概要

マウスにおけるDisuseを伴う敗血症誘発性ミオパチーの前臨床モデル

Published: June 14, 2024
doi:

概要

このマウスモデルは、敗血症性侮辱と後肢の筋肉の不使用を組み合わせて、典型的な敗血症患者の寝たきりの特徴を再現しています。このモデルは、敗血症の筋機能障害を研究するための以前のモデルからの大幅な逸脱を表しており、この状態を治療するための治療戦略に取り組むための再現可能なアプローチです。

Abstract

敗血症は院内死亡の主な原因です。治療の改善により、敗血症生存者の数が増えます。生存者の約75%が筋力低下と筋萎縮を発症し、再入院の発生率と死亡率が増加します。しかし、利用可能な敗血症の前臨床モデルは、敗血症誘発性ミオパチーの発症の主要な要素である骨格筋の不使用に対処していません。このプロトコルの目的は、寝たきりの敗血症患者が経験する臨床環境を再現するマウスモデルの段階的なガイドラインを提供することです。このモデルの開発には、雄のC57Bl/6マウスを使用しました。マウスは、敗血症を誘発するために盲腸結紮および穿刺(CLP)を受けました。CLPの4日後、マウスに7日間後肢懸濁液(HLS)を投与した。結果は、偽の一致手術および/または正常な歩行(NA)の動物と比較されました。 in vitro の筋肉力学と形態学的評価のために、筋肉を解剖しました。このモデルは、敗血症患者で観察される同様の表現型である顕著な筋萎縮と衰弱をもたらします。このモデルは、敗血症誘発性ミオパチーの緩和のための潜在的な治療戦略をテストするためのプラットフォームを表しています。

Introduction

敗血症は、免疫反応が過剰に働き、複数の臓器系に悪影響を及ぼし、世界中の医療システムに大きな負担をかけているため、生命を脅かす疾患です1。最近では、インテンシティ・ケア・ユニット(ICU)の管理が改善されたことにより、敗血症に関連する院内死亡率が減少しています1,2。しかし、最初の敗血症性障害を生き延びた患者の約75%は、骨格筋の萎縮(例:断面積の減少)と脱力感(例:力生産能力の減少)発症します3,4。この現象は敗血症誘発性ミオパチーとして特徴付けられており、身体活動の障害や日常生活のタスクを実行するための独立性の欠如と強く関連しており、最初のエピソード5から5年以内に再入院と死亡につながります。

侵攻性で全身性感染症のため、敗血症患者はICUで回復している間、長期間の安静にさらされます。この文脈では、骨格筋は重度の不使用を受け、それが筋萎縮と衰弱を悪化させる可能性が高い3,4。現在、敗血症誘発性ミオパチーに効果的に対処した治療法はありません。ミオパチーに対処するために設計された利用可能な前臨床モデルでは、盲腸結紮および穿刺(CLP)6、盲腸スラリー7、またはグラム陰性菌8の細胞壁の成分である精製リポ多糖(LPS)の注射が使用されています。これらのモデルは感染を届けることに成功していますが、敗血症動物で観察される身体活動の自然な減少を超えて、敗血症の宿主で観察される筋肉の不使用を適切に再現していません9

この研究の主な目的は、マウスで敗血症誘発性ミオパチーのモデルを適切に実行する方法を詳細に説明することです。敗血症のモデルとしてのCLPと不使用のモデルとして後肢懸濁液(HLS)を組み合わせることの実現可能性を実証し、マウスの敗血症誘発性ミオパチーを研究します3。さらに、筋力学の代表的な結果と、モデルに応じた典型的な形態学的変化も提供されます。

Protocol

手順は、フロリダ大学IACUC(#202200000227)によってレビューされ、承認されています。本研究では、体重が27 gから34 gの範囲の17週齢の雄C57BL / 6Jマウスが使用されました。このプロトコルで概説されている実験手順とタイムラインを 図1に示します。示されているように、プロトコルは合計11日間に及びます。動物は0日目に生存手術(CLP / Sham)を受け、…

Representative Results

結果に示されている代表的なデータには、体重が27〜34gの17週齢の雄C57BL/6Jマウスを使用しました。プロトコル全体は完了するまでに 11 日かかり、手術介入 (CLP または偽)、生理食塩水と鎮痛薬のサポート(0 日目から 4 日目)、および HLS の不使用 (4 日目から 11 日目) で構成されています。最終実験は、懸濁相の任意の時点で実行できます。モデルが骨格筋機能に与える…

Discussion

現在のプロトコルは、敗血症誘発性ミオパチーの新しい前臨床モデルの実装に関する技術ガイドラインを提供します。モデルの再現のために、すべての材料と重要な手順が詳細に説明されています。このアプローチは、敗血症患者に観察される骨格筋の機能障害を再現することができ、ミオパチーの悪化における重要な要素としての不使用の役割を強調しています。…

開示

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この研究は、NIH R21 AG072011 to OLの支援を受けました。

Materials

4-0 Ethicon Coated Vicryl Ethicon D5792 Absorbable suture used for closure of muscle layer and for ligation of the cecum.
4-0 Ethilon Black 18"  Ethicon 662G Non absorbable suture for closure of the skin layer.
BD  PrecisionGlide Needle 26-28 G BD 305136 for 27g needle Needle for puncturing the cecum.
C57BL/6J mice  Jackson Laboratory  strain #000664
Cotton Tipped Applicators Puritan S-18991 Swabs for topical application of iodine.
Cryostat (Leica CM1950)
Dynarex Povidone Iodine Prep Solution Dynarex 1415 Topical Antiseptic Liquid for Skin and Mucosa
Ethanol 200 Proof (100%) Fisher Scientific To make 70% ethanol for cleaning skin.
Hindlimb Suspension Cages Custom Made N/A These custom made cages will be highlighted in the video recordings of the MS.
Optixcare Eye Lube Optixcare Eye lube for protection during survival surgery.
Scalpel blades #11 Fine Science Blade used to make incisions on skin and muscle.
Skin-Trac Zimmer 736579 Foam tape for fixing the tail to the suspension apparatus.
SomnoSuite Low-Flow Digital Vaporizer Kent Scientific Corporation SS-01 Vaporizer for Isoflurane Anesthesia
Tissue bath apparatus  Aurora Scientific Model 800A, Dual Mode Muscle Lever 300C

参考文献

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記事を引用
Boeno, F. P., Muller, D. C., Aldakkan, A., Li, Z., Reis, G., Barton, E. R., Laitano, O. A Preclinical Model of Sepsis-Induced Myopathy with Disuse in Mice. J. Vis. Exp. (208), e66685, doi:10.3791/66685 (2024).

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