이 작품은 CIHR 신경 근육 학 연구 협력 (-; JAEB에 90959 JNM)에서 교부금에 의해 지원되었다.

이전에이 모델을 사용하여, 연구자들은 몸을 관장하는 교육 기관의 동물 사용으로 수술 프로토콜에 대한 승인을받은이 있어야합니다. 모델은 연구 윤리위원회, 해밀턴 건강 과학 회사, McMaster 대학 (AUP # 10-04-24) 승인 및 동물 관리에 캐나다위원회의 권고에 따라 엄격 수행됩니다. 1. 마우스 준비 <ol><li> 마우스를 무게. 5 isoflurane을 % 또는 2 % 할로 탄으로 마취를 유도. 외과 의사를 보호하기 위해 마취의 청소 적절한 사용 회로 확인해야합니다. 2 ~ 3 분 후에는 동물의 호흡 속도가 느려집니다. 깜박 반사가없는 확인하고 수술 마취 (마우스에 의한 응답의 ie) 확인 발에서 인터 공백을 꼬집어. 수술 중 각막의 건조를 방지하기 위해 눈 안과 윤활제를 적용합니다. </li><li> 좌골의 측면 허벅지와 엉덩이를 면도무릎 노치와 proviodine으로 소독. 면도는 수술 부위의 적절한 시각화를 보장하기 위해 신경 박리와 절개의 간섭을 최소화하기 위해 절개 모발의 사이트에 무료로 유지됩니다. 우수하고 대퇴골 후방에있는 좌골 노치, 촉진하여 식별 할 수 있습니다. </li></ol> 2. 수술 절차 <ol><li> 2 % (할로 1 %)로 흡입 isoflurane을을 줄이고 운영 또는 해부 현미경 아래에서 옆으로 (위로 향하게 수술을위한면)에 마우스를 놓습니다. 3.5X 배율 성인 (20 ~ 25 g) 제품 마우스 만족하기 때문에 다른 방법으로 수술은 외과 루페을 수행 할 수 있습니다. </li><li> 멸균 장갑을 걸칠. 촉진하여 좌골 노치를 식별합니다. 좌골 노치에서 무릎 (약 1cm)의 측면 허벅지 메스, 절개 피부에 사용. </li><li> 부드럽게 피부를 확산. 대퇴 이두근 근육을 식별, 어느 측면 허벅지의 평평한 표면 근육이다바로 피부 아래에. 미세 가위를 사용하여, 근육 섬유를 따라 대퇴 이두근 근육을 분리하고 좌골 신경과 그 분지를 노출 스프링 견인기로 열기십시오. </li><li> 대퇴 이두근 근육에 즉시 깊은 좌골 신경을 식별합니다. 그것은 그것의 특성 빛나는 화이트 색상으로 식별 직경 약 0.8 mm입니다 수 있습니다. 그것은 오금의 수준에서, 경골 비골 및 비복 신경에 분기, 좌골 노치에서 무릎 실행합니다. </li><li> 부드럽게 미세 집게 봄 microdissecting 가위로 비골과 비복 신경 가지에서 경골을 분리합니다. 경골 신경 최대 규모의 지점이며 일반적으로 중앙이다. 그것은 가지를 분리하는 동안 신경을 분쇄하지 않는 것이 중요합니다. 미세 집게로 그냥 외부 adventicial 레이어에 신경을 들고, 및 신경 이완을 (가르쳤다) 유지, 신경 호감 및 견인 부상을 방지합니다. </li><li> 완전하고 지속적인 denervati에 대한에 신중 오금 혈관을 피하기 위해, 같은 원심 가능한 가위 microdissecting과 경골 신경을 잘라. 또는 2-4 주간 예상 완료 reinnervation에 일시적으로 탈 신경에 대해, 경골 신경이 단순히 절단하여 15 초 대신에 대한 미세 집게로 분쇄 할 수 있습니다. (말초 신경은 다음과 같은 부상을 자라게 및 대상 근육을 reinnervate 않습니다.) </li><li> 완전한 탈 신경이 필요한 경우, 비복근의 재 신경 분포 탈선을 방지하기 위해 5-0 Vicryl로 10-0 나일론을 다시 대략 대퇴 이두근과 대퇴 이두근 근육의 앞쪽 표면에 절단되어 경골 신경의 끝을 봉합하고 가자미근의 근육. </li><li> 실행 5-0 Vicryl 봉합사로 피부를 닫습니다. </li></ol> 3. 수술 케어 게시 <ol><li> 흡입 마취제를 끄고 있지만 산소의 흐름을 유지한다. 피하 진통 buprinorphine (또는 대체) 관리 할 수​​ 있습니다. </li><li> 더 깨끗하고 케이지에 마우스를 전송하지침구 마취에서 깨어있는 동안. ambulating까지 케이지 내에서 직접 관찰 아래 온난화 담요에 보관하십시오. </li><li> 충분한 부드러운 침구 연약한 바닥 케이지 전송 및 집 (하지 선). </li><li> 욕창 발 뒤꿈치 궤양이나 씹는 증거의 개발을위한 수술 상처 다리의 조건을 매일 수술 다리를 검사합니다. 사소한 문제는 국소 항생제 나 proviodine 등의 방부제로 관리 할 수​​ 있습니다. 동물의 안락사를 요구하는 엔드 포인트 지표는 체중 감소, 가난한자가 치료의 증거 (뻗치고 모피) 및 구부리고 자세입니다. 또한, 중상 중단 또는 국소 항생제로 1-2주에서 치료 또는 고통을 가지고 나타나지 않는 궤양 동물 희생해야한다. </li></ol> 4. Denervated 비복근과 가자미근 근육 수확 <ol><li> 원하는 수술 시점에서, CO 2 과다와 마우스와 희생의 무게. </li><li> 모두의 내측 측면을 면도수술 및 반대측 제어 다리와 알코올로 청소하십시오. 운영 또는 해부 현미경 마우스를 놓고, 또는 양자 택일 확대를위한 수술보기 루페를 사용합니다. </li><li> 수술 사지에 무릎 발목에서 메스와 원주 발목 주위와 내측 종아리 피부를 절개. 부드럽게 근육을 끄고 근위부 허벅지를 향해 집게로 피부를 잡아 당깁니다. 이 다리의 모든 근육을 노출합니다. 무릎에서 다리의 후방 측면의 발목을 실행하고 피부 바로 아래 자리 잡고 종아리 근육 인 비복근을 확인합니다. 무릎의 내측 측면의 비복근 근육 근위 대퇴 이두근 근육의 말초 삽입을 확인합니다. 의 말초 삽입시 대퇴 이두근 얇고 엷은 껍질 나타나는 비복근의 가장 근위부 위에 놓. 가위 무딘 끝 절개를 사용하여 부드럽게 가스 대퇴 이두근의 원심 삽입을 분리trocnemius 근육. </li><li> calcaneous으로는 말초 삽입시, 비복근 근육이 아킬레스 건에 테이퍼. 흰색과 힘찬 나타나는 아킬레스 건을 확인합니다. 보류 또는 비복근 근육을 분쇄 않도록주의하면서, 집게와 아킬레스 건을 잡고 가위를 사용하여 종골 삽입에서 아킬레스 건을 나눕니다. </li><li> 아직도 힘줄을 잡고 조심스럽게 무릎에서 그 기원으로 말초 삽입 (가자미근이 별도로 수확 할 수있다)에서, 깊은 가자미근 (깊은 적색) 떨어져 비복근 (엷은 홍색)를 들어 올립니다. </li><li> 가위를 사용하여 내측 및 외측 대퇴골 chondyles에서 비복근의 출처를 나누어 다리 해제 비복근을 해부하다. 근육이 매우 부드러운 견인이 프로세스를 용이하게합니다. 근육을 분쇄하지 않도록주의해야합니다. </li><li> 가자미근 지금 바로 비복근의 사이트에서 노골적으로 표시됩니다. 에 아킬레스의 힘줄의 삽입에서 가자미근을 들어 올려 그 또는후방 종아리에이긴. 가자미근이 실수 비복근 제기되는 경우, 조심스럽게 수확 한 시료에서 분리합니다. 비복근 (밝은 빨강)과 가자미근 (진한 빨강)의 색깔의 차이로 인해 수확 시편 쉽게 식별 남아 있습니다. </li><li> 정밀 저울에 별도로 근육 무게. </li><li> (이후 단백질 및 / 또는 RNA 추출을위한) 액체 질소 스냅 냉동, 수직 절반 근육을 분리하고, 조직학 (즉, 형태 학적 평가, immunohistology)에 대한 반 이소 펜탄 10 포르말린 %, 또는 냉동 고정에 하나 고정은 액체 질소로 냉각 원하는대로. </li><li> 제어 비복근과 가자미근의 근육을 수확하는 컨트롤 위의 단계 4.3, 유엔 운영 측면에서 반복합니다. </li></ol>

<ol>
	<li>Fu, S. Y., Gordon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contributing+factors+to+poor+functional+recovery+after+delayed+nerve+repair:+prolonged+denervation.">Contributing factors to poor functional recovery after delayed nerve repair: prolonged denervation.</a> J. Neurosci. 15, 3886-3895 (1995).</li><li>Kobayashi, J., Mackinnon, S. E., Watanabe, O., Ball, D. J., Gu, X. M., Hunter, D. A., Kuzon, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+duration+of+muscle+denervation+on+functional+recovery+in+the+rat+model.">The effect of duration of muscle denervation on functional recovery in the rat model.</a> Muscle Nerve. 20, 858-866 (1997).</li><li>Bain, J. R., Veltri, K. 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J., North, M. L., Ward, A., Ward, M., Khanna, N., Correa, J., Scott, J. A., Batt, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypertrophic+airway+smooth+muscle+mass+correlates+with+increased+airway+responsiveness+in+a+murine+model+of+asthma.">Hypertrophic airway smooth muscle mass correlates with increased airway responsiveness in a murine model of asthma.</a> Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 46, 532-540 (2012).</li><li>Bain, J. R., Mackinnon, S. E., Hunter, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+evaluation+of+complete+sciatic,+peroneal,+and+posterior+tibial+nerve+lesions+in+the+rat.">Functional evaluation of complete sciatic, peroneal, and posterior tibial nerve lesions in the rat.</a> Plast. Reconstr. Surg. 83, 129-138 (1989).</li><li>Hare, G. M., Evans, P. J., Mackinnon, S. E., Best, T. J., Midha, R., Szalai, J. P., Hunter, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Walking+track+analysis:+utilization+of+individual+footprint+parameters.">Walking track analysis: utilization of individual footprint parameters.</a> Ann. Plast. Surg. 30, 147-153 (1993).</li><li>McLean, J., Batt, J., Doering, L. C., Rotin, D., Bain, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+rate+of+nerve+regeneration+and+directional+errors+after+sciatic+nerve+injury+in+receptor+protein+tyrosine+phosphatase+sigma+knock-out+mice.">Enhanced rate of nerve regeneration and directional errors after sciatic nerve injury in receptor protein tyrosine phosphatase sigma knock-out mice.</a> J. Neurosci. 22, 5481-5491 (2002).</li><li>Richner, M., Bjerrum, O. J., Nykjaer, A., Vaegter, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+spared+nerve+injury+(SNI)+model+of+induced+mechanical+allodynia+in+mice.">The spared nerve injury (SNI) model of induced mechanical allodynia in mice.</a> J. Vis. Exp. (54), e3092 (2011).</li><li>Rogoz, K., Lagerstrom, M. C., Dufour, S., Kullander, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VGLUT2-dependent+glutamatergic+transmission+in+primary+afferents+is+required+for+intact+nociception+in+both+acute+and+persistent+pain+modalities.">VGLUT2-dependent glutamatergic transmission in primary afferents is required for intact nociception in both acute and persistent pain modalities.</a> Pain. 153, 1525-1536 (2012).</li><li>Thornell, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sarcopenic+obesity:+satellite+cells+in+the+aging+muscle.">Sarcopenic obesity: satellite cells in the aging muscle.</a> Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 14, 22-27 (2011).</li></ol>

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

탈 신경에 의한 근육 위축의 경골 신경 절개 모델 쥐에서 일반적으로 채택하고 잘 검증 된 모델입니다. 우리는 조사가 유전자 조작 생쥐의 존재를 활용하고 근육 질량 7,8의 규제에 중요한 단백질의 부재에서 생체 내에서 근육 위축의 과정을 연구 할 수 있도록 마우스의 사용이 모델을 채택했다. 비복근과 가자미근의 근육이 모델에 denervated 모두, 따라서 이후의 분자 분석을위한 우?...

외상성 말초 신경 손상, 질병이나 약물의 개입에 의한 골격근 탈 신경, 근육의 자발적 수축 기능의 즉각적인 손실됩니다. 근육 병용 위축으로 시작하고 적시에 양질의 reinnervation 1,2가 발생했을 경우이 위축 가역적이다. reinnervation의 부재에서, 근섬유의 위축이 진행하고, 근육에 돌이킬 수없는 생물학적 변화는 근육의 섬유화 및 근섬유의 죽음으로 발생합니다. 여기에서 우리는 쥐의 경골 신경 절개 모형, 탈 신경 유도 된 근육의 위축과 섬유화의 모델을 보여줍니다. 이 모델은 비복근과 가자미근의 근육 생체 내에서 근육 위축의 기초, 생리 세포 및 분자 생물학적 메커니즘을 연구하는 과학자들 수 있습니다. 역사적 쥐에서 주로 사용하지만, 녹아웃 특히 유전자 변형 마우스 라인이 모델의 최근 응용 프로그램은 연구자가 자신의 역할을 평가할 수 있습니다생체 내 유도, 개발 및 유지 보수, 또는 양자 택일의 해상도, 근육 위축 및 섬유화에 대한 관심의 특정 단백질 (들). 경골 신경 쥐 뒷다리의 혼합 모터 감각 말초 신경이며, 좌골 신경의 세 단자 가지 중 하나입니다. 경골 신경의 절개 비복근, 가자미근과 plantaris 근육 (및 후방 경골근, 굴근 digitorum의 롱 및 굴근 hallicus의 롱 등 다리의 세 개의 작은 깊은 굴곡 근육) denervates, 그리고 쥐 3,4에서 잘 표준화되고 검증 된 모델입니다 . 비복근과 가자미근의 근육은 쉽게 경골 신경 절개, 고정 공부의 목적을 위해 근육 RNA와 단백질의 추출 냉동 근육 조직학과 근육 섬유 morphometrics, 또는 플래시의 평가를위한 처리, 예를 들면 게시, 연속 시간 지점에서 해부 할 수 있습니다 근육 위축을 조절하는 세포 신호 전달 네트워크. GAstrocnemius 근육이 혼합 된 섬유 형 근육 (유형 I 및 유형 II, 주로 유형 II 있지만)과 가자미근 근육함으로써 평가 5,6에 대한 빠르고 느린 모두 트 근육을 제공하는 타입 I 섬유의 큰 비율로 구성되어 있습니다. 경골 신경 절개 모델 (개월 주) 단기 (일) 7 및 장기 모두 4.8에서 탈 신경에 의한 근육 위축의 과정을 공부 적합합니다. 좌골 신경 절개 모델 (일반적으로 설치류에 사용되는 탈 신경에 의한 근육 위축의 두 번째 모델)과 대조적으로, 경골 신경 절개가 더 매력적인 모델을 만들고, 동물 덜 사망률을 유도합니다. 경골 신경의 절개가 좌골 신경의 비골과 비복 신경 분기는 그대로 유지하는 반면 좌골 신경의 절개 따라서 보존, 2 ambulate하는 동물의 능력을 저해, 다리 (무릎 아래)과 다리의 모든 근육을 denervates그들의 목표 근육과 감각 지역. 마우스 발바닥 플렉스 할 수 없습니다 또는 발 반전이지만, 쉽게 ambulate 할 수 있으며 무게는이를 크게 모델의 사망률을 감소, 양쪽 뒷다리에 동등하게 부담. 걷는 패턴을 평가하는 보행 분석 연구는 경골과 좌골 신경 손상에 따라 쥐에서 수행 공간과 무게를 베어링 더 경골 부상 9,10으로 유지되고 있음을 입증.되었습니다 연구 설계 3 필요한 경우, 또한, 경골 신경 절개 모델에서, 비골 신경은 나중에 지점에서 동원 할 수 있으며, 지연 reinnervation의 소스로 전송. 반면, 좌골 신경의 절개 모델에서 지연 reinnervation은 매우 크게 모델의 기술적 어려움을 증가하고 숙련 된 외과 의사에 그것의 사용을 제한, 좌골 신경 적자에 신경 이식의 사용을 필요로한다. 동안 경골 신경 절개 모델 연구이 innervates 경골 신경 및 종아리 근육을 모두 동물 수술 불임 수술 기법 연산자의 친숙 함을 equires 외과하지 않거나 매우 동물의 수술 경험이 개인이 쉽게이 모델을 마스터 할 수 있도록, 조작 쉽게 접근하고 식별 할 수 .

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

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

경골 신경 절개 모델은 설치류에서 탈 신경에 의한 근육의 위축, 잘 용납 검증 및 재현성 모델입니다. 원래 개발 및 큰 크기로 인해 쥐에서 광범위하게 사용되지만, 생쥐의 경골 신경은 좌골 신경의 비골과 비복 신경 가지가 손상함으로써 유지 떠나는 쉽게 호감이나 절개하거나 조작 할 수있는 충분히 큰 그들의 목표 근육. 따라서,이 모델은 좌골 신경의 절개 모델보다 이환율과 보행의 장애를 유도하는 장점을 제공하고 또한 연구자들은 유전자 조작 생쥐의 근육 위축의 과정을 조절, 생리 세포 및 분자 생물학적 메커니즘을 연구 할 수 있습니다. 경골 신경 비복근, 가자미근과 plantaris 근육을 공급, 그래서 그 절개 빠른 트 유형 II 섬유 및 / 또는 속도가 느린 트 타입으로 구성 denervated 골격 근육의 연구를 허용 I섬유. 여기에서 우리는 C57Black6 마우스의 경골 신경 절개 모델을 보여줍니다. 우리는 파라핀 조직 학적 부분에 근육 무게와 섬유 유형별 단면적을 측정하여 1, 2에서 대표적인 근육으로 비복근 근육의 위축을 평가하고, 4 주 후 탈 신경은 빠른 트 마이 오신에 대한 면역 염색.

<html> 경골 신경 절개는 비복근, 가자미근과 종아리의 plantaris 근육을 denervates. 여기에 우리가 대표하는 근육으로, 비복근 근육 위축의 발전을 평가합니다. 비복근의 근육은 1, 2, 4 주 동안 denervated 2-3개월 이전 C57Black 6 마우스 (잭슨 연구소)에서 수확했다. 근육의 무게는 점차적으로 시간이 지남에 따라 유형 II 빠른 트 위치 근육 섬유 (그림 2)의 단면적 않습니다 (그림 1) 감?...

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

경골 신경 절개 모델은 골격 근육 위축, 잘 용납 검증 및 재현성 모델입니다. 모델 수술 프로토콜은 C57Black6 마우스에 설명 설명된다.

경골 신경 절개 - 마우스의 탈 신경에 의한 골격근의 위축에 대한 표준 모델

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

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

Research

JoVE Journal

Medicine

24.2K 조회수.  St Michaels Hospital.  경골 신경 절개 모델은 골격 근육 위축, 잘 용납 검증 및 재현성 모델입니다. 모델 수술 프로토콜은 C57Black6 마우스에 설명 설명된다. 

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Skeletal Muscle Gender Dimorphism from Proteomics

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

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

Proteomics에서 골격근 성별 동종 이형

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

연구

의학

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

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

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

루게릭 병의 진단에 해리 고유 손 근육 위축의 유틸리티

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

The Sciatic Nerve Cuffing Model of Neuropathic Pain in Mice

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

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

마우스의 신경 병증 성 통증의 좌골 신경의 바지를 접 모델

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

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

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

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

마우스의 얼굴 신경 Axotomy : 부상으로 운동 신경 응답을 연구하는 모델

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

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

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

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

마우스의 압력 과부하 모델을 사용하여 관상 동맥 흐름 및 관상 동맥 흐름 준비 제도 이사회의 초음파를 바탕으로 평가

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

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

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

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

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

사람의<em&gt; 광근의 Lateralis</em&gt; 웨일 - Blakesley Conchotome를 사용하여 골격 근육 생검

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

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

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

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

돼지 Tibial Allotransplantation 외과 신생: 새로운 큰 동물 뼈 나가도록 복합 Allotransplantation 모델

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

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

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

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

마우스 골격 근육 형태와 섬유 형 구성의 반 자동화 된 분석

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

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

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

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

Endochondral 골절 표준화 된 Biomechanical 조건 하에서 쥐에서 치유를 분석 하는 최소 침 습 모델

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

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

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

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

비-침략 적 쥐에서 Dorsiflexor 근육 기능 평가

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