Ce travail a été soutenu par des subventions du Partenariat de recherche neuromusculaire IRSC (JNM - 90959, à JAEB).

Avant d&#39;utiliser ce modèle, les enquêteurs doivent avoir reçu l&#39;approbation du protocole chirurgical de l&#39;utilisation des animaux de leur institution organe. Le modèle est approuvé par le comité d&#39;éthique de la recherche, Hamilton Health Sciences Corporation, l&#39;Université McMaster (AUP # 10-04-24) et est effectuée en stricte conformité avec les recommandations du Conseil canadien de protection des animaux. 1. Préparation de la souris <ol><li> Peser la souris. Induire une anesthésie avec l&#39;isoflurane 5% ou 2% d&#39;halothane. Le circuit utilisé doit veiller à balayage adéquate de l&#39;anesthésie pour protéger le chirurgien. Après 2-3 min de la respiration de l&#39;animal va ralentir. S&#39;assurer que le réflexe de clignement est absent et pincer les espaces interdigitaux dans la patte pour confirmer l&#39;anesthésie chirurgicale (c&#39;est à dire pas de réponse de la souris). Appliquer du lubrifiant ophtalmique à l&#39;oeil, pour éviter le dessèchement de la cornée pendant la chirurgie. </li><li> Rasez la cuisse et la fesse latérale de la sciatiqueentaille au genou et désinfecter avec proviodine. Rasage gardera le site de l&#39;incision cheveux libre pour assurer une bonne visualisation du champ opératoire et pour minimiser les interférences avec dissection du nerf et transsection. L&#39;échancrure sciatique, qui est supérieure et postérieure sur le fémur, peut être identifiée par la palpation. </li></ol> 2. Procédure d&#39;Exploitation <ol><li> Réduire inhalation isoflurane à 2% (halothane 1%) et placez la souris sur le côté (côté destiné à la chirurgie vers le haut), en vertu d&#39;un microscope opératoire ou dissection. Sinon chirurgie peut être réalisée avec loupes chirurgicales depuis grossissement 3.5X est satisfaisante pour un adulte (20-25 g) de la souris. </li><li> Enfiler des gants stériles. Identifier l&#39;échancrure sciatique par palpation. L&#39;utilisation d&#39;un bistouri, inciser la peau de la cuisse latérale de l&#39;échancrure sciatique au genou (environ 1 cm). </li><li> Doucement répandre la peau. Identifier le muscle biceps fémoral, qui est le muscle superficiel plat de la cuisse latéraleimmédiatement sous la peau. Avec des ciseaux fins, diviser le muscle biceps fémoral long des fibres musculaires et de tenir des consultations ouvertes avec un écarteur de printemps pour exposer le nerf sciatique et de ses branches. </li><li> Identifier le nerf sciatique immédiatement profonde au muscle biceps fémoral. Il peut être identifié par sa couleur blanc brillant et caractéristique est d&#39;environ 0,8 mm de diamètre. Il fonctionne à partir de l&#39;échancrure sciatique au genou, se ramifiant dans les nerfs du tibia, du péroné et saphène au niveau du creux poplité. </li><li> Séparez délicatement le tibial des branches du nerf saphène péronier et ultrafines avec une pince et des ciseaux microdissecting de printemps. Le nerf tibial est la plus grande branche et est généralement central. Il est important de ne pas écraser le nerf tout en séparant les branches. Tenir le nerf juste sur la couche adventicial externe avec la pince ultrafines, et de garder la tension de nerf (pas enseigné), permettra d&#39;éviter écrasement du nerf et des blessures de traction. </li><li> Pour denervati complète et durablesur, couper le nerf tibial avec microdissecting ciseaux distale que possible, en évitant soigneusement les vaisseaux poplités. Sinon, pour la dénervation temporaire avec réinnervation complète attendue dans 2-4 semaines, le nerf tibial peut simplement être écrasé avec une pince ultrafines de 15 sec au lieu de sectionné. (Nerfs périphériques repoussent après une blessure et seront Reinnervate muscle cible.) </li><li> Si dénervation complète est nécessaire, suturer l&#39;extrémité du nerf tibial sectionné à la surface antérieure du muscle biceps fémoral avec 10-0 Nylon et re-approximative du biceps fémoral avec 5-0 Vicryl pour empêcher aberrante réinnervation des gastrocnémiens et muscles soléaire. </li><li> Fermer la peau avec une course de 5-0 suture Vicryl. </li></ol> 3. Les soins post-opératoire <ol><li> Éteignez l&#39;anesthésique par inhalation, mais de maintenir le débit d&#39;oxygène. Administrer buprinorphine (ou substitut) analgésique sous-cutanée. </li><li> Transférer la souris dans une cage propre, sansliterie en se réveillant de l&#39;anesthésie. Continuez à une couverture chauffante à l&#39;intérieur de la cage et sous observation directe jusqu&#39;à ambulante. </li><li> Transfert et maison dans la cage de fond mou (non conducteurs) avec un grand matelas mou. </li><li> Inspectez la branche opérationnelle quotidienne pour état de la plaie chirurgicale et le pied pour le développement d&#39;ulcères de décubitus du talon ou des preuves de la mastication. Les problèmes mineurs peuvent être gérés avec des antibiotiques topiques ou des antiseptiques tels que proviodine. indicateurs Endpoint nécessitant l&#39;euthanasie des animaux sont la perte de poids, la preuve d&#39;une mauvaise prise en charge autonome (fourrure ébouriffée), et une posture voûtée. En outre, les animaux avec perturbation majeure des plaies ou des ulcères qui ne guérissent pas dans 1-2 semaines avec des antibiotiques topiques ou semblent avoir la douleur doivent être sacrifiés. </li></ol> 4. Gastrocnemius Dénervés et récolte de muscle soléaire <ol><li> Au point de temps post-opératoire souhaité, peser la souris et le sacrifice de CO 2 overdose. </li><li> Raser la face médiale à la fois duopératoire et les jambes de contrôle controlatéral et propre avec de l&#39;alcool. Placez la souris sous un microscope opératoire ou dissection, ou utiliser alternativement loupes de visualisation chirurgicales pour l&#39;agrandissement. </li><li> Sur la branche opérationnelle, inciser la peau du mollet avec un scalpel de la cheville vers le genou et la circonférence autour de la cheville. Tirez doucement sur la peau avec une pince hors du muscle et proximale vers la cuisse. Cette situation expose tous les muscles de la jambe. Identifier le muscle jumeau, qui est le muscle du mollet qui va du genou à la cheville sur la face postérieure de la jambe et se trouve immédiatement sous la peau. Identifier l&#39;insertion distale du muscle biceps fémoral, proximale du muscle jumeau interne sur la face interne du genou. Lors de son insertion distale du biceps fémoral semble mince et vaporeuse et recouvre la partie la plus proximale du jumeau. Avec des ciseaux et l&#39;extrémité émoussée dissection, séparer délicatement l&#39;insertion distale du biceps fémoral du gazmuscle trocnemius. </li><li> Lors de son insertion distale dans le calcanéum, le muscle gastrocnémien se rétrécit dans le tendon d&#39;Achille. Identifier le tendon d&#39;Achille, qui apparaît en blanc et nerveux. Tenez le tendon d&#39;Achille avec une pince, en prenant soin de ne pas détenir ou écraser le muscle jumeau, et diviser le tendon d&#39;Achille de l&#39;insertion du calcanéum l&#39;aide de ciseaux. </li><li> Tout en maintenant le tendon, soulevez doucement le muscle jumeau (rouge pâle) hors du soléaire profondes (plus rouge), de l&#39;insertion distale vers son origine au niveau du genou (le soléaire peuvent être récoltées séparément). </li><li> Disséquer les jumeaux au large de la jambe en divisant l&#39;origine des jumeaux des chondyles du fémur médial et latéral à l&#39;aide de ciseaux. Traction très doux sur le muscle facilite ce processus. Veillez à ne pas écraser le muscle. </li><li> Les soléaire seront désormais clairement visible, immédiatement sous le site des jumeaux. Soulevez le muscle soléaire de son insertion sur le tendon d&#39;Achille de son ouIgin sur le mollet postérieur. Si le soléaire est relevé par inadvertance avec les jumeaux, séparer délicatement de l&#39;échantillon récolté. Le jumeau (lumière rouge) et soléaire (rouge foncé) restent facilement identifiables dans l&#39;échantillon récolté en raison de leurs différences de couleur. </li><li> Peser séparément les muscles sur une balance de précision. </li><li> Fractionner les muscles verticalement, la moitié de la congélation par encliquetage dans l&#39;azote liquide (par la suite protéine et / ou l&#39;extraction d&#39;ARN), et l&#39;autre moitié pour l&#39;histologie (évaluation morphométrique, immunohistologie) de fixation soit en formol à 10%, ou la fixation congelés dans de l&#39;isopentane refroidi par de l&#39;azote liquide, , si besoin. </li><li> Répétez l&#39;étape 4.3 ci-dessus sur le contrôle, non exploité, côté à récolter jumeau de contrôle et les muscles soléaire. </li></ol>

<ol>
	<li>Fu, S. Y., Gordon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contributing+factors+to+poor+functional+recovery+after+delayed+nerve+repair:+prolonged+denervation.">Contributing factors to poor functional recovery after delayed nerve repair: prolonged denervation.</a> J. Neurosci. 15, 3886-3895 (1995).</li><li>Kobayashi, J., Mackinnon, S. E., Watanabe, O., Ball, D. J., Gu, X. M., Hunter, D. A., Kuzon, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+duration+of+muscle+denervation+on+functional+recovery+in+the+rat+model.">The effect of duration of muscle denervation on functional recovery in the rat model.</a> Muscle Nerve. 20, 858-866 (1997).</li><li>Bain, J. R., Veltri, K. 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Scand. 54, 45-56 (1976).</li><li>Agbulut, O., Noirez, P., Beaumont, F., Butler-Browne, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myosin+heavy+chain+isoforms+in+postnatal+muscle+development+of+mice.">Myosin heavy chain isoforms in postnatal muscle development of mice.</a> Biol. Cell. 95, 399-406 (2003).</li><li>Nagpal, P., Plant, P. J., Correa, J., Bain, A., Takeda, M., Kawabe, H., Rotin, D., Bain, J. R., Batt, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ubiquitin+ligase+nedd4-1+participates+in+denervation-induced+skeletal+muscle+atrophy+in+mice.">The ubiquitin ligase nedd4-1 participates in denervation-induced skeletal muscle atrophy in mice.</a> PLoS ONE. 7, e46427 (2012).</li><li>Plant, P. J., Bain, J. R., Correa, J. E., Woo, M., Batt, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absence+of+caspase-3+protects+against+denervation-induced+skeletal+muscle+atrophy.">Absence of caspase-3 protects against denervation-induced skeletal muscle atrophy.</a> J. Appl. Physiol. 107, 224-234 (2009).</li><li>Varejao, A. S., Meek, M. F., Ferreira, A. J., Patricio, J. A., Cabrita, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+evaluation+of+peripheral+nerve+regeneration+in+the+rat:+walking+track+analysis.">Functional evaluation of peripheral nerve regeneration in the rat: walking track analysis.</a> J. Neurosci. Methods. 108, 1-9 (2001).</li><li>Willand, M. P., Holmes, M., Bain, J., Fahnestock, M., de Bruin, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+muscle+stimulation+after+immediate+nerve+repair+reduces+muscle+atrophy+without+affecting+reinnervation.">Electrical muscle stimulation after immediate nerve repair reduces muscle atrophy without affecting reinnervation.</a> Muscle Nerve. 48, 219-225 (2013).</li><li>Sterne, G. D., Coulton, G. R., Brown, R. A., Green, C. J., Terenghi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurotrophin-3-enhanced+nerve+regeneration+selectively+improves+recovery+of+muscle+fibers+expressing+myosin+heavy+chains+2b.">Neurotrophin-3-enhanced nerve regeneration selectively improves recovery of muscle fibers expressing myosin heavy chains 2b.</a> J. Cell Biol. 139, 709-715 (1997).</li><li>Plant, P. J., North, M. L., Ward, A., Ward, M., Khanna, N., Correa, J., Scott, J. A., Batt, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypertrophic+airway+smooth+muscle+mass+correlates+with+increased+airway+responsiveness+in+a+murine+model+of+asthma.">Hypertrophic airway smooth muscle mass correlates with increased airway responsiveness in a murine model of asthma.</a> Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 46, 532-540 (2012).</li><li>Bain, J. R., Mackinnon, S. E., Hunter, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+evaluation+of+complete+sciatic,+peroneal,+and+posterior+tibial+nerve+lesions+in+the+rat.">Functional evaluation of complete sciatic, peroneal, and posterior tibial nerve lesions in the rat.</a> Plast. Reconstr. Surg. 83, 129-138 (1989).</li><li>Hare, G. M., Evans, P. J., Mackinnon, S. E., Best, T. J., Midha, R., Szalai, J. P., Hunter, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Walking+track+analysis:+utilization+of+individual+footprint+parameters.">Walking track analysis: utilization of individual footprint parameters.</a> Ann. Plast. Surg. 30, 147-153 (1993).</li><li>McLean, J., Batt, J., Doering, L. C., Rotin, D., Bain, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+rate+of+nerve+regeneration+and+directional+errors+after+sciatic+nerve+injury+in+receptor+protein+tyrosine+phosphatase+sigma+knock-out+mice.">Enhanced rate of nerve regeneration and directional errors after sciatic nerve injury in receptor protein tyrosine phosphatase sigma knock-out mice.</a> J. Neurosci. 22, 5481-5491 (2002).</li><li>Richner, M., Bjerrum, O. J., Nykjaer, A., Vaegter, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+spared+nerve+injury+(SNI)+model+of+induced+mechanical+allodynia+in+mice.">The spared nerve injury (SNI) model of induced mechanical allodynia in mice.</a> J. Vis. Exp. (54), e3092 (2011).</li><li>Rogoz, K., Lagerstrom, M. C., Dufour, S., Kullander, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VGLUT2-dependent+glutamatergic+transmission+in+primary+afferents+is+required+for+intact+nociception+in+both+acute+and+persistent+pain+modalities.">VGLUT2-dependent glutamatergic transmission in primary afferents is required for intact nociception in both acute and persistent pain modalities.</a> Pain. 153, 1525-1536 (2012).</li><li>Thornell, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sarcopenic+obesity:+satellite+cells+in+the+aging+muscle.">Sarcopenic obesity: satellite cells in the aging muscle.</a> Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 14, 22-27 (2011).</li></ol>

Pas de conflits d&#39;intérêt sont déclarés.

Le modèle de la section du nerf tibial de la dénervation induit une atrophie du muscle squelettique est un modèle couramment utilisé et bien validé chez le rat. Nous avons adapté ce modèle pour une utilisation chez la souris, ce qui permet à l&#39;enquêteur de tirer profit de l&#39;existence de souris génétiquement modifiées et d&#39;étudier le processus d&#39;atrophie musculaire in vivo en l&#39;absence de protéines essentielles à la régulation de la masse musculaire 7,8. Les muscles...

Dénervation du muscle squelettique en raison d&#39;une blessure traumatique des nerfs périphériques, une maladie ou une intervention pharmacologique, entraîne la perte immédiate de la fonction contractile musculaire volontaire. Muscle commence de façon concomitante à l&#39;atrophie et cette atrophie est réversible si opportun, réinnervation de bonne qualité se produit 1,2. En l&#39;absence de réinnervation, myofiber atrophie progresse, et les changements biologiques irréversibles dans le muscle se produit pas avec la fibrose musculaire et la mort de fibres musculaires. Ici, nous démontrons le modèle du nerf tibial transsection, un modèle de dénervation induit une atrophie musculaire et la fibrose, chez la souris. Ce modèle permet aux scientifiques d&#39;étudier les mécanismes biologiques physiologiques, cellulaires et moléculaires qui sous-tendent l&#39;atrophie musculaire in vivo dans les muscles jumeaux et soléaire. Si, historiquement, utilisé principalement chez le rat, une application plus récente de ce modèle à élimination directe et les lignes de souris transgéniques en particulier, permet aux enquêteurs d&#39;évaluer le rôle de leurnotamment les protéines (s) d&#39;intérêt dans l&#39;induction, le développement et la maintenance, ou encore la résolution de l&#39;atrophie musculaire et la fibrose in vivo. Le nerf tibial est un nerf périphérique moteur et sensoriel mixte dans la patte arrière des rongeurs, et est l&#39;une des trois branches terminales du nerf sciatique. Résection du nerf tibial denervates les jumeaux, soléaire et les muscles plantaires (et les trois petits muscles fléchisseurs profonds du pied, y compris jambier postérieur, fléchisseurs des orteils et fléchisseur hallicus longus), et est un modèle bien normalisés et validés chez le rat 3,4 . Les muscles jumeaux et soléaire peuvent facilement être disséqués à des moments série poster section du nerf tibial, fixées et traitées pour l&#39;évaluation de l&#39;histologie des muscles et des fibres musculaires morphométriques, ou le flash gelé pour l&#39;extraction de l&#39;ARN du muscle et de protéines dans le but d&#39;étudier, par exemple, les réseaux de signalisation cellulaires régulant l&#39;atrophie musculaire. Le gastrocnemius muscle est un type musculaire de fibres mixtes (type I et de type II, bien que majoritairement de type II) et le muscle soléaire est composée d&#39;une grande proportion de fibres de type I, fournissant ainsi les muscles à contraction rapide et lente à la fois pour l&#39;évaluation de 5,6. Le modèle de la section du nerf tibial est adapté pour étudier le processus de dénervation induit une atrophie musculaire, tant à court terme (jours) 7 et à long terme (quelques semaines ou mois) 4,8. Contrairement au modèle de section du nerf sciatique (un second modèle de dénervation induit une atrophie musculaire couramment utilisé chez les rongeurs), section du nerf tibial induit moins de morbidité chez l&#39;animal, ce qui en fait un modèle plus attrayant. Résection du nerf sciatique denervates tous les muscles de la jambe (en dessous du genou) et le pied, ce qui nuit à la capacité de l&#39;animal à déambuler 2, tandis que la section transversale du nerf tibial laisse les branches du nerf péronier et sural du nerf sciatique intact, préservant ainsileurs muscles cibles et les territoires sensoriels. La souris est incapable de flex plantaires ou inverser le pied, mais est capable de déambuler facilement et le poids porte également sur les deux membres postérieurs, ce qui diminue considérablement la morbidité du modèle. Études d&#39;analyse évaluant la démarche habitudes de marche ont été réalisées chez le rat après les blessures de nerf tibial et sciatique et démontrer que l&#39;encombrement et poids roulement est mieux préservée avec des blessures tibial 9,10. En outre, dans le modèle de section du nerf tibial, le nerf sciatique poplité externe peut être mobilisé à un moment ultérieur et transféré en tant que source de réinnervation retard, si la conception de l&#39;étude nécessite 3. En revanche, réinnervation retard dans le modèle de section du nerf sciatique nécessite l&#39;utilisation d&#39;une greffe de nerf au déficit du nerf sciatique, très augmentant considérablement la difficulté technique du modèle et de limiter son utilisation aux chirurgiens qualifiés. Alors que le nerf tibial modèle transsection récessite familiarité de l&#39;opérateur avec la technique opératoire stérile dans la chirurgie des animaux, à la fois le nerf tibial et les muscles du mollet, il innerve sont facilement accessibles et identifiables pour la manipulation, de sorte que les personnes qui ne sont pas des chirurgiens, ou très expérimentés avec la chirurgie des animaux, peuvent facilement maîtriser ce modèle .

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Reagents and Materials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10-0 Nylon suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>2850G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-0 Vicryl suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>J553G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spring microdissecting scissors</td>
			<td>Fine Surgical Tools</td>
			<td>15021-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra fine forceps</td>
			<td>Fine Surgical Tools</td>
			<td>11370-40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non locking micro needle holder (driver)</td>
			<td>Fine Surgical Tools</td>
			<td>12076-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spring retractor</td>
			<td>Fine Surgical Tools</td>
			<td>17000-02</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

tibial nerve transection - a standardized model for denervation-induced skeletal muscle atrophy in mice

Le modèle de la section du nerf tibial est un modèle bien toléré, validé et reproductible de dénervation induit une atrophie du muscle squelettique chez les rongeurs. Bien qu&#39;à l&#39;origine développé et largement utilisé chez le rat en raison de sa grande taille, le nerf tibial chez la souris est assez grand qu&#39;il peut être facilement manipulé avec soit écraser ou transsection, laissant les branches du nerf péronier et sural du nerf sciatique intact et préservant ainsi leurs muscles cibles. Ainsi, ce modèle offre l&#39;avantage d&#39;induire moins de morbidité et empêchement de la marche que le modèle de section du nerf sciatique et permet également aux chercheurs d&#39;étudier les mécanismes biologiques physiologiques, cellulaires et moléculaires qui régissent le processus d&#39;atrophie musculaire chez les souris génétiquement modifiées. Le nerf tibial fournit les jumeaux, soléaire et des muscles plantaires, de sorte que son transsection permet l&#39;étude du muscle squelettique dénervé composé de fibres à contraction rapide de type II et / ou le type de contraction lente Ifibres. Ici, nous démontrons le modèle de section du nerf tibial chez la souris C57Black6. Nous évaluons l&#39;atrophie du muscle jumeau interne, comme un muscle représentant, à 1, 2 et 4 semaines après la dénervation par la mesure de poids de muscle et de type surface de la section de fibre spécifique sur paraffine coupes histologiques immunocolorées pour la myosine de contraction rapide.

<html> Section du nerf tibial denervates les jumeaux, soléaire et des muscles plantaires du mollet. Ici, nous évaluons le développement de l&#39;atrophie du muscle jumeau interne, comme un muscle représentant. Muscle gastrocnémien ont été récoltés dans 2-3 mois vieux C57Black 6 souris (Jackson Laboratories) dénervées pour 1, 2 ou 4 semaines. poids musculaires diminuent progressivement (figure 1), comme le fait la section de fibres de type II à contraction rapide du muscle (figure 2),<...

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Tibial Nerve Transection - A Standardized Model for Denervation-induced Skeletal Muscle Atrophy in Mice

Le modèle de la section du nerf tibial est un modèle bien toléré, validé et reproductible de l&#39;atrophie du muscle squelettique. Le protocole chirurgical de modèle est décrit et démontré dans C57Black6 souris.

Tibial Nerve Transection - un modèle standardisé pour dénervation induit l&#39;atrophie musculaire chez les souris

The tibial nerve transection model is a well-tolerated, validated, and reproducible model of denervation-induced skeletal muscle atrophy in rodents. ...

tibial-nerve-transection-standardized-model-for-denervation-induced

Research

JoVE Journal

Medicine

24.2K vues.  St Michaels Hospital.  Le modèle de la section du nerf tibial est un modèle bien toléré, validé et reproductible de l'atrophie du muscle squelettique. Le protocole chirurgical de modèle est décrit et démontré dans C57Black6 souris. 

Vidéo: Tibial Nerve Transection - A Standardized Model for Denervation-induced Skeletal Muscle Atrophy in Mice

Skeletal Muscle Gender Dimorphism from Proteomics

Gross contraction in skeletal muscle is primarily determined by a relatively small number of contractile proteins, however this tissue is also remarkably adaptable to environmental factors1 such as hypertrophy by resistance exercise and atrophy by disuse. It thereby exhibits remodeling and adaptations to stressors (heat, ischemia, heavy metals, etc.)2,3. Damage can occur to muscle by a muscle exerting force while lengthening, the so-called eccentric contraction4. The contractile proteins can be damaged in such exertions and need to be repaired, degraded and/or resynthesized; these functions are not part of the contractile proteins, but of other much less abundant proteins in the cell. To determine what subset of proteins is involved in the amelioration of this type of damage, a global proteome must be established prior to exercise5 and then followed subsequent to the exercise to determine the differential protein expression and thereby highlight candidate proteins in the adaptations to damage and its repair. Furthermore, most studies of skeletal muscle have been conducted on the male of the species and hence may not be representative of female muscle. 
In this article we present a method for extracting proteins reproducibly from male and female muscles, and separating them by two-dimensional gel electrophoresis followed by high resolution digital imaging6. This provides a protocol for spots (and subsequently identified proteins) that show a statistically significant (p &lt; 0.05) two-fold increase or decrease, appear or disappear from the control state. These are then excised, digested with trypsin and separated by high-pressure liquid chromatography coupled to a mass spectrometer (LC/MS) for protein identification (LC/MS/MS)5. This methodology (Figure 1) can be used on many tissues with little to no modification (liver, brain, heart etc.).

A straight-forward set of methods to isolate and determine the identity of the most abundant proteins expressed in skeletal muscle. About 800 spots are discerned on a two-dimensional gel from 10 mg muscle; this allows for the determination of gender-specific protein expression. These methods will give equivalent results in most tissues.

Skeletal Muscle dimorphisme des sexes de la protéomique

Gross contraction in skeletal muscle is primarily determined by a relatively small number of contractile proteins, however this tissue is also remarkably ...

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Médecine

Utility of Dissociated Intrinsic Hand Muscle Atrophy in the Diagnosis of Amyotrophic Lateral Sclerosis

The split hand phenomenon refers to predominant wasting of thenar muscles and is an early and specific feature of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). A novel split hand index (SI) was developed to quantify the split hand phenomenon, and its diagnostic utility was assessed in ALS patients. The split hand index was derived by dividing the product of the compound muscle action potential (CMAP) amplitude recorded over the abductor pollicis brevis and first dorsal interosseous muscles by the CMAP amplitude recorded over the abductor digiti minimi muscle. In order to assess the diagnostic utility of the split hand index, ALS patients were prospectively assessed and their results were compared to neuromuscular disorder patients. The split hand index was significantly reduced in ALS when compared to neuromuscular disorder patients (P&#60;0.0001). Limb-onset ALS patients exhibited the greatest reduction in the split&#160;hand index, and a value of 5.2 or less reliably differentiated ALS from other neuromuscular disorders. Consequently, the split&#160;hand index appears to be a novel diagnostic biomarker for ALS, perhaps facilitating an earlier diagnosis.

Dissociated atrophy of intrinsic hand muscles, termed the split hand, appears to be a specific feature of amyotrophic lateral sclerosis (ALS).&#160;Consequently, a novel neurodiagnostic test, termed the split hand&#160;index, was developed to quantify the clinical phenomenon of the split hand, which differentiated ALS from mimic disorders.

Utilitaire de dissocié intrinsèque main atrophie musculaire dans le diagnostic de la sclérose latérale amyotrophique

The split hand phenomenon refers to predominant wasting of thenar muscles and is an early and specific feature of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). A ...

The Sciatic Nerve Cuffing Model of Neuropathic Pain in Mice

Neuropathic pain arises as a consequence of a lesion or a disease affecting the somatosensory system. This syndrome results from maladaptive changes in injured sensory neurons and along the entire nociceptive pathway within the central nervous system. It is usually chronic and challenging to treat. In order to study neuropathic pain and its treatments, different models have been developed in rodents. These models derive from known etiologies, thus reproducing peripheral nerve injuries, central injuries, and metabolic-, infectious- or chemotherapy-related neuropathies. Murine models of peripheral nerve injury often target the sciatic nerve which is easy to access and allows nociceptive tests on the hind paw. These models rely on a compression and/or a section. Here, the detailed surgery procedure for the &#34;cuff model&#34; of neuropathic pain in mice is described. In this model, a cuff of PE-20 polyethylene tubing of standardized length (2 mm) is unilaterally implanted around the main branch of the sciatic nerve. It induces a long-lasting mechanical allodynia, i.e., a nociceptive response to a normally non-nociceptive stimulus that can be evaluated by using von Frey filaments. Besides the detailed surgery and testing procedures, the interest of this model for the study of neuropathic pain mechanism, for the study of neuropathic pain sensory and anxiodepressive aspects, and for the study of neuropathic pain treatments are also discussed.

Neuropathic pain is a consequence of a lesion or disease affecting the somatosensory system. The &#8220;cuff model&#8221; of neuropathic pain in mice consists of the implantation of a polyethylene cuff around the main branch of the sciatic nerve. Mechanical allodynia is tested using von Frey filaments.

Le nerf sciatique menottes modèle de douleur neuropathique chez les souris

Neuropathic pain arises as a consequence of a lesion or a disease affecting the somatosensory system. This syndrome results from maladaptive changes in ...

Facial Nerve Axotomy in Mice: A Model to Study Motoneuron Response to Injury

The goal of this surgical protocol is to expose the facial nerve, which innervates the facial musculature, at its exit from the stylomastoid foramen and either cut or crush it to induce peripheral nerve injury. Advantages of this surgery are its simplicity, high reproducibility, and the lack of effect on vital functions or mobility from the subsequent facial paralysis, thus resulting in a relatively mild surgical outcome compared to other nerve injury models. A major advantage of using a cranial nerve injury model is that the motoneurons reside in a relatively homogenous population in the facial motor nucleus in the pons, simplifying the study of the motoneuron cell bodies. Because of the symmetrical nature of facial nerve innervation and the lack of crosstalk between the facial motor nuclei, the operation can be performed unilaterally with the unaxotomized side serving as a paired internal control. A variety of analyses can be performed postoperatively to assess the physiologic response, details of which are beyond the scope of this article. For example, recovery of muscle function can serve as a behavioral marker for reinnervation, or the motoneurons can be quantified to measure cell survival. Additionally, the motoneurons can be accurately captured using laser microdissection for molecular analysis. Because the facial nerve axotomy is minimally invasive and well tolerated, it can be utilized on a wide variety of genetically modified mice. Also, this surgery model can be used to analyze the effectiveness of peripheral nerve injury treatments. Facial nerve injury provides a means for investigating not only motoneurons, but also the responses of the central and peripheral glial microenvironment, immune system, and target musculature. The facial nerve injury model is a widely accepted peripheral nerve injury model that serves as a powerful tool for studying nerve injury and regeneration.

We present a surgical protocol detailing how to perform a cut or crush axotomy on the facial nerve in the mouse. The facial nerve axotomy can be employed to study the physiological response to nerve injury and test therapeutic techniques.

Visage axotomie des nerfs chez la souris: Un modèle pour étudier motoneurone réponse à une blessure

The goal of this surgical protocol is to expose the facial nerve, which innervates the facial musculature, at its exit from the stylomastoid foramen and ...

Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow reserve (CFR) in humans. Reduced CFR is accompanied by marked intramyocardial and pericoronary fibrosis and is used as an indication of the severity of dysfunction. This study explores, step-by-step, the real-time changes measured in the coronary flow velocity, CFR and systolic to diastolic peak velocity (S/D) ratio in the setting of an aortic banding model in mice. By using a Doppler transthoracic imaging technique that yields reproducible and reliable data, the method assesses changes in flow in the septal coronary artery (SCA), for a period of over two weeks in mice, that previously either underwent aortic banding or thoracotomy. 
During imaging, hyperemia in all mice was induced by isoflurane, an anesthetic that increased coronary flow velocity when compared with resting flow. All images were acquired by a single imager. Two ratios, (1) CFR, the ratio between hyperemic and baseline flow velocities, and (2) systolic (S) to diastolic (D) flow were determined, using a proprietary software and by two independent observers. Importantly, the observed changes in coronary flow preceded LV dysfunction as evidenced by normal LV mass and fractional shortening (FS). 
The method was benchmarked against the current gold standard of coronary assessment, histopathology. The latter technique showed clear pathologic changes in the coronary artery in the form of peri-coronary fibrosis that correlated to the flow changes as assessed by echocardiography. 
The study underscores the value of using a non-invasive technique to monitor coronary circulation in mouse hearts. The method minimizes redundant use of research animals and demonstrates that advanced ultrasound-based indices, such as CFR and S/D ratios, can serve as viable diagnostic tools in a variety of investigational protocols including drug studies and the study of genetically modified strains.

Coronary flow reserve (CFR) is useful for assessment of myocardial oxygen demand and evaluation of cardiovascular risk. This study establishes a step-by-step transthoracic Doppler echocardiographic (TTDE) method for longitudinal monitoring of the changes in CFR, as measured from coronary artery in mice, under the experimental pressure overload of aortic banding.

Évaluation Basé échographie de l&#39;artère coronaire de débit et de Flow Reserve coronaire Utilisation de la surcharge de pression modèle chez la souris

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

Human Vastus Lateralis Skeletal Muscle Biopsy Using the Weil-Blakesley Conchotome

Percutaneous muscle biopsy using the Weil-Blakesley conchotome is well established in both clinical and research practice. It is a safe, effective and well tolerated technique. The Weil-Blakesley conchotome has a sharp biting tip with a 4 - 6 mm wide hollow. It is inserted through a 5 - 10 mm skin incision and can be maneuvered for controlled tissue penetration. The tip is opened and closed within the tissue and then rotated through 90 -180&#176; to cut the muscle. The amount of muscle obtained following repeated sampling can vary from 20 mg to 290 mg which can be processed for both histology and molecular studies. The wound needs to be kept dry and vigorous physical activity kept to a minimum for approximately 72 hr although normal levels of activity can restart immediately following the procedure. This procedure is safe and effective when close attention is paid to the selection of subjects, full asepsis and post procedure care. &#160;Both right and left vastus lateralis are suitable for biopsy dependent on participant preference.

Human Vastus Lateralis Skeletal Muscle Biopsy Using the Weil-Blakesley Conchotome

This video demonstrates the technique of percutaneous muscle biopsy of the human vastus lateralis using the Weil-Blakesley conchotome.

Humain<em&gt; Vaste externe</em&gt; Biopsie de muscle squelettique Utilisation de la Weil-Blakesley Conchotome

Percutaneous muscle biopsy using the Weil-Blakesley conchotome is well established in both clinical and research practice. It is a safe, effective and ...

Surgical Angiogenesis in Porcine Tibial Allotransplantation: A New Large Animal Bone Vascularized Composite Allotransplantation Model

Segmental bone loss resulting from trauma, infection malignancy and congenital anomaly remains a major reconstructive challenge. Current therapeutic options have significant risk of failure and substantial morbidity.
Use of bone vascularized composite allotransplantation (VCA) would offer both a close match of resected bone size and shape and the healing and remodeling potential of living bone. At present, life-long drug immunosuppression (IS) is required. Organ toxicity, opportunistic infection and neoplasm risks are of concern to treat such non-lethal indications.
We have previously demonstrated that bone and joint VCA viability may be maintained in rats and rabbits without the need of long-term-immunosuppression by implantation of recipient derived vessels within the VCA. It generates an autogenous, neoangiogenic circulation with measurable flow and active bone remodeling, requiring only 2 weeks of IS. As small animals differ from man substantially in anatomy, bone physiology and immunology, we have developed a porcine bone VCA model to evaluate this technique before clinical application is undertaken. Miniature swine are currently widely used for allotransplantation research, given their immunologic, anatomic, physiologic and size similarities to man. Here, we describe a new porcine orthotopic tibial bone VCA model to test the role of autogenous surgical angiogenesis to maintain VCA viability.
The model reconstructs segmental tibial bone defects using size- and shape-matched allogeneic tibial bone segments, transplanted across a major swine leukocyte antigen (SLA) mismatch in Yucatan miniature swine. Nutrient vessel repair and implantation of recipient derived autogenous vessels into the medullary canal of allogeneic tibial bone segments is performed in combination with simultaneous short-term IS. This permits a neoangiogenic autogenous circulation to develop from the implanted tissue, maintaining flow through the allogeneic nutrient vessels for a short time. Once established, the new autogenous circulation maintains bone viability following cessation of drug therapy and subsequent nutrient vessel thrombosis.

Currently any kind of vascularized composite allotransplantation depends on long-term-immunosuppression, difficult to support for non-life-critical indications. We present a new porcine tibial VCA model that can be used to study bone VCA and demonstrate the use of surgical angiogenesis to maintain bone viability without the need of long-term immune-modulation.

Angiogenesis chirurgicale en Porcine Allotransplantation Tibial : un nouveau grand Animal OS vascularisé Allotransplantation Composite modèle

Segmental bone loss resulting from trauma, infection malignancy and congenital anomaly remains a major reconstructive challenge. Current therapeutic ...

Semi-automated Analysis of Mouse Skeletal Muscle Morphology and Fiber-type Composition

For years, distinctions between skeletal muscle fiber types were best visualized by myosin-ATPase staining. More recently, immunohistochemical staining of myosin heavy chain (MyHC) isoforms has emerged as a finer discriminator of fiber-type. Type I, type IIA, type IIX and type IIB fibers can now be identified with precision based on their MyHC profile; however, manual analysis of these data can be slow and down-right tedious. In this regard, rapid, accurate assessment of fiber-type composition and morphology is a very desirable tool. Here, we present a protocol for state-of-the-art immunohistochemical staining of MyHCs in frozen sections obtained from mouse hindlimb muscle in concert with a novel semi-automated algorithm that accelerates analysis of fiber-type and fiber morphology. As expected, the soleus muscle displayed staining for type I and type IIA fibers, but not for type IIX or type IIB fibers. On the other hand, the tibialis anterior muscle was composed predominantly of type IIX and type IIB fibers, a small fraction of type IIA fibers and little or no type I fibers. Several image transformations were used to generate probability maps for the purpose of measuring different aspects of fiber morphology (i.e., cross-sectional area (CSA), maximal and minimal Feret diameter). The values obtained for these parameters were then compared with manually-obtained values. No significant differences were observed between either mode of analysis with regards to CSA, maximal or minimal Feret diameter (all p &#62; 0.05), indicating the accuracy of our method. Thus, our immunostaining analysis protocol may be applied to the investigation of effects on muscle composition in many models of aging and myopathy.

Immunohistochemical staining of myosin heavy chain isoforms has emerged as the state-of-the-art discriminator of skeletal muscle fiber-type (i.e., type I, type IIA, type IIX, type IIB). Here, we present a staining protocol along with a novel semi-automated algorithm that facilitates rapid assessment of fiber-type and fiber morphology.

Analyse semi-automatique de souris Muscle squelettique morphologie et la Composition de la fibre de type

For years, distinctions between skeletal muscle fiber types were best visualized by myosin-ATPase staining. More recently, immunohistochemical staining of ...

A Minimally Invasive Model to Analyze Endochondral Fracture Healing in Mice Under Standardized Biomechanical Conditions

Bone healing models are necessary to analyze the complex mechanisms of fracture healing to improve clinical fracture treatment. During the last decade, an increased use of mouse models in orthopedic research was noted, most probably because mouse models offer a large number of genetically-modified strains and special antibodies for the analysis of molecular mechanisms of fracture healing. To control the biomechanical conditions, well-characterized osteosynthesis techniques are mandatory, also in mice. Here, we report on the design and use of a closed bone healing model to stabilize femur fractures in mice. The intramedullary screw, made of medical-grade stainless steel, provides through fracture compression an axial and rotational stability compared to the mostly used simple intramedullary pins, which show a complete lack of axial and rotational stability. The stability achieved by the intramedullary screw allows the analysis of endochondral healing. A large amount of callus tissue, received after stabilization with the screw, offers ideal conditions to harvest tissue for biochemical and molecular analyses. A further advantage of the use of the screw is the fact that the screw can be inserted into the femur with a minimally invasive technique without inducing damage to the soft tissue. In conclusion, the screw is a unique implant that can ideally be used in closed fracture healing models offering standardized biomechanical conditions.

This protocol describes a minimally invasive osteosynthesis technique using an intramedullary screw for standardized stabilization of femur fractures, which can be used to analyze endochondral bone healing in mice.

Un modèle mini-Invasive pour analyser Endochondral Fracture de guérison chez des souris dans des Conditions biomécaniques

Bone healing models are necessary to analyze the complex mechanisms of fracture healing to improve clinical fracture treatment. During the last decade, an ...

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively affect skeletal muscle. This can result in a loss of muscle mass (atrophy) and/or loss of muscle quality (reduced force per unit of muscle mass), both of which are prevalent in chronic disease, muscle-specific disease, immobilization, and aging (sarcopenia). Skeletal muscle function in animals can be evaluated by a range of different tests. All tests have limitations related to the physiological testing environment, and the selection of a specific test often depends on the nature of the experiments. Here, we describe an in vivo, non-invasive technique involving a helpful and easy assessment of force frequency-curve (FFC) in mice that can be performed on the same animal over time. This permits monitoring of disease progression and/or efficacy&#160;of a potential therapeutic treatment.

Measurement of rodent skeletal muscle contractile function is a useful tool that can be used to track disease progression as well as efficacy of therapeutic intervention. We describe here the non-invasive, in vivo assessment of the dorsiflexor muscles that can be repeated over time in the same mouse.

Évaluation non invasif de la fonction musculaire de dorsifléchisseurs chez la souris

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively ...