Wir danken gnädig weitere Mitglieder des Hebel Lab, die Datensammlung beigetragen (Andries Ferreira, Danarae Aleman, Alexis Mok, Kaitlin Flynn, Elizabeth Bearce und Matan Kadosh) und Manuskript Kritik (Andries Ferreira, Rebecca Schneider, und Kate Robbins). Wir erkennen auch Roderic Schlotzhauer und Edwin Honse vom MU Physik Machine Shop für ihr Design Eingang und Fertigung der Nager Beobachtungsrohre in dieser Studie verwendet. Wir sind besonders dankbar für Malea Jan Kunkel (Radiologie Betreuer in der Tiermedizin und Chirurgie Fachbereich an der Universität von Missouri - College of Veterinary Medicine) und Jan Ivey (Leiter des Forschungstierkatheterlabor an der Universität von Missouri - School of Medicine) für den Nachweis der konstanten Geduld und Motivation während der Betätigung der hohen Energie Fluoroskope wie wir das murine VFSS Protokoll entwickelt. Finanzierungsquellen für diese Studie eingeschlossen NIH / NIDCD (TE Lever), NIH / NINDS (GK Pavlath) Otolaryngologie - Head and Neck Surgery Anschubfinanzierung (TE Lever), MU PRIME Fonds (TE Lever), Mizzou Vorteil (TE-Hebel) und die MU auf dem Altern (TE-Hebel).

Open Access für diesen Artikel wird von Glenbrook gesponsert.

Dysphagie (Schluck Impairment) ist ein häufiges Symptom von zahlreichen medizinischen Bedingungen, die Menschen aller Altersgruppen. Beispiele hierfür sind Schlaganfall, Parkinson-Krankheit, Alzheimer-Krankheit, zerebrale Lähmung, Muskeldystrophie, amyotrophe Lateralsklerose (ALS), Neuronale Ceroid-Lipofuszinose, Kopf- und Halskrebs, Frühgeburt und erweiterte Hautalterung. Dysphagie ist stark mit Mortalität korreliert, typischerweise als Folge von schweren Mangelernährung oder Pneumonie, die bei bakteriellen haltige Lebensmittel / flüssig / Speichel in die Lunge aspiriert 1-4 entwickelt. Diese schwächenden und lebensbedrohlichen Erkrankung betrifft mehr als 15 Millionen Menschen jedes Jahr in den Vereinigten Staaten allein 3. Trotz der hohen Prävalenz und die damit verbundenen negativen Folgen werden die aktuellen Behandlungsmöglichkeiten für Schluckstörungen auf palliative (und nicht heilenden) nähert, wie Ernährungsumstellung (zB Vermeidung von bestimmten Lebensmitteln / flüssig Konsistenz), Haltungsveränderungen (zB Tucki begrenztng des Kinn beim Schlucken), Motor Ansätze (zB ausübt Targeting Muskeln in der Mundhöhle, des Rachens und Kehlkopfes), sensorischen Ansätze (zB Führungs Geschmack, der Temperatur und / oder mechanischer Stimulation) und Sondenernährung (zum Beispiel Ernährung und Flüssigkeitszufuhr über eine Nasensonde (NG) Rohr oder eine perkutane endoskopische Gastrostomie (PEG) Rohr) verwaltet. Diese Behandlungen nur als symptomatische Therapie dienen als die Konzentration auf die eigentlichen Ursachen des Problems. In der Tat ist ein großes Hindernis für die Entdeckung neuartiger, wirksame Behandlungen für Dysphagie der begrenzten wissenschaftlichen Erkenntnissen der zuständigen pathologische Mechanismen, die wahrscheinlich für jede Krankheit. Schluckstörungen Diagnose wird überwiegend mit Hilfe eines radiologischen Verfahren genannt videofluoroscopic Schlucken Studie (VFSS), auch als modifizierte Bariumbreischluck Studie bekannt gegeben. In den letzten 30-plus Jahren hat sich diese Diagnosetest wurde als Goldstandard für die evaluating schlucken Funktion 5-7. Dieser Test bringt es mit sich der Patient sitzen oder stehen im Weg der Röntgenstrahl eines Durchleuchtungsmaschine während freiwillige Nahrungsaufnahme und mit einem oralen Kontrastmittel gemischt flüssiger Konsistenz, in der Regel Bariumsulfat 8,9 oder Iohexol 10. Da der Patient schluckt, Nahrung und Flüssigkeit, die Kontrastmittel kann in Echtzeit über einen Computerbildschirm auf dem Weg vom Mund in den Magen zu sehen. Weichgewebestrukturen sind ebenfalls sichtbar und kann relativ zu der Struktur und Funktion zu beurteilen. Die Patienten werden aufgefordert, mehrere Schwalben der einzelnen Lebensmittel und flüssigen Konsistenz durchführen, die alle Video für spätere Betrachtung und Frame-by-Frame-Analyse, um das Vorhandensein und den Grad der Dysphagie quantifizieren aufgezeichnet sind. Zahlreiche physiologische Komponenten Schlucken sind in der Regel untersucht, wie die anatomischen Triggerpunkt der Rachen Schwalbe, Bolus Gangszeit durch den Rachen und Speiseröhre, Umfang und Dauer der Laryngeal Höhe, Position und Höhe der Post-Schwalbe-Rest, und das Auftreten von und physiologische Grund für Aspiration 7,11. Aspekte der menschlichen VFSS Protokoll wurden kürzlich für die Untersuchung frei verhalten Ratten geeignet ist; Allerdings wurden die Ergebnisse beschränkt, da die Ratten nicht in der videofluoroscopic Sichtfeld während des Tests 12 zu bleiben. VFSS zuvor nicht mit Mäusen versucht worden. Erfolgreiche Anpassung des menschlichen VFSS Protokoll zur Verwendung mit Mäusen und Ratten wäre eine neuartige Untersuchungsmethode, die Hunderte von derzeit vorhandenen murinen (Maus und Ratte) Modelle von Erkrankungen, die dafür bekannt sind, Schluckstörungen bei Menschen verursachen Analyse zu schaffen. Diese neue Methode (im Folgenden als murine VFSS genannt) würde daher beeilen Identifizierung und Validierung von Mausmodellen von Dysphagie, die sich für die Untersuchung der zugrunde liegenden neurophysiologischen Mechanismen in Muskeln, Nerven und Hirngewebe, die pathologische sind und einen Beitrag zu Dysphagie sind in Menschen. Außerdem murine VFSS würde Identifizierung objektive Maßnahmen (Biomarker) von Schwalbe Funktion / Dysfunktion, die direkt mit dem Menschen verglichen werden könnte ermöglichen. Diese Quer Arten videofluoroscopic Biomarker könnten dann dienen als neue Zielparameter um die Wirksamkeit der Behandlung in präklinischen Studien mit Mäusen und Ratten, die besser an klinischen Studien mit Menschen zu übersetzen wäre zu quantifizieren. Zu diesem Zweck wurde die murine VFSS Protokoll mit ~ 100 Mäusen beiderlei Geschlechts etabliert. Alle Mäuse wurden entweder C57 oder Hybrid C57 / SJL-Stämme. Die C57-Mäuse wurden nicht gentechnisch veränderten, während C57 / SJL war die Hintergrundstamm für eine Kolonie von transgenen SOD1-G93A (oder SOD1) Mäusen, die am weitesten verbreitete Tiermodell der ALS. Die SOD1 Kolonie war eine ungefähre 50-50 Mischung aus transgenen (dh ALS betroffenen) Mäusen und nicht transgenen (dh unbeeinflusst) Geschwistern. Die murine VFSS Protokoll besteht aus drei Komponenten: <ol><li&gt; Maßgeschneiderte Beobachtungskammern, die freiwillige Füttern und Schlucken zu ermöglichen, während er ungebremst in einem begrenzten Raum innerhalb einer Fluoroskopie-Maschine, </li><li> Rezepte, die den unangenehmen Geschmack / Geruch von oralen Kontrastmittel zu maskieren und zu produzieren ausreichenden Röntgendichte, um eine angemessene Darstellung der Schlucken zu ermöglichen, </li><li> Ein Schritt-für-Schritt-Test-Protokoll, das Tier Compliance maximiert, minimiert die Gesamttestzeit und Strahlenbelastung und ermöglicht die Quantifizierung von mehreren Schwalbe Parameter für die einzelnen Phasen des Schluckens (dh oral, Rachen und Speiseröhre). </li></ol> Der kombinierte Effekt erzeugt eine komfortable, niedrige Stress, Selbst Fütterung Prüfung Umgebung, die Beurteilung der typischen Ernährungs- und Schluckverhalten von Mäusen ermöglicht.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" >
	<tbody>
		<tr >
			<td >Name of Material/ Equipment</td>
			<td >Company</td>
			<td >Catalog Number</td>
			<td >Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Polycarbonate tubing for observation chambers</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >3161T41</td>
			<td>Body of observation tubes, 2&#34;X2&#34; diameter, 0.080&#34; thick wall</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Polycarbonate sheet&#160; for observation chambers</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >9115K71</td>
			<td>End-caps for observation tubes, 2&#34;x12&#34;x3/4&#34;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Polycarbonate sheet&#160; for observation chambers</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >8574K281</td>
			<td>Peg-bowls for observation tubes</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Silicone O-rings&#160; for end-caps of observation chambers</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >9396K108</td>
			<td>S1138 AS568-029, pack of 25 
			http://www.mcmaster.com/#o-rings/=t0wt5r&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Silicone stoppers for observation chambers</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >2903K22</td>
			<td>Package of 10 stoppers to plug the oval opening in the top of the observation chamber when using a peg-bowl 
			http://www.mcmaster.com/#catalog/120/3803/=t0y5at</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Centrifuge tubes for sipper tube bottles</td>
			<td >Evergreen Scientific</td>
			<td >222-3530-G80</td>
			<td>30 ml freestanding centrifuge tubes, with caps, sterile 
			https://www.evergreensci.com/labware-catalog/tubes-and-vials/30-and-50-ml-centrifuge-tubes/&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Silcone stoppers for sipper tube bottles</td>
			<td >Saint-Gobain Performance Plastics</td>
			<td >DX263031-10&#160;</td>
			<td>Number 31D, size: 26 mm bottom, 32 mm top, 30 mm high; 10 pack;&#160; 
			http://www.labpure.com/en/Products.asp?ID=179&#38;PageBrand=STOPPERS</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Stopper borers for sipper tube bottles</td>
			<td >Thomas Scientific</td>
			<td >3276G40</td>
			<td>Cork Borer Set that ranges from 3/16-15/16 inch&#160; 
			http://www.thomassci.com/Supplies/Corks/_/CORK-BORER-SET-316-1516-IN?q=Humboldt</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Drinking tubes for sipper tube bottles</td>
			<td >Ancare</td>
			<td >TD-100&#160;</td>
			<td>2 1/2&#8221; long drinking tubes with 5/16&#8221; opening, straight ball-spout 
			http://www.ancare.com/products/watering-equipment/open-drinking-tubes/straight-tubes-ball-point&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Iohexol for making oral contrast agent solution</td>
			<td >GE Healthcare</td>
			<td ></td>
			<td>350 mg iodine per ml 
			http://www3.gehealthcare.com/en/products/categories/contrast_media/omnipaque&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Chocolate syrup for flavoring oral contrast agent</td>
			<td >Herseys</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >10 ml syringe for syringe delivery system</td>
			<td >Becton, Dickinson and Company</td>
			<td >309604</td>
			<td>Luer lock tip syringe without needle, 100 per box 
			http://www.bd.com/hypodermic/products/syringeswithoutneedles.asp</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Catheter tubing for syringe delivery system</td>
			<td >Becton, Dickinson and Company</td>
			<td >427451</td>
			<td>Polyethylene Tubing (Non-Sterile) (PE 240) 100&#39; 
			http://www.bd.com/ds/productCenter/427451.asp&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Needle for syringe delivery system</td>
			<td >Becton, Dickinson and Company</td>
			<td >427560</td>
			<td>15-gauge needle, fits into PE 240 catheter tubing 
			http://www.bd.com/ds/productCenter/427560.asp&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Delrin acetal resin rod for syringe delivery system</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >8576K15</td>
			<td>1/2 inch diameter, black 
			http://www.mcmaster.com/#catalog/120/3609/=t0wvaf&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Acrylic sheeting for scissor lift</td>
			<td >Ponoko</td>
			<td ></td>
			<td>Laser cut 
			http://www.ponoko.com&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >3D printed ABS frame</td>
			<td >Engineering Rapid Prototyping Facility, University of Missouri</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Brass rods for scissor lift</td>
			<td >Amazon</td>
			<td >TTRB-03-12-03</td>
			<td>made into axles 
			http://www.amazon.com/Brass-Seamless-Round-Tubing-Length/dp/B000FN898M</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Drawer slide for scissor lift</td>
			<td >Richelieu</td>
			<td >10292G116</td>
			<td>Attaches to base of scissor lift 
			http://www.lowes.com/pd_380986-93052-T35072G16_0__?productId=50041754</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >28BYJ-48 stepper motor for scissor lift</td>
			<td ></td>
			<td ></td>
			<td>2 each</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >ULN2003 Darlington transistor array for scissor lift</td>
			<td >Toshiba</td>
			<td >ULN2003APG</td>
			<td>Used as stepper drivers (2 each)</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >ATTINY85 microcontroller for scissor lift</td>
			<td >Atmel</td>
			<td >ATTINY85-20PU</td>
			<td>2 each 
			http://www.taydaelectronics.com/attiny85-attiny85-20pu-8-bit-20mhz-microcontroller-ic.html</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Nylon spur gear</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >57655K34</td>
			<td>2 each 
			http://www.mcmaster.com/#57655k34/=t0yaqz</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Nylon spur gear rack</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >57655K62</td>
			<td>2 each 
			http://www.mcmaster.com/#57655k62/=t0ybh9</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >4-40 nylon machine screws</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >95133A315</td>
			<td>Lift assembly 
			http://www.mcmaster.com/#95133a315/=t0yd8q</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >4-40 nylon hex nuts</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >94812A200</td>
			<td>Lift assembly 
			http://www.mcmaster.com/#94812a200/=t0ye29</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Buna-N O-Ring AS568A Dash No. 104</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >9452K318</td>
			<td>Lift assembly 
			http://www.mcmaster.com/#9452k318/=t0yem7</td>
		</tr>
		<tr >
			<td ></td>
			<td ></td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

adapting human videofluoroscopic swallow study methods to detect and characterize dysphagia in murine disease models

Diese Studie angepaßt menschlichen videofluoroscopic Schlucken Studie (VFSS) Methoden zur Verwendung mit murinen Krankheitsmodellen zwecks Translations Dysphagie Forschung erleichtern. Erfolgreiche Ergebnisse sind abhängig von drei wichtigen Komponenten: Testkammern, die Selbst-Fütterung zulassen, während er ungebremst in einem geschlossenen Raum, Rezepte, die den unangenehmen Geschmack / Geruch von im Handel erhältlichen oralen Kontrastmittel zu maskieren, und eine Schritt-für-Schritt-Test-Protokoll, ermöglicht die Quantifizierung von Schwalbe Physiologie. Eliminierung von einem oder mehreren dieser Komponenten eine nachteilige Wirkung auf die Ergebnisse der Studie. Darüber hinaus wird das Energieniveau Fähigkeit des Durchleuchtungssystem bestimmen, welche schlucken Parameter untersucht werden können. Die meisten Forschungszentren haben eine hohe Energie Fluoroskope für die Verwendung mit Menschen und größere Tiere, die in außergewöhnlich schlechten Bildqualität führt bei der Prüfung von Mäusen und anderen kleinen Nagetieren konzipiert. Trotz dieser Einschränkung haben wir sieben VFS identifiziertenS Parameter, die bei Mäusen konsistent quantifizierbar sind bei der Verwendung eines Hochenergie-Röntgenapparat in Kombination mit der neuen Maus VFSS Protokoll. Wir haben vor kurzem erhalten einen niedrigen Energiedurchleuchtungssystem mit Bildauflösung und Vergrößerung-Fähigkeiten außergewöhnlich hoch, die für den Gebrauch mit Mäusen und anderen kleinen Nagetieren konzipiert wurde. Vorarbeiten mit diesem neuen System, in Kombination mit der neuen Maus VFSS Protokoll hat 13 Schwalbe Parameter, die bei Mäusen konsequent quantifizierbar sind, die fast doppelt so viele wie mit herkömmlichen (dh hohe Energie) erhalten wird, ist identifiziert Fluoroskope. Identifizierung weiterer Schluck Parameter wird erwartet, da wir dabei, die Möglichkeiten des neuen Systems. Die bisherigen Ergebnisse zeigen die Nützlichkeit der Verwendung einer geringen Energiedurchleuchtungssystem nachzuweisen und zu quantifizieren subtile Änderungen in Schwalben Physiologie, die sonst bei der Verwendung von Hochenergie Fluoroskope murine Krankheitsmodellen untersucht übersehen werden kann.

Wir haben erfolgreich eine neue und replizierbar Mäuse spezifische VFSS Protokoll, Testkammern, die Selbst-Fütterung zulassen, Rezepte zum Aromatisieren von oralen Kontrastmittel und eine Schritt-für-Schritt-Test-Protokoll, das die Quantifizierung der Schwalbe Physiologie ermöglicht, schließt konzipiert. Das Energieniveau Fähigkeit des Durchleuchtungssystem bestimmt, welche Parameter konnte in Mäusen untersucht werden, zu schlucken. Wir haben uns zunächst verwendet hochenergetische Fluoroskope für die Verwendung mit Menschen und größere Tiere entwickelt (zB GE Advantx, GE OEC 9600 und Omega Cardiac Cath CS-25, die jeweils mit 30 Bildern pro Sekunde). Jedoch hatten diese Systeme unzureichend Vergrößerung Fähigkeiten zum Testen Mäuse, die in der Tierfüllung nur einen kleinen Teil des Sichtfeldes resultierte (Figur 9). Als Ergebnis war die Bildqualität außerordentlich schlecht, was es unmöglich macht, die meisten Strukturen der Schluckmechanismus sichtbar zu machen. Trotz dieser Einschränkung haben wir festgestellt 7 Ziel VFSS schlucken Parameter, wenn ein herkömmliches (dh, hohe Energie) Fluoroskop in Kombination mit der neuen Maus VFSS Protokoll (Tabelle 3) durchgängig quantifizierbar Mäuse waren. Außerdem identifizierten wir die vallecular Raum als anatomische Auslösepunkt zum Schlucken bei gesunden erwachsenen Mäusen (3-17 Monate alt), sowie Mäuse mit Bedingungen des fortgeschrittenen Alters (&gt; 18 Monate) und im Endstadium ALS. <img alt="9" src="/files/ftp_upload/52319/52319fig9highres.jpg" width="650" /> Abb. 9: High Energy Durchleuchtungssysteme Links: Repräsentative Bild einer Maus mit hoher Energie (dh herkömmlicher) Durchleuchtungssysteme erhalten. Man beachte, dass die Maus füllt nur einen kleinen Teil der Fluoroskopie Sichtfeld, wodurch die unzureichende Vergrößerungsfunktion herkömmlicher Fluoroskope zur Bildgebung Nagetieren zeigen. Rechts: Dasselbe Bild vergrößert post capture mit einem Videobearbeitungsprogramm. Schwarzer Pfeil: schlucken Triggerpunkt (Valleculae). Weißer Pfeil:. Bolus im distalen Ösophagus, unmittelbar vor, die durch die Anschlussstelle GE (weiße Stern) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52319/52319fig9highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieses Bild anzuzeigen.</a> <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> SWALLOW PARAMETER </td><td style="width:140px"> High Energy Systems </td><td style="width:140px"> Low Energy System </td></tr><tr><td> Inter-Swallow-Intervall (ISI) </td><td> X </td><td> X </td></tr><tr><td> Jaw Ausflug Rate (Lecken Bewerten Equivalent) </td><td> X </td><td> X </td></tr><tr><td> Jaw Ausflug Entfernung </td><td> X </td><td> X </td></tr><tr><td> Lecken-Swallow-Verhältnis </td><td> X </td><td> X </td></tr><tr><td> Swallow Bewerten </td><td> X </td><td> X </td></tr><tr><td> Pharyngeal Transitzeit (PTT) </td><td></td><td> X </td></tr><tr><td> Bolus Geschwindigkeit durch Rachen </td><td></td><td> X </td></tr><tr><td> Ösophagus-Transit-Zeit (ETT) </td><td></td><td> X </td></tr><tr><td> Bolus Geschwindigkeit durch Speiseröhre </td><td></td><td> X </td></tr><tr><td> Bolus Geschwindigkeit durch Rachen und Speiseröhre </td><td> X </td><td> X </td></tr><tr><td> Bolus Umgebung </td><td></td><td> X </td></tr><tr><td> Rachenraum Rückstands </td><td></td><td> X </td></tr><tr><td> Flüssigkeitsvolumen Consumed </td><td> X </td><td> X </td></tr></tbody></table> Tabelle 3: Swallow Parameter Quantifizierbare Verwendung von Hoch Versus Low Energy Fluoroskopie-Systeme. Wir haben vor kurzem erhalten ein niedriger Energie Vergrößerung Durchleuchtungssystem namens The LabScope (Glenbrook Technologies, Randolph, NJ), die speziell für unser Labor für die Verwendung mit entwickelt wurde,Mäuse und andere kleine Nagetiere (Abbildung 10). Jedoch sind die deutlich größer Vergrößerungen dieses Systems machte es unmöglich, die gesamte Schluckmechanismus einer Maus in einem einzigen Sichtfeld anzuzeigen. Stattdessen werden zwei Testpositionen erforderlich, wie in Abbildung 11. Position 1 ermöglicht die Visualisierung der gesamten Kopf und proximalen Brustbereich angezeigt. Diese Position ist für die Bewertung der Mund- und Rachenstadien Schlucken notwendig. Position 2 ermöglicht Visualisierung von der Schwalbe Triggerpunkt (dh Valleculae) an den gastroösophagealen (GE) Kreuzung. Diese Position ist für die Beurteilung der Ösophagus-Phase des Schluck notwendig. Vorarbeiten mit The LabScope in Kombination mit der neuen Maus VFSS Protokoll 13 Ziel Schwalbe Parameter, die bei Mäusen konsequent quantifizierbar sind, die fast doppelt so viele mit hoher Energie (dh herkömmlicher) Durchleuchtung (Tabelle 3) erhalten wird, identifiziert. Diese o<html> zB Zungenbein, der Luftröhre und Halswirbel: utcome an den erweiterten Vergrößerung Fähigkeiten des LabScope, die zur Visualisierung der Vielzahl anatomischer Strukturen ermöglicht (Figur 12), die bei der Verwendung von herkömmlichen Systemen im Wesentlichen unsichtbar waren zurückzuführen. Als Ergebnis konnten wir auch die Videos auf Anzeichen von Kehlkopf-Penetration und Aspiration analysieren. Weder Penetration noch Aspiration wurde für jede Maus in dieser Studie beobachtet, unabhängig von Gesundheit oder Krankheit Bedingungen. <img alt="10" src="/files/ftp_upload/52319/52319fig10highres.jpg" width="650" /> Abb. 10: Die LabScope Links: Die LabScope führt als Desktop-Röntgenapparat für Kleintiere. Rechts: Nahaufnahme von The LabScope mit markierten Komponenten. Der Scherenhubtisch ist Positionierung einer Beobachtungskammer im Durchleuchtungsfeld.<html> tp_upload / 52.319 / 52319fig10highres.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieses Bild anzuzeigen. <img alt="11" src="/files/ftp_upload/52319/52319fig11highres.jpg" width="650" /> Abb. 11: Low Energy Fluoroskopiesystem Bilder einer Maus mit einem geringen Energiedurchleuchtungssystem erhalten. Beachten Sie, dass die hohe Vergrößerung Fähigkeit verhindert Visualisierung des gesamten Schluckmechanismus innerhalb des Durchleuchtungsfeld. Links: Position 1 - ermöglicht die Visualisierung des gesamten Kopf- und Brustbereich proximal. Die Schwalbe Triggerpunkt (schwarzer Pfeil) im wesentlichen innerhalb des Sichtfeld zentriert. Rechts: Position 2 - ermöglicht die Visualisierung von der Schwalbe Triggerpunkt (schwarzer Pfeil), um die Anschlussstelle GE (weiße Stern). Beachten Sie den Bolus durch den distalen Ösophagus (weißer Pfeil).<html> g11highres.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieses Bild anzuzeigen. <img alt="12" src="/files/ftp_upload/52319/52319fig12highres.jpg" width="650" /> Abb. 12: Anatomische Strukturen sichtbar Mit Hilfe eines Niedrigenergie-Fluoroskopie-System bereits bei der geringsten Vergrößerungseinstellung (links), sind knöchernen Strukturen von Kopf und Hals eines Maus gut sichtbar mit unserer niedrigen Energiedurchleuchtungssystem (dh die LabScope). Anatomischen Strukturen innerhalb des schwarzen Quadrats gezeigt (und markiertem) bei höherer Vergrößerung nach rechts. Verbesserte Darstellung der knöchernen Strukturen erlaubt die Quantifizierung von mehreren zusätzlichen Schluck Parameter, die unmöglich zu analysieren, mit hohem Energie Fluoroskope waren. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52319/52319fig12highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieses Bild anzuzeigen.</a> t &quot;&gt; Schlucken Rate und inter Schwalbe Intervall repräsentativ VFSS Parameter, die entweder niedriger oder hoher Energiedurchleuchtungssysteme in Kombination mit der neuen Maus VFSS Protokoll quantifiziert werden kann Diese beiden Schwalbe Parameter wurden für drei Gruppen von Mäusen quantifiziert. SOD1 G93A- (SOD1) transgenen Mäusen (dh ein Modell der ALS) bei Krankheit im Endstadium zwischen 4-5 Monate alt, im Alter von C57-Mäusen (18-24 Monate alt) und eine Kontrollgruppe von gesunden jungen (4-8 Monate alt) C57 Mäusen und nicht transgenen Wurfgeschwistern aus der SOD1 Kolonie. Alle Angaben beziehen sich auf nur Auslauf trinken, entweder mit einem niedrigen oder hohen Energiedurchleuchtungssystem. Wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen jungen C57 Mäusen und nicht transgenen junge (Kontrolle) Mäuse aus der SOD1 gefunden Kolonie im Verhältnis zu diesen beiden Parametern Schwalbe;. Deshalb wurden die Daten in eine allgemeine &quot;Kontrolle&quot; Gruppe von jungen gesunden Mäusen für den Vergleich mit alten C57 Mäusen und im Endstadium SOD1 Mäusen kombiniert Schlucken Rate (dh,die Zahl der Schwalben während 2 Sekunden lang ununterbrochen trinken) war deutlich langsamer für SOD1 Mäusen im Vergleich zu im Alter von C57-Mäusen und Kontrollen. Inter-Schwalbenintervall (dh die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden schluckt) war nicht signifikant verschieden zwischen den Gruppen. Diese Ergebnisse unterstützen die Vorstellung, dass Dysphagie Profile sind wahrscheinlich deutlich verschieden für jeden Krankheitszustand (Figur 13) sein. <img alt="13" src="/files/ftp_upload/52319/52319fig13highres.jpg" width="650" /> Abb. 13: Erste Ergebnisse Die Abbildung zeigt repräsentative vorläufigen Ergebnisse für zwei VFSS Schwalbe Parameter quantifiziert unter Verwendung des murinen VFSS Protokoll: schlucken Rate (links) und Inter-Schwalbe Intervall (rechts). Schlucken Sie lag deutlich langsamer für SOD1 Mäusen im Vergleich zu im Alter von C57-Mäusen und Kontrollen. Keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen wurden für die inter Schwalbe unter identifiziertval. Zeilen am oberen der Balken zeigen statistisch signifikante Unterschiede (p &lt;0,05) zwischen den Gruppen, mit Angabe Bonferroni paarweisen Vergleiche. Fehlerbalken stellen ± 1 SEM. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52319/52319fig13highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieses Bild anzuzeigen.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Adapting Human Videofluoroscopic Swallow Study Methods to Detect and Characterize Dysphagia in Murine Disease Models at JoVE.com

Adapting Human Videofluoroscopic Swallow Study Methods to Detect and Characterize Dysphagia in Murine Disease Models

Diese Studie menschlichen videofluoroscopic Schlucken Studie (VFSS) Methoden zur Verwendung mit murinen Krankheitsmodellen zwecks Translations Dysphagie Forschung erleichtern erfolgreich angepasst.

Anpassung Menschen Videofluoroscopic Swallow Studienmethoden nachgewiesen und charakterisiert Dysphagie in Murine Krankheitsmodelle

This study adapted human videofluoroscopic swallowing study (VFSS) methods for use with murine disease models for the purpose of facilitating ...

adapting-human-videofluoroscopic-swallow-study-methods-to-detect

Research

JoVE Journal

Medicine

20.9K Aufrufe.  University of Missouri.  Diese Studie menschlichen videofluoroscopic Schlucken Studie (VFSS) Methoden zur Verwendung mit murinen Krankheitsmodellen zwecks Translations Dysphagie Forschung erleichtern erfolgreich angepasst. 

Serie: Adapting Human Videofluoroscopic Swallow Study Methods to Detect and Characterize Dysphagia in Murine Disease Models

Methods to Quantify Pharmacologically Induced Alterations in Motor Function in Human Incomplete SCI

Spinal cord injury (SCI) is a debilitating disorder, which produces profound deficits in volitional motor control. Following medical stabilization, recovery from SCI typically involves long term rehabilitation. While recovery of walking ability is a primary goal in many patients early after injury, those with a motor incomplete SCI, indicating partial preservation of volitional control, may have the sufficient residual descending pathways necessary to attain this goal. However, despite physical interventions, motor impairments including weakness, and the manifestation of abnormal involuntary reflex activity, called spasticity or spasms, are thought to contribute to reduced walking recovery. Doctrinaire thought suggests that remediation of this abnormal motor reflexes associated with SCI will produce functional benefits to the patient. For example, physicians and therapists will provide specific pharmacological or physical interventions directed towards reducing spasticity or spasms, although there continues to be little empirical data suggesting that these strategies improve walking ability.
In the past few decades, accumulating data has suggested that specific neuromodulatory agents, including agents which mimic or facilitate the actions of the monoamines, including serotonin (5HT) and norepinephrine (NE), can initiate or augment walking behaviors in animal models of SCI. Interestingly, many of these agents, particularly 5HTergic agonists, can markedly increase spinal excitability, which in turn also increases reflex activity in these animals. Counterintuitive to traditional theories of recovery following human SCI, the empirical evidence from basic science experiments suggest that this reflex hyper excitability and generation of locomotor behaviors are driven in parallel by neuromodulatory inputs (5HT) and may be necessary for functional recovery following SCI. 
The application of this novel concept derived from basic scientific studies to promote recovery following human SCI would appear to be seamless, although the direct translation of the findings can be extremely challenging. Specifically, in the animal models, an implanted catheter facilitates delivery of very specific 5HT agonist compounds directly onto the spinal circuitry. The translation of this technique to humans is hindered by the lack of specific surgical techniques or available pharmacological agents directed towards 5HT receptor subtypes that are safe and effective for human clinical trials. However, oral administration of commonly available 5HTergic agents, such as selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs), may be a viable option to increase central 5HT concentrations in order to facilitate walking recovery in humans. Systematic quantification of how these SSRIs modulate human motor behaviors following SCI, with a specific focus on strength, reflexes, and the recovery of walking ability, are missing.
This video demonstration is a progressive attempt to systematically and quantitatively assess the modulation of reflex activity, volitional strength and ambulation following the acute oral administration of an SSRI in human SCI. Agents are applied on single days to assess the immediate effects on motor function in this patient population, with long-term studies involving repeated drug administration combined with intensive physical interventions.

This video demonstrates modulation of reflex activity, volitional strength and ambulation through clinical and quantitative assessments in individuals with motor incomplete SCI as a result of acute oral administration of a serotonin reuptake inhibitor (SSRI).

Methoden zur pharmakologisch induzierten Veränderungen der motorischen Funktion in Human Unvollständige SCI Quantify

Spinal cord injury (SCI) is a debilitating disorder, which produces profound deficits in volitional motor control. Following medical stabilization, ...

Forschung

Medizin

Spectral Karyotyping to Study Chromosome Abnormalities in Humans and Mice with Polycystic Kidney Disease

Conventional method to identify and classify individual chromosomes depends on the unique banding pattern of each chromosome in a specific species being analyzed 1, 2. This classical banding technique, however, is not reliable in identifying complex chromosomal aberrations such as those associated with cancer. To overcome the limitations of the banding technique, Spectral Karyotyping (SKY) is introduced to provide much reliable information on chromosome abnormalities.
SKY is a multicolor fluorescence in-situ hybridization (FISH) technique to detect metaphase chromosomes with spectral microscope 3, 4. SKY has been proven to be a valuable tool for the cytogenetic analysis of a broad range of chromosome abnormalities associated with a large number of genetic diseases and malignancies 5, 6. SKY involves the use of multicolor fluorescently-labelled DNA probes prepared from the degenerate oligonucleotide primers by PCR. Thus, every chromosome has a unique spectral color after in-situ hybridization with probes, which are differentially labelled with a mixture of fluorescent dyes (Rhodamine, Texas Red, Cy5, FITC and Cy5.5). The probes used for SKY consist of up to 55 chromosome specific probes 7-10.
The procedure for SKY involves several steps (Figure 1). SKY requires the availability of cells with high mitotic index from normal or diseased tissue or blood. The chromosomes of a single cell from either a freshly isolated primary cell or a cell line are spread on a glass slide. This chromosome spread is labeled with a different combination of fluorescent dyes specific for each chromosome. For probe detection and image acquisition,the spectral imaging system consists of sagnac interferometer and a CCD camera. This allows measurement of the visible light spectrum emitted from the sample and to acquire a spectral image from individual chromosomes. HiSKY, the software used to analyze the results of the captured images, provides an easy identification of chromosome anomalies. The end result is a metaphase and a karyotype classification image, in which each pair of chromosomes has a distinct color (Figure 2). This allows easy identification of chromosome identities and translocations. For more details, please visit Applied Spectral Imaging website (<a href="http://www.spectral-imaging.com/" target="_blank">http://www.spectral-imaging.com/</a>).
SKY was recently used for an identification of chromosome segregation defects and chromosome abnormalities in humans and mice with Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease (ADPKD), a genetic disease characterized by dysfunction in primary cilia 11-13. Using this technique, we demonstrated the presence of abnormal chromosome segregation and chromosomal defects in ADPKD patients and mouse models 14. Further analyses using SKY not only allowed us to identify chromosomal number and identity, but also to accurately detect very complex chromosomal aberrations such as chromosome deletions and translocations (Figure 2).

Spectral Karyotyping (SKY) is an advanced cytogenetics technique to identify genomic and chromosomal aberrations. This technique takes advantage of chromosome painting probes, which allow classification of all chromosomes. SKY can also identify complex chromosome aberrations and segregation defects in mice and humans with various diseases, including polycystic kidney disease.

Spektrale Karyotypisierung zu Chromosomenanomalien in Menschen und Mäusen mit Kidney Disease Study

Conventional method to identify and classify individual chromosomes depends on the unique banding pattern of each chromosome in a specific species being ...

Gene-environment Interaction Models to Unmask Susceptibility Mechanisms in Parkinson's Disease

Lipoxygenase (LOX) activity has been implicated in neurodegenerative disorders such as Alzheimer&#39;s disease, but its effects in Parkinson&#39;s disease (PD) pathogenesis are less understood. Gene-environment interaction models have utility in unmasking the impact of specific cellular pathways in toxicity that may not be observed using a solely genetic or toxicant disease model alone.&#160;To evaluate if distinct LOX isozymes selectively contribute to PD-related neurodegeneration, transgenic (i.e. 5-LOX and 12/15-LOX deficient) mice can be challenged with a toxin that mimics cell injury and death in the disorder.&#160;Here we describe the use of a neurotoxin, 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), which produces a nigrostriatal lesion to elucidate the distinct contributions of LOX isozymes to neurodegeneration related to PD. The use of MPTP in mouse, and nonhuman primate, is well-established to recapitulate the nigrostriatal damage in PD.&#160;The extent of MPTP-induced lesioning is measured by HPLC analysis of dopamine and its metabolites and semi-quantitative Western blot analysis of striatum for tyrosine hydroxylase (TH), the rate-limiting enzyme for the synthesis of dopamine. To assess inflammatory markers, which may demonstrate LOX isozyme-selective sensitivity, glial fibrillary acidic protein (GFAP) and Iba-1 immunohistochemistry are performed on brain sections containing substantia nigra, and GFAP Western blot analysis is performed on striatal homogenates.&#160;This experimental approach can provide novel insights into gene-environment interactions underlying nigrostriatal degeneration and PD.

Gene-environment Interaction Models to Unmask Susceptibility Mechanisms in Parkinson&#039;s Disease

Lipoxygenase (LOX) isozymes can generate products that may increase or decrease neuroinflammation and neurodegeneration.&#160;A gene-environment interaction study could identify LOX isozyme-specific effects. Using the 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) model of nigrostriatal damage in two LOX isozyme-deficient transgenic lines allows for comparison of the contribution of LOX isozymes on dopaminergic integrity and inflammation.

Gen-Umgebung Interaktionsmodelle zur Entlarvung von Störmechanismen bei Parkinson-Krankheit

Lipoxygenase (LOX) activity has been implicated in neurodegenerative disorders such as Alzheimer&#39;s disease, but its effects in Parkinson&#39;s disease ...

Murine Model for Non-invasive Imaging to Detect and Monitor Ovarian Cancer Recurrence

Epithelial ovarian cancer is the most lethal gynecologic malignancy in the United States. Although patients initially respond to the current standard of care consisting of surgical debulking and combination chemotherapy consisting of platinum and taxane compounds, almost 90% of patients recur within a few years. In these patients the development of chemoresistant disease limits the efficacy of currently available chemotherapy agents and therefore contributes to the high mortality. To discover novel therapy options that can target recurrent disease, appropriate animal models that closely mimic the clinical profile of patients with recurrent ovarian cancer are required. The challenge in monitoring intra-peritoneal (i.p.) disease limits the use of i.p. models and thus most xenografts are established subcutaneously. We have developed a sensitive optical imaging platform that allows the detection and anatomical location of i.p. tumor mass. The platform includes the use of optical reporters that extend from the visible light range to near infrared, which in combination with 2-dimensional X-ray co-registration can provide anatomical location of molecular signals. Detection is significantly improved by the use of a rotation system that drives the animal to multiple angular positions for 360 degree imaging, allowing the identification of tumors that are not visible in single orientation. This platform provides a unique model to non-invasively monitor tumor growth and evaluate the efficacy of new therapies for the prevention or treatment of recurrent ovarian cancer.

We describe a non-invasive animal imaging platform that allows the detection, quantification, and monitoring of ovarian cancer growth and recurrence. This intra-peritoneal xenograft model mimics the clinical profile of patients with ovarian cancer.

Mausmodell für nicht-invasive Bildgebungs zu erfassen und zu überwachen Eierstockkrebs Rezidiv

Epithelial ovarian cancer is the most lethal gynecologic malignancy in the United States. Although patients initially respond to the current standard of ...

Isolation and Excision of Murine Aorta; A Versatile Technique in the Study of Cardiovascular Disease

Cardiovascular disease is a broad term describing disease of the heart and/or blood vessels. The main blood vessel supplying the body with oxygenated blood is the aorta. The aorta may become affected in diseases such as atherosclerosis and aneurysm. Researchers investigating these diseases would benefit from direct observation of the aorta to characterize disease progression as well as to evaluate efficacy of potential therapeutics. The goal of this protocol is to describe proper isolation and excision of the aorta to aid investigators researching cardiovascular disease. Isolation and excision of the aorta allows investigators to look at gross morphometric changes as wells as allowing them to preserve and stain the tissue to look at histologic changes if desired. The aorta may be used for molecular studies to evaluate protein and gene expression to discover targets of interest and mechanisms of action. This technique is superior to imaging modalities as they have inherent limitations in technology and cost. Additionally, primary isolated cells from a freshly isolated and excised aorta can allowing researchers to perform further in situ and in vitro assays. The isolation and excision of the aorta has the limitation of having to sacrifice the animal however, in this case the benefits outweigh the harm as it is the most versatile technique in the study of aortic disease.

Pathology of the aorta can lead to severe morbidity and mortality, therefore research of disease progression and potential therapies is warranted. Here, we present a protocol to isolate and excise the murine aorta to aid researchers in their investigation of cardiovascular disease.

Isolierung und Exzision Murine Aorta; Eine vielseitige Technik in das Studium der Herz-Kreislauf-Krankheit

Cardiovascular disease is a broad term describing disease of the heart and/or blood vessels. The main blood vessel supplying the body with oxygenated ...

Using Adeno-associated Virus as a Tool to Study Retinal Barriers in Disease

M&#252;ller cells are the principal glial cells of the retina. Their end-feet form the limits of the retina at the outer and inner limiting membranes (ILM), and in conjunction with astrocytes, pericytes and endothelial cells they establish the blood-retinal barrier (BRB). BRB limits material transport between the bloodstream and the retina while the ILM acts as a basement membrane that defines histologically the border between the retina and the vitreous cavity. Labeling M&#252;ller cells is particularly relevant to study the physical state of the retinal barriers, as these cells are an integral part of the BRB and ILM. Both BRB and ILM are frequently altered in retinal disease and are responsible for disease symptoms.
There are several well-established methods to study the integrity of the BRB, such as the Evans blue assay or fluorescein angiography. However these methods do not provide information on the extent of BRB permeability to larger molecules, in nanometer range. Furthermore, they do not provide information on the state of other retinal barriers such as the ILM. To study BRB permeability alongside retinal ILM, we used an AAV based method that provides information on permeability of BRB to larger molecules while indicating the state of the ILM and extracellular matrix proteins in disease states. Two AAV variants are useful for such study: AAV5 and ShH10. AAV5&#160;has a natural tropism for photoreceptors but it cannot get across to the outer retina when administered into the vitreous when the ILM is intact (i.e., in wild-type retinas). ShH10 has a strong tropism towards glial cells and will selectively label M&#252;ller glia in both healthy and diseased retinas. ShH10 provides more efficient gene delivery in retinas where ILM is compromised. These viral tools coupled with immunohistochemistry and blood-DNA analysis shed light onto the state of retinal barriers in disease.

To investigate the blood-retinal barrier permeability and the inner limiting membrane integrity in animal models of retinal disease, we used several adeno-associated virus (AAV) variants as tools to label retinal neurons and glia. Virus mediated reporter gene expression is then used as an indicator of retinal barrier permeability.

Verwendung Adeno-assoziierte Virus als Werkzeug Retinal Barrieren in Disease Study

M&#252;ller cells are the principal glial cells of the retina. Their end-feet form the limits of the retina at the outer and inner limiting membranes ...

Methods for Culturing Human Femur Tissue Explants to Study Breast Cancer Cell Colonization of the Metastatic Niche

Bone is the most common site of breast cancer metastasis. Although it is widely accepted that the microenvironment influences cancer cell behavior, little is known about breast cancer cell properties and behaviors within the native microenvironment of human bone tissue.We have developed approaches to track, quantify and modulate human breast cancer cells within the microenvironment of cultured human bone tissue fragments isolated from discarded femoral heads following total hip replacement surgeries. Using breast cancer cells engineered for luciferase and enhanced green fluorescent protein (EGFP) expression, we are able to reproducibly quantitate migration and proliferation patterns using bioluminescence imaging (BLI), track cell interactions within the bone fragments using fluorescence microscopy, and evaluate breast cells after colonization with flow cytometry. The key advantages of this model include: 1) a native, architecturally intact tissue microenvironment that includes relevant human cell types, and 2) direct access to the microenvironment, which facilitates rapid quantitative and qualitative monitoring and perturbation of breast and bone cell properties, behaviors and interactions. A primary limitation, at present, is the finite viability of the tissue fragments, which confines the window of study to short-term culture. Applications of the model system include studying the basic biology of&#160;breast cancer and other bone-seeking malignancies within the metastatic niche, and developing therapeutic strategies to effectively target breast cancer cells in bone tissues.

Protocols are described for studying breast cancer cell migration, proliferation and colonization in a human bone tissue explant model system.

Verfahren zur Kultivierung humaner Femur Gewebeexplantaten an Brustkrebs Zellbesiedlung des metastasierten Niche Studieren

Bone is the most common site of breast cancer metastasis. Although it is widely accepted that the microenvironment influences cancer cell behavior, little ...

Ex Vivo Intestinal Sacs to Assess Mucosal Permeability in Models of Gastrointestinal Disease

The epithelial barrier is the first innate defense of the gastrointestinal tract and selectively regulates transport from the lumen to the underlying tissue compartments, restricting the transport of smaller molecules across the epithelium and almost completely prohibiting epithelial macromolecular transport. This selectivity is determined by the mucous gel layer, which limits the transport of lipophilic molecules and both the apical receptors and tight junctional protein complexes of the epithelium. In vitro cell culture models of the epithelium are convenient, but as a model, they lack the complexity of interactions between the microbiota, mucous-gel, epithelium and immune system. On the other hand, in vivo assessment of intestinal absorption or permeability may be performed, but these assays measure overall gastrointestinal absorption, with no indication of site specificity. Ex vivo permeability assays using &#34;intestinal sacs&#34; are a rapid and sensitive method of measuring either overall intestinal integrity or comparative transport of a specific molecule, with the added advantage of intestinal site specificity. Here we describe the preparation of intestinal sacs for permeability studies and the calculation of the apparent permeability (Papp) of a molecule across the intestinal barrier. This technique may be used as a method of assessing drug absorption, or to examine regional epithelial barrier dysfunction in animal models of gastrointestinal disease.

Ex Vivo Intestinal Sacs to Assess Mucosal Permeability in Models of Gastrointestinal Disease

This protocol describes the use of excised intestinal tissue preparations or "intestinal sacs" as an ex vivo model of intestinal barrier function. This model may be used to assess integrity of both the epithelial barrier and the mucous gel layer at specific intestinal sites in animal models of digestive disease.

Ex vivo-Darm-Sacs zu beurteilen Durchlässigkeit der Schleimhaut in Modelle von Magen-Darm-Krankheit

The epithelial barrier is the first innate defense of the gastrointestinal tract and selectively regulates transport from the lumen to the underlying ...

Methods for Acute and Subacute Murine Hindlimb Ischemia

Peripheral artery disease (PAD) is a leading cause of cardiovascular morbidity and mortality in developed countries, and animal models that reliably reproduce the human disease are necessary to develop new therapies for this disease. The mouse hindlimb ischemia model has been widely used for this purpose, but the standard practice of inducing acute limb ischemia by ligation of the femoral artery can result in substantial tissue necrosis, compromising investigators&#39; ability to study the vascular and skeletal muscle tissue responses to ischemia. An alternative approach to femoral artery ligation is the induction of gradual femoral artery occlusion through the use of ameroid constrictors. When placed around the femoral artery in the same or different locations as the sites of femoral artery ligation, these devices occlude the artery over 1 - 3 days, resulting in more gradual, subacute ischemia. This results in less substantial skeletal muscle tissue necrosis, which may more closely mimic the responses seen in human PAD. Because genetic background influences outcomes in both the acute and subacute ischemia models, consideration of the mouse strain being studied is important in choosing the best model. This paper describes the proper procedure and anatomical placement of ligatures or ameroid constrictors on the mouse femoral artery to induce subacute or acute hindlimb ischemia in the mouse.

Surgical induction of hindlimb ischemia in the mouse is useful to examine angiogenesis, however this is compromised in certain inbred mouse strains that display marked ischemia-induced tissue necrosis. Methods are described to induce subacute limb ischemia using ameroid constrictors to circumvent this problem through the induction of gradual arterial occlusion.

Methoden für die akute und subakute Murine hindlimb Ischemia

Peripheral artery disease (PAD) is a leading cause of cardiovascular morbidity and mortality in developed countries, and animal models that reliably ...

Ultrasound-guided Intracardiac Injection of Human Mesenchymal Stem Cells to Increase Homing to the Intestine for Use in Murine Models of Experimental Inflammatory Bowel Diseases

Crohn&#39;s disease (CD) is a common chronic inflammatory disease of the small and large intestines. Murine and human mesenchymal stem cells (MSCs) have immunosuppressive potential and have been shown to suppress inflammation in mouse models of intestinal inflammation, even though the route of administration can limit their homing and effectiveness 1,3,4,5. Local application of MSCs to colonic injury models has shown greater efficacy at ameliorating inflammation in the colon. However, there is paucity of data on techniques to enhance the localization of human bone marrow-derived MSCs (hMSCs) to the small intestine, the site of inflammation in the SAMP-1/YitFc (SAMP) model of experimental Crohn&#39;s disease. This work describes a novel technique for the ultrasound-guided intracardiac injection of hMSCs in SAMP mice, a well-characterized spontaneous model of chronic intestinal inflammation. Sex- and age-matched, inflammation-free AKR/J (AKR) mice were used as controls. To analyze the biodistribution and the localization, hMSCs were transduced with a lentivirus containing a triple reporter. The triple reporter consisted of firefly luciferase (fl), for bioluminescent imaging; monomeric red fluorescent protein (mrfp), for cell sorting; and truncated herpes simplex virus thymidine kinase (ttk), for positron emission tomography (PET) imaging. The results of this study show that 24 h after the intracardiac administration, hMSCs localize in the small intestine of SAMP mice as opposed to inflammation-free AKR mice. This novel, ultrasound-guided injection of hMSCs in the left ventricle of SAMP mice ensures a high success rate of cell delivery, allowing for the rapid recovery of mice with minimal morbidity and mortality. This technique could be a useful method for the enhanced localization of MSCs in other models of small-intestinal inflammation, such as TNF&#916;RE6. Future studies will determine if the increased localization of hMSCs by intra-arterial delivery can lead to increased therapeutic efficacy.

Murine studies in models of colonic inflammation have demonstrated that a small percentage (1 - 5%) of mesenchymal stem cells (MSC) injected intravenously or intraperitoneally home to the inflamed colon1,2. This study shows that ultrasound-guided intracardiac injections of MSCs result in increased localization to the intestine.

Ultraschall-geführte intrakardiale Injektion humaner mesenchymaler Stammzellen Homing in den Darm zur Verwendung in murinen Modellen von experimentellen entzündlichen Darmerkrankungen erhöhen

Crohn&#39;s disease (CD) is a common chronic inflammatory disease of the small and large intestines. Murine and human mesenchymal stem cells (MSCs) have ...