刺激单纤维肌电图 （SFEMG） 用于评估啮齿动物模型中神经肌肉接头的传递

摘要

在这项研究中，我们展示了一种改进的单纤维肌电图 （SFEMG） 协议，允许在 啮 齿动物模型中对神经肌肉接头 （NMJ） 传递进行体内测量。描述了 SFEMG 技术的循序渐进方法，以允许量化大鼠腓肠肌中的 NMJ 传递变异性和衰竭。

摘要

作为神经系统和肌肉之间的最终连接，神经肌肉接头 （NMJ） 的传递对于正常的运动功能至关重要。单纤维肌电图 （SFEMG） 是一种临床相关且敏感的技术，可测量自主收缩或神经刺激期间的单根肌纤维动作电位反应，以评估 NMJ 传递。NMJ 传输的评估和量化涉及两个参数：抖动和阻塞。抖动是指连续单纤维动作电位 （SFAP） 之间的时序（延迟）变化。阻塞表示 NMJ 传输无法启动 SFAP 响应。尽管 SFEMG 在临床环境中是一种成熟且敏感的测试，但它在临床前研究中的应用相对较少。本报告概述了执行刺激 SFEMG 以量化啮齿动物模型中的抖动和阻塞所采用的步骤和标准。该技术可用于临床前和临床研究，以深入了解 NMJ 在健康、衰老和疾病方面的功能。

引言

单纤维肌电图 （SFEMG） 最初由 Stålberg 和 Ekstedt 在 1960 年代开发，用于识别和分析单个肌肉纤维的动作电位，主要用于研究肌肉疲劳¹。SFEMG 是评估神经肌肉接头 （NMJ） 传递的最敏感的临床技术²。SFEMG 是通过选择性记录单纤维动作电位 （SFAP^{） 3} 进行的。由于衰老 ^4,5 和各种神经肌肉疾病（如重症肌无力和肌萎缩侧索硬化症⁶）等因素，NMJ 传递可能会受到影响。此外，缺血、温度波动和使用神经肌肉阻滞剂等情况会导致 NMJ 传递缺陷，表现为 NMJ 传递变异性增加和 NMJ 衰竭的发生²。

记录 SFEMG 有两种方法：刺激和自愿 SFEMG。自愿 SFEMG 涉及在自愿激活期间使用插入被测肌肉的同心针电极记录来自同一运动轴突提供的两个 NMJ 的^SFAP，7。因此，自愿 SFEMG 需要受试者的合作，并且只能评估低阈值运动....

研究方案

所有方案均已根据密苏里大学机构动物护理和使用委员会制定的规定获得批准和执行。

1. 动物准备和麻醉管理

1. 穿戴适当的个人防护装备。
2. 在手术之前，测量大鼠的体重以确定基于体重的药物和呼吸机设置的适当剂量。
3. 用 3%-5% 吸入异氟醚诱导麻醉。一旦建立了足够的麻醉水平，将大鼠置于俯卧位，并用 1%-3% 吸入异氟醚维持麻醉。
4. 用镊子轻轻按压后肢脚垫，观察是否有戒断反应，以验证麻醉深度的充分性。
5. 将体温保持在 37 °C。
6. 将兽医认可的石油基软膏涂抹在眼睛上，以防止干燥。通过观察呼吸频率并评估使用镊子对脚垫施加压力时的戒断反应来监测麻醉深度。
7. 剃掉后肢以使用剪刀进行评估。充分脱毛后，使用胶带将要研究的肢体定位，踝关节固定在约 90° 背屈，膝关节伸展，髋关节外展。
8. 在整个实验过程中持续监测大鼠的呼吸和心率。
   注意：心率增加通常用作麻醉深度不足的指标。
9. 施用异氟醚对大鼠实施安乐死，剂量为 5% 或更高，直到呼吸停止至少 3 分钟。通过斩首确认安乐死。

2. 电极放置和设置

讨论

SFEMG 通常用于疑似自身免疫、获得性和遗传性 NMJ 疾病患者的诊断检测。SFEMG 被认为是诊断 NMJ 疾病、重症肌无力^20,21 的最敏感测试。重复神经刺激 （RNS） 是另一种更常用于临床诊断测试的方法，涉及用一系列刺激刺激周围神经并量化神经支配肌肉的总复合肌肉动作电位反应 ^5,22。与.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
27 G Reusable Single Fiber Needle Electrode	Technomed	202860-000	singlefiber recording electrode
2 mL Glass Syringe	Kent Scientific Corporation	SOMNO-2ML
Detachable Cable	Technomed	202845-0000	to connect the recorder electrode to the electrodiagnostic machine
Disposable 2" x 2" disc electrode with leads	Cadwell	302290-000	ground electrode
disposable monopolar needles 28 G	Technomed	202270-000	cathode and anode stimulating electrodes
EMG needle cable (Amp/stim switch box)	Cadwell	190266-200	to connect monopolar electrodes to electrodiagnostic stimulator
Helping Hands alligator clip with iron base	Radio Shack	64-079	Maintaining recording electrode placement
Isoflurane (250 mL bottle)	Piramal Healthcare	NA
monoject curved tip irrigating syringe	Covidien	81412012	utilized for application of electrode gel
PhysioSuite Physiological Monitoring System with RightTemp Homeothermic Warming	Kent Scientific Corporation	PS-RT	Includes infrared warming pad, rectal probe, and pad temperature probe
Pro trimmer Pet Grooming Kit	Oster	078577-010-003	clippers for hair removal
Rat Endotracheal Tubes (16 G)	Kent Scientific Corporation
Rocoronium Bromide	Sigma	PHR2397-500MG	neuromuscular blocker agent
Sierra Summit EMG system	Cadwell Industries, Inc., Kennewick, WA	NA	portable electrodiagnostic system
SomnoSuite Low-Flow Digital Anesthesia System	Kent Scientific Corporation	SOMNO	Includes anti-spill, anti-vapor bottle top adapter; Y adapter tubing; charcoal scavenging filter
Veterinarian petroleum-based ophthalmic ointment	Puralube	26870	applied during anesthesia to avoid corneal injury