この作品は、HL007249号Konhilasおよび心血管科学の学際トレーニンググラント（に授与NIHから国立とメンター研究科学開発賞（K01 AR052840）および独立科学者賞（K02 HL105799）によって、NIHの助成金（HL 098256）によってサポートされていました）。サポートは、アリゾナ大学のSarverハートセンターからとスティーブンM. Gootter財団から受信されました。

全ての実験は、住宅、動物の世話は、ガイドラインに付着し、アリゾナ大学の施設内動物管理使用委員会によって承認され、実験動物の管理と使用に関する2011年NIHガイドラインにプロトコルを用いて行った。 1。 4 - ビニルシクロヘキセンジエポキシドによる治療<ol><li> VCDの投与プロトコール：化学ドラフト内で、きれいなフラスコに、VCDの0.587ミリリットルを加えごま油で10mlに最終容量をしてから、静かに、カバーを反転させて混合し、パラフィルムで密封する。最大7日間、投与バイアルにソリューションを転送パラフィルムで、それをシールし、4℃で保存する。すべての試薬は、滅菌されていることを確認してください。 <ol><li> VCDは、胡麻油に溶解するように、車両制御などのごま油を使用してください。ストアVCD（MW = 140.2グラム/モル、密度= 1.09グラム/ ml）を-20℃で</li><li> VCDの注入プロトコル：生後2ヶ月では、重さや部屋の気性の毎日の腹腔内注射を投与し20日間連続して160ミリグラム/ kgの用量でatureのVCD。 2.5ミリリットル/ kgの容量で、ビヒクル溶液、ごま油と同様にして対照マウスに注射する。 注意：噴射期間中は、地元の感染の可能性を減らすために、注射部位を交互にしてみてください。注射のために必要な量を計算するには、次の式を使用します。ソリューションの体重（g）×キロ/千GX 2.5ミリリットル/キログラム=体積（ml）27 Gの針を用いて、約50ミリリットル/注射できるように注入するために。原因針のサイズに局所麻酔薬は必要ありません。 </li><li>発情周期のモニタリング：噴射期間が完了した後、膣スメアを取得することによって、日々の発情周期を監視する。背首筋法を用いて、マウスを拘束。 0.5cmの深さに、膣口に滅菌生理食塩水0.2ミリリットルをスポイトを挿入します。生理食塩水（3回）、粉砕すると、空白のスライド上に1滴を置く。すぐに顕微鏡で標準光microscを使用してサンプルを評価100Xの大きさで、OPE。 注：膣細胞診はサイクリングの損失を保証するため、卵巣不全を検証と判断された。図2（a）は 、一般的な膣のマウスでの発情周期の異なる段階間で細胞診、すなわち発情前期、発情期、発情後期、17〜19の発情を示している。発情前期の間に、細胞は、有核上皮細胞（ 図2A、矢印は、有核細胞を示す）が挙げられる;発情期の間、細胞は主に扁平上皮細胞角化され;発情は白血球の優位と、細胞型の混合によって特徴付けられる;発情間期は、白血球によって支配されています。焦点面の調整は、サンプル全体の細胞および核を可視化するために必要とされてもよい。 図2Bに示されるように、典型的なマウスの発情周期は4〜5日である。マウスは、持続的な発情間期における15日間連続した後に非環式と見なされます。連続してあたりの試験期間を通じて発情周期を監視するIODは、VCD処理マウスにおける発情周期の欠如を確認した。 </li></ol></li></ol> 2。自主的なケージホイール演習 近交系の​​C57BL / 6およびB6C3F1雌マウス、老齢7ヶ月は、自主的なケージホイールランニングにさらされている。 28日間ケージホイールに邪魔されないアクセスをケージ内に個別ハウス動物（47センチメートル×26センチメートル×14.5センチメートル）。 <ol><li>機器のセットアップ：ケージホイール装置は、車輪の回転によって活性化され、デジタル磁気カウンターを搭載した5.0センチメートル広い走行面11.5センチ径ホイールで構成されています。各車輪がテストを実行する前に、メーカーのガイドラインに従ってケージホイールを校正。 、走行輪の内側の直径を測定円周を計算し、ホイールサイズなどのデジタルカウンタにこの値を入力する。 <ol><li>テープを使用して、ホイールスタンドにデジタル磁気カウンタのコンピュータ部分を取り付けます。 </li><li>コンピューター入力端子を接続しますテープを使用して、ホイールスタンドにデジタル磁気カウンタのイオン。 </li><li>磁石が再び被害を噛んから磁石を保護するために十分にテーピング、コンピュータにケーブル接続と同じ側の中央のバーにデジタル磁気カウンタの自由なマグネットを取り付けます。ホイールの各回転は車輪の回転を完了するためのいかなる干渉や抵抗なくコンピュータによって記録されるように磁石を配置する必要があります。 注：ダクトテープを走行輪にデジタル磁気カウンタの部品を取り付けるために首尾よく使用されている。テーピングは完全に磁石をカバーし、動物が咀嚼による損傷を防止するのに十分であるべきである。磁石は、その動きを妨げることなく、車輪のできるだけ近くに配置されるべきである。しかし、セットアップはダメージを噛むために毎日監視し、必要に応じて修復する必要があります。 </li><li>動物用ケージの上部配線を介してホイールスタンドをスライドさせてケージに車輪を取り付けます。トンホイールスタンドを固定しますバインダークリップで、彼はケージの配線。 注意：クリップが離れて動物から、配線の上にある必要があります。ケージの配線を介してコンピュータ部分と余分なケーブルを通します。動物の手の届かないところにコンピュータと余分なケーブルを配置します。これは、中型プラスチックコンピュータと余分なケーブルを保持するためにケージの配線の上に皿を秤量配置することによって達成することができる。 </li></ol></li><li>演習：指定されたごみは、ランダムに定住制御や運動療法のいずれかにマウスを割り当てます。すべての動物を水と標準ハード齧歯類固形飼料を自由に与える。 <ol><li>手動磁気カウンタによって与えられた距離のRAN（キロメートル/日）および実行に費やされた合計時間（時間/日）、毎日、値を記録。同じ1時間の時間枠内で記録的距離と時間の値行使期間の28日間の期間を通して、正確で一貫性のある値のための毎日。クリア（ゼロ）正確な読み取りをフォローを確保するために、毎日の記録後の磁気カウンタ日ING。 </li><li>グループごとに距離と速度の平均値を計算します。各マウスについて、毎日、距離と時間の与えられた値に基づいて速度を計算します。データは、各測定されたパラメータについて毎日または毎週平均値として表示することができる。 </li></ol></li><li>組織の収穫：特定の行使期間の終了時に、吸入麻酔下で頸椎脱臼によりケージから取り出し、30分以内に行使し、座りがちな対照動物を安楽死させる。体重を量り取り、迅速に心臓、骨格筋、および卵巣を切除。 <ol><li>組織の収穫時には、マウントしてヘマトキシリンおよびエオシン（H &amp;E; 図2C）で収集された卵巣を染色。拡大して、カウントして、原始の一次、二次、または各VCD処理および対照動物20のための胞状卵胞として分類している。原始卵胞は小さな一次卵母細胞、密接に卵母細胞とは対照的に平坦化されたか、扁平顆粒膜細胞の単層、および基底が含まれていますラミナ。一次卵胞は、卵母細胞を取り囲む単一層に配置された1つ以上の立方顆粒膜細胞の存在によって定義される。二次卵胞は、顆粒膜卵母細胞の周りに複数の層を形成する細胞、および卵胞が含まれています。胞状卵胞は、流体を収容する空洞又は「洞」によって特徴付けられる。 </li><li>心を切除し、腹側の内側切開すると、振動板を開いた後、心臓を視覚化する。急速に冷リン酸緩衝生理食塩水に十分にウォッシュアウト残留心室血液中のベースと場所で心を切り出す。 、余分な組織の中心部をトリミング心臓全体の重さとスナップ凍結し、液体窒素中。 </li><li>修飾氷冷リン酸緩衝生理食塩水（PBS）で、他のすべての切除された組織を洗浄し、スナップ凍結し、液体窒素で冷却したイソペンタン中。 </li></ol></li></ol> 3。強制トレッドミル運動<ol><li>強制運動パラダイムTを使用する場合O運動能力を測定し、トレッドミルを使用し、次のように設定： <ol><li>トレッドミルランプのベースに電気ショックグリッドを配置します。生成されたこのショックは、運動のための刺激として機能します。電気刺激の強度と頻度は、ユーザーが手動で制御する。グリッドは、有効または各レーンごとに個別に無効にすることができます。すべてのデータ収集は手作業で行われている。 </li><li>定期的に、メーカーのガイドラインに従って、トレッドミルのキャリブレーションを行います。 <ol><li>トレッドミルコントローラ前面パネルのトグルを「STOP」に設定されていることを確認してください。 </li><li>所定の位置にしっかり速度トレッドミルベルトレーン1をセンサとは、以下に示すような位置にねじナットで固定します。 </li><li>トレッドミルコントローラーのフロント·パネル上のダイヤルで、88.7メートル/分に速度を調整後、トレッドミルコントローラフロントパネルに2 Hzに電気刺激周波数を設定します。 </li><li>キャリブレーション手順を初期化するために「オドメーターリセット」ボタンを押してください。 <stronG&gt;注：定住やnonexercise対照群は、実験計画に含める必要があります。定住グループは、運動群にマッチした時代です。我々は以前の兄弟で収容された定住マウスと比較した場合に行使されたマウスと同じ大きさのケージ内に個別定住マウスが目的のパラメータに影響を与えなかったことハウジングを示している。したがって、座りがちなマウスを行使したマウスと同じ部屋に兄弟と一緒に保管された。 </li></ol></li></ol></li><li>順化：毎日実験前にトレッドミル3-7日にマウス順応。これを行うには、ベルトとトレッドミルでのマウス動かないとショック場所があるが（ノイズ）にベルトモータと、オフグリッド。少なくとも15分間、乱さマウスを残す。 </li><li>ウォームアップ：このプロトコルで使用されるように、次のようなステップをウォームアップ。 <ol><li>トレッドミル上で各マウスを置きます。ショックグリッドを無効にし、15分間4メートル/分にベルト速度を上げる。 </li><li>ショックグリッドを有効にして、ベルト速度を維持さらに10分間4m /分のベルト速度。 </li></ol></li><li>運動トレーニングレジメン<ol><li>ウォームアップに続いて、グリッドのショックを維持し、15分間、5m /分にベルト速度を増加させる。 </li><li>さらに15分間15メートル/分にベルト速度を上げます。 </li><li>訓練の後、戻ってケージにマウスを転送します。 注：本研究では、運動トレーニングを1週間毎日行った。 </li><li>急性運動療法：急性運動療法は、極度の運動負荷の短期的および長期的な影響を判断するために設計されています。 <ol><li>ウォームアップに続いて、10、15、20、25に5m /分のベルト速度を増加させ、30m /分、10分間隔で。 注：マウスが動作して続行するか、消耗や苦痛の徴候を示すことができない場合の練習を終了します。我々の研究では、ほとんどの動物は、25m /分で停止し、動物がまだ30m /分の段階を通過しなかった。 </li><li>各テストの間に2〜3日できるように、各マウスを3回テストします。すべてEXER全体の平均値を計算する各マウスのCISEセッション。 </li></ol></li><li>持久力のための運動療法：持久運動プロトコルはトレッドミル運動刺激に長時間露光のためにマウスを訓練するために設計されています。このタイプのプロトコルは、適度な運動ストレスの長期的影響に耐える能力を試験する。 <ol><li>ウォームアップ期間中に概略をベルト速度で始まり、4メートル/分。 </li><li>徐々に20μmの最終速度まで1m/minによりベルト速度を増加/分に達した。典型的な試験プロトコールの合計時間は50分である。 </li><li>運動療法の後、戻ってケージにマウスを転送します。 注：枯渇への実行マウスが回避される。実験中の任意の時点でマウスが枯渇の兆候を示した場合は、ショックグリッドを非アクティブにし、マウスは休息と回復することができます。 </li></ol></li></ol></li></ol> 4。データと統計解析<ol><li>として今回の結果は、平均±SEMと2方向ANOVA（治療群とEXEを使用主な要因としてrciseは）学生 - ニューマンクールズ事後検定または平均値の差を比較するためにスチューデントのt検定を行った。 </li><li>定住グループの平均心臓質量に各行使動物の質量を比較することで、運動と心臓の質量の変化率（％）を決定します。心臓質量の差は、それぞれの動物について座りがちな動物からのパーセント変化として表される。 &lt;0.05のp値は統計的に有意であると考えられる。 </li></ol>

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著者らは、開示することは何もありません。

ケージホイール運動とトレッドミル運動療法を実行して、両方のは、私たちのこれまでの研究16,21,22で使用されてきた。すべての動物は、環境または人間の妨害を最小限にするために、専用の練習室に保存されています。動物の外乱運動性能「生体リズムを大幅に動物の影響を与えることができる」と。このため、全体の動物の世話、パフォーマンスの監視と記録、運動レジメンは、同じ毎日の時間枠内で行う必要があります。調べでは、このようなストレス曝露の期間を制限し、適切なときにケージをカバーするなどの予防措置を示すことにより、動物に余分なストレスを避けるために努力すべきである。 ケージホイール演習 ケージホイール装置を製造する場合、マウスがマウントして終了するために、車輪が簡単にアクセスできる必要があります。そこにすべきホイールを中心に営巣し、周波数を妨げるからマウスを防ぐために、ケージの下部にある最小限の寝具E·ホイールの動き。マウスが行使されるようホイールの各回転をカウントするように磁気センサが、車輪の静止部分とフリーホイールに固定された磁石の上に置いた。磁気センサに取り付けられた記録装置がワイヤケージの蓋の上に配置されるべきであり、すべての露出されたワイヤが損傷を噛むに対する障壁を提供するように、マウスからテープ又は手の届かないところに保たれる必要があるいずれか。磁石と磁気センサは損傷し、不要な動きの両方を防止するために適切な構造体にテープで固定した。毎日のデータ収集中に、すべてのテープ線材は、密接にそのまま残り、必要に応じてretapedあるべき配線を保証するためにチェックする必要があります。マウスが新しい環境に順応し、定期的に運動を開始するのは、数日を要することがあるので、データ記録は、個々の動物に合わせて調整されるべきである。動物がホイールに多くの時間を費やす傾向にあるが、ランニングのほとんどが夜間に発生します。したがって、一部の動物はHIGを公開してもよい時間演奏活動彼らは昼間は休眠見えても。さらに、いくつかの動物が制限されたケージホイールランニングを示すことは珍しいことではありません。一般的に、平均的な1キロ/日以下にのぼるケージホイール活動がランダムなケージ活動の結果であり、大幅なランニング刺激に関連付けられていない。そのため、その稼働パラメーター1キロ/日または1時間/日以下である動物は、最終的なデータ解析nonrunnersで除外されるべきである。 個々の研究と関係するマウスの系統の特定の目的に依存して、運動の長さを変更することができる。我々の以前の研究では、関係する両方のマウス系統のため、平均車輪実行速度とケージホイールの運動の持続時間が徐々に経時的に増加し、4週間でプラトーに達したことを示した。 ケージホイールランニングは、一般的にストレスの少ない条件下で実施されているとした動物モデルでの自主的な運動の種類、である。 UNL特定のパラメータを事前に設定することが可能なのIKEトレッドミル運動は、すべてのテストケージに実行されている自主的かつ簡単に、環境や行動の手がかりの影響を受けている。大規模な実験群の番号が使用されていない限りそのため、異なる実験設定間の比較は、一般的に回避される。運動パラダイムのこのタイプの恩恵を受けることができる研究の他の潜在的な領域は、認知神経科学などの生理学的結果と行動反応を組み込む研究である。自主ケージホイールパラダイムを利用した研究のために、最も重要なステップは、ケージセットアップして、運動活動の監視している。 トレッドミル運動 順化工程はトレッドミル運動プロトコルのために動物を用意する必要がある。個々の研究の特定の目的に応じて、順応期間の持続時間は変化し得る。本研究では、一週間の期間は、動物がacclimできるように選択されたトレッドミル装置およびケージ内のモーターのノイズに食べた、ウォームアップ期間は運動トレーニング療法の重要なステップである。ヒト対応と同様に、マウスが負傷し、潜在的なデータアーティファクトを避けるために、任意の集中的な運動療法に入る前にウォームアップする必要があります。ショックグリッドは15分間オフにして、本研究では、我々は可能な最低速度（4メートル/分）でベルトを開始しました。関係するすべてのマウスは、ベルトのオンとオフの実行を開始した。ショックグリッドは、次いで、オンになって、ベルト速度/分で4メートルに維持した。過剰ストレスをマウスを回避するために、我々は穏やかなレベル（1 Hz）と、電気ショックを設定します。数日以内に、すべてのマウスは、トレッドミルベルトに適合した。 実行中の持続時間ならびに加速度は、各実験計画に合わせて調整することができる。推奨される開始加速度/分1メートルです。枯渇の兆しを見せてマウスのトレッドミルレーンはすぐにオフにする必要があります。一般的に枯渇の兆候はマイルが示す次のようにトレッドミル上のCEは、以下のとおりです。 <ol><li> &gt; 5月10日秒間ショックグリッドに連続暴露、 </li><li>シングル運動療法時のショックグリッド露出&gt; 5倍になる能力を実行しているの損失、および</li><li>少なくとも3xシングル運動療法中に&gt; 2秒間ショックグリッドの曝露をもたらし容量を実行しているの損失。 </li></ol>上記の値は、主に特定の実験のための指針として使用されるべきである。これらのパラメータは、マウス系統からのマウス系統、実験する実験、および研究者への研究者の間で変化などあらゆる運動プロトコルのために決定される必要がある。 ケージホイールの運動とは異なり、トレッドミルの研究では、走行性能の環境と生物学的要因の影響を排除するために数回繰り返されなければならない。それも、同じ動物のためのテストの間のパフォーマンスを実行しているの変動を見ることは珍しいことではありません。各運動療法はSTREにマウスを実行している公開されているのでssは、テストの間に適切な休息間隔が必要である。マウスが回復するために我々の経験では、各テストの期間休止2〜3日は十分であった。 ヒトトレッドミル運動と同様に、持久運動の速度は、最高の心拍数または血液酸素飽和度、マウスの研究と技術的に困難な偉業によって決定される。トレッドミル試験の最も重要なステップは、通常、個々のマウス間で変化枯渇の判定であり、80％の最大速度とした。枯渇のための基準は、主に主観的であるため、私たち自身の経験では、結果の記録を大幅に、個々の研究者の間で異なる場合があります。これにより、記録時に同じ基準の一貫した適用は非常に重要です。

閉経の自然な開始は、最終的には、卵巣の老化で、その結果、閉鎖によって卵巣の原始卵胞の枯渇によって特徴付けられる。米国では、女性の生涯の30％以上が、閉経後に費やされます。卵巣機能の低下に応じて、いくつかの生理学的および心理的な影響が増加肥満、血管不安定性、および気分や睡眠障害など、発生する可能性があります。そのため、閉経前のカウンターパート1,2と比較して増加し、肥満/肥満のため、閉経後の女性は、心血管疾患（CVD）3など、メタボリックシンドロームと関連する併存疾患、特に影響を受けやすい。また、CVD患者のための正常な心臓リハビリは、定期的な有酸素運動が含まれており、その運動は、これらの科目4,5における心血管疾患の罹患率と死亡率を減少させることがますます明らかになってきています。しかし、どのように運動能力のCHA前へ閉経後転移がよく研究されていない時にnges。さらに重要なことは、閉経後の女性におけるCVDリスクのための予防措置として、運動の役割は格段に代役のまま。 女性では閉経を模倣するために最も一般的に使用される誘導性モデルは、卵巣摘出（OVX）齧歯類である。最近では、職業化学4 -ビニルシクロヘキセンジエポキシド（VCD）は、特に、最終的には他の組織6で見られる明らかな毒性が卵巣不全で、その結果、閉鎖症の自然なプロセスを加速することにより、小さな一次および原始卵胞をターゲットにすることが示されている。人間の月経周期と類似しているVCD処理マウスの発情周期は、周囲への閉経後を模倣し、ひいては結果のエストロゲンの段階的撤退で、VCD注射が完了した後に、2〜3カ月以内に止まる移行。このように、卵胞デプリート、卵巣無傷動物は密接に天然のヒトに近似を通しての進行前に閉経に閉経後の移行7-9。さらに、このような感染症などの手術による合併症を減らすこと、OVXモデルへの非外科的な代替手段を提供します。本研究では、閉経期のマウスでは心臓の適応に対する運動の影響を研究するために、VCD誘発性の閉経マウスを用いた。 雌雄のげっ歯類10月13日におけるエストロゲンとケージホイールの運動との間の関連性を示唆しているいくつかのインスタンスがあります。外科OVXによるエストロゲン枯渇はマウスおよびラット14,15に自主的な運動活性を低下させる。運動の二つの方法がVCD誘発性閉経期のマウスの運動能力をテストするために本研究に使用した。ケージホイール走行は、一般に、動物モデルにおける自発的な運動の種類とみなされ、ストレスの少ない条件下では、おそらく、実行される。しかし、ケージホイールランニングexerciする動物を必要とする動物の相対的な運動能力、を示すものではありませんはるかに高いレベルでSE。強制トレッドミル運動、強度と耐久性を行使する耐性として測定運動能力を決定するために使用した。加えて、我々は以前にケージホイール運動は心肥大のための刺激を提供し、この肥大成長はセックス依存16であることを示している。そのため、我々はまた、VCD誘発の更年期マウスでのケージホイール運動に対する心臓の適応を測定した。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="682">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr>
			<td>4-vinylcyclohexene diepoxide (VCD)</td>
			<td>Sigma, cat# V-3630</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>11.5-cm-diameter wheel with a 5.0-cm-wide running surface</td>
			<td>Petsmart,model 6208</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital magnetic counter</td>
			<td>Sigma Sport,model BC 600</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Treadmill exercise</td>
			<td>Columbus Instruments , model 1055SDRM</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a method to study the impact of chemically-induced ovarian failure on exercise capacity and cardiac adaptation in mice

閉経後の女性におけるCVDリスクの予防措置が十分に研究されていないような心血管疾患（CVD）のリスクは、閉経後の女性に増加し、まだ、運動の役割。したがって、我々は、自主的なケージ輪運動や更年期マウスでの心臓適応に関する強制トレッドミル運動の影響を調査した。女性では閉経を模倣するために最も一般的に使用される誘導性モデルは、卵巣摘出（OVX）齧歯類である。しかし、OVXモデルは、ヒトにおける閉経から数相違点があります。本研究では、閉経期のマウスでは、運動の影響を研究するための代替閉経モデルとして卵巣不全を加速雌マウスへの4 - ビニルシクロヘキセンジエポキシド（VCD）を投与した。 VCDが選択的に密接ペリにするために事前に閉経後のヒトでの自然な進行を模倣内分泌状態となるプライマリおよび原始卵胞の損失を加速させる。運動に対する運動の影響を判断するために、容量及びVCD処置雌マウスにおける心臓の適応は、二つの方法が使用された。まず、自主ケージホイールにVCD処理および未処理のマウスのグループを露呈した。第二に、我々は、強度と耐久性を発揮するために許容範囲として測定別々のグループのVCD処理および未処理マウスでは運動能力を決定するために、強制的にトレッドミル運動を使用していました。

例えば、本研究で使用したような典型的な実験プロトコルを、 図1に示されている。 VCD治療の20日間連続して、次の、膣細胞診は、VCDを注射したマウスにおける周期性の有無を決定するために使用した;車両を注射したマウスもモニターした。発情周期におけるステージを膣スミアの上皮細胞、角化上皮細胞、および白血球の割合（ 図2A）によって決定した。だけ角化上皮細胞の存在は、マウスが発情したことを示し、したがって、依然としてサイクリングした。マウスでの発情周期は一般的に4日間続き、したがって、VCDは、動物に注射し、膣細胞診は、白血球（ 図2A）の大部分を明らかにしている、持続的な発情間期の15日後に非環式であると考えられた。 VCD処理マウスの発情周期が不規則になり、その後、VCD注入の開始（ 図2B）の後に、2〜3カ月以内に消滅</強い&gt;。 VCD卵巣組織は、対照と比較して、有意な萎縮を示した。高倍率では、プライマリおよび原始卵胞（ 図2C）の完全な枯渇を参照してください。 運動パフォーマンス上のVCD誘発性卵巣不全の効果をテストするために、我々は次の4〜6週間定住またはケージのどちらかの車輪運動グループに7ヶ月のVCDとビヒクル処置したマウス（2系統、C57BL / 6およびB6C3F1）を無作為化サイクリングの停止（ 図1）。毎日の運動値は、4週間の運動期間中、各行使動物のための時間と距離を記録した。距離、時間、速度の毎日の走行値の毎週の平均値を、ビヒクルまたはVCDで処置したC57BL / 6マウスについては、図3に示されている。我々は、C57BL / 6またはB6C3F1マウスのどちらかでのVCDと、ビヒクル処置群の間にケージホイールに毎日の平均時間、距離、速度によって測定された運動性能に大きな違いを見ていない株（ 図4A）。算出された車輪速度が徐々に実行して、以前16に示すように4週間の走行期間にわたって増加したが、実験群間の有意差はなかった。これらの研究は、自発的なケージホイール行使VCD誘発性卵巣障害の影響は、少なくとも2マウス系統を超越示している。 自発的なケージホイール運動プロトコルの継続時間の後に、身体形態計測を記録し、心臓を迅速に切除し、秤量した。我々は以前に自主的なケージホイールの運動が心臓16質量の増加を誘発することが示されている。ここで、我々はまた、絶対的な心臓重量（HW）によって測定し、HWは、脛骨の長さ（TL）（ 表1）に正規化されたケージホイールの運動に応答して心臓肥大を示している。定住の対応と比較した場合、絶対的な心の塊とHW / TL比は車両とVCDで処理したマウスでは有意に大きかった。しかし、measuはありませんでした自主ケージホイール運動後の制御やVCD誘発性卵巣不全のマウスの間、心肥大におけるrable違い。 次に、トレッドミル運動能力を決定するために実行して不随意（強制）を使用した。まず、消耗するまでの平均速度を段階的に10分毎に増大した高強度のプロトコルにマウスを供した。平均すると、媒体で処置したマウスの最大速度は26.7±0.95メートル/分であったとVCD処置したマウスの最大速度は枯渇する前に28±1.4メートル/分であった。我々は、持久力のためにアッセイするために20m /分（最大約80％）で動作する低強度を使用した。 図4Bに示すように、高または低強度の運動能力に有意差はVCD誘導性卵巣不全マウス運動能力に影響を及ぼさなかったことを示す、車両及びVCD処置群の間に認められなかった。 結論として、VCDの処理によって誘導閉経は、自発的または強制のどちらかRには影響しません<html> unning能力だけでなく、運動に対する心臓適応反応。 <img alt="図1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51083/51083fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51083/51083fig1.jpg" /> 図1。VCD投与し、実験プロトコル。マウスは、VCD 20日間連続で生後2ヶ月から始まる（160 mg / kg）を、またはごま油（車両制御）を投与した。 VCDまたはビヒクル注射後、発情周期をモニターし、方法のセクションに記載のようにcyclicitiesを決定した。卵巣機能の喪失は、60〜90日以内に発生し、膣細胞診により確認した。生後7ヶ月で、マウスを4週間自主ケージホイール運動にさらされたか、トレッドミル運動プロトコルに供した。 oad/51083/51083fig2highres.jpg &quot;SRC =&quot; / files/ftp_upload/51083/51083fig2.jpg &quot;/&gt; マウスにおける図2のVCD誘発性卵巣不全A：発情周期の4段階を示す車両注射したマウスからの未染色の膣スメアの細胞診：1）発情前期、国連が特徴主に有核上皮細胞からなる2）発情、 - 核角化細胞;有核上皮細胞（矢印）、未有核角化上皮細胞（矢印）、および白血球からなる3）発情後期、;白血球の主になる4）発情間、;およびB：車両およびVCDを注射したグループの発情周期の平均長さ（日数）。 1サイクル発情中の次の期間の初日に発情中の最初の日から測定される。膣細胞診は、注射の開始後約6週間を開始しました。 VCDを注射した動物の発情周期は、車両を注射した動物に比べて、不規則になり。生後8ヵ月の時点で卵巣組織のH＆E染色：S、および12発情サイクルの後、すべてのVCDの細胞診は、サイクリング、C示さなくなった動物が注入されない。断面は、20Xの車両処理（左のパネル）およびVCD処理（右パネル）マウス（上のパネル）および200X（下のパネル）倍率のため5μmの厚さで行わ。 200Xの倍率で卵巣組織は、車両と比較して、VCD処置マウスには卵胞の数が表示されます。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51083/51083fig2highres.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。</a> <img alt="図3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51083/51083fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51083/51083fig3.jpg" /> 図3。車両やVCD処理C57BL/6J雌マウスの自主ケージホイールの性能。左のパネル：平均の走行距離（km /4週間の試験期間中、すべての1週間の期間の日） 中央のパネル：4週間の試験期間中、すべての1週間の期間の平均実行時 ​​間（時間/日） 右パネル：平均走行速度（キロメートル/時）のすべてのための4週間の試験期間にわたって1週間の期間。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51083/51083fig3highres.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。</a> <img alt="図4" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51083/51083fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51083/51083fig4.jpg" /> 図4。自主ケージホイールと車両とのVCD処置マウスにおけるトレッドミルのパフォーマンス。 ：（上のパネル ）、C57BL / 6の平均走行距離（キロメートル/日）および4週間の試験期間中、24時間、ホイール（時間/日）に費やされた時間。 （ 下のパネル ）＆＃160; B6C3F1平均走行距離（km /日）および4週間の試験期間Bより、24時間、ホイール（時間/日）に費やす時間：C57BL / 6のトレッドミル実行しているパラメータ。最大時間方法の項に詳細なプロトコルを使用して（ 上のパネル ）と最高速度（Botoomパネル ）。

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A Method to Study the Impact of Chemically-induced Ovarian Failure on Exercise Capacity and Cardiac Adaptation in Mice

二つの運動パラダイムは、運動能力や運動に対する心臓の適応上の閉経の影響を調べるために新たに開発された化学的に誘発された更年期マウスモデルで試験した。

マウスにおける運動耐容能および心臓適応に関する化学的に誘発卵巣障害の影響を研究するための方法

The risk of cardiovascular disease (CVD) increases in post-menopausal women, yet, the role of exercise, as a preventative measure for CVD risk in ...

a-method-to-study-impact-chemically-induced-ovarian-failure-on

Research

JoVE Journal

Medicine

15.1K ビュー.  University of Arizona. 二つの運動パラダイムは、運動能力や運動に対する心臓の適応上の閉経の影響を調べるために新たに開発された化学的に誘発された更年期マウスモデルで試験した。 

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Phosphorus-31 Magnetic Resonance Spectroscopy: A Tool for Measuring In Vivo Mitochondrial Oxidative Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle

Skeletal muscle mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) capacity, which is critically important in health and disease, can be measured in vivo and noninvasively in humans via phosphorus-31 magnetic resonance spectroscopy (31PMRS). However, the approach has not been widely adopted in translational and clinical research, with variations in methodology and limited guidance from the literature. Increased optimization, standardization, and dissemination of methods for in vivo 31PMRS would facilitate the development of targeted therapies to improve OXPHOS capacity and could ultimately favorably impact cardiovascular health. 31PMRS produces a noninvasive, in vivo measure of OXPHOS capacity in human skeletal muscle, as opposed to alternative measures obtained from explanted and potentially altered mitochondria via muscle biopsy. It relies upon only modest additional instrumentation beyond what is already in place on magnetic resonance scanners available for clinical and translational research at most institutions. In this work, we outline a method to measure in vivo skeletal muscle OXPHOS. The technique is demonstrated using a 1.5 Tesla whole-body MR scanner equipped with the suitable hardware and software for 31PMRS, and we explain a simple and robust protocol for in-magnet resistive exercise to rapidly fatigue the quadriceps muscle. Reproducibility and feasibility are demonstrated in volunteers as well as subjects over a wide range of functional capacities.

Phosphorus-31 Magnetic Resonance Spectroscopy: A Tool for Measuring In Vivo Mitochondrial Oxidative Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle

This work demonstrates the feasibility of an in vivo phosphorus-31 magnetic resonance spectroscopy (31PMRS) technique to quantify mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) capacity in human skeletal muscle.

リン-31磁気共鳴分光法：測定するためのツール<em&gt;インビボ</emヒト骨格筋における&gt;ミトコンドリア酸化的リン酸化能力

Skeletal muscle mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) capacity, which is critically important in health and disease, can be measured in vivo ...

医学

Impact of Intracardiac Neurons on Cardiac Electrophysiology and Arrhythmogenesis in an Ex Vivo Langendorff System

Since its invention in the late 19th century, the Langendorff ex vivo heart perfusion system continues to be a relevant tool for studying a broad spectrum of physiological, biochemical, morphological, and pharmacological parameters in centrally denervated hearts. Here, we describe a setup for the modulation of the intracardiac autonomic nervous system and the assessment of its influence on basic electrophysiology, arrhythmogenesis, and cyclic adenosine monophosphate (cAMP) dynamics. The intracardiac autonomic nervous system is modulated by the mechanical dissection of atrial fat pads-in which murine ganglia are located mainly&#8212;or by the usage of global as well as targeted pharmacological interventions. An octapolar electrophysiological catheter is introduced into the right atrium and the right ventricle, and epicardial-placed multi-electrode arrays (MEA) for high-resolution mapping are used to determine cardiac electrophysiology and arrhythmogenesis. F&#246;rster resonance energy transfer (FRET) imaging is performed for the real-time monitoring of cAMP levels in different cardiac regions. Neuromorphology is studied by means of antibody-based staining of whole hearts using neuronal markers to guide the identification and modulation of specific targets of the intracardiac autonomic nervous system in the performed studies. The ex vivo Langendorff setup allows for a high number of reproducible experiments in a short time. Nevertheless, the partly open nature of the setup (e.g., during MEA measurements) makes constant temperature control difficult and should be kept to a minimum. This described method makes it possible to analyze and modulate the intracardiac autonomic nervous system in decentralized hearts.

Impact of Intracardiac Neurons on Cardiac Electrophysiology and Arrhythmogenesis in an Ex Vivo Langendorff System

Here, we present a protocol for the modulation of the intracardiac autonomic nervous system and the assessment of its influence on basic electrophysiology, arrhythmogenesis, and cAMP dynamics using an ex vivo Langendorff setup.

心臓電気生理学、不整脈原性Ex Vivo蛍光システムで心臓内のニューロンの影響

Since its invention in the late 19th century, the Langendorff ex vivo heart perfusion system continues to be a relevant tool for studying a broad spectrum ...

The Generation of Closed Femoral Fractures in Mice: A Model to Study Bone Healing

Bone fractures impose a tremendous socio-economic burden on patients, in addition to significantly affecting their quality of life. Therapeutic strategies that promote efficient bone healing are non-existent and in high demand. Effective and reproducible animal models of fractures healing are needed to understand the complex biological processes associated with bone regeneration. Many animal models of fracture healing have been generated over the years; however, murine fracture models have recently emerged as powerful tools to study bone healing. A variety of open and closed models have been developed, but the closed femoral fracture model stands out as a simple method for generating rapid and reproducible results in a physiologically relevant manner. The goal of this surgical protocol is to generate unilateral closed femoral fractures in mice and facilitate a post-fracture stabilization of the femur by inserting an intramedullary steel rod. Although devices such as a nail or a screw offer greater axial and rotational stability, the use of an intramedullary rod provides a sufficient stabilization for consistent healing outcomes without producing new defects in the bone tissue or damaging nearby soft tissue. Radiographic imaging is used to monitor the progression of callus formation, bony union, and subsequent remodeling of the bony callus. Bone healing outcomes are typically associated with the strength of the healed bone and measured with torsional testing. Still, understanding the early cellular and molecular events associated with fracture repair is critical in the study of bone tissue regeneration. The closed femoral fracture model in mice with intramedullary fixation serves as an attractive platform to study bone fracture healing and evaluate therapeutic strategies to accelerate healing.

The murine closed femoral fracture model is a powerful platform to study fracture healing and novel therapeutic strategies to accelerate bone regeneration. The goal of this surgical protocol is to generate unilateral closed femoral fractures in mice using an intramedullary steel rod to stabilize the femur.

マウスで閉じた大腿骨骨折の生成: 骨の治癒を研究するためのモデル

Bone fractures impose a tremendous socio-economic burden on patients, in addition to significantly affecting their quality of life. Therapeutic strategies ...

Conducting Maximal and Submaximal Endurance Exercise Testing to Measure Physiological and Biological Responses to Acute Exercise in Humans

Regular physical activity has a positive effect on human health, but the mechanisms controlling these effects remain unclear. The physiologic and biologic responses to acute exercise are predominantly influenced by the duration and intensity of the exercise regimen. As exercise is increasingly thought of as a therapeutic treatment and/or diagnostic tool, it is important that standardizable methodologies be utilized to understand the variability and to increase the reproducibility of exercise outputs and measurements of responses to such regimens. To that end, we describe two different cycling exercise regimens that yield different physiologic outputs. In a maximal exercise test, exercise intensity is continually increased with a greater workload resulting in an increasing cardiopulmonary and metabolic response (heart rate, stroke volume, ventilation, oxygen consumption and carbon dioxide production). In contrast, during endurance exercise tests, the demand is increased from that at rest, but is raised to a fixed submaximal exercise intensity resulting in a cardiopulmonary and metabolic response that typically plateaus. Along with the protocols, we provide suggestions on measuring physiologic outputs that include, but are not limited to, heart rate, slow and forced vital capacity, gas exchange metrics, and blood pressure to enable the comparison of exercise outputs between studies. Biospecimens can then be sampled to assess cellular, protein, and/or gene expression responses. Overall, this approach can be easily adapted into both short- and long-term effects of two distinct exercise regimens.

To assess the influence of exercise intensity on physiologic and biologic responses, two different exercise testing protocols were utilized. Methods outlining exercise testing on a cycle ergometer as an incremental maximal oxygen consumption test and endurance, steady state submaximal endurance test are described.

最大及び最大下運動生理・生物学的ヒトにおける急性運動レスポンスを測定するテストを実施

Regular physical activity has a positive effect on human health, but the mechanisms controlling these effects remain unclear. The physiologic and biologic ...

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.

マウスで内がえし筋機能の非侵襲的評価

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

Generation and Characterization of Right Ventricular Myocardial Infarction Induced by Permanent Ligation of the Right Coronary Artery in Mice

Right ventricular infarction (RVI) is a common presentation in clinical practice. Severe RVI can lead to fatal hemodynamic dysfunction and arrhythmia. In contrast to the extensively used mouse myocardial infarction (MI) model generated by left coronary artery ligation, the RVI mouse model is rarely employed due to the difficulty associated with model generation. Research on the mechanisms and treatment of RVI-induced RV remodeling and dysfunction requires animal models to mimic the pathophysiology of RVI in patients. This study introduces a feasible procedure for RVI model generation in C57BL/6J mice. Further, this model was characterized based on the following: infarct size evaluation at 24 h after MI, assessment of cardiac remodeling and function with echocardiography, RV hemodynamics assessment, and histology of the infarct zone at 4 weeks after RVI. In addition, a coronary vasculature cast was performed to observe the coronary arterial arrangement in RV. This mouse model of RVI would facilitate the research on mechanisms of right heart failure and seek new therapeutic targets of RV remodeling.

There are several differences between the right and left ventricles. However, the pathophysiology of right ventricular infarction (RVI) has not been clarified. In the present protocol, a reproducible method for RVI mouse model generation is introduced, which may provide a means to explain the mechanism of RVI.

マウスにおける右冠動脈の永久結紮による右心室心筋梗塞の生成と特徴付け

Right ventricular infarction (RVI) is a common presentation in clinical practice. Severe RVI can lead to fatal hemodynamic dysfunction and arrhythmia. In ...

A Piglet Perinatal Asphyxia Model to Study Cardiac Injury and Hemodynamics after Cardiac Arrest, Resuscitation, and the Return of Spontaneous Circulation

Neonatal piglets have been extensively used as translational models for perinatal asphyxia. In 2007, we adapted a well-established piglet asphyxia model by introducing cardiac arrest. This enabled us to study the impact of severe asphyxia on key outcomes, including the time taken for the return of spontaneous circulation (ROSC), as well as the effect of chest compressions according to alternative protocols for cardiopulmonary resuscitation. Due to the anatomical and physiological similarities between piglets and human neonates, piglets serve as good models in studies of cardiopulmonary resuscitation and hemodynamic monitoring. In fact, this cardiac arrest model has provided evidence for guideline development through research on resuscitation protocols, pathophysiology, biomarkers, and novel methods for hemodynamic monitoring. Notably, the incidental finding that a substantial fraction of piglets have pulseless electrical activity (PEA) during cardiac arrest may increase the applicability of the model (i.e., it may be used to study pathophysiology extending beyond the perinatal period). However, the model generation is technically challenging and requires various skill sets, dedicated personnel, and a fine balance of the measures, including the surgical protocols and the use of sedatives/analgesics, to ensure a reasonable rate of survival. In this paper, the protocol is described in detail, as well as experiences with adaptations to the protocol over the years.

This piglet model involves surgical instrumentation, asphyxiation until the cardiac arrest, resuscitation, and post-resuscitation observation. The model allows for multiple sampling per animal, and by using continuous invasive arterial blood pressure, ECG, and non-invasive cardiac output monitoring, it provides knowledge about hemodynamics and cardiac pathophysiology in perinatal asphyxia and neonatal cardiopulmonary resuscitation.

心停止・蘇生・自然循環復帰後の心損傷と血行動態を研究するための子豚周産期仮死モデル

Neonatal piglets have been extensively used as translational models for perinatal asphyxia. In 2007, we adapted a well-established piglet asphyxia model ...

Chronic Ovine Model of Right Ventricular Failure and Functional Tricuspid Regurgitation

The pathophysiology of severe functional tricuspid regurgitation (FTR) associated with right ventricular dysfunction is poorly understood, leading to suboptimal clinical results. We set out to establish a chronic ovine model of FTR and right heart failure to investigate the mechanisms of FTR. Twenty adult male sheep (6-12 months old, 62 &#177; 7 kg) underwent a left thoracotomy and baseline echocardiography. A pulmonary artery band (PAB) was placed and cinched around the main pulmonary artery (PA) to at least double the systolic pulmonary artery pressure (SPAP), inducing right ventricular (RV) pressure overload and signs of RV dilatation. PAB acutely increased the SPAP from 21 &#177; 2 mmHg to 62 &#177; 2 mmHg. The animals were followed for 8 weeks, symptoms of heart failure were treated with diuretics, and surveillance echocardiography was used to assess for pleural and abdominal fluid collection. Three animals died during the follow-up period due to stroke, hemorrhage, and acute heart failure. After 2 months, a median sternotomy and epicardial echocardiography were performed. Of the surviving 17 animals, 3 developed mild tricuspid regurgitation, 3 developed moderate tricuspid regurgitation, and 11 developed severe tricuspid regurgitation. Eight weeks of pulmonary artery banding resulted in a stable chronic ovine model of right ventricular dysfunction and significant FTR. This large animal platform can be used to further investigate the structural and molecular basis of RV failure and functional tricuspid regurgitation.

Right ventricular failure and functional tricuspid regurgitation are associated with left-sided heart disease and pulmonary hypertension, which contribute significantly to morbidity and mortality in patients. Establishing a chronic ovine model to study right ventricular failure and functional tricuspid regurgitation will help in understanding their mechanisms, progression, and possible treatments.

右室不全と機能性三尖弁逆流の慢性ヒツジモデル

The pathophysiology of severe functional tricuspid regurgitation (FTR) associated with right ventricular dysfunction is poorly understood, leading to ...

内皮から間葉への移行を研究するための生体内心臓移植

A Neonatal Heterotopic Rat Heart Transplantation Model for the Study of Endothelial-to-Mesenchymal Transition

Endocardial fibroelastosis (EFE), defined by subendocardial tissue accumulation, has major impacts on the development of the left ventricle (LV) and precludes patients with congenital critical aortic stenosis and hypoplastic left heart syndrome (HLHS) from curative anatomical biventricular surgical repair. Surgical resection is currently the only available therapeutic option, but EFE often recurs, sometimes with an even more infiltrative growth pattern into the adjacent myocardium.
To better understand the underlying mechanisms of EFE and to explore therapeutic strategies, an animal model suitable for preclinical testing was developed. The animal model takes into consideration that EFE is a disease of the immature heart and is associated with flow disturbances, as supported by clinical observations. Thus, the heterotopic heart transplantation of neonatal rat donor hearts is the basis for this model.
A neonatal rat heart is transplanted into an adolescent rat&#39;s abdomen and connected to the recipient&#39;s infrarenal aorta and inferior vena cava. While perfusion of the coronary arteries preserves the viability of the donor heart, flow stagnation within the LV induces EFE growth in the very immature heart. The underlying mechanism of EFE formation is the transition of endocardial endothelial cells to mesenchymal cells (EndMT), which is a well-described mechanism of early embryonic development of the valves and septa but also the leading cause of fibrosis in heart failure. EFE formation can be macroscopically observed within days after transplantation. Transabdominal echocardiography is used to monitor the graft viability, contractility, and the patency of the anastomoses. Following euthanasia, the EFE tissue is harvested, and it shows the same histopathological characteristics as human EFE tissue from HLHS patients.
This in vivo model allows for studying the mechanisms of EFE development in the heart and testing treatment options to prevent this pathological tissue formation and provides the opportunity for a more generalized examination of EndMT-induced fibrosis.

著者スポットライト:内皮から間葉への移行の研究のための新生児ヘテロトピックラット心臓移植モデル  

This work presents an animal model of endothelial-to-mesenchymal transition-induced fibrosis, as seen in congenital cardiac defects such as critical aortic stenosis or hypoplastic left heart syndrome, which allows for detailed histological tissue evaluation, the identification of regulatory signaling pathways, and the testing of treatment options.

内皮から間葉への移行研究のための新生児異所性ラット心臓移植モデル

Endocardial fibroelastosis (EFE), defined by subendocardial tissue accumulation, has major impacts on the development of the left ventricle (LV) and ...