أدنى في مجموعات غير المعدلة وراثيا (معامل التباين 2-15% و 1-13 في المائة، على التوالي). وفي جميع الحالات المعدلة وراثيا، كان هناك تباين أكثر في القياسات (معامل اختلاف السعة 8-51% والكمون 1-21%)، التي على الأرجح يحدث بسبب الاختلافات في تطور المرض بين الحيوانات. وفي جميع الحالات، كان التباين مماثلة في هند والأمامية. أبلغ التباين في الاستخدام الإبر واقطاب السطحية لتكون مشابهة16.

كثافات الحافز المطلوب لم تختلف كثيرا بين غير المعدلة وراثيا ونماذج المرض (الشكل 3, F). وبالمثل، الحافز المطلوب للوصول إلى التحفيز سوبراماكسيمال وفي هذه الحالات كان مماثلاً للصدارة وهيندليمبس وتراوحت بين 5-12 mA. وفي فريق الإدارة القطري، الحاجة إلى تحفيز زيادة كثافات المعترف بها17 والنمط الظاهري نفسه كان ينظر في الفئران C61-PMP22 (الشكل 4). فسر هذه الظاهرة بزيادة مقاومة كهربائية من اندونيوريال الضخامي التغييرات17.

للتأكد من أن السعة CMAP مسجل من الأمامية يرجع إلى تحفيز الأعصاب وليس العضلي، أجرينا أكسوتومي الجزئية الأحادية عصب الضفيرة ريحي في 5 أشهر غير المعدلة وراثيا C57BL/6Jax الفئران (الذكور والإناث) ( الشكل 5). أكسوتومي خفض السعة CMAP من 90 أم إلى 20 mV، مشيراً إلى أنه تم قطع معظم محاور عصبية في العملية. لم يطرأ أي تغيير في السعة في فوريليمب كونترالاتيرال أو في هيندليمبس. يشير هذه النتيجة بشدة أن الرد اكتشفت في العضلة ذات الرأسين العضدية يرجع إلى تحفيز الأعصاب، ولم ينتج عن تنشيط العضلات.

Figure 3
الشكل 3. السعة CMAP والكمون، والحوافز المطلوبة أكثر من مسار المرض في هند-والأمامية في المرض الفأر نماذج- SOD1-G93A (Aج) والحزب الثوري-هفوس-WT3 (دو) المعدلة وراثيا (تيراغرام) الفئران وغير محوره وراثيا (غير تيراغرام) ليتيرماتيس قيست في بداية ظهور الأعراض الحركية، في مرحلة الأعراض، وفي عملية المرحلة المتأخرة أعراض المرض، في سن 57 و 91، و 147 يوما (د) أو في أيام 29 و 38 و 53 للفئران SOD1-G93A والحزب الثوري-هفوس-WT3، على التوالي. الأسود: غير المعدلة وراثيا اللكتات، أسود متقطع: فوريليمب غير المعدلة وراثيا، رمادي: اللكتات المحورة وراثيا، رمادي متقطع: فوريليمب المعدلة وراثيا. وترد نتائج يعني ± "التنمية المستدامة. ستريك" (، د) وكانت مستقرة على مر الزمن في الحيوانات غير المعدلة وراثيا في هند والأمامية على حد سواء. في الحيوانات المحورة وراثيا، انخفض ستريك أثناء عملية المرض. الاختفاء (ب، ه) كانت أقل تأثرا بهذا المرض، ولوحظت اختلافات رئيسية بين هند والأمامية، بغض النظر عن النمط الوراثي. وكان الاختلاف في الحوافز المطلوبة (ج، و) الحد الأدنى في جميع الفئات. SOD1-G93A ن = 4 في جميع الفئات باستثناء تيراغرام 147 د، N = 3. للحزب الثوري الشعبي-هفوس-WT3 الفئران في الفئات العمرية 29 و 38 و 53، N غير الدرقي 4 و 5، و 4، تيراغرام 7 و 5 و 3، على التوالي. رموز تدل على الفرق بين المجموعات على النحو التالي: *: اللكتات غير تيراغرام مقابل اللكتات تيراغرام، #: غير تيراغرام فوريليمب مقابل فوريليمب تيراغرام، ¤: غير تيراغرام اللكتات مقابل فوريليمب غير تيراغرام، رمادي *: تيراغرام اللكتات مقابل فوريليمب تيراغرام. ANOVA ثنائي الاتجاه مع توكي في اختبار المقارنات المتعددة، *: ف < 0.05، * *: ف < 0.01، * * *: p < 0.001، * * *: p < 0.0001. #: ف < 0.05، # #: ف < 0.01، # # #: ف < 0.001، # # # : ف < 0.0001. ¤: p < 0.05، ¤¤: p < 0.01، ¤¤¤: p < 0.001، ¤¤¤: ف < 0.0001. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 4
الشكل 4. CMAP السعة، والكمون، والحوافز المطلوبة في هند-والأمامية في الفئران CMT1A. وقيست C61-PMP22 الفئران (تيراغرام) المعدلة وراثيا وغير المعدلة وراثيا (غير تيراغرام) ليتيرماتيس في 1.5-2 سنة من العمر. كان تناقص السعة (A) في هند والأمامية في الفئران المعدلة وراثيا. زمن الوصول (ب) كان لفترات طويلة في جميع أطرافه في الفئران CMT وتم الكشف عن تغيير دقيق حتى في الأمامية مع هذا القياس. شرط لتحفيز كثافة (ج) زاد في الفئران C61-PMP22، الذي يشبه النمط الظاهري تم الكشف عنها في المرضى CMT1A. يتم عرض النتائج كما يعني ± التنمية المستدامة، لغير تيراغرام N = 4 وتيراغرام N = 3. ANOVA ثنائي الاتجاه مع صداق لاختبار المقارنات المتعددة، * *: p < 0.01، * * *: p < 0.0001. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 5
الرقم 5. إمكانات العمل فوريليمب سببها تحفيز الأعصاب- لاستبعاد إمكانية أن الاستجابة CMAP الملاحظ ناجم عن تنشيط العضلات، أجرى أكسوتومي (الجزئي) عصب الضفيرة ريحي. وسجلت CMAP السعة (A) والكمون (ب) قبل (ما قبل) وبعد 4 أيام (آخر) أكسوتومي الضفيرة ريحي في الفئران غير المعدلة وراثيا الكبار. أكسوتومي تناقص السعة CMAP مشيراً إلى أن الرد كان بسبب تحفيز الأعصاب. الأسود: اللكتات، رمادي: فوريليمب كونترالاتيرال، رمادي متقطع: عن فوريليمب. وترد نتائج يعني ± التنمية المستدامة، N = 2. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Discussion

أساليب تسجيل حساسة ضرورية لتقييم تطور المرض، ولا سيما فعالية العلاج في نماذج حيوانية للاضطرابات العصبية. تحديد كمابس هو أسلوب الكهربية كسبها، الذي يستخدم بشكل روتيني في العيادات وفي الأجهزة التجريبية لتقييم التوصيل العصبية في الاضطرابات العضلية والأعصاب3،18. هنا، نحن يصف تطبيق رواية CMAP تسجيل في الفئران من أجل قياس التوصيل العصبية في العصب الضفيرة ريحي من فوريليمب. يسمح أسلوب عرض إجراء تقييم طولية أكثر تنوعاً وأكثر تفصيلاً لوظيفة الخلايا العصبية في الماوس نماذج نيوروديجينيريشن.

أقطاب الإبرة الغازية أكثر قليلاً من أقطاب خاتم ولا سيما في الدراسات الطولية يجب الحرص على تقليل تلف الأنسجة. عيب ممكن واحد من الأسلوب هو الضرر الناتج من ثقب الأعصاب أو العضلات. ومع ذلك، بعد دقيقة تحت الجلد وضع أقطاب كهربائية، يمكن منع الإصابة وتمزق العضلات والأعصاب. خلافا لأسلوب استخدام أقطاب الدائري، لا تتطلب الطريقة المعروضة هنا حلق الفراء من أجزاء كبيرة من الجسم. نتيجة لذلك، ليس هناك إزعاج أو تأثير على ثيرموريجوليشن للحيوان.

الموضع من الأقطاب أمر بالغ الأهمية للتسجيل الصحيح ومتسقة ستريك CMAP والاختفاء. فمن المستحسن لإعادة تعيين موضع الأقطاب والقيام بالقياسات اثنين إلى ثلاثة في كل موقع للتأكد من أن تحفيز القصوى وتحقيق استجابات. يجب أن تنتج تسجيلات الصحيح المنحنيات ثنائية الطور كما هو موضح في الشكل 2. لتوحيد الأسلوب، الفئران غير المعدلة وراثيا دون إصابة العصب هي أفضل النماذج إنشاء مسرى سليمة ومتسقة للتحفيز الأمثل لتحديد المواقع. أقطاب الإبرة القابل لإعادة الاستخدام هي مناسبة للاستخدام المتكرر إذا كانوا يجري بانتظام تعقيم، مثلاً مع جلوتارالديهيدي لمدة 20 دقيقة بين الحيوانات، وتفتيشها للحدة.

في الفئران الكبار صحية، ستريك CMAP المسجلة مع أسلوب عرضها عادة أم 80-100 بعد تحفيز العصب الوركي والضفيرة ريحي. هذا أكبر لا سيما من الردود التي تقاس بخاتم الأقطاب، لأن هناك مقاومة أعلى سبب الجلد لأقطاب الحلبة التي تنتج نتائج من 20-40 أم8،،من1920. في نماذج الماوس المرض، انخفاض ستريك CMAP بعد تحفيز العصب الوركي أو الضفيرة ريحي في أطرافه مشلولة إلى 10-30 أم. أصغر حجم السعة CMAP في الحيوانات الشباب نظراً لزيادة السعة CMAP أثناء التنمية21.

الأسلوب الذي يصف لنا هنا مفيدة بشكل خاص في نماذج الماوس للمرض، التي تحدث فيها إزالة التعصيب، وعجز السيارات اللاحقة، في وقت سابق من هيندليمبس من الأمامية13. بالإضافة إلى إزالة التعصيب، يمكن الكشف عن الأسلوب رينيرفيشن التي يتم تحديدها كانخفاض منعت أو المتخلفين في السعة CMAP. الانخفاض الكبير في السعة CMAP في عضلات هيندليمبس الفعل في سن ظهور الأعراض يعوق متابعة المزيد من تطور المرض؛ كما ستريك CMAP التوصل إلى قيم منخفضة جداً في هذه المرحلة المبكرة من المرض، أنهم لا تنخفض كذلك أثناء عملية المرض. وفي المقابل، فقدان محواري يتقدم بخطى أبطأ في عصب الضفيرة ريحي الأمامية وتمثل خياراً أكثر حساسية لقياس تطور المرض خلال مدة أطول من هذا المرض. وعلاوة على ذلك، يمكن أن توفر الأمامية أقل تحولت موقع أقوى لتقييم النهج العلاجية التي تهدف إلى تعزيز وظيفة محواري.

فمن الواضح أن هذه التقنية المقدمة توفر إمكانيات جديدة لتحديد خصائص الماوس نماذج اضطرابات العصبية العضلية. تسجيلات CMAP مع أقطاب الإبرة من العصب الوركي والضفيرة ريحي الطريقة السريعة واستنساخه لتقييم الخسائر محواري وديمييلينيشن في هند-كذلك كما هو الحال في الأمامية. حساسية الطريقة تمكن من كشف محواري العجز حتى قبل العجز الحركية الملحوظة يمكن تسجيلها، ويسمح بالتالي بداية التحديد الكمي لهذه العيوب. وعلاوة على ذلك، إمكانية اختبار المتكررة يقلل عدد الحيوانات المطلوب ويقدم عرضاً مفصلاً لتطور الأمراض العصبية العضلية والأعصاب في مواقع مختلفة في الحيوانات فردية.

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgments

تم دعم هذا البحث من خلال "وفين كو" ('فتح المستقبل' و C1)، صندوق "العلمية البحوث فلاندرز" (فو-Vlaanderen)، مؤسسة لاتران تييري، ليه Belge رابطة مكافحة ضمور العضلات الأمراض العصبية-العضلات (أبمم)، رابطة (MDA)، ورابطة المرض والإسباني ALS (بلجيكا). الترسيب الفيزيائي للبخار يحمل كبار إينفيستيجاتورشيب من Vlaanderen فو. RP أيده المنح المقدمة من أيرلندا العيادة العلاجية المركزية (CRC) ويتم حاليا دعم الجامعة الوطنية لأيرلندا (نوى) وفو.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Brown, R. H., Al-Chalabi, A. Amyotrophic Lateral Sclerosis. N Engl J Med. 377, (2), 162-172 (2017).
  2. Prior, R., Van Helleputte, L., Benoy, V., Van Den Bosch, L. Defective axonal transport: A common pathological mechanism in inherited and acquired peripheral neuropathies. Neurobiol Dis. 300-320 (2017).
  3. de Carvalho, M., et al. Electrodiagnostic criteria for diagnosis of ALS. Clin Neurophysiol. 119, (3), 497-503 (2008).
  4. Krajewski, K. M., et al. Neurological dysfunction and axonal degeneration in Charcot-Marie-Tooth disease type 1A. Brain. 123, (Pt 7), 1516-1527 (2000).
  5. Raynor, E. M., Ross, M. H., Shefner, J. M., Preston, D. C. Differentiation between axonal and demyelinating neuropathies: identical segments recorded from proximal and distal muscles. Muscle Nerve. 18, (4), 402-408 (1995).
  6. Zielasek, J., Martini, R., Toyka, K. V. Functional abnormalities in P0-deficient mice resemble human hereditary neuropathies linked to P0 gene mutations. Muscle Nerve. 19, (8), 946-952 (1996).
  7. Arnold, W. D., et al. Electrophysiological Motor Unit Number Estimation (MUNE) Measuring Compound Muscle Action Potential (CMAP) in Mouse Hindlimb Muscles. J Vis Exp. (103), (2015).
  8. Schulz, A., Walther, C., Morrison, H., Bauer, R. In vivo electrophysiological measurements on mouse sciatic nerves. J Vis Exp. (86), (2014).
  9. Gurney, M. E., et al. Motor neuron degeneration in mice that express a human Cu,Zn superoxide dismutase mutation. Science. 264, (5166), 1772-1775 (1994).
  10. Mitchell, J. C., et al. Overexpression of human wild-type FUS causes progressive motor neuron degeneration in an age- and dose-dependent fashion. Acta Neuropathol. 125, (2), 273-288 (2013).
  11. Robertson, A. M., et al. Comparison of a new pmp22 transgenic mouse line with other mouse models and human patients with CMT1A. J Anat. 200, (4), 377-390 (2002).
  12. Huxley, C., et al. Correlation between varying levels of PMP22 expression and the degree of demyelination and reduction in nerve conduction velocity in transgenic mice. Hum Mol Genet. 7, (3), 449-458 (1998).
  13. Turner, B. J., Talbot, K. Transgenics, toxicity and therapeutics in rodent models of mutant SOD1-mediated familial ALS. Prog Neurobiol. 85, (1), 94-134 (2008).
  14. Manganelli, F., et al. Nerve conduction velocity in CMT1A: what else can we tell. Eur J Neurol. 23, (10), 1566-1571 (2016).
  15. Cornett, K. M., et al. Phenotypic Variability of Childhood Charcot-Marie-Tooth Disease. JAMA Neurol. 73, (6), 645-651 (2016).
  16. Jacobson, W. C., Gabel, R. H., Brand, R. A. Surface vs. fine-wire electrode ensemble-averaged signals during gait. J Electromyogr Kinesiol. 5, (1), 37-44 (1995).
  17. Parker, V., Warman Chardon, J., Mills, J., Goldsmith, C., Bourque, P. R. Supramaximal Stimulus Intensity as a Diagnostic Tool in Chronic Demyelinating Neuropathy. Neurosci J. 2016, 6796270 (2016).
  18. Benoy, V., et al. Development of Improved HDAC6 Inhibitors as Pharmacological Therapy for Axonal Charcot-Marie-Tooth Disease. Neurotherapeutics. 14, (2), 417-428 (2017).
  19. Xia, R. H., Yosef, N., Ubogu, E. E. Dorsal caudal tail and sciatic motor nerve conduction studies in adult mice: technical aspects and normative data. Muscle Nerve. 41, (6), 850-856 (2010).
  20. Srivastava, A. K., et al. Mutant HSPB1 overexpression in neurons is sufficient to cause age-related motor neuronopathy in mice. Neurobiol Dis. 47, (2), 163-173 (2012).
  21. Arnold, W. D., et al. Electrophysiological Biomarkers in Spinal Muscular Atrophy: Preclinical Proof of Concept. Ann Clin Transl Neurol. 1, (1), 34-44 (2014).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

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

    Usage Statistics