げっ歯類モデルにおける神経筋接合部伝達を評価するための刺激単繊維筋電図法 (SFEMG)

要約

この研究では、げっ歯類モデルにおける神経筋接合部(NMJ)伝達の in vivo 測定を可能にする洗練された単繊維筋電図(SFEMG)プロトコルを示します。ラット腓腹筋のNMJ伝達変動と機能不全を定量化できるように、SFEMG技術への段階的なアプローチが説明されています。

要約

神経系と筋肉の間の最終的な接続として、神経筋接合部(NMJ)での伝達は正常な運動機能にとって重要です。単線維筋電図検査 (SFEMG) は、臨床的に関連性があり感度の高い技術であり、 随意収縮または神経刺激中の単一筋線維活動電位反応を測定して NMJ 伝達を評価します。NMJ伝送の評価と定量化には、ジッターとブロッキングの2つのパラメーターが含まれます。ジッターとは、連続するシングルファイバー活動電位(SFAP)間のタイミング(遅延)の変動を指します。ブロッキングは、NMJ 送信が SFAP 応答を開始できなかったことを示します。SFEMGは臨床現場では定評があり感度の高い検査ですが、前臨床研究への応用は比較的まれです。このレポートでは、げっ歯類モデルのジッターとブロッキングを定量化するために、刺激SFEMGを実行する際に採用された手順と基準を概説しています。この手法は、健康、老化、および疾患の文脈におけるNMJ機能についての洞察を得るために、前臨床および臨床研究で使用することができます。

概要

シングルファイバー筋電図法(SFEMG)は、1960年代にStålbergとEkstedtによって最初に開発され、主に筋肉疲労を研究するために、個々の筋繊維からの活動電位を特定および分析^{しました1。}SFEMG は、神経筋接合部 (NMJ) 伝達の評価に最も感度の高い臨床手法^{です 2}.SFEMGは、シングルファイバー活動電位(SFAP)³を選択的に記録することによって行われます。NMJの伝達は^、老化4,5や重症筋無力症や筋萎縮性側索硬化症⁶などのさまざまな神経筋障害などの要因によって損なわれる可能性があります。さらに、虚血、温度の変動、神経筋遮断薬の使用などの状態は、NMJ伝達の変動の増加とNMJ^{障害の発生}によって現れる、NMJ伝達の欠損を引き起こす可能性があります2。

SFEMGの記録には、刺激SFEMGと自発SFEMGの2つのアプローチがあります。随意 SFEMG には、自発的活性化中にテストされる筋肉に挿入され....

プロトコル

すべてのプロトコルは、ミズーリ大学の動物管理および使用委員会によって定められた規則に従って承認され、実施されました。

1.動物の準備と麻酔投与

1. 適切な個人用保護具を着用してください。
2. 手順の前に、ラットの体重を測定して、体重ベースの薬と人工呼吸器の設定に適した用量を決定します。
3. 3%〜5%の吸入イソフルランで麻酔を誘発します。.適切なレベルの麻酔が確立されたら、ラットを腹臥位に置き、1%〜3%の吸入イソフルランで麻酔を維持します。
4. 鉗子で後肢のフットパッドをそっと押して、離脱反応がないことを観察することにより、麻酔の深さの適切性を確認します。
5. 体温を37°Cに保ちます。
6. 獣医師が認めた石油系の軟膏を目に塗り、乾燥を防ぎます。呼吸数を観察し、鉗子を使用してフットパッドに圧力を加えるときの離脱反応を評価することにより、麻酔の深さを監視します。
7. バリカンを使用して評価する後肢を剃ります。適切な脱毛後、粘着テープを使用して、足首を約90°背屈に固定し、膝を伸展させ、股関節を外転させた状態で、研究する手足を配置します。
8. 実験全体を通してラットの呼吸と心拍数を継続的に監視します。
   注:心拍数の増加は、麻酔薬の深さが不十分であ....

ディスカッション

SFEMGは、自己免疫疾患、後天性NMJ疾患、および遺伝的形態が疑われる患者の診断検査に一般的に使用されます。SFEMGは、NMJ障害である重症筋無力症^20,21の診断に最も感度の高い検査と考えられています。反復神経刺激(RNS)は、臨床診断検査でより一般的に使用される別の方法であり、一連の刺激で末梢神経を刺激し、神経支?.......

資料

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