We would like to thank Prof David Walker for his technical advice and provision of equipment in the development of this technique. This work is supported by the Victorian Government&#8217;s Operational Infrastructure Support Program. This work was partly supported by the Victorian Government&#8217;s Operational Infrastructure Support Program.

הערה: הליך הניסוי הבא הוא אושר על ידי ועדת האתיקה בעלי החיים באוניברסיטת מונאש ונערך בהתאם לקוד האוסטרלי עיסוק לטיפול ושימוש בבעלי חיים למטרות מדעיות (2006). C57BL / 6 עכברים נקבה בוגרים השתמשו כדי ליצור את תוצאות הנציג התקבלו מהשירותים לבעלי חי מונאש. העכברים שוכנו במבוקר חדר הפתוגן חופשי, טמפרטורה ולחות ספציפית עם מחזור אור כהה 12 שעות. היו לי עכברים אלו גישה חופשית למזון ומים. .1 הגדרה ראשונית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את המחשב הנייד / שולחן העבודה למחשב נתונים רכישה להקלטה באמצעות כבל USB. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את מגבר הגשר מ&#39;פלט 1 &#39;ל&#39; קלט 1 &#39;של המכונה רכישת נתונים באמצעות כבל BNC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את מתמר לחץ ל&#39;ערוץ 1 &#39;של אוקטלי גשר Amp. כבה את מכשיר רכישת נתונים על ולפתוח את תוכנת הניתוח. התוכנה צריך אוטומטיmatically לזהות התקנת הציוד (ראה חומרים ושולחן ציוד). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרות ערוץ פתוחות שנמצאו בסרגל התקנת הכלי של התוכנה. לשנות את מספר הערוצים שנרשם ל1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הברומטר למדידת לחץ חדר ומנגנון העמודה מים לכייל את מגבר הגשר. מנגנון העמודה מים כולל טפטפות מזרק שני 5 מ&quot;ל סרולוגיות מחוברת על ידי צינורות פלסטיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא את העמודות במים ולהבטיח את רמות המים הן מאוזנות עם שליט. חבר צינור פלסטי לחלק העליון של כל פיפטה אחד. איור 2 מציג את העמודה המים שהוקמה. </li></ol> 2 גשר מגבר כיול הערה: כדי לכייל את מגבר גשר הזרקה של אוויר לתוך העמודה המים נחוץ ליצירת סטיית H 2 O 1 סנטימטר. זה יתרחש תחת קבוצה אחת של תנאים ותלוי במנגנון של המשתמש. להבהרת פעולות הבאות דemonstrate איך מעבדה זו הייתה לבצע הכיול. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסגת מזרק 1 מ&quot;ל ל300 μl; לצרף את המזרק לברזלים בסוף בצינור בצד ימין של העמודה המים. הערה: ודא שהברזלים פתוח למזרק ועמודת המים, וסגור לאוויר החדר. אם מפלס המים אינם מאוזנת, בשלב זה, להפוך את ברזלים כך שהוא פתוח לאוויר חדר ועמודת המים, זה יהיה לאזן מחדש את המים. צינורות בצד השמאלי של העמודה המים צריכים להיות מחוברים למתמר הלחץ כדי למדוד את השינוי בלחץ הנגרם על ידי צולל המזרק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף את צינורות מעמודת המים בצד שמאל למחבר במתמר הלחץ (טבעת העליונה של המתמר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר בתפריט הגלילה למטה מצא ליד ערוץ 1 במסך הראשי בצד ימין של התוכנה ובחר באפשרות &quot;מגבר גשר&quot; (ראה חומרים ושולחן ציוד). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזןההגדרות ל5 mV, נמוך לעבור 20 הרץ, וסמן את התיבה &#39;הפוך&#39; ולחצו על &#39;אפס&#39;. לחץ על &#39;אפס&#39; כדי להגדיר את העקבות ב ~ 0 mV. להקטין את גודל החלון ל4: 1 לצפייה קלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם כל מה שהקים, לדכא את מזרק 1 מ&quot;ל, והשאיר אותו במשך 3 שניות. זה ייראה ספייק פתאומי בתוכנה בגלל הלחץ השתנה. כאשר 300 μl מדוכא הלחץ יעבור מים בעמודת המים על ידי 1 סנטימטר. ערך ידוע זה יעזור לכייל את מגבר הגשר. הערה: עליית הלחץ בתא בשל דיכאון μl 300 תואמת את ערך P K המשמש לחישובים מאוחר יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחירה &#39;יחידות קלט&#39; שנמצאו בפינה השמאלית התחתונה של חלון הגשר Amp. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סמן את &quot;עקבות רקע&quot; לפני ספייק הידוע בשם &quot;Zero האזור&quot;. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על החץ שליד &#39;נקודת 1&#39; וזה יהיה לייצר bacאות kground בטווח של -0.002 mV-0.002 mV (מעולם לא הערך תהיה בדיוק ב0 mV). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סוג &#39;0&#39; בחלון סמוך לחלון אות רקע. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סמן את &quot;אזור הלחץ המוגבר של גרף&quot; מכאשר המזרק הוא בדיכאון. לחץ על החץ ליד להצביע 2 והערך צריך להיות בטווח של .9-1.2 mV. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סוג &#39;1&#39; בחלון ליד החלון &quot;לחץ מוגבר&quot;. להבהרה חזותית על צעדים 2.7 ו2.8 מתייחסים לאיור 3. ערכים נמצאו מחוץ לטווחים שצוינו עלול להצביע על נזק לאוקטלי גשר Amp. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור אל &#39;מגדיר את היחידות שנמצאו בפינה הימנית העליונה של החלון ובחר באפשרות &quot;CMH 2 O&quot;. אם אפשרות זו אינה זמינה, ייתכן שהוזן באופן ידני. לחץ על אישור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחזור לתפריט &#39;גשר Amp&#39; (עיין 2.1). בחר 1 מגבר mV ומוגדר &#39;אפס&#39;;. זה ישלים כיול ובבטחה ניתן להסיר את העמודה המים. </li></ol> פונקצית .3 הקלטת ריאות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול את העכבר (ז). הערה: שבוע לפני ההערכה פיזיולוגית להציג את העכבר לסביבת תא plethysmography. זה יסייע בהתאקלמות ולהפחית את הלחץ בעת ביצוע הליך זה במועד מאוחר יותר. לסכמטי הכולל הוכחת התקנת UWBP, עיין באיור 4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את טמפרטורת הגוף עם מדחום רקטלי. לשמן את המדחום עם וזלין לפני ההחדרה. רשום את קריאת הטמפרטורה ולנקות את חומר הסיכה עם 80% (V / V) אתנול. אם שימוש בבעלי חיים קטנים מאוד כגון גורי עכבר יילודים, ערך טמפרטורת הגוף הממוצע יכול להיקבע עם מדחום אינפרא אדום במקום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את הטמפרטורה / הבדיקה לחות היחסית בקצה אחד החור של חדר plethysmography. רשום את הטמפרטורה, לחות וbarometrלחץ ic בתוך חדר plethysmography לפני הצבת העכבר בתוך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את העכבר בתא plethysmography, לכסות את הקצה הפתוח מעט. הדבר זה מאפשר לעכבר כדי להתאקלם. סגור את התא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם הבדיקה הטמפרטורה / לחות מוכנסת בצד השני של חדר plethysmography עם חור אחד, עכשיו תכניס את המתמר ומזרק בצד השני עם שני חורים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> &quot;התחל&quot; לחץ על התוכנה ושיא לכ 15-45 שניות. שניות 5-10 רשומות של הנתונים שבו בעלי החיים לא זזו. תנועה תשנה פיזיולוגיה הנשימה הבסיסית של בעלי החיים ומספקת תוצאות עניות. נשימה צריכה להתנדנד במסלול ליניארי בתכנית. אלה הם נתונים שמישים. הערה: הטלה שתן או עשיית צרכימים יכולים להוביל לעלייה בטמפרטורה ולחות בתוך חדר plethysmography. זה לטשטש את תוצאות במהלך ניתוח. במקרה של הטלת שתן או הפרשת צואה, לעצור את ההקלטה באופן מיידי ולנקות את plקאמרי ethysmography עם 80% (V / V) אתנול. עיין באיור 6 לייצוג חזותי של תוצאות לא טובות, שבו יש לדחות נתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר ההקלטה ל45 שניות, &quot;עצור&quot; לעיתונות על התוכנה (ראה חומרים וציוד שולחן) תכנית. הסר את העכבר מתא plethysmography ולהקליט את טמפרטורת החדר ולחות באופן מיידי. אל להקליט ללא הרף במשך יותר מ 45 שניות מכיוון שהדבר עלול להדגיש את בעלי החיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החזר את העכבר לכלוב, ספריי ולנגב את החדר עם 80% (V / V) אתנול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפשר החדר לייבוש וחוזר לטמפרטורה ולחות הבסיסיות לפני שתמשיך לעכבר הבא. חזור על שלבים 3.1-3.9 לבעלי חיים שלאחר מכן. הערה: אם בעלי חיים רבים הם נחקרים, ודאו שטמפרטורת החדר והחזרת לחות לערכי בסיס ליד לפני כל חיה חדשה היא לשים בתא. </li></ol> .4 Plethysmography ניתוח לאte: כדי לחשב פרמטרים נשימה כגון נפח גאות (T V) ונפח דקת המשתנים הבאים צריכים להימדד: קצב נשימה (נשימות / דקה), נשימה כוללת זמן מחזור (שניות), השראה / זמן תפוגה (Ti / טה, שניות) ושינוי בלחץ בשל כל כרך של גאות ושפל (P T). איור 1 מדגימה את המשתנים הניתנים למדידה מעקבות. הצעדים הבאים משתמשים בתוכנה (ראה חומרים ושולחן ציוד) כדי למדוד משתנה אלה. בעת הניתוח, להימנע מאזורים של העקבות המכילות מרחרח או תנועה. לקבלת תוצאות לשחזור, לפחות 5 שניות של עקבות נשימה טובות נדרש. לדוגמא עקבות נשימה שונות מתייחס לאיור 5 ו -6. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את המסך למסך מלא, תצוגה מוגדרת 1: 1 ובחר 5 שניות של נתונים שימושיים. תמונת מצב מייצגת של זו שמוצגת באיור 5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את חלון פנקס נתונים המיני מצא בחלק העליון של פרוגרם בכרטיסיית DataPad. בחר ערוץ 1 ובחר &#39;מדידות מחזור&#39; בעמודה השמאלית ו&#39;גובה מחזורי ממוצע &#39;בעמודה הימנית. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר &quot;אופציה&quot; ולהגדיר את קנה המידה לזיהוי שיא מינימום ל1 (אלפיות שני). זה יאפשר זיהוי של כל ערך שיא והופך להיות חשוב מאוד בעת שימוש בבעלי חיים קטנים המייצרים תנודות קטנות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על &#39;אישור&#39;. זה יציג &quot;סטיית לחץ בשל כל כרך של גאות ושפל &#39;מדידה (T P). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בפנקס נתונים המיני, &quot;מדידות מחזור &#39;בחרו ואחריו&quot; ספירת אירוע&#39; ולחצו על &#39;אישור&#39;. זה יציג את &#39;התדר&#39; (ו) מדידה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תדר צריך להיות מומר לנשימות / דקה. הדבר נעשה על ידי הכפלת הערך על ידי 60 שניות וחלוקת התשובה על ידי הזמן הכולל של הקלטה (דקות). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בפנקס נתונים מיני סי, בחר &#39;מדידות CLE &#39;ואחריו&#39; התקופה &#39;ולחץ על&#39; אישור &#39;. זה יציג את &#39;זמן מחזור הנשימה הכולל&#39; מדידה (tot T, שניות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השלבים הבאים משמשים ליצירת macroinstruction ליצור ערכי זמן השראה ופקיעת שיא. להבטיח את הסמן הוא ישירות על המקסימום של השיא / השפל ולהוסיף הערה על 9 נקודתי שיא ושפלים רציפים. תתחיל עם השיא של התנודה כפי שמוצג באיור 5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בהמשך לכך, חלון בחר: כרית נתונים ועמודה .1 בחלון שמופיע לחץ על &#39;מידע בחירה&#39; בעמודה השמאלית, &#39;המשך&#39; בעמודה ימנית ולחץ על &#39;אישור&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר מאקרו שנמצא בחלק העליון של תכנית ולאחר מכן להתחיל בהקלטה. פקודות עכשיו בחרו: &#39;מצא&#39;, &#39;לך&#39;, &#39;התחלה של קובץ&#39; ולחץ על &#39;מצא&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחירת פקודות: &#39;מצא&#39; ו &#39;מצא את ההערות &quot;. הקלד את אותו הביטוי שהוקלד לתיבת ההערה בתיבה &#39;מכילה&#39; סיפקה. בחר בכרטיסייה &#39;בחר לנקודה קודמת&#39; ו &#39;מצא&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחירת פקודות: &#39;הוסף לכרית נתונים&#39;. הבא, בחר מאקרו: פקודות מאקרו ולהתחיל לחזור. חלון הספירה החוזרת שמופיע צריכה להיות מוגדר ב 9. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר פקודה: &quot;מצא הבא&quot;. הפקודה בחר: &quot;הוסף לפנקס נתונים &#39;. לבסוף בחר פקודות מאקרו וחזור על הסוף. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כעת בחר את המאקרו ולהפסיק את ההקלטה. שמור ושם המאקרו לאחר מספר בעלי החיים. הערה: הגדרת מאקרו עבור כל חיה מאפשרת מאקרו כדי לשמש למחקרים ארוכי טווח וחוסך זמן. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מאקרו כעת ניתן להפעיל כדי להשיג את ההשראה (ט ט) והפקיעה (ה T) זמן בין כל תגובה. הנתונים יופיעו תחת ערוץ 1 של datapad. פקיעה והשראה מתרחשת ברציפות והנתונים יופיעו בצו זה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנתונים צריכים להיות מפוצלים באופן ידני לערכי השראה ופקיעה. ממוצע ארבעה ערכי נתונים של כל אחד מפרמטרים כדי לקבל את T אומר שאני וT הדואר. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שהערכים העיקריים כבר נגזרו נפח הגאות (V T, מ&quot;ל) ניתן לחשב. כדי להשיג את נפח גאות המשוואה של Drorbaugh ופן 8 משמשת: V T (מ&quot;ל) = (P T / P K) x x (V K) ((T CORE (P B - C P)) / (T CORE (P B - P C) - T C (P B - P CORE))) איפה T V: כרך Tidal k P: סטיית לחץ בשל כל זריקה של 1 מ&quot;ל (עיין בשלב 2.5) ליבת T: טמפרטורת ליבה של כל חיה P C: לחץ אדי מים בלחות יחסית X טמפרטורת החדר בצ&#39;הmber T C: טמפרטורה בתא בעלי החיים ליבת P: לחץ בטמפרטורת גוף (לחץ אדי מים בטמפרטורת גוף x 1.0) t P: סטיית לחץ בשל כל כרך של גאות ושפל k V: הזרקת נפח לכיול P B: לחץ ברומטרי </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שהנפח של גאות ושפל כבר מחושב גם ניתן לקבוע את הפרמטרים הבאים: <ul style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נפח דקה (מ&quot;ל / דקה) = xf V T </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נפח דקה (מ&quot;ל / דקה / קילוגרם) = (V T XF) / משקל גוף (קילוגרם) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> T V (מ&quot;ל / קילוגרם) = V T / משקל גוף (מ&quot;ל) (קילוגרם) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחזור עבודת שאיפה (%) = T i / T tot </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שאיפת קצב זרימה (שניות מ&quot;ל /) = V T / T i </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יחס של זמן השראה לעת פקיעה = T i / e T </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זמן מחזור כולל (שלEC) = זמן השראה (שניות) + זמן תפוגה (שניות) </li></ul></li></ol>

<ol>
	<li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> World Health Organization, World Health Statistics. , (2008).</li><li>Jones, C. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=M2+macrophage+polarization+is+associated+with+alveolar+formation+during+postnatal+lung+development.">M2 macrophage polarization is associated with alveolar formation during postnatal lung development.</a> Respir. Res. 14 (41), 14-41 (2013).</li><li>Campbell, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cell+factor-induced+airway+hyperreactivity+in+allergic+and+normal+mice.">Stem cell factor-induced airway hyperreactivity in allergic and normal mice.</a> Am. J. Pathol. 154 (4), 1259-1265 (1999).</li><li>Card, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cyclooxygenase-2+deficiency+exacerbates+bleomycin-induced+lung+dysfunction+but+not+fibrosis.">Cyclooxygenase-2 deficiency exacerbates bleomycin-induced lung dysfunction but not fibrosis.</a> Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol. 37 (3), 300-308 (2007).</li><li>Berndt, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+unrestrained+plethysmography+and+forced+oscillation+for+identifying+genetic+variability+of+airway+responsiveness+in+inbred+mice.">Comparison of unrestrained plethysmography and forced oscillation for identifying genetic variability of airway responsiveness in inbred mice.</a> Physiol. Genomics. 43 (1), 1-11 (2011).</li><li>Flandre, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+somatic+growth,+strain,+and+sex+on+double-chamber+plethysmographic+respiratory+function+values+in+healthy+mice.">Effect of somatic growth, strain, and sex on double-chamber plethysmographic respiratory function values in healthy mice.</a> J. Appl. Physiol. 94 (3), 1129-1136 (2003).</li><li>Petak, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyperoxia-induced+changes+in+mouse+lung+mechanics:+forced+oscillations+vs.+barometric+plethysmography.">Hyperoxia-induced changes in mouse lung mechanics: forced oscillations vs. barometric plethysmography.</a> J. Appl. Physiol. 90 (6), 2221-2230 (2001).</li><li>Drorbaugh, J. E., Fenn, W. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+barometric+method+for+measuring+ventilation+in+newborn+infants.">A barometric method for measuring ventilation in newborn infants.</a> Pediatrics. 16 (1), 81-87 (1955).</li><li>Milton, P. L., Dickinson, H., Jenkin, G., Lim, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+respiratory+physiology+of+C57BL/6+mice+following+bleomycin+administration+using+barometric+plethysmography.">Assessment of respiratory physiology of C57BL/6 mice following bleomycin administration using barometric plethysmography.</a> Respiration. 83 (3), 253-266 (2012).</li><li>Gargiulo, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mice+anesthesia,+analgesia,+and+care,+part+I:+anesthetic+considerations+in+preclinical+research.">Mice anesthesia, analgesia, and care, part I: anesthetic considerations in preclinical research.</a> ILAR J. 53 (1), 55-69 (2012).</li><li>Hildebrandt, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anesthesia+and+other+considerations+for+in+vivo+imaging+of+small+animals.">Anesthesia and other considerations for in vivo imaging of small animals.</a> ILAR J. 49 (1), 17-26 (2008).</li><li>Meijer, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+restraint+and+injection+methods+on+heart+rate+and+body+temperature+in+mice.">Effect of restraint and injection methods on heart rate and body temperature in mice.</a> Lab Anim. 40, 382-391 (2006).</li><li>Hamelmann, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+measurement+of+airway+responsiveness+in+allergic+mice+using+barometric+plethysmography.">Noninvasive measurement of airway responsiveness in allergic mice using barometric plethysmography.</a> Am. J. Respir. Crit. Care Med. 156 (3), 766-775 (1997).</li><li>Lim, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+mesenchymal+stem+cells+reduce+lung+injury+in+immunocompromised+mice+but+not+in+immunocompetent+mice.">Human mesenchymal stem cells reduce lung injury in immunocompromised mice but not in immunocompetent mice.</a> Respiration. 85 (4), 332-341 (2013).</li><li>Murphy, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+amnion+epithelial+cells+prevent+Bleomycin-induced+lung+injury+and+preserve+lung+function.">Human amnion epithelial cells prevent Bleomycin-induced lung injury and preserve lung function.</a> Cell Transplant. 20, 909-923 (2011).</li><li>Murphy, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+amnion+epithelial+cells+do+not+abrogate+pulmonary+fibrosis+in+mice+with+impaired+macrophage+function.">Human amnion epithelial cells do not abrogate pulmonary fibrosis in mice with impaired macrophage function.</a> Cell Transplant. 21 (7), 1477-1492 (2012).</li><li>Wichers, L. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+for+exposing+rodents+to+resuspended+particles+using+whole-body+plethysmography.">A method for exposing rodents to resuspended particles using whole-body plethysmography.</a> Part. Fibre Toxicol. 13 (12), (2006).</li><li>Chong, B. T. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+bronchoconstriction+using+whole-body+plethysmograph:+comparison+of+freely+moving+versus+restrained+guinea+pigs.">Measurement of bronchoconstriction using whole-body plethysmograph: comparison of freely moving versus restrained guinea pigs.</a> J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 39 (3), 163-168 (1998).</li><li>Lizuka, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+respiratory+function+using+whole-body+plethysmography+in+unanesthetized+and+unrestrained+nonhuman+primates.">Measurement of respiratory function using whole-body plethysmography in unanesthetized and unrestrained nonhuman primates.</a> J. Toxicol. Sci. 35 (6), 863-870 (2010).</li><li>McGregor, H., et al. <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+prenatal+exposure+to+carbon+monoxide+on+breathing+and+growth+of+the+newborn+guinea+pig.">The effect of prenatal exposure to carbon monoxide on breathing and growth of the newborn guinea pig.</a> Pediatr. Res. 43, 126-131 (1998).</li><li>Lundblad, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+reevaluation+of+the+validity+of+unrestrained+plethysmography+in+mice.">A reevaluation of the validity of unrestrained plethysmography in mice.</a> J. Appl. Physiol. 93, 1198-1207 (2002).</li><li>Bartlett, D., Tenney, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+breathing+in+experimental+anemia.">Control of breathing in experimental anemia.</a> Respir. Physiol. 10 (3), 384-395 (1970).</li><li>Malan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ventilation+measured+by+body+plethysmography+in+hibernating+mammals+and+in+poiiulotherms.">Ventilation measured by body plethysmography in hibernating mammals and in poiiulotherms.</a> Respir. Physiol. 17 (1), 32-44 (1973).</li><li>Seifert, E. L., Mortola, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+circadian+pattern+of+breathing+in+conscious+adult+rats.">The circadian pattern of breathing in conscious adult rats.</a> Respir. Physiol. 129 (3), 297-305 (2002).</li><li>DuBois, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+method+for+measuring+airway+resistance+in+man+using+a+body+plethysmograph:+Values+in+normal+subject+and+in+patients+with+respiratory+disease.">A new method for measuring airway resistance in man using a body plethysmograph: Values in normal subject and in patients with respiratory disease.</a> J. Clin. Invest. 35 (3), 327-335 (1956).</li><li>Enhorning, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole-body+plethysmography,+does+it+measure+tidal+volume+of+small+animals.">Whole-body plethysmography, does it measure tidal volume of small animals.</a> Can. J. Physiol. Pharmacol. 76 (10-11), 945-951 (1998).</li><li>Zhang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+unrestrained+single-chamber+plethysmography+provide+a+valid+assessment+of+airway+responsiveness+in+allergic+BALB/c+mice.">Does unrestrained single-chamber plethysmography provide a valid assessment of airway responsiveness in allergic BALB/c mice.</a> Respir. Res. 10 (61), (2009).</li></ol>

The authors declare that they have no competing interests. The authors have no conflicts to disclose.

הטכניקה המתוארת כאן היא שיטה לא פולשנית להערכה של פרמטרים בדרכי הנשימה של עכברים חסרי מעצורים וunanesthetized. נקודות החוזק של פרוטוקול זה כולל פשטות שלו ודיוק כדי למדוד את תפקוד ריאות אורכים עם חפצים מינימאליים. יש, עם זאת, יש מספר מגבלות וצעדים קריטיים ללציין על ההליך. ראש...

תפקוד לקוי של ריאות הוא אחד הגורמים המובילים לתחלואה ותמותה בעולם. המצב מאופיין בחילופי חמצן לקויים, לשם נרדפים לשיעול, כאבים בחזה וקוצר נשימה. חשבונות מחלה בדרכי הנשימה ל~ 10% מהתמותה בעולם 1. על פי ארגון הבריאות העולמי, שיעורי תמותה נקבעים לעלות עקב עישון מתמשך, זיהום וחומרים מגרים בעיסוק. UWBP היא תוספת שימושית לחקר פיזיולוגיה של ריאות, אשר מאוד מחמאות ביוכימיים מסורתיים והיסטולוגית מנתח 2. נהלים אחרים המשמשים להערכת ריאות אינם מספקים את אותם יתרונות שUWBP. plethysmography פולשנית היא טכניקה נפוץ הדורשת את בעל החיים לanesthetised 3,4 ובכך, מדידות בדרכי הנשימה וכתוצאה מכך אינן בהכרח משקפות את מצב טבעי. יתר על כן, הדרישה לאתגרי אוורור וכימי מכאניים מונעת מדידות עתיד 3,4.שיטה נוספת של איסוף נתונים בדרכי הנשימה היא על ידי תנודה בכפייה, שהוא יותר רגיש למעודן שינויים בפרמטרים בדרכי הנשימה בהשוואה לUWBP 5. תנודת כפייה היא, עם זאת, טכניקה פולשנית ודורשת הפסקה של בעלי חיים לאיסוף נתונים 5-7. UWBP כולל הצבת בעלי חיים בתוך תא מיוחד. במהלך השראה, האוויר של גאות ושפל הוא חימם וhumidified בתוך ריאות הגדלת לחץ אדי מים וגורם להתפשטות תרמית של גז 8. אפקט זה גורם לשינוי נטו בנפח אוויר יצירת עלייה בלחץ בתוך תא plethysmograph 8. ההפך מתרחש במהלך פקיעת יצירת צורת גל נשימה מהחיה. ניתוח צורת גל לאחר מכן נעשה שימוש כדי למדוד מעקבות נשימה: קצב נשימה (נשימות / דקה), סך הכל זמן מחזור הנשימה (שניות), השראה / זמן תפוגה (Ti / טה, שניות) ושינויים בלחץ בשל כל כרך של גאות ושפל (P T). <strong&gt; איור 1 מדגים כל מוצא מדידות מעקבות נשימה. מדידות אלה הן פשוט לחישוב ופרמטרי נשימה מרובים עשויים להיגזר ממדידות אלה. פרמטרים אלה כוללים: נפח Tidal (נפח האוויר נע בין שאיפה ונשיפה הרגילות), נפח דקות (נפח של גז בשאיפה מהריאות לדקה), מחזור עבודת שאיפה (אחוז זמן השראה לסך משך מחזור הנשימה) ו קצב זרימת שאיפה (כמות האוויר בהשראה בזמן נתון). UWBP מספק ניתוח מדויק, לא פולשנית, כמותי של פיזיולוגיה נשימה במודלים של בעלי חיים והוא יכול לשמש למדידת ההתקדמות של מחלה בדרכי הנשימה ו6,9 תפקוד ריאות. בניגוד לטכניקות plethysmography אחרות, UWBP ימנע את השימוש בהרדמה, מעצורים ומניפולציות פולשנית המייצרות חפצים ו6,9 השתנות ניסיוניים. הרדמה יכולה לדכא נשימה,לשנות את קצב לב ויכול להיות מאתגר להסדיר 10. מגבלות לגרום לעלייה בנשימה עקב מתח נוסף באמצעות corticosterone ואפינפרין לשחרר 11,13. התכונה המרכזית של UWBP חוזרת על עצמו הערכה פיזיולוגית שהופכת אותו נוח למחקרים ארוכים טווח. UWBP מומלץ מאוד להערכת האורך של פיזיולוגיה ריאות ומציעה מיומנות חשובה להערכת תרופה בדרכי הנשימה בעתיד. בלאומיצין, ovalbumin, והיפוקסיה כבר נוצלו כדי לגרום לאתגרים בדרכי הנשימה במספר מחקרים וUWBP מודד את ההערכה פיזיולוגית ריאות מדויקות 7,9,13-16 בהצלחה. הפרוטוקול המתואר מיועד לעכברי מעבדה מבוגר סטנדרטיים. עם זאת, UWBP הותאם לבעלי חיים אחרים כגון חולדות, חזירי ים, ופרימטים שאינם בני אדם 17-20. UWBP אינו מוגבל רק להערכת תפקוד ריאתי, אך שימש גם להערכת ריאות התבגרות 3.צדדיות, הפשטות והשחזור של UWBP הקימו טכניקה מצוינת להערכת תפקוד הריאתי בבעלי חיים. תוכנה שונות (ראה חומרים ושולחן ציוד) תידרש לבצע הליך זה. מדען מנוסה יהיה מסוגל לבצע פרוטוקול זה עם עכבר בתוך שעה 1.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1031">
	<tbody>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:263px;">LabChart 7 software (for Macintosh)</td>
			<td style="width:139px;">ADINSTRUMENTS</td>
			<td style="width:155px;">MLU60/7</td>
			<td style="width:475px;">used in protocol step 4</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">PowerLab 8/30 (model ML870)</td>
			<td>ADINSTRUMENTS</td>
			<td>PL3508</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Octal Bridge Amp (model ML228)</td>
			<td>ADINSTRUMENTS</td>
			<td>FE228</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Black BNC to BNC cable (1m)</td>
			<td>ADINSTRUMENTS</td>
			<td style="width:155px;">MLAC01&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Macintosh OS&#160;</td>
			<td>Apple Inc.&#160;</td>
			<td>-</td>
			<td style="width:475px;">Mac OS X 10.4 or later</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Surgipack Digital Rectal Thermometer&#160;</td>
			<td>Vega Technologies</td>
			<td>MT-918</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;">Grass volumeteric pressure transducer PT5A</td>
			<td>Grass Instruments Co.</td>
			<td style="width:155px;">Model number PT5A; serial No. L302P4.</td>
			<td style="width:475px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">1ml Syringe</td>
			<td>Becton Dickinson (BD)</td>
			<td>309628</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:263px;">5ml serological syringe pipettes</td>
			<td>Greiner Bio One</td>
			<td>606160</td>
			<td style="width:475px;">Connected via plastic tubing</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Balance/Scales</td>
			<td>VWR International, Pty Ltd</td>
			<td>SHIMAUW220D</td>
			<td style="width:475px;">Any weighing balance with of 0.1 gram resolution</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">HM40 Humidity &#38; temperature meter&#160;</td>
			<td>Vaisala&#160;</td>
			<td>HM40A1AB</td>
			<td style="width:475px;"></td>
		</tr>
		<tr height="53">
			<td height="53" style="height:53px;">Barometer</td>
			<td>Barometer World</td>
			<td>1586</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="52">
			<td height="52" style="height:52px;">Laboratory tubing</td>
			<td>Dow Corning&#160;</td>
			<td>508-101</td>
			<td style="width:475px;">Used to connect water column to the syringe and pressure transducer</td>
		</tr>
		<tr height="136">
			<td height="136" style="height:136px;width:263px;">Cylindrical Perspex Chamber</td>
			<td>Dynalab Corp.</td>
			<td></td>
			<td style="width:475px;">Custom built cylindrical chamber with internal dimensions as follows: 50mm(w) x 1500mm(l). There are two lids for each side, with dimensions 80mm(l) x 80mm(w). Each lid has a 60mm wide circular hole cut on the face of the lid 50mm deep. This allows the chamber to fit into the lid. A rubber ring is fitted around each hole of the lid where the chamber will fit. For attachment of syringe and pressure transducer, the openings are 5mm in diameter. For attachment of humidity probe, the openings are 25mm in diameter.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">80% Ethanol (4L)</td>
			<td>VWR International, Pty Ltd</td>
			<td>BDH1162-4LP</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring respiratory function in mice using unrestrained whole-body plethysmography

תפקוד לקוי של נשימה הוא אחד הגורמים המובילים לתחלואה ותמותה בעולם ושיעורי התמותה ממשיכים לעלות. הערכה כמותית של תפקוד ריאות במודלים של מכרסמים היא כלי חשוב בפיתוח טיפולים עתידיים. בדרך כלל השתמש בטכניקות להערכת תפקוד מערכת הנשימה כולל plethysmography פולשנית ותנודה בכפייה. בעוד טכניקות אלה מספקים מידע רב ערך, איסוף הנתונים יכול להיות כרוך עם חפצים והשתנות ניסיונית בשל הצורך בהרדמה ו / או מכשור פולשני של בעלי החיים. בניגוד לכך, plethysmography בלתי מרוסן של כל הגוף (UWBP) מציע דרך מדויקת, לא פולשנית, כמותי, שעל ידי ניתוח פרמטרים בדרכי הנשימה. טכניקה זו תמנע את השימוש בהרדמה ומעצורים, המשותף לטכניקות plethysmography מסורתיות. וידאו זה מדגים את הליך UWBP כולל הציוד להגדיר הקלטת פונקצית כיול וריאות,. זהיסביר כיצד לנתח את הנתונים שנאספו, כמו גם לזהות את חריגים ניסיוניים וחפצים, הנובע מתנועה של בעלי החיים. הפרמטרים הנשימה שהושגו באמצעות טכניקה זו כוללים נפח של גאות ושפל, נפח דקה, מחזור עבודת שאיפה, קצב זרימת שאיפה ויחס של זמן השראה לזמן תפוגה. UWBP אינו מסתמך על כישורים מיוחדים והוא זול לביצוע. תכונה מרכזית של UWBP, ומושכת ביותר למשתמשים פוטנציאליים, היא היכולת לבצע מדידות חוזרות של תפקוד ריאות באותו בעל חיים.

כאשר הליך זה כבר אחרי בצורה נכונה, עקבות נדנוד עקביות נוצרה על תוכנת ניתוח נתונים. ההליך מספק עקבות נשימה תוך מספר דקות לאחר התקנה עם חישובי מחשוב פשוטים כדי לקבוע פרמטרים נשימה מפורטים. איור 5 מייצגים עקבות נשימה מתאימות משליטה בעכבר (בריא). נתונים נדנוד מתא?...

Watch this Scientific Journal Video about Measuring Respiratory Function in Mice Using Unrestrained Whole-body Plethysmography at JoVE.com

Measuring Respiratory Function in Mice Using Unrestrained Whole-body Plethysmography

ההערכה של פיזיולוגיה נשימה הסתמכה באופן מסורתי על טכניקות, הדורשות איפוק או הרגעה של בעלי החיים. plethysmography כל הגוף בלתי מרוסן, לעומת זאת, מספק ניתוח מדויק, לא פולשנית, כמותי של פיזיולוגיה נשימה במודלים של בעלי חיים. בנוסף, הטכניקה מאפשרת חוזרת ונשנית בדרכי הנשימה הערכה של עכברים המאפשרים למחקרים ארוכים טווח.

מדידת תפקודי נשימה בעכברים באמצעות Plethysmography של כל הגוף ללא ריסון

Respiratory dysfunction is one of the leading causes of morbidity and mortality in the world and the rates of mortality continue to rise. Quantitative ...

measuring-respiratory-function-mice-using-unrestrained-whole-body

Research

JoVE Journal

Biology

30.0K Views.  Monash Institute of Medical Research.  ההערכה של פיזיולוגיה נשימה הסתמכה באופן מסורתי על טכניקות, הדורשות איפוק או הרגעה של בעלי החיים. plethysmography כל הגוף בלתי מרוסן, לעומת זאת, מספק ניתוח מדויק, לא פולשנית, כמותי של פיזיולוגיה נשימה במודלים של בעלי חיים. בנוסף, הטכניקה מאפשרת חוזר?...

Video: Measuring Respiratory Function in Mice Using Unrestrained Whole-body Plethysmography

Measuring Exocytosis in Neurons Using FM Labeling

The ability to measure the kinetics of vesicle release can help provide insight into some of the basics of neurotransmission.  Here we used real-time imaging of vesicles labeled with FM dye to monitor the rate of presynaptic vesicle release.  FM4-64 is a red fluorescent amphiphilic styryl dye that embeds into the membranes of synaptic vesicles as endocytosis is stimulated.  Lipophilic interactions cause the dye to greatly increase in fluorescence, thus emitting a bright signal when associated with vesicles and a nominal one when in the extracellular fluid. After a wash step is used to help remove external dye within the plasma membrane, the remaining FM is concentrated within the vesicles and is then expelled when exocytosis is induced by another round of electrical stimulation. The rate of vesicles release is measured from the resulting decrease in fluorescence.  Since FM dye can be applied external and transiently, it is a useful tool for determining rates of exocytosis in neuronal cultures, especially when comparing the rates between transfected synapses and neighboring control boutons.



The ability to measure the kinetics of vesicle release can help provide insight into some of the basics of neurotransmission. Here we used real-time imaging of vesicles labeled with the red fluorescent dye FM 4-64 to measure the rate of presynaptic vesicle release in hippocampal neuronal cultures.

מדידת Exocytosis בנוירונים באמצעות תיוג FM

The ability to measure the kinetics of vesicle release can help provide insight into some of the basics of neurotransmission.  Here we used real-time ...

Measuring Blood Pressure in Mice using Volume Pressure Recording, a Tail-cuff Method

The CODA 8-Channel High Throughput Non-Invasive Blood Pressure system measures the blood pressure in up to 8 mice or rats simultaneously. The CODA tail-cuff system uses Volume Pressure Recording (VPR) to measure the blood pressure by determining the tail blood volume. A specially designed differential pressure transducer and an occlusion tail-cuff measure the total blood volume in the tail without the need to obtain the individual pulse signal. Special attention is afforded to the length of the occlusion cuff in order to derive the most accurate blood pressure readings. VPR can easily obtain readings on dark-skinned rodents, such as C57BL6 mice and is MRI compatible. The CODA system provides you with measurements of six (6) different blood pressure parameters; systolic and diastolic blood pressure, heart rate, mean blood pressure, tail blood flow, and tail blood volume. Measurements can be made on either awake or anesthetized mice or rats. The CODA system includes a controller, laptop computer, software, cuffs, animal holders, infrared warming pads, and an infrared thermometer. There are seven different holder sizes for mice as small as 8 grams to rats as large as 900 grams.

The CODA 8-Channel High Throughput Non-Invasive Blood Pressure system measures the blood pressure in up to 8 mice or rats simultaneously. This tail-cuff system uses Volume Pressure Recording (VPR) to measure the blood pressure by determining the tail blood volume.

מדידת לחץ דם בעכברים באמצעות לחץ נפח הקלטה, שיטת זנב השרוול

The CODA 8-Channel High Throughput Non-Invasive Blood Pressure system measures the blood pressure in up to 8 mice or rats simultaneously. The CODA ...

Visualization of Mitochondrial Respiratory Function using Cytochrome C Oxidase / Succinate Dehydrogenase (COX/SDH) Double-labeling Histochemistry

Mitochondrial DNA (mtDNA) defects are an important cause of disease and may underlie aging and aging-related alterations 1,2. The mitochondrial theory of aging suggests a role for mtDNA mutations, which can alter bioenergetics homeostasis and cellular function, in the aging process 3. A wealth of evidence has been compiled in support of this theory 1,4, an example being the mtDNA mutator mouse 5; however, the precise role of mtDNA damage in aging is not entirely understood 6,7.
Observing the activity of respiratory enzymes is a straightforward approach for investigating mitochondrial dysfunction. Complex IV, or cytochrome c oxidase (COX), is essential for mitochondrial function. The catalytic subunits of COX are encoded by mtDNA and are essential for assembly of the complex (Figure 1). Thus, proper synthesis and function are largely based on mtDNA integrity 2. Although other respiratory complexes could be investigated, Complexes IV and II are the most amenable to histochemical examination 8,9. Complex II, or succinate dehydrogenase (SDH), is entirely encoded by nuclear DNA (Figure 1), and its activity is typically not affected by impaired mtDNA, although an increase might indicate mitochondrial biogenesis 10-12. The impaired mtDNA observed in mitochondrial diseases, aging, and age-related diseases often leads to the presence of cells with low or absent COX activity 2,12-14. Although COX and SDH activities can be investigated individually, the sequential double-labeling method 15,16 has proved to be advantageous in locating cells with mitochondrial dysfunction 12,17-21.
Many of the optimal constitutions of the assay have been determined, such as substrate concentration, electron acceptors/donors, intermediate electron carriers, influence of pH, and reaction time 9,22,23. 3,3'-diaminobenzidine (DAB) is an effective and reliable electron donor 22. In cells with functioning COX, the brown indamine polymer product will localize in mitochondrial cristae and saturate cells 22. Those cells with dysfunctional COX will therefore not be saturated by the DAB product, allowing for the visualization of SDH activity by reduction of nitroblue tetrazolium (NBT), an electron acceptor, to a blue formazan end product 9,24. Cytochrome c and sodium succinate substrates are added to normalize endogenous levels between control and diseased/mutant tissues 9. Catalase is added as a precaution to avoid possible contaminating reactions from peroxidase activity 9,22. Phenazine methosulfate (PMS), an intermediate electron carrier, is used in conjunction with sodium azide, a respiratory chain inhibitor, to increase the formation of the final reaction products 9,25. Despite this information, some critical details affecting the result of this seemly straightforward assay, in addition to specificity controls and advances in the technique, have not yet been presented.

Visualization of Mitochondrial Respiratory Function using Cytochrome C Oxidase / Succinate Dehydrogenase COX/SDH Double-labeling Histochemistry

The cytochrome c oxidase/sodium dehydrogenase (COX/SDH) double-labeling method allows for direct visualization of mitochondrial respiratory enzyme deficiencies in fresh-frozen tissue sections. This is a straightforward histochemical technique and is useful in investigating mitochondrial diseases, aging, and aging-related disorders.

ויזואליזציה של תפקודי נשימה מיטוכונדריאלי באמצעות ציטוכרום C מונואמין / succinate dehydrogenase (COX / SDH) תיוג פעמיים Histochemistry

Mitochondrial DNA (mtDNA) defects are an important cause of disease and may underlie aging and aging-related alterations 1,2. The mitochondrial theory of ...

Evaluation of Respiratory System Mechanics in Mice using the Forced Oscillation Technique

The forced oscillation technique (FOT) is a powerful, integrative and translational tool permitting the experimental assessment of lung function in mice in a comprehensive, detailed, precise and reproducible manner. It provides measurements of respiratory system mechanics through the analysis of pressure and volume signals acquired in reaction to predefined, small amplitude, oscillatory airflow waveforms, which are typically applied at the subject's airway opening. The present protocol details the steps required to adequately execute forced oscillation measurements in mice using a computer-controlled piston ventilator (flexiVent; SCIREQ Inc, Montreal, Qc, Canada). The description is divided into four parts: preparatory steps, mechanical ventilation, lung function measurements, and data analysis. It also includes details of how to assess airway responsiveness to inhaled methacholine in anesthetized mice, a common application of this technique which also extends to other outcomes and various lung pathologies. Measurements obtained in na&iuml;ve mice as well as from an oxidative-stress driven model of airway damage are presented to illustrate how this tool can contribute to a better characterization and understanding of studied physiological changes or disease models as well as to applications in new research areas.

The present protocol provides a detailed step-by-step description of the procedures required to execute measurements of respiratory system mechanics as well as the assessment of airway responsiveness to inhaled methacholine in mice using the forced oscillation technique (flexiVent; SCIREQ Inc, Montreal, Qc, Canada).

הערכה של מכניקת מערכת נשימה בעכברים באמצעות טכניקת תנודה בכפייה

The  forced oscillation technique (FOT) is a powerful, integrative and translational  tool permitting the experimental assessment of lung function in mice ...

Whole-Body Nanoparticle Aerosol Inhalation Exposures

Inhalation is the most likely exposure route for individuals working with aerosolizable engineered nano-materials (ENM). To properly perform nanoparticle inhalation toxicology studies, the aerosols in a chamber housing the experimental animals must have: 1) a steady concentration maintained at a desired level for the entire exposure period; 2) a homogenous composition free of contaminants; and 3) a stable size distribution with a geometric mean diameter &lt; 200 nm and a geometric standard deviation &sigma;g &lt; 2.5 5. The generation of aerosols containing nanoparticles is quite challenging because nanoparticles easily agglomerate. This is largely due to very strong inter-particle forces and the formation of large fractal structures in tens or hundreds of microns in size 6, which are difficult to be broken up. Several common aerosol generators, including nebulizers, fluidized beds, Venturi aspirators and the Wright dust feed, were tested; however, none were able to produce nanoparticle aerosols which satisfy all criteria 5.
A whole-body nanoparticle aerosol inhalation exposure system was fabricated, validated and utilized for nano-TiO2 inhalation toxicology studies. Critical components: 1) novel nano-TiO2 aerosol generator; 2) 0.5 m3 whole-body inhalation exposure chamber; and 3) monitor and control system. Nano-TiO2 aerosols generated from bulk dry nano-TiO2 powders (primary diameter of 21 nm, bulk density of 3.8 g/cm3) were delivered into the exposure chamber at a flow rate of 90 LPM (10.8 air changes/hr). Particle size distribution and mass concentration profiles were measured continuously with a scanning mobility particle sizer (SMPS), and an electric low pressure impactor (ELPI). The aerosol mass concentration (C) was verified gravimetrically (mg/m3). The mass (M) of the collected particles was determined as M = (Mpost-Mpre), where Mpre and Mpost are masses of the filter before and after sampling (mg). The mass concentration was calculated as C = M/(Q*t), where Q is sampling flowrate (m3/min), and t is the sampling time (minute). The chamber pressure, temperature, relative humidity (RH), O2 and CO2 concentrations were monitored and controlled continuously. Nano-TiO2 aerosols collected on Nuclepore filters were analyzed with a scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) analysis.
In summary, we report that the nano-particle aerosols generated and delivered to our exposure chamber have: 1) steady mass concentration; 2) homogenous composition free of contaminants; 3) stable particle size distributions with a count-median aerodynamic diameter of 157 nm during aerosol generation. This system reliably and repeatedly creates test atmospheres that simulate occupational, environmental or domestic ENM aerosol exposures.

A whole-body nanoparticle aerosol inhalation exposure facility was constructed for nano-sized titanium dioxide (TiO2) inhalation toxicology studies. This system provides nano-TiO2 aerosol test atmospheres that have: 1) a steady mass concentration; 2) a homogenous composition free of contaminants; and 3) a stable particle size distribution during aerosol generation.

כיווני שאיפת תרסיס Nanoparticle כל הגוף

Inhalation is the most likely exposure route for individuals working with aerosolizable engineered nano-materials (ENM). To properly perform nanoparticle ...

Measuring Glutathione-induced Feeding Response in Hydra

Hydra is among the most primitive organisms possessing a nervous system and chemosensation for detecting reduced glutathione (GSH) for capturing the prey. The movement of prey organisms causes mechanosensory discharge of the stinging cells called nematocysts from hydra, which are inserted into the prey. The feeding response in hydra, which includes curling of the tentacles to bring the prey towards the mouth, opening of the mouth and consequent engulfing of the prey, is triggered by GSH present in the fluid released from the injured prey. To be able to identify the molecular mechanism of the feeding response in hydra which is unknown to date, it is necessary to establish an assay to measure the feeding response. Here, we describe a simple method for the quantitation of the feeding response in which the distance between the apical end of the tentacle and mouth of hydra is measured and the ratio of such distance before and after the addition of GSH is determined. The ratio, called the relative tentacle spread, was found to give a measure of the feeding response. This assay was validated using a starvation model in which starved hydra show an enhanced feeding response in comparison with daily fed hydra.

Here we describe a simple assay for the quantification of the feeding response in hydra induced by the reduced form of glutathione. This assay relies on measuring the distance between the apical end of the tentacle and mouth of hydra.

מדידת תגובת האכלה מושרה גלוטתיון בהידרה

Hydra is among the most primitive organisms possessing a nervous system and chemosensation for detecting reduced glutathione (GSH) for capturing the prey. ...

Functional Reconstitution and Channel Activity Measurements of Purified Wildtype and Mutant CFTR Protein

The Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) is a unique channel-forming member of the ATP Binding Cassette (ABC) superfamily of transporters. The phosphorylation and nucleotide dependent chloride channel activity of CFTR has been frequently studied in whole cell systems and as single channels in excised membrane patches. Many Cystic Fibrosis-causing mutations have been shown to alter this activity. While a small number of purification protocols have been published, a fast reconstitution method that retains channel activity and a suitable method for studying population channel activity in a purified system have been lacking. Here rapid methods are described for purification and functional reconstitution of the full-length CFTR protein into proteoliposomes of defined lipid composition that retains activity as a regulated halide channel. This reconstitution method together with a novel flux-based assay of channel activity is a suitable system for studying the population channel properties of wild type CFTR and the disease-causing mutants F508del- and G551D-CFTR. Specifically, the method has utility in studying the direct effects of phosphorylation, nucleotides and small molecules such as potentiators and inhibitors on CFTR channel activity. The methods are also amenable to the study of other membrane channels/transporters for anionic substrates.

Described here is a rapid and effective procedure for functional reconstitution of purified wild-type and mutant CFTR protein that preserves activity for this chloride channel, which is defective in Cystic Fibrosis. Iodide efflux from reconstituted proteoliposomes mediated by CFTR allows studies of channel activity and the effects of small molecules.

מדידות הכינון פונקציונלי ופעילות הערוץ של מטוהרים wildtype וחלבון CFTR Mutant

The Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) is a unique channel-forming member of the ATP Binding Cassette (ABC) superfamily of ...

Measuring the Stiffness of Ex Vivo Mouse Aortas Using Atomic Force Microscopy

Arterial stiffening is a significant risk factor and biomarker for cardiovascular disease and a hallmark of aging. Atomic force microscopy (AFM) is a versatile analytical tool for characterizing viscoelastic mechanical properties for a variety of materials ranging from hard (plastic, glass, metal, etc.) surfaces to cells on any substrate. It has been widely used to measure the stiffness of cells, but less frequently used to measure the stiffness of aortas. In this paper, we will describe the procedures for using AFM in contact mode to measure the ex vivo elastic modulus of unloaded mouse arteries. We describe our procedure for isolation of mouse aortas, and then provide detailed information for the AFM analysis. This includes step-by-step instructions for alignment of the laser beam, calibration of the spring constant and deflection sensitivity of the AFM probe, and acquisition of force curves. We also provide a detailed protocol for data analysis of the force curves.

Measuring the Stiffness of Ex Vivo Mouse Aortas Using Atomic Force Microscopy

We present detailed protocols for isolation of aortas from mouse and measurement of their elastic modulus using atomic force microscopy.

מדידת הקשיחות של<em&gt; Ex Vivo</em&gt; עכבר Aortas באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי

Arterial stiffening is a significant risk factor and biomarker for cardiovascular disease and a hallmark of aging. Atomic force microscopy (AFM) is a ...

Measuring RAN Peptide Toxicity in C. elegans

C. elegans is commonly used to model age-related neurodegenerative diseases caused by repeat expansion mutations, such as Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) and Huntington&#8217;s disease. Recently, repeat expansion-containing RNA was shown to be the substrate for a novel type of protein translation called repeat-associated non-AUG-dependent (RAN) translation. Unlike canonical translation, RAN translation does not require a start codon and only occurs when repeats exceed a threshold length. Because there is no start codon to determine the reading frame, RAN translation occurs in all reading frames from both sense and antisense RNA templates that contain a repeat expansion sequence. Therefore, RAN translation expands the number of possible disease-associated toxic peptides from one to six. Thus far, RAN translation has been documented in eight different repeat expansion-based neurodegenerative and neuromuscular diseases. In each case, deciphering which RAN products are toxic, as well as their mechanisms of toxicity, is a critical step towards understanding how these peptides contribute to disease pathophysiology. In this paper, we present strategies to measure the toxicity of RAN peptides in the model system C. elegans. First, we describe procedures for measuring RAN peptide toxicity on the growth and motility of developing C. elegans. Second, we detail an assay for measuring postdevelopmental, age-dependent effects of RAN peptides on motility. Finally, we describe a neurotoxicity assay for evaluating the effects of RAN peptides on neuron morphology. These assays provide a broad assessment of RAN peptide toxicity and may be useful for performing large-scale genetic or small molecule screens to identify disease mechanisms or therapies.

Measuring RAN Peptide Toxicity in C. elegans

Repeat-associated non-ATG-dependent translational products are emerging pathogenic features of several repeat expansion-based diseases. The goal of the protocol described is to evaluate toxicity caused by these peptides using behavioral and cellular assays in the model system C. elegans.

מדידת רעילות ב -C. אלגיה

C. elegans is commonly used to model age-related neurodegenerative diseases caused by repeat expansion mutations, such as Amyotrophic Lateral Sclerosis ...

In vivo Measurement of Knee Extensor Muscle Function in Mice

Skeletal muscle plasticity in response to countless conditions and stimuli mediates concurrent functional adaptation, both negative and positive. In the clinic and the research laboratory, maximal muscular strength is widely measured longitudinally in humans, with knee extensor musculature the most reported functional outcome. Pathology of the knee extensor muscle complex is well documented in aging, orthopedic injury, disease, and disuse; knee extensor strength is closely related to functional capacity and injury risk, underscoring the importance of reliable measurement of knee extensor strength. Repeatable, in vivo assessment of knee extensor strength in pre-clinical rodent studies offers valuable functional endpoints for studies exploring osteoarthritis or knee injury. We report an in vivo and non-invasive protocol to repeatedly measure isometric peak tetanic torque of the knee extensors in mice across time. We demonstrate consistency using this novel method to measure knee extensor strength with repeated assessment in multiple mice producing similar results.

Quantification of knee extensor maximal strength is imperative to understand functional adaptations to aging, disease, injury, and rehabilitation. We present a novel method to repeatedly measure in vivo knee extension isometric peak tetanic torque.

In vivo מדידה של שריר המתיר הברך תפקוד שריר בעכברים

Skeletal muscle plasticity in response to countless conditions and stimuli mediates concurrent functional adaptation, both negative and positive. In the ...