齧歯動物の骨格筋収縮機能の測定は、治療的介入の有効性と同様、病気の進行を追跡するために使用できる便利なツールです。私たちはここで同じマウスで時間をかけて繰り返すことができる内がえし筋の非侵襲的体内評価について説明します。
骨格筋収縮機能の評価は、臨床の両方のための重要な測定および研究目的。多数の条件には、骨格筋が悪影響します。これ筋肉量 (萎縮) の損失や筋肉の質の損失で起因できる (筋の単位当たりの力が小さく質量)、どちらも慢性疾患、筋固有の疾患、固定、および高齢化 (サルコペニア) で普及しています。動物の骨格筋機能は、さまざまなテストの範囲で評価できます。すべてのテストがある生理学的なテスト環境に関連する制限と特定のテストの選択は、多くの場合、実験の性質によって異なります。ここでは、時間の経過とともに同じ動物に対して実行できるマウス力周波数曲線 (FFC) の有用な評価を含む生体内で,非侵襲的手法について述べる。これは、病気の進行や潜在的な治療上の処置の有効性の監視を許可します。
骨格筋は全体重の約 40% を構成する重要な代謝組織です。エネルギー代謝、恒常性1の制御に重要な役割を果たします。骨格筋質量はタンパク質の合成と分解1の率の間の微妙なバランスによって維持されます。多数の病状は、骨格筋、筋肉量 (萎縮) の純損失につながるこれらのプロセスを影響します。これらはなどが、がん、エイズ、老化、断食に限定されない、四肢の固定2,3。人口の高齢化で強度の低下は筋肉の損失に関連付けられている質量し、全例死亡率4の予測因子であります。このコンテキストで筋機能の評価は戦闘および/または骨格筋萎縮と機能の損失を防ぐために治療法の有効性を決定する際に重要な測定を提供します。
研究者は、筋肉萎縮5,6の分子経路と筋収縮機能2,3 にこれらのメカニズムの影響を理解するのに多くの異なるアプローチや動物モデルを使用しています。 ,7。分子レベルの変化は筋肉の機能に影響を与える方法したがって、筋肉の機能の違いを分子レベルでの変更を関連付けることの理解が不可欠です。
骨格筋機能、特に小さい齧歯動物は通常力生産の障害検出および/または病気の進行を監視する 3 つ手順よく8,9を使用して実行されます。(1) 前のヴィヴォ;どこ筋動物から削除され、風呂リンゲル液中フィールド刺激10を使用して筋機能を評価するために培養しました。(2) そのままで;ここで筋の近位付着は歯動物の遠位腱力探触子は、直接神経刺激11によって実行される筋肉の機能をできるようにしています。(3) 生体内で。神経誘発筋活動力の生産9,12電極の配置場所皮下を取得します。これらの 3 つの手順がさまざまな目的で使用されますが、彼らそれぞれ持っている長所と短所。したがって、研究の目的に応じて適切な方法を選択することが重要です。Ex vivo 実験の主な制限は、通常環境から筋肉の取り外しそして刺激の使用です。In situ 法正常な血液供給を維持し、神経を刺激を使用してしかし、正常解剖学は変更、実験の性質はターミナル;したがって、これはフォロー アップの筋機能測定ができなくなります。最も密接にここで説明した in vivo 法で生理解剖学は邪魔、筋束がそのまま残る、実験時間8上同じ動物内でフォロー アップ対策をできるように、ターミナルではない通常模倣します。
ここでは、時間をかけて同じ動物の筋機能の複数の計測を可能にする生体内で手順をについて説明します。このプロシージャを含む前部下腿コンパートメントの筋肉の評価-anterior(TA) 前脛骨筋、長趾伸筋 (EDL) 伸展母指筋 (EHL) 筋肉、背屈の責任など、非侵襲的な手順で腓骨 (として知られている腓骨) 神経の刺激。TA は、足首背屈で13EDL、EHL のつま先の制御の動きによってのみ最小限貢献の力のほとんどを提供します。この非終端プロトコルは、神経や血液の供給の保全を保証します。動物モデルで現在利用可能な最も生理学的環境で時間をかけて病気の進化と治療の有効性の検討が可能になります。
遺伝、代謝、進歩的な評価と筋条件17正確かつ再現性のある方法で最大筋収縮機能の測定が欠かせません。同様に、体内筋収縮機能は新しい治療法と治療筋肉条件を衰弱させるための評価のためことができます。マウス体内手順下後肢内がえし筋の力生産の測定を示す本。
効率的な商業装置は、この非侵襲的な手順を実行するのに役立ちます。このテストは、血液供給と神経支配がそのまま残るネイティブの生理学的な環境を維持しながら筋収縮機能の評価に関連するの重要な利点を提供します。その一方で、不利な点実験の後収穫された、孤立した筋でのみ確認することができます (特定力)、筋肉の断面積の単位力の正常化に関連しています。ただし、非侵襲的なテスト測定が可能複数屈筋筋収縮機能の同じ動物で時間をかけて、目標は、相対的な変更 (を評価する場合は特に、必要な実験動物の数が減少の結果時間をかけて絶対力に変更)。
この手順の間、縦長で一貫性のあるデータを達成するために考慮しなければならない重要なステップがあります。まず、1 つは動物位置決め可能な限り標準化しようとしてください。第二に、それを設定中に、電極の配置を最適な刺激は腓骨神経の刺激を介してアクセスできますので、一致する重要です。電極の場所は (図 2) の脚の側面をさらに (この場合) 右足腓骨頭や他の近くの側面にあります。これに基づき、オーダーメイドの電極設計されていますよう、両方置ける同じ位置で毎回。しかし、十分な刺激も実現できます商業装置付属電極針を使用しています。第三に、キャブに接続されている探触子を時計回りに回して電圧セットアップ中に負のピークを達成するために重要です。正しい最大電圧設定でマウスの脚電極の位置を時間をかけて同じマウスで実行できるテクニックである示しています。
評価し、同じ動物の異なる縦長で筋肉の機能を追跡する能力は、別の筋疾患だけでなく、彼らの進行を特徴付ける重要な評価です。さらに、マウスの筋背屈のこの測定は、最小の代謝ストレス12のネイティブの生理学的環境で潜在的な治療法の有効性を評価するためのツールをすることができます。したがって、筋疾患、進行および潜在的な治療を評価する手法を提供します。
The authors have nothing to disclose.
このプロジェクトからの資金は学校の運動と栄養科学、ディーキン大学から。著者らは、電極デバイスを最適化するに彼の広汎な仕事のため氏アンドリュー ・ ハワースを感謝したいです。
1300A: 3-in-1 Whole Animal System – Mouse | Aurora Scientific Inc. | 305C-LR: Dual-Mode Footplate; 605A: Dynamic Muscle Data Acquisition And Analysis System; 701C: Electrical Stimulator and 809C: in-situ Mouse Apparatus | Complete muscle function system |
Conductive gel | Livingstone | ECGEL250 | conductive gel used in the mice |
Eye ointment | Alcon | Poly Visc | pharmaceutic product (ophthalmic use) |
nonsteroidal anti-inflammatory drug (NSAID) | Ilium | Metacam | veterinary medicine (injectable 5mg/ml) |
Isoflurane | Zoetis | Isoflo | veterinary inhalation Anaesthetic |