Name: the treadmill fatigue test: a simple, high-throughput assay of fatigue-like behavior for the mouse
Uploaded: 2016-05-31T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 25 s
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This research was supported by the Intramural Research Program of the NIH, The National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDDK), Grant 1Z01 DK011006. We wish to thank Michele Allen for providing technical assistance, Eleni Solomos for editorial assistance, and the NIH veterinary and animal care staff for providing care for the mice used in developing this method.

この手順は、国立糖尿病・消化器病・腎臓病研究所動物実験委員会によって承認されました。 1.準備<ol><li>試験前に各マウスの迅速な同定を可能にするために、マークを識別して訓練し、テストされるすべてのマウスの尾を入れ墨。 注：この手順はオプションです。永久マーカーまたは識別の他の方法は、入れ墨の代替として使用することができます。 </li><li> （：、訓練および試験を通じて一貫して維持することが10°傾斜の推奨角度）や感電の周波数を設定し、トレーニングとテストマウスの前に、トレッドミルは、平らな面上にあり、所望の傾斜角度にトレッドミルに設定されていることを確認そして、強度が適切に（推奨：2 Hzで、1.22ミリアンペア）。 注：使用する電気ショックは、手袋を着用していない指で触れたとき軽度のピリピリ感よりも多くを生成してはならないと拍動悩みに送達されるべきですイオン（200ミリ秒続く各ショックで）。 </li><li>トレーニングとテスト中に糞便丸薬および尿を収集するためにトレッドミルの下で肉屋の紙のクリーンシートまたは吸収性パッドを配置します。 </li><li>紙のシートまたはトレッドミルハウジング（トレッドミルレーンをカバーする、すなわち 、透明なプラスチックのふた）ショックグリッドから遠いの第三の上に吸収パッドを配置します。 注：この手順はオプションですが、暗い空間を作成し、トレッドミルの下部を回避するために、追加の励ましを提供することができます。 </li><li>トレーニング中に追加の動機を提供するために、ワイヤーブラシを使用することを計画している場合、その1は、従来のトレーニングセッションを開始するに容易に利用可能であることを確認してください。 </li><li>疲労を誘導および/または緩和するための任意の薬物や方法が利用可能であり、ステップ2.14の間に準備または実行することができることを確認してください。 </li></ol> 2.トレーニングのマウスは、トレッドミルを使用します注：トレーニングは、そのマウスを確保する必要がありますトレッドミルやタスクに精通しており、試験した場合に適切に実行することができます。訓練されたマウスの大半は頻繁にショックを受けたか、そうでなければ、任意のトレーニングセッション中にパフォーマンスが低下している場合は、追加のトレーニングセッションが行われるべきです。初日には、ほとんどのマウスを数回ショックを受けるだろう。訓練の二日目では、マウスはめったにグリッドに接触してはいけません。マウスは一貫して貧弱なトレーニングのパフォーマンスが表示された場合は、試験から除外されるべきです。雌のC57BL / 6NCrマウスの場合、これはまれな出来事（1％未満が悪いトレーニングのパフォーマンスのために研究から除去されている）であるが、他の系統がトレーニング中に異なる実行してもよいことに留意すべきです。 <ol><li>トレッドミルをオフ（と0メートル/分に設定された速度）で、個別にマウストレッドミルの別々のレーンに尾と場所マウスがマウスを持ち上げます。速やかにトレッドミル上で各マウスを置いた後、対応するグリッドをオンにします。マウスは、Oに直接配置されていることを確認トレッドミルベルトがNです。 注：各マウスは、その尾によって保持される時間と距離の量は前トレッドミルにマウスを転送および/ ​​またはマウスが強固なプラットフォーム上で放置することにトレッドミルの近くにケージを配置することによって最小化されるべきである（ 例えば 、ワイヤーケージの蓋）彼らはトレッドミルの近くにあり、実験者はトレッドミルでそれらを配置する準備ができるまで。 </li><li>マウスは自由に1-3分間または各マウスはその車線を探求および/またはグリッドから少なくとも1つの衝撃を受けたまでトレッドミルを探索することができます。 </li><li>トレッドミルの電源を入れ、（約1.5 3.0メートル/分に）移動し始めるまでゆっくりと速度を向上させます。彼らは歩行を開始することを保証するために、すべてのマウスを監視します。マウスが歩行を開始するか、ショックグリッドに向かって歩いていない場合は、ワイヤーブラシやテールくすぐりでマウスをタップして介入する用意があること。 </li><li>ゆっくりと8メートル/分にトレッドミルの速度を上げます。タイマーを起動し、動作を監視し続けます。 </li><li>にトレッドミルの速度を上げます7分で5分、10メートル/分で9メートル/分、および10分でトレッドミルを停止します。 </li><li>マウスが簡単にトレッドミルを探索することを許可し、そのケージに、それぞれを削除して返します。 </li><li>アルコールでトレッドミルやグリッドをきれいにし、トレッドミルの下に紙や吸収パッドを交換してください。 </li><li>追加のマウスを訓練するために、繰り返しが2.7を介して2.1をステップ実行します。 注：アルコールはトレッドミル上で、新しいマウスを配置する前に乾燥することができます。 </li><li>訓練の二日目に、ステップ2.1を繰り返します。トレッドミルをオンにして、10メートル/分の速度を上げます。タイマーを起動します。 注：トレッドミルの速度は、訓練の初日よりも迅速に増加させることができます。 </li><li> 10分で、5分で11メートル/分に12メートル/分のトレッドミルの速度を上げると、15分でトレッドミルを停止します。 </li><li>マウスを削除し、それらのケージに戻します。 </li><li>アルコールでトレッドミルやグリッドをきれいにし、トレッドミルの下に紙や吸収パッドを交換してください。追加のマウスを訓練するために、繰り返しが2.12を介して2.9をステップ実行します。 </li><li>二日目と同様にトレーニングの追加の日（3日間）を実行します。 注：この手順はオプションですが、タスクとの大部分または（同性とひずみの）すべてのマウスが訓練されて表示難易場合強くお勧めします。トレーニングの追加または日数が少ないが、その第2のトレーニングの日中のパフォーマンスとの継続時間に応じて適切なかもしれないが、彼 ​​らは、3日（ すなわち 、トレーニングの1日追加で）のために訓練された場合、マウスは一般的に、ステップ3でよく行うことができますステップ2.14。 </li><li>少なくとも丸一日は、手順3に進む前にしたマウスは、トレッドミルへのエクスポージャーを有していない渡すことができます。 注：任意の薬剤（複数可）を誘導および/または疲労がこのステップの間に投与されるべきで軽減するために使用しました。 注：この期間の長さで変化し、疲労を低減または排除するために、疲労および/または試験介入を誘導するために使用することができます。 7日以上のトレーニングを完了した後、マウスをテストする場合は、パイロット研究をすることを推奨し使用したマウスは、テスト中に実行することを確認します。 </li></ol> 3.トレッドミル疲労試験注：このテストでは、疲労のような動作は、「疲労ゾーン」で5秒間連続を費やしとして定義されています。疲労ゾーンは約1ボディショックグリッドの長さだけでなく、グリッド内のトレッドミルベルトの一部を含む領域、そのものとして定義されます。試験の前に、このゾーンの輪郭を描くポイントは、このようなトレッドミルレーンの上部や側面にマークを適用することなどによって、実験者には明らかであることを確認してください。 <ol><li> 12メートル/分のトレッドミルの速度を設定します。トレッドミルを起動しないでください。ショックグリッドがオフになっていることを確認してください。 </li><li>個別にトレッドミルの別々のレーンにマウスを置きます。すぐにトレッドミル上で各マウスを置いた後、対応するグリッドをオンにします。 </li><li>同時に、トレッドミルやストップウォッチを開始します。 注：マウスを削除する場合を除き、テスト中に介入しないでくださいそれは、除去のための基準を（ステップ3.5を参照）を満たしています。 </li><li> 表1に示すように、トレッドミルの速度を上げる。慎重にテスト全体のすべてのマウスを観察します。 注：トレッドミルを表1に示す速度は、成体雌C57BL / 6NCrマウスからの観察に基づいて選択しました。より高いトレッドミルの速度が大きい（ 例えば 、近交系CD-1マウス）またはそれ以上の運動のマウスに適切であり得ます。 </li><li>マウスは5連続秒間疲労ゾーン内に残っている場合は、速やかにトレッドミルからマウスを削除し、それが走った持続時間と距離を記録します。 </li><li>何のマウスは、トレッドミルで残っていない場合には、トレッドミルを停止します。アルコールでトレッドミルやグリッドをきれいにし、トレッドミルの下に紙や吸収パッドを交換してください。 </li><li>追加のマウスをテストするには、繰り返しは3.6を通じて3.1をステップ実行します。 注：この手順はオプションです。 </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

現在のプロトコルは、疲労のような挙動を測定するために、マウスのトレッドミルを使用する方法について説明します。この方法はVWRA、疲労のような振る舞いの一般的な前臨床アッセイを上回るいくつかの利点を有します。 VWRAマウスは、試験装置と対話することを選択することが必要です。その結果、マウスのいくつかの近交系はめったにホイール16と相互作用しない、活動の疲労...

疲労が著しく生活の質を低下させることができ、人々の広い範囲に影響を与え、そしてしばしば不明または未知の病因を有します。癌関連疲労（CRF）は、例えば、治療を受けている癌患者の大部分が経験されており、がん治療を完了し、検出可能な癌1の非存在下でされた後に長く持続することができます。また、疲労、慢性疲労症候群、うつ病、糖尿病、および線維筋痛を含む多数の他の疾患および障害における顕著な症状です。幸いなことに、疲労を経験して、いくつかの人々を助けることのできる非薬理学的な介入がある（ 例えば 、演習では、いくつかの乳癌患者2,3のためのCRFを減らすことができる）が、多くの人々はまだ効果的な治療を欠いています。さらに、CRFのための既存の薬物治療は、すべての場合、有効4-7広くあることが見出されていません。 治療を必要とDRUの欠如にもかかわらず、グラムの治療の選択肢、特に動物モデルで、不足している新たな疲労の治療法の発見と開発を支援するための疲労の前臨床アッセイ。げっ歯類の研究のための疲労の唯一の前臨床アッセイの1つは、マウスまたは他のげっ歯類は、走行輪への無料アクセスを提供されており、日々のランニングの活動が記録された自発的ホイールランニング活動（VWRA）9-15、です。多くの研究では、VWRAは、実験群で測定された身体活動の低下として（VWRAまたは現在のプロトコルのいずれかで）定義された疲労のような動作で、疲労のような振る舞いの唯一の尺度です。 VWRA疲労様挙動の有用な長手方向の尺度を提供することができるが、それは比較的低いスループットアッセイは、近交系マウス系統16との間でかなり変化する実行中であり、それが動作し、テストの性能の変化を引き起こす可能性がある、被験体を個別に収容する必要が17-19。このようなホームケージ行動監視などの他のアッセイ、および分析は、また、連続的なデータ収集を提供することができ、被験者は、ペア20内に収納するためのいくつかのシステムが可能にすることができます。これらのアッセイは、ホイールランニングのように、また、低スループットであり、有用性を有するが、疲労のような振る舞いを検出する手段としてはあまり敏感であると。 VWRAとは対照的に、マウストレッドミル試験は、自発的な活動に依存せず、より高いスループットを可能にする、短い時間枠内で完了することができます。 VWRAと比較して、これらのテストは、外部動機を採用しています。具体的には、彼らが実行するのをやめるべきで電気ショックをマウスに提供するために、移動ベルトの背面にある電化金属グリッドは通常あります。このショックグリッドに加えて、マウスは、つつい突っつい、または手、ブラシ、または他のツールでそれらに触れ、それらの空気の短いパフを指示するなど、いくつかの他の方法を介してトレッドミル上で実行するように動機付けすることができます。代わりに、疲労のマウストレッドミル試験は、多くの場合、測定するために使用され好気性および/またはanaerオービック運動能力21-25。マウスは、彼らがさらに電気ショックをエスケープする手段としてのトレッドミル上で実行し続けることが不可能または不本意になるまで実行する動機づけられています。マウスが枯渇するための基準を満たしたときにテストを終了します。これらのプロトコルでは、マウスが真の生理学的疲労に達することを保証するために、疲労のための基準は、多くの場合、ショックグリッドの上に敷設5連続秒を過ごし、繰り返し嫌悪刺激に直面して実行を継続することができないとして定義されています。したがって、疲労のような挙動は、テストを終了するための外部動機や基準の強い嫌悪性質のために、典型的なトレッドミル試験でマスクすることができます。興味深いことに、およびげっ歯類のトレッドミルを使用して、他の多くの研究とは対照的に、最近の刊行物は、マウス26における社会的ストレスの影響の調査の一部として使用されたトレッドミルの疲労試験、別のバージョンを記述する。このグループによって使用される方法は著しく立方異なっているがrrentプロトコル（ すなわち 、それらはシングルレーントレッドミルを採用し、それらのテストを終了するための基準として電気ショックの10秒を要した）、彼らの研究では、マウスのトレッドミルを使用してクイック、簡単な疲労試験の開発にの有用性と関心を強調しています。 疲労は、車輪走行ルーチン行動の変化以外の手段によって検出可能である可能性が高いです。 CRFは、CRF 27ない人々よりも、筋電図分析によって決定されるような患者は、筋肉疲労の少ない量によって疲れを感じさせます。さらに、減少動機はで指摘されており、人間の疲労28,29を測定するいくつかの尺度で測定されます。したがって、疲労のような振る舞いの有用な前臨床アッセイは、生理的な能力とモチベーションではないはず不明瞭な減少以外の尺度に基づいて健康と疲労マウスを区別する必要があります。現在の方法WA、VWRAおよび他のアッセイの制限を回避しながらその目的を達成するためにマウストレッドミル試験を適応させることによって開発さsを。このメソッドは、マウスがトレッドミル上で実行するようにする唯一の外部動機としてショックグリッドを使用しています。マウスはすぐにグリッドが嫌悪刺激を提供することを学び、速やかにトレッドミル上に配置されたときにそれから離れて移動し、実行しているとき、そこからいくつかの距離を維持します。 マウス疲労時、それらは、代わりに先端に向かって速度を維持するトレッドミルの背面に向かって次第に多くの時間を費やします。したがって、このプロトコルでテスト完了のための基準は、（ すなわち 、トレッドミルの後部、ショックグリッドから約1ボディ長からに至るまで、とを含む、ショックグリッド）指定された疲労ゾーンで5連続秒を費やしています。これは、訓練の後、多くのまたは任意の実際の衝撃を受信するために、マウスを必要とせずに、グリッドの嫌悪性質を利用しています。マウスはむしろ枯渇より現在の基準を使用してテストを完了させることにより（上記で定義した通り）この方法ではなく、その最大（またはほぼ最大の）生理的能力よりも疲労のような挙動を測定するためにトレッドミルを使用しての手段を提供します。したがって、この方法は、マウスの疲労のような振る舞いを簡単に、ハイスループットアッセイを提供することができ、疲労のような動作の他のアッセイへの独立または相補的尺度としてのいずれかを提供することができます。

<table><tbody><tr><td>Exer 3/6 Animal Treadmill</td><td>Columbus Instruments</td><td>1050-RM Exer-3/6</td><td></td></tr><tr><td>Stopwatch</td><td>Daigger</td><td>EF24490M&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Wire brush</td><td>Fisher Scientific</td><td>03-572-5</td><td></td></tr><tr><td>Compressed air</td><td>Dust-Off</td><td>FALDSXLPW</td><td></td></tr><tr><td>Absorbent pads</td><td>Daigger</td><td>EF2175CX&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Butcher paper</td><td>Newell Paper Company</td><td>4620510</td><td></td></tr><tr><td>Alcohol (70%)</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP82011</td><td></td></tr></tbody></table>

the treadmill fatigue test: a simple, high-throughput assay of fatigue-like behavior for the mouse

疲労は、多くの疾患および障害で顕著な症状であり、多くの人々の生活の質を低下させます。適切にすべての患者に疲労を治療するために、現在の介入の明確な病因と故障の欠如は、新たな治療の選択肢の必要性を残します。有望な新規治療法を特定するうえでの前臨床研究の治療の必要性と重要性にもかかわらず、疲労のいくつかの前臨床アッセイが利用可能です。また、疲労のような行動、自発的な車輪走行を評価するために使用される最も一般的な前臨床アッセイは、疲労を軽減薬物に対して感受性ではないかもしれないが、マウスのいくつかの株との使用に適していない、比較的低いスループットを有します。現在のプロトコルは、新規な、疲労のような動作、トレッドミルの疲労試験の非自発的な前臨床アッセイを記載し、ヒトおよび疲労に疲労を引き起こすことが知られている化学療法薬で処置したマウスにおいて疲労のような挙動を検出する際の有効性の証拠を提供しますアニマ内様挙動lsの。疲労のような振る舞いと潜在的な介入は、このように新たな治療選択肢の速い発見を可能にして、短い時間枠の上にマウスのより多くで評価することができるように、このアッセイは、車輪走行に有益な代替手段とすることができます。

このプロトコルは、疲労のような振る舞いは、トレッドミルを使用して、マウスで測定することができます。このセクションで提示されたデータは、トレーニングと現在のプロトコル（ 図1Aおよび1Cを除く）を使用して、マウスの3つの別々のグループをテストすることによって得ました。 、5-フルオロウラシル（5-FU）の疲労を誘発するため?...

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The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse

Fatigue is a common, undertreated and frequently poorly-understood symptom in many diseases and disorders. New preclinical assays of fatigue may help to improve current understanding and future treatment of fatigue. To that end, the current protocol provides a novel means of measuring fatigue-like behavior in the mouse.

トレッドミル疲労試験：マウスの​​疲労のような挙動のシンプルな、ハイスループットアッセイ

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of ...

the-treadmill-fatigue-test-simple-high-throughput-assay-fatigue-like

Research

JoVE Journal

Behavior

18.5K ビュー.  National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health. Fatigue is a common, undertreated and frequently poorly-understood symptom in many diseases and disorders. New preclinical assays of fatigue may help to improve current understanding and future treatment of fatigue. To that end, the current protocol provides a novel means of measuring fatigue-like behavior in the mouse.

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A Mouse Model of Fatigue Induced by Peripheral Irradiation

Cancer-related fatigue (CRF) is a distressing and costly condition that often affects patients receiving cancer treatments, including radiation therapy. Here we describe a method using targeted peripheral irradiation to induce fatigue-like behavior in mice. With appropriate shielding, the irradiation targets the lower abdominal/pelvic region of the mouse, sparing the brain, in an effort to model radiation treatment received by individuals with pelvic cancers. We deliver an irradiation dose that is sufficient to induce fatigue-like behavior in mice, measured by voluntary wheel-running activity (VWRA), without causing obvious morbidity. Since wheel running is a normal, voluntary behavior in mice, its use should have little confounding effect on other behavioral tests or biological measures. Hence, wheel running can be used as a feasible outcome measure in understanding the behavioral and biological correlates of fatigue. CRF is a complex condition with frequent comorbidities, and likely has causes related both to cancer and its various treatments. The methods described in this paper are useful for investigating radiation-induced changes that contribute to the development of CRF and, more generally, to explore the biological networks that can explain the development and persistence of a peripherally-triggered but centrally-driven behavior like fatigue.

We describe a method using targeted peripheral irradiation to induce fatigue-like behavior in mice. The selected non-lethal irradiation dose leads to a week-long reduction in voluntary wheel-running activity.

周辺照射による疲労のマウスモデル

Cancer-related fatigue (CRF) is a distressing and costly condition that often affects patients receiving cancer treatments, including radiation therapy. ...

がん研究

Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a severe and progressive muscle wasting disorder for which no cure is available. Nevertheless, several potential pharmaceutical compounds and gene therapy approaches have progressed into clinical trials. With improvement in muscle function being the most important end point in these trials, a lot of emphasis has been placed on setting up reliable, reproducible, and easy to perform functional tests to pre clinically assess muscle function, strength, condition, and coordination in the mdx mouse model for DMD. Both invasive and noninvasive tests are available. Tests that do not exacerbate the disease can be used to determine the natural history of the disease and the effects of therapeutic interventions (e.g. forelimb grip strength test, two different hanging tests using either a wire or a grid and rotarod running). Alternatively, forced treadmill running can be used to enhance disease progression and/or assess protective effects of therapeutic interventions on disease pathology. We here describe how to perform these most commonly used functional tests in a reliable and reproducible manner. Using these protocols based on standard operating procedures enables comparison of data between different laboratories.

Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

The primary outcome measure in clinical trials for neuromuscular disorders is generally improved muscle function. Therefore, assessing the effect of potential therapeutic compounds on muscle performance pre clinically in mouse models is of great importance. We here describe several functional tests to address this.

における機能のパフォーマンスを評価する<em&gt; MDX</em&gt;マウスモデル

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a severe and progressive muscle wasting disorder for which no cure is available. Nevertheless, several potential ...

行動学

Getting to Compliance in Forced Exercise in Rodents: A Critical Standard to Evaluate Exercise Impact in Aging-related Disorders and Disease

There is a major increase in the awareness of the positive impact of exercise on improving several disease states with neurobiological basis; these include improving cognitive function and physical performance. As a result, there is an increase in the number of animal studies employing exercise. It is argued that one intrinsic value of forced exercise is that the investigator has control over the factors that can influence the impact of exercise on behavioral outcomes, notably exercise frequency, duration, and intensity of the exercise regimen. However, compliance in forced exercise regimens may be an issue, particularly if potential confounds of employing foot-shock are to be avoided. It is also important to consider that since most cognitive and locomotor impairments strike in the aged individual, determining impact of exercise on these impairments should consider using aged rodents with a highest possible level of compliance to ensure minimal need for test subjects. Here, the pertinent steps and considerations necessary to achieve nearly 100% compliance to treadmill exercise in an aged rodent model will be presented and discussed. Notwithstanding the particular exercise regimen being employed by the investigator, our protocol should be of use to investigators that are particularly interested in the potential impact of forced exercise on aging-related impairments, including aging-related Parkinsonism and Parkinson&#8217;s disease.

Exercise may alleviate behavioral impairments associated with neurodegenerative diseases. Studies of the mechanisms underlying exercise-mediated effects have increased in disease models, but the neurobiological background accompanying these diseases, specifically aging, is likely not considered. Here, we illustrate measures to increase the likelihood of a successful exercise paradigm in aged rats.

加齢関連疾患に運動の影響を評価するために重要な標準と疾病：げっ歯類での強制運動コンプライアンスへの行き方

There is a major increase in the awareness of the positive impact of exercise on improving several disease states with neurobiological basis; these ...

Assessment of Murine Exercise Endurance Without the Use of a Shock Grid: An Alternative to Forced Exercise

Using laboratory mouse models, the molecular pathways responsible for the metabolic benefits of endurance exercise are beginning to be defined. The most common method for assessing exercise endurance in mice utilizes forced running on a motorized treadmill equipped with a shock grid. Animals who quit running are pushed by the moving treadmill belt onto a grid that delivers an electric foot shock; to escape the negative stimulus, the mice return to running on the belt. However, avoidance behavior and psychological stress due to use of a shock apparatus can interfere with quantitation of running endurance, as well as confound measurements of postexercise serum hormone and cytokine levels. Here, we demonstrate and validate a refined method to measure running endurance in na&#239;ve C57BL/6 laboratory mice on a motorized treadmill without utilizing a shock grid. When mice are preacclimated to the treadmill, they run voluntarily with gait speeds specific to each mouse. Use of the shock grid is replaced by gentle encouragement by a human operator using a tongue depressor, coupled with sensitivity to the voluntary willingness to run on the part of the mouse. Clear endpoints for quantifying running time-to-exhaustion for each mouse are defined and reflected in behavioral signs of exhaustion such as splayed posture and labored breathing. This method is a humane refinement which also decreases the confounding effects of stress on experimental parameters.

A method to assess exercise endurance in laboratory mice without the use of a shock grid is demonstrated. This method is a humane refinement that can decrease the confounding effects of stress on experimental parameters.

ショックグリッドを使用することなく、マウスの運動持久力の評価：強制運動への代替

Using laboratory mouse models, the molecular pathways responsible for the metabolic benefits of endurance exercise are beginning to be defined. The most ...

Short Session High Intensity Interval Training and Treadmill Assessment in Aged Mice

High intensity interval training (HIIT) is emerging as a therapeutic approach to prevent, delay, or ameliorate frailty. In particular short session HIIT, with regimens less than or equal to 10 min is of particular interest as several human studies feature routines as short as a few minutes a couple times a week. However, there is a paucity of animal studies that model the impacts of short session HIIT. Here, we describe a methodology for an individually tailored and progressive short session HIIT regimen of 10 min given 3 days a week for aged mice using an inclined treadmill. Our methodology also includes protocols for treadmill assessment. Mice are initially acclimatized to the treadmill and then given baseline flat and uphill treadmill assessments. Exercise sessions begin with a 3 min warm-up, then three intervals of 1 min at a fast pace, followed by 1 min at an active recovery pace. Following these intervals, the mice are given a final segment that starts at the fast pace and accelerates for 1 min. The HIIT protocol is individually tailored as the speed and intensity for each mouse are determined based upon initial anaerobic assessment scores. Additionally, we detail the conditions for increasing or decreasing the intensity for individual mice depending on performance. Finally, intensity is increased for all mice every two weeks. We previously reported in this protocol enhanced physical performance in aged male mice and here show it also increases treadmill performance in aged female mice. Advantages of our protocol include low administration time (about 15 min per 6 mice, 3 days a week), strategy for individualizing for mice to better model prescribed exercise, and a modular design that allows for the addition or removal of the number and length of intervals to titrate exercise benefits.

Short session (&#8804;10 min) high intensity interval training (HIIT) is emerging as an alternative to longer exercise modalities, yet the shorter variants are rarely modeled in animal studies. Here, we describe a 10 min, 3 day a week, uphill treadmill HIIT protocol that enhances physical performance in male and female aged mice.

短いセッション高強度インターバル トレーニングと高齢マウスにおけるトレッドミルの評価

High intensity interval training (HIIT) is emerging as a therapeutic approach to prevent, delay, or ameliorate frailty. In particular short session HIIT, ...

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

The risk of cardiovascular disease (CVD) increases in post-menopausal women, yet, the role of exercise, as a preventative measure for CVD risk in post-menopausal women has not been adequately studied. Accordingly, we investigated the impact of voluntary cage-wheel exercise and forced treadmill exercise on cardiac adaptation in menopausal mice. The most commonly used inducible model for mimicking menopause in women is the ovariectomized (OVX) rodent. However, the OVX model has a few dissimilarities from menopause in humans. In this study, we administered 4-vinylcyclohexene diepoxide (VCD) to female mice, which accelerates ovarian failure as an alternative menopause model to study the impact of exercise in menopausal mice. VCD selectively accelerates the loss of primary and primordial follicles resulting in an endocrine state that closely mimics the natural progression from pre- to peri- to post-menopause in humans. To determine the impact of exercise on exercise capacity and cardiac adaptation in VCD-treated female mice, two methods were used. First, we exposed a group of VCD-treated and untreated mice to a voluntary cage wheel. Second, we used forced treadmill exercise to determine exercise capacity in a separate group VCD-treated and untreated mice measured as a tolerance to exercise intensity and endurance.

Two exercise paradigms were tested on a newly developed chemically induced menopausal mouse model to examine the impact of menopause on exercise capacity and cardiac adaption to exercise.

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 ...

医学

Measuring Skeletal Muscle Thermogenesis in Mice and Rats

Skeletal muscle thermogenesis provides a potential avenue for better understanding metabolic homeostasis and the mechanisms underlying energy expenditure. Surprisingly little evidence is available to link the neural, myocellular, and molecular mechanisms of thermogenesis directly to measurable changes in muscle temperature. This paper describes a method in which temperature transponders are utilized to retrieve direct measurements of mouse and rat skeletal muscle temperature.
Remote transponders are surgically implanted within the muscle of mice and rats, and the animals are given time to recover. Mice and rats must then be repeatedly habituated to the testing environment and procedure. Changes in muscle temperature are measured in response to pharmacological or contextual stimuli in the home cage. Muscle temperature can also be measured during prescribed physical activity (i.e., treadmill walking at a constant speed) to factor out changes in activity as contributors to the changes in muscle temperature induced by these stimuli.
This method has been successfully used to elucidate mechanisms underlying muscle thermogenic control at the level of the brain, sympathetic nervous system, and skeletal muscle. Provided are demonstrations of this success using predator odor (PO; ferret odor) as a contextual stimulus and injections of oxytocin (Oxt) as a pharmacological stimulus, where predator odor induces muscle thermogenesis, and Oxt suppresses muscle temperature. Thus, these datasets display the efficacy of this method in detecting rapid changes in muscle temperature.

Mice and rats are surgically implanted with remote temperature transponders and then habituated to the testing environment and procedure. Changes in muscle temperature are measured in response to pharmacological or contextual stimuli in the home cage or during prescribed physical activity (i.e., treadmill walking at a constant speed).

マウスとラットの骨格筋熱発生の測定

Skeletal muscle thermogenesis provides a potential avenue for better understanding metabolic homeostasis and the mechanisms underlying energy expenditure. ...

Visualization of MG53-mediated Cell Membrane Repair Using in vivo and in vitro Systems

Repair of acute injury to the cell membrane is an elemental process of normal cellular physiology, and defective membrane repair has been linked to many degenerative human diseases. The recent discovery of MG53 as a key component of the membrane resealing machinery allows for a better molecular understanding of the basic biology of tissue repair, as well as for potential translational applications in regenerative medicine. Here we detail the experimental protocols for exploring the in vivo function of MG53 in repair of muscle injury using treadmill exercise protocols on mouse models, for testing the ex vivo membrane repair capacity by measuring dye entry into isolated muscle fibers, and for monitoring the dynamic process of MG53-mediated vesicle trafficking and cell membrane repair in cultured cells using live cell confocal microscopy.

Visualization of MG53-mediated Cell Membrane Repair Using in vivo and in vitro Systems

Described here are protocols used to visualize the dynamic process of MG53-mediated cell membrane repair in whole animals and at the cellular level. These methods can be applied to investigate the cell biology of plasma membrane resealing and regenerative medicine.

使用してMG53を介した細胞膜修復の可視化 in vivoでと in vitroでシステム

Repair of acute injury to the cell membrane is an elemental process of normal cellular physiology, and defective membrane repair has been linked to many ...

生物学

A Rat Model of Central Fatigue Using a Modified Multiple Platform Method

In this article, we introduced a rat model of central fatigue using the modified multiple platform method (MMPM). The Multiple Platform box was designed as a water tank with narrow platforms on the bottom. The model rats were put into the tank and stood on the platforms for 14 h (18:00 - 8:00) per day for a consecutive 21 days, with a blank control group set for contrast. At the end of modeling, rats in the model group showed an obvious fatigued appearance. To assess the model, we performed several behavioral tests, including the open field test (OFT), the elevated plus maze (EPM) test, and the exhaustive swimming (ES) test. The results showed that anxiety, spatial cognition impairment, poor muscle performance, and declined voluntary activity presented in model rats confirm the diagnosis of&#160;central fatigue. Changes of the central neurotransmitters also verified the result. In conclusion, the model successfully simulated central fatigue, and future study with the model may help reveal the pathological mechanism of the disease.

Here, we present a protocol to introduce a rat model of central fatigue using the modified multiple platform method (MMPM).

ラット モデル改良を使用して中枢性疲労の複数プラットフォーム メソッド

In this article, we introduced a rat model of central fatigue using the modified multiple platform method (MMPM). The Multiple Platform box was designed ...

神経科学

Real-Time Electrocardiogram Monitoring During Treadmill Training in Mice

Regular physical exercise is a major contributor to cardiovascular health, influencing various metabolic as well as electrophysiological processes. However, in certain cardiac diseases such as inherited arrhythmia syndromes, e.g., arrhythmogenic cardiomyopathy (ACM) or myocarditis, physical exercise may have negative effects on the heart leading to a proarrhythmogenic substrate production. Currently, the underlying molecular mechanisms of exercise-related proarrhythmogenic remodeling are largely unknown, thus it remains unclear which frequency, duration, and intensity of exercise can be considered safe in the context of disease(s).
The proposed method allows to study proarrhythmic/antiarrhythmic effects of physical exercise by combining treadmill training with real-time monitoring of the ECG. Implantable telemetry devices are used to continuously record the ECG of freely moving mice over a period of up to 3 months both at rest and during treadmill training. Data acquisition software with its analysis modules is used to analyze basic ECG parameters such as heart rate, P wave duration, PR interval, QRS interval, or QT duration at rest, during and after training. Furthermore, heart rate variability (HRV) parameters and occurrence of arrhythmias are evaluated. In brief, this manuscript describes a step-by-step approach to experimentally explore exercise induced effects on cardiac electrophysiology, including potential proarrhythmogenic remodeling in mouse models.

Electrocardiogram (ECG) is the key variable to understanding cardiac electrophysiology. Physical exercise has beneficial effects but may also be harmful in the context of cardiovascular diseases. This manuscript provides a method of recording real-time ECG during exercise, which can serve to investigate its effects on cardiac electrophysiology in mice.

マウスのトレッドミルトレーニング中のリアルタイム心電図モニタリング

Regular physical exercise is a major contributor to cardiovascular health, influencing various metabolic as well as electrophysiological processes. ...

トレッドミル疲労試験：マウスの疲労のような挙動のシンプルな、ハイスループットアッセイ

要約

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この動画の章

周辺照射による疲労のマウスモデル

における機能のパフォーマンスを評価する

加齢関連疾患に運動の影響を評価するために重要な標準と疾病：げっ歯類での強制運動コンプライアンスへの行き方

ショックグリッドを使用することなく、マウスの運動持久力の評価：強制運動への代替

短いセッション高強度インターバルトレーニングと高齢マウスにおけるトレッドミルの評価

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

マウスとラットの骨格筋熱発生の測定

使用してMG53を介した細胞膜修復の可視化 in vivoでと in vitroでシステム

ラットモデル改良を使用して中枢性疲労の複数プラットフォームメソッド

マウスのトレッドミルトレーニング中のリアルタイム心電図モニタリング

トレッドミル疲労試験：マウスの​​疲労のような挙動のシンプルな、ハイスループットアッセイ

要約

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周辺照射による疲労のマウスモデル

における機能のパフォーマンスを評価する

加齢関連疾患に運動の影響を評価するために重要な標準と疾病：げっ歯類での強制運動コンプライアンスへの行き方

ショックグリッドを使用することなく、マウスの運動持久力の評価：強制運動への代替

短いセッション高強度インターバル トレーニングと高齢マウスにおけるトレッドミルの評価

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

マウスとラットの骨格筋熱発生の測定

使用してMG53を介した細胞膜修復の可視化 in vivoでと in vitroでシステム

ラット モデル改良を使用して中枢性疲労の複数プラットフォーム メソッド

マウスのトレッドミルトレーニング中のリアルタイム心電図モニタリング

トレッドミル疲労試験：マウスの疲労のような挙動のシンプルな、ハイスループットアッセイ

短いセッション高強度インターバルトレーニングと高齢マウスにおけるトレッドミルの評価

ラットモデル改良を使用して中枢性疲労の複数プラットフォームメソッド