ショックグリッドを使用することなく、マウスの運動持久力の評価：強制運動への代替
Summary
A method to assess exercise endurance in laboratory mice without the use of a shock grid is demonstrated. This method is a humane refinement that can decrease the confounding effects of stress on experimental parameters.
Abstract
実験用マウスモデルを使用して、持久運動の代謝の利点を担当する分子経路が定義され始めている。マウスにおいて、運動持久力を評価するための最も一般的な方法は、ショックグリッドを搭載した電動トレッドミル上で実行されている強制的な使用しています。ランニングを終了する動物は、電気フットショックを実現し、グリッド上に移動トレッドミルベルトに押されている。負の刺激を逃れるために、マウスは、ベルト上で実行されているに戻ります。しかし、衝撃装置の使用を回避行動と心理的ストレスは、実行中の持久力の定量だけでなく、運動後の血清ホルモンおよびサイトカインレベルの交絡測定を妨害することができます。ここでは、実証し、ショックグリッドを利用することなく、電動トレッドミル上でナイーブC57BL / 6実験用マウスでは動作して耐久性を測定するための洗練された方法を検証します。マウスをトレッドミルにpreacclimatedされる場合、それらは各覚書に固有の歩行速度で自発的に実行メール。ショックグリッドの使用は、マウスの一部に実行するための自主的な意欲に感度と相まって舌圧子を使用して、人間のオペレータが穏やかな励ましに置き換えられます。実行中のタイム·ツー·疲労各マウスについての定量化のための明確なエンドポイントが定義され、広がった姿勢や呼吸困難などの消耗の行動の兆候に反映されます。この方法は、実験パラメータに対するストレスの交絡効果を低下させる人道的改良したものです。
Introduction
肥満、インスリン耐性、および2型糖尿病は、米国および世界中の集団1-4両方の健康に深刻な影響を及ぼし相互に関連する代謝障害である。持久運動は、これらの条件の5,6を防ぐだけでなく、治療することができます。また、歩行速度や耐久性の評価は、ヒト被験者7に、虚弱、サルコペニア、ならびに慢性閉塞性肺疾患などの他の疾患の影響のための診断テストとして臨床的に利用されている。
身体組成およびインスリン感受性に対する持久運動の有益な効果の根底にある生化学的経路は、増強または運動能力8-11を縮小表示遺伝的または薬理学的に改変されたマウスを用いて、解明され始めている。しかしながら、多くのそのような研究は、8〜11を実行するためにマウスを強制的に衝撃グリッドを備えた電動トレッドミルを利用している。ランニングを終了した動物は、に押されている電気フットショックを実現し、グリッド上に移動し、トレッドミルベルト;負の刺激を逃れるために、マウスは、ベルト上で実行されているに戻ります。このような手順は、実験パラメータ12に影響を与える交絡因子として心理的ストレスおよび回避行動を導入することができる。そのような中で、ケージの車輪走行ビームブレーク装置や定量を使用して歩行活動の定量として耐久性を測定する他の方法は、概日周期の変調、不安、不注意トレーニング、または食品探索行動12-16によって混乱することもできる。また、これらの手順は、単一のハウジング、マウスに対する心理的ストレスの別のソースを必要とする。そのため、ストレスによって混乱しない運動持久力の直接測定が必要とされている。
これらの懸念を解消するために、当研究室が開発され、最大のランニング能力を評価する方法を検証し、エクイしない電動トレッドミルを使用して訓練されていない、ナイーブマウスに速度を実行して支えてきたショックグリッドpped。ショックグリッドが通常存在する走行ベルトの末尾にスペースが、、その後残りの部分にマウスのためのプラットフォームとなり、装置から取り出すまで座って実行を拒否したマウスのための場所を提供しています。マウスは、穏やかなタッピングを使用するか、マウスの一部で実行するために自主的な意欲に対する感度と相まって舌圧子、触人間の観察者によって実行するように奨励されています。この方法は、筋肉由来のサイトカインであるインターロイキン15（IL-15）、16,17の発現が異なる遺伝子的に修飾されたおよび対照C57BL / 6マウスとの間の運動持久力の違いを定量化するために使用されている。このメソッドは、ショックグリッドの使用に起因する負の強化の交絡効果を低下させる人道的改良したものです。
Protocol
Representative Results
Discussion
ここで説明ショックグリッドを使用することなく、電動トレッドミルを使用して実験用マウスにおいて自発的ランニング持久力を評価する方法である。この方法は、次に、運動持久16,17の根底にある因子の発現の相違を引き起こすサイトカインIL-15の発現が異なるC57BL / 6マウスのサブラインの違いを明らかにすることができる。の原則を踏まえて「三Rの「実験動物科学において、この…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
退役軍人局（LSQ）からメリットレビュー＃1 BX001026でサポート、およびVAピュージェットサウンドヘルスケアシステム、高齢化の基礎生物学における優秀ワシントン大学ネイサンショックセンターのトランスジェニックリソースのコアでの資源や施設の利用（NIA＃5P30AG-013280）、ワシントン糖尿病内分泌学研究センター大学（NIH＃1 P30 DK-17047）。私たちは、シンシアPekow DVMおよびカリ·L. Koszdin DVMに感謝、バージニア州ピュージェット湾、原稿上で役に立つコメントを提供しました。
Materials
| Open Rodent Treadmill Exer-3/6 | Columbus Instruments, Columbus OH | 1050RM | This catalog number is for models without shock grid. Shock grids can be removed manually from older models (Eco 3/6) |
| Sani Cloth Germicidal Towlettes | PDI- Professional Disposables, Inc., Orangeburg, NY | n/a; usually ordered through local facility | Contains 10% isopropyl alcohol; any equivalent product can be used. |
| Tongue depressors | any local supplier | n/a | |
| Laboratory timer | any supplier | n/a | |
| IL-15 TG mice* | JAX, Bar Harbor, ME | o11002 | Murine IL-15 transgene expressed from modified human alpha-skeletal actin promotor with altered signal sequence to facilitate secretion. |
| C57BL/6J mice (wild-type)* | JAX, Bar Harbor, ME | ooo664 | Control mice for IL-15 TG |
| IL-15 KO mice* | Taconic Farms, Germantown, NY | 4269-M | Homozygous IL-15 "knockout" mice on C57BL/6 background |
| C57BL/6NTac (wild-type)* | Taconic Farms, Germantown, NY | B6-M | Control mice for IL-15 KO |
| *Optional; mouse lines and treatments can be specific to the experimental protocol. |
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