Name: adapting human videofluoroscopic swallow study methods to detect and characterize dysphagia in murine disease models
Uploaded: 2015-03-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 32 s
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We graciously thank additional members of the Lever Lab who contributed to data collection (Andries Ferreira, Danarae Aleman, Alexis Mok, Kaitlin Flynn, Elizabeth Bearce, and Matan Kadosh) and manuscript review (Andries Ferreira, Rebecca Schneider, and Kate Robbins). We also acknowledge Roderic Schlotzhauer and Edwin Honse from the MU Physics Machine Shop for their design input and fabrication of the rodent observation tubes used in this study. We are especially appreciative of Malea Jan Kunkel (Radiology Supervisor in the Veterinary Medicine and Surgery Department at the University of Missouri - College of Veterinary Medicine) and Jan Ivey (Manager of the Research Animal Cath Lab at the University of Missouri - School of Medicine) for demonstrating constant patience and motivation while operating the high energy fluoroscopes as we developed the murine VFSS protocol. Funding sources for this study included NIH/NIDCD (TE Lever), NIH/NINDS (GK Pavlath), Otolaryngology &#8211; Head and Neck Surgery start-up funds (TE Lever), MU PRIME Fund (TE Lever), Mizzou Advantage (TE Lever), and the MU Center on Aging (TE Lever).

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연하 곤란은 (손상을 삼키는) 모든 연령대의 사람들에 영향을 미치는 수많은 건강 상태의 일반적인 증상이다. 예로는 뇌졸중, 파킨슨 병, 알츠하이머 병, 뇌성 마비, 근 이영양증, 근 위축성 측삭 경화증 (ALS), 배튼 병, 두 경부암, 조산 및 고급 노화를 포함한다. 연하 곤란은 매우 일반적으로 세균을 함유 한 식품 / 액체 / 침이 폐에 1-4로 흡입 될 때 개발 심한 영양 실조 나 폐렴의 결과로, 사망률과 상관 관계가있다. 이 쇠약과 생명을 위협하는 건강 상태는 미국에서 1500 만 명 이상이 매년 혼자 3에 영향을 미칩니다. 높은 유병률과 관련된 부정적인 결과에도 불구하고, 연하 장애에 대한 현재의 치료 방법은 자세의 변화 (예를 들어, tucki, (오히려 치료보다) (특정 음식 / 액체 일관성을 피하고, 예를 들면) 다이어트 수정과 같은 접근 완화로 제한됩니다삼키는 턱), 모터 접근법 (예를 들어, 구강, 인두의 근육을 대상으로 연습, 후두), 감각 접근법 (예를 들어, 구현 향기, 온도 및 / 또는 기계적 자극) 및 튜브 먹이 겨 (예, 영양 수화는 비위 (NG) 튜브 또는 경피적 내시경 위루 (PEG) 튜브)를 통해 관리. 이러한 치료는 단순히 오히려 문제의 근본 원인을 대상으로보다 같은 증상 치료를 제공합니다. 사실, 연하 장애에 대한 소설, 효과적인 치료법의 발견에 큰 장벽은 각 질환에 대한 가능성이 다른 책임 병리 메커니즘의 제한된 과학적 지식이다. 연하 장애의 진단은 주로 또한 수정 된 바륨 제비 연구로 알려진 videofluoroscopic 삼키는 연구 (VFSS)라는 방사선 절차를 사용하여 이루어진다. 지난 30 플러스 년 동안,이 진단 테스트는 EV의 황금 표준을 고려하고있다제비 기능 5-7 aluating. 이 검사는 일반적으로 황산 바륨이나 8,9 iohexol 10, 환자가 앉아 있거나 자발적 식품 및 경구 조영제와 혼합 액체 일관성을 섭취하는 동안 형광 투시 장치의 X 선 빔의 경로 내에 서 갖는 수반한다. 환자가 삼킨 것처럼 위장 입에서 여행하는 동안, 음식 및 조영제를 함유 액은 컴퓨터 모니터를 통해 실시간으로 알 수있다. 연부 조직 구조도 볼 수 있으며 구조화하는 상대와 기능을 평가 될 수있다. 환자는 연하 장애의 존재와 정도를 정량화 후속보기 및 프레임 별 분석을 위해 녹화 된 영상입니다, 모두 각각의 음식과 액체 일관성 여러 제비를 수행하라는 메시지가 표시됩니다. 연하의 다양한 생리 학적 구성 요소는 일반적으로 laryn의 인두 및 식도, 범위와 기간을 통해 해부학 인두 제비의 트리거 포인트, 일시 통과 시간으로, 분석geal 고도, 위치 및 사후 제비 잔류의 양, 그리고 발생 및 포부 7,11에 대한 생리 학적 이유. 인간의 VFSS 프로토콜의 양상은 최근에 자유롭게 행동 쥐를 공부하도록 하였다 쥐 12을 테스트하는 동안 뷰의 videofluoroscopic 필드에 남아 있지 않았기 때문에 그러나, 결과는 제한되었다. VFSS 이전에 마우스를 시도되지 않았습니다. 마우스 및 래트와 함께 사용하기위한 휴먼 VFSS 프로토콜의 성공적인 적응은 현존하는 뮤린 (마우스 및 래트) 인간 연하 장애를 일으키는 것으로 공지 된 질환의 모델 수백 조사 연구 신규 한 방법을 제공하는 것이다. 이 새로운 방법 (이제부터는 쥐 VFSS로 함) 따라서 병적이다 근육, 신경 및 뇌 조직 내에서 기본이되는 신경 생리 학적 메커니즘을 조사하고 연하 곤란에 기여 적합 연하 곤란의 쥐 모델의 식별 및 검증을 촉진 i입니다n 개의 인간. 또한, 쥐 VFSS는 제비 기능 / 직접 인간과 비교 될 수있는 장애의 객관적인 측정 (바이오 마커)의 식별을 허용합니다. 이러한 크로스 종 videofluoroscopic 바이오 마커는 더 나은 사람들과 임상 시험에 번역 것 마우스 및 쥐와 임상 시험에서 치료 효과를 정량화하는 등 새로운 결과 측정 서비스를 제공 할 수있다. 이를 위해, 쥐의 VFSS 프로토콜은 ~ 성별에 100 마우스를 사용하여 설립되었다. 모든 마우스는 C57 또는 하이브리드 C57 / SJL 균주를했다. C57 / SJL 트랜스 제닉 SOD1-G93A (또는 SOD1) 마우스, ALS 중 가장 널리 사용되는 동물 모델의 콜로니에 대한 배경 균주이었던 반면 C57 마우스를 유 전적으로 변경되지 않았다. SOD1 식민지 형질 전환 (즉, ALS-영향) 마우스와 비 형질 (즉, 영향을받지) 한배 새끼의 대략 50 대 50으로 혼합했다. 쥐 VFSS 프로토콜은 다음과 같은 세 가지 요소로 구성 <ol><lI&gt; 투시 기계 내에서 밀폐 된 공간에서 무제한 서있는 동안 자발적 공급 및 삼키는 수 있도록 맞춤 설계 관찰 실, </li><li> 경구 조영제의 혐오 맛 / 냄새 마스크 연하의 적절한 시각화를 허용하기에 충분한 radiodensity을 생산 조리법, </li><li> 동물의 준수를 극대화 단계별 시험 프로토콜은 전체 테스트 시간과 방사선 노출을 최소화하고 (즉, 구강, 인두, 식도)을 삼키는의 각 단계에 대한 몇 가지 제비 매개 변수의 정량화를 허용합니다. </li></ol> 결합 효과는 전형적인 먹이와 마우스의 삼키는 행동의 평가를 허용하는 편안하고, 낮은 스트레스, 자기 먹이 시험 환경을 생성합니다.

<table><tbody><tr><td>Polycarbonate tubing for observation chambers</td><td>McMaster-Carr</td><td>3161T41</td><td>Body of observation tubes, 2&quot;X2&quot; diameter, 0.080&quot; thick wall</td></tr><tr><td>Polycarbonate sheet&amp;nbsp; for observation chambers</td><td>McMaster-Carr</td><td>9115K71</td><td>End-caps for observation tubes, 2&quot;x12&quot;x3/4&quot;</td></tr><tr><td>Polycarbonate sheet&amp;nbsp; for observation chambers</td><td>McMaster-Carr</td><td>8574K281</td><td>Peg-bowls for observation tubes</td></tr><tr><td>Silicone O-rings&amp;nbsp; for end-caps of observation chambers</td><td>McMaster-Carr</td><td>9396K108</td><td>S1138 AS568-029, pack of 25&lt;br/&gt; http://www.mcmaster.com/#o-rings/=t0wt5r&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Silicone stoppers for observation chambers</td><td>McMaster-Carr</td><td>2903K22</td><td>Package of 10 stoppers to plug the oval opening in the top of the observation chamber when using a peg-bowl&lt;br/&gt; http://www.mcmaster.com/#catalog/120/3803/=t0y5at</td></tr><tr><td>Centrifuge tubes for sipper tube bottles</td><td>Evergreen Scientific</td><td>222-3530-G80</td><td>30 ml freestanding centrifuge tubes, with caps, sterile&lt;br/&gt; https://www.evergreensci.com/labware-catalog/tubes-and-vials/30-and-50-ml-centrifuge-tubes/&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Silcone stoppers for sipper tube bottles</td><td>Saint-Gobain Performance Plastics</td><td>DX263031-10&amp;nbsp;</td><td>Number 31D, size: 26 mm bottom, 32 mm top, 30 mm high; 10 pack;&amp;nbsp;&lt;br/&gt; http://www.labpure.com/en/Products.asp?ID=179&amp;amp;PageBrand=STOPPERS</td></tr><tr><td>Stopper borers for sipper tube bottles</td><td>Thomas Scientific</td><td>3276G40</td><td>Cork Borer Set that ranges from 3/16-15/16 inch&amp;nbsp;&lt;br/&gt; http://www.thomassci.com/Supplies/Corks/_/CORK-BORER-SET-316-1516-IN?q=Humboldt</td></tr><tr><td>Drinking tubes for sipper tube bottles</td><td>Ancare</td><td>TD-100&amp;nbsp;</td><td>2 1/2&amp;rdquo; long drinking tubes with 5/16&amp;rdquo; opening, straight ball-spout&lt;br/&gt; http://www.ancare.com/products/watering-equipment/open-drinking-tubes/straight-tubes-ball-point&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Iohexol for making oral contrast agent solution</td><td>GE Healthcare</td><td></td><td>350 mg iodine per ml&lt;br/&gt; http://www3.gehealthcare.com/en/products/categories/contrast_media/omnipaque&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Chocolate syrup for flavoring oral contrast agent</td><td>Herseys</td><td></td><td></td></tr><tr><td>10 ml syringe for syringe delivery system</td><td>Becton, Dickinson and Company</td><td>309604</td><td>Luer lock tip syringe without needle, 100 per box&lt;br/&gt; http://www.bd.com/hypodermic/products/syringeswithoutneedles.asp</td></tr><tr><td>Catheter tubing for syringe delivery system</td><td>Becton, Dickinson and Company</td><td>427451</td><td>Polyethylene Tubing (Non-Sterile) (PE 240) 100&#039;&lt;br/&gt; http://www.bd.com/ds/productCenter/427451.asp&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Needle for syringe delivery system</td><td>Becton, Dickinson and Company</td><td>427560</td><td>15-gauge needle, fits into PE 240 catheter tubing&lt;br/&gt; http://www.bd.com/ds/productCenter/427560.asp&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Delrin acetal resin rod for syringe delivery system</td><td>McMaster-Carr</td><td>8576K15</td><td>1/2 inch diameter, black&lt;br/&gt; http://www.mcmaster.com/#catalog/120/3609/=t0wvaf&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Acrylic sheeting for scissor lift</td><td>Ponoko</td><td></td><td>Laser cut&lt;br/&gt; http://www.ponoko.com&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>3D printed ABS frame</td><td>Engineering Rapid Prototyping Facility, University of Missouri</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Brass rods for scissor lift</td><td>Amazon</td><td>TTRB-03-12-03</td><td>made into axles&lt;br/&gt; http://www.amazon.com/Brass-Seamless-Round-Tubing-Length/dp/B000FN898M</td></tr><tr><td>Drawer slide for scissor lift</td><td>Richelieu</td><td>10292G116</td><td>Attaches to base of scissor lift&lt;br/&gt; http://www.lowes.com/pd_380986-93052-T35072G16_0__?productId=50041754</td></tr><tr><td>28BYJ-48 stepper motor for scissor lift</td><td></td><td></td><td>2 each</td></tr><tr><td>ULN2003 Darlington transistor array for scissor lift</td><td>Toshiba</td><td>ULN2003APG</td><td>Used as stepper drivers (2 each)</td></tr><tr><td>ATTINY85 microcontroller for scissor lift</td><td>Atmel</td><td>ATTINY85-20PU</td><td>2 each&lt;br/&gt; http://www.taydaelectronics.com/attiny85-attiny85-20pu-8-bit-20mhz-microcontroller-ic.html</td></tr><tr><td>Nylon spur gear</td><td>McMaster-Carr</td><td>57655K34</td><td>2 each&lt;br/&gt; http://www.mcmaster.com/#57655k34/=t0yaqz</td></tr><tr><td>Nylon spur gear rack</td><td>McMaster-Carr</td><td>57655K62</td><td>2 each&lt;br/&gt; http://www.mcmaster.com/#57655k62/=t0ybh9</td></tr><tr><td>4-40 nylon machine screws</td><td>McMaster-Carr</td><td>95133A315</td><td>Lift assembly&lt;br/&gt; http://www.mcmaster.com/#95133a315/=t0yd8q</td></tr><tr><td>4-40 nylon hex nuts</td><td>McMaster-Carr</td><td>94812A200</td><td>Lift assembly&lt;br/&gt; http://www.mcmaster.com/#94812a200/=t0ye29</td></tr><tr><td>Buna-N O-Ring AS568A Dash No. 104</td><td>McMaster-Carr</td><td>9452K318</td><td>Lift assembly&lt;br/&gt; http://www.mcmaster.com/#9452k318/=t0yem7</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

adapting human videofluoroscopic swallow study methods to detect and characterize dysphagia in murine disease models

이 연구는 번역 연하의 연구를 촉진하기위한 목적으로 쥐 질병 모델에 사용 연구 (VFSS) 방법을 삼키는 인간 videofluoroscopic 적응. 성공적인 결과는 세 가지 중요한 구성 요소에 따라 달라집니다 : 밀폐 된 공간에서 무제한 서있는 동안 자기 먹이를 허용 시험 챔버, 시판되는 경구 조영제의 혐오 맛 / 냄새 마스크 조리법 및 단계별 시험 프로토콜이 제비 생리학의 정량화를 허용합니다. 이들 성분 중 하나 이상의 제거는 연구 결과에 불리한 영향을 미칠 것이다. 또한, 투시 시스템의 에너지 레벨 능력 조사 될 수있는 삼 파라미터 결정한다. 대부분의 연구 센터는 마우스 및 기타 소형 설치류를 테스트 할 때 매우 열악한 화질을 사람과 더 큰 동물에 사용하기 위해 설계 높은 에너지 fluoroscopes 있습니다. 이러한 한계에도 불구하고, 우리는 일곱 VFS를 확인했다뮤린 VFSS 새로운 프로토콜과 결합하여 높은 에너지 투시기를 사용하는 경우 마우스에서 일관 계량화 S 파라미터. 우리는 최근 마우스 및 기타 작은 설치류와 함께 사용하도록 설계된 매우 높은 해상도와 결상 배율 기능 저에너지 투시 시스템을 획득. 새로운 뮤린 VFSS 프로토콜과 함께이 새로운 시스템을 사용하여 예비 작업은, 종래의 (즉, 높은 에너지)를 사용하여 얻어진 두 배에 가까운 수인, 마우스에서 일관 계량화 13 삼키기 매개 변수를 확인 하였다 fluoroscopes. 우리는이 새로운 시스템의 성능을 최적화하는 등의 추가 스왈 파라미터 식별 예상된다. 결과는 지금까지 검출하고 뮤린 질병 모델을 조사하는 고 에너지 fluoroscopes 사용시 간과 될 수 스왈 생리학의 미묘한 변화를 정량화하는 저에너지 투시 시스템을 사용의 유용성을 입증한다.

우리는 성공적으로 테스트 자체 공급을 허용 챔버, 경구 조영제를 조미료 조리법, 그리고 제비 생리학의 정량화를 허용하는 단계별 시험 프로토콜을 포함하는 소설과 복제 쥐의 특정 VFSS 프로토콜을 설계했다. 투시 시스템의 에너지 준위 능력 파라미터 마우스에서 조사 될 수있는 삼 결정. 우리는 처음에 사람들과 더 큰 동물과 함께 사용하도록 설계 높은 에너지 fluoroscopes을 사용 (예를 들어, GE Advantx, 9600 GE OEC, 오메가 심장 캐서린 CS-25, 초당 30 프레임의 각). 그러나, 이러한 시스템은 동물 채우는 시야의 작은 부분만을 초래되는 검사 생쥐 불충분 배율 기능을 가지고 (그림 9). 결과적으로, 화질이 불가능 삼키는기구의 대부분 구조를 시각화 렌더링 매우 불량 하였다. 이러한 한계에도 불구하고, 우리는 7 목적 VFS를 확인S는 새로운 뮤린 VFSS 프로토콜 (표 3)과 함께 통상의 (즉, 높은 에너지) 투시기를 사용할 때 쥐 일관 정량화 하였다 파라미터 삼키기. 또한, 우리는 고령 (&gt; 18 개월) 및 말기 ALS의 조건 vallecular의 건강한 성인 마우스에 삼키는에 대한 해부학 적 트리거 포인트와 같은 공간 (나이 3-17 개월),뿐만 아니라 쥐를 확인했다. <img alt="그림 9" src="/files/ftp_upload/52319/52319fig9highres.jpg" width="650" /> 그림 9 :. 고 에너지 투시 시스템 왼쪽 : 고 에너지 (즉, 기존의) 투시 시스템을 사용하여 얻은 마우스의 대표 이미지입니다. 마우스함으로써 이미징 설치류에 대한 기존의 fluoroscopes의 부족 확대 기능을 보여주는 뷰의 투시 필드의 작은 부분을 채우고 있습니다. 오른쪽 : 같은 이미지 확대 후 captu비디오 편집 소프트웨어 프로그램을 사용하여 재. 검은 색 화살표 : 트리거 포인트 (valleculae)를 삼킬. 흰색 화살표 :. 식도에 루스, GE 접합 (흰색 별표)를 통과 직전에 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52319/52319fig9highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> 제비 파라미터 </td><td style="width:140px"> 고 에너지 시스템 </td><td style="width:140px"> 낮은 에너지 시스템 </td></tr><tr><td> 간 제비 간격 (ISI) </td><td> 엑스 </td><td> 엑스 </td></tr><tr><td> 턱 관광 요금 (핥아 비율과 동일) </td><td> 엑스 </td><td> 엑스 </td></tr><tr><td> 턱 관광 거리 </td><td> 엑스 </td><td> 엑스 </td></tr><tr><td> 릭 - 제비 비율 </td><td> 엑스 </td><td> 엑스 </td></tr><tr><td> 제비 평가 </td><td> 엑스 </td><td> 엑스 </td></tr><tr><td> PharyngEAL 배송 시간 (PTT) </td><td></td><td> 엑스 </td></tr><tr><td> 인두를 통해 일시 속도 </td><td></td><td> 엑스 </td></tr><tr><td> 식도 배송 시간 (ETT) </td><td></td><td> 엑스 </td></tr><tr><td> 식도를 통해 일시 속도 </td><td></td><td> 엑스 </td></tr><tr><td> 인두 및 식도를 통해 러스 속도 </td><td> 엑스 </td><td> 엑스 </td></tr><tr><td> 루스 지역 </td><td></td><td> 엑스 </td></tr><tr><td> 인두 잔류 영역 </td><td></td><td> 엑스 </td></tr><tr><td> 액체의 볼륨 소비 </td><td> 엑스 </td><td> 엑스 </td></tr></tbody></table> 표 3 : 낮은 에너지 투시 시스템 대 높은 사용하여 매개 변수 계량화을 삼켜. 우리는 최근 낮은 에너지 확대 투시 시스템이 구체적으로 사용하기 위해 우리가 실험실 위해 설계되었습니다 LabScope (글렌 브룩 기술, 랜돌프, 뉴저지)라고 획득마우스 및 다른 작은 설치류 (그림 10). 그러나,이 시스템의 배율보다 현저 수준은 불가능 하나의 뷰 필드에서 마우스의 전체 삼키는기구를 볼 렌더링. 그림 11. 위치 1을 허용 전체 머리의 시각화 및 근위 흉부 지역과 같이 대신, 두 개의 테스트 위치가 필요합니다. 이 위치는 연하의 구강 및 인두 단계를 평가하는 것이 필요하다. 위식도 (GE) 접합에 제비 트리거 포인트 (즉, valleculae)에서 위치이 허가 시각화. 이 위치는 연하의 식도 단계를 평가하는 것이 필요하다. 새로운 뮤린 VFSS 프로토콜 조합 LabScope를 이용한 예비 작업은 높은 에너지 (즉, 종래의) fluoroscopes (표 3)을 사용하여 얻어진 두 배에 가까운 수인, 마우스에서 일관 계량화 13 대물 삼키기 매개 변수를 확인 하였다. 이 오<html> 예를 들어, 설골, 기관 및 경추 : utcome은 기존의 체제를 사용하는 경우 기본적으로 눈에 보이지 않는이었다 다수의 해부학 적 구조의 시각화 수 있습니다 LabScope, (그림 12)의 고급 확대 기능에 기인한다. 그 결과, 우리는 또한 후두 침투와 열망의 증거 동영상을 분석 할 수 있었다. 어느 침투도 포부에 관계없이 건강이나 질병 상태의, 본 연구의 모든 마우스에서 관찰되었다. <img alt="그림 10" src="/files/ftp_upload/52319/52319fig10highres.jpg" width="650" /> 그림 10 :. LabScope 왼쪽 : LabScope 작은 동물 용 데스크톱 형광 투시경으로 수행한다. 오른쪽 : 레이블 구성 요소 LabScope의 근접 촬영보기. 가위 리프트 테이블 뷰의 형광 투시경 필드 내에서 관찰 실을 위치입니다.<html> tp_upload / 52319 / 52319fig10highres.jpg &quot;대상 =&quot;_ 빈 &quot;&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 11" src="/files/ftp_upload/52319/52319fig11highres.jpg" width="650" /> 도 11 :. 저에너지 투시 시스템을 사용하여 수득 된 마우스의 저에너지 투시 이미지 시스템. 고배율 기능은 뷰의 투시 분야 내에서 전체 제비 메커니즘의 시각화를 방지합니다. 왼쪽 : 위치 1 - 전체 머리와 근위 흉부 영역의 시각화를 허용합니다. 제비 트리거 포인트 (검은 색 화살표)은 본질적으로 시야 내에서 중심. 오른쪽 : 위치 2 - GE 접합 (흰색 별표)에 제비 트리거 포인트 (검은 색 화살표)에서 허가 시각화. 식도 (흰색 화살표)를 통과하는 알약을합니다.<html> g11highres.jpg &quot;대상 =&quot;_ 빈 &quot;&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 12" src="/files/ftp_upload/52319/52319fig12highres.jpg" width="650" /> 도 12 :. 해부학 적 구조 가시 심지어 낮은 배율 설정 (왼쪽)에서 저에너지 투시 시스템을 사용하여, 마우스의 머리와 목의 보니 구조 (즉, LabScope) 우리 저에너지 투시 시스템을 이용하여 용이하게 볼 수있다. 검은 사각형 내의 해부학 적 구조가 표시 (및 표시) 오른쪽으로 더 높은 배율된다. 보니 구조의 개선 시각화 높은 에너지 fluoroscopes를 사용하여 분석 할 불가능했던 몇 가지 추가 제비 매개 변수의 정량화를 허용합니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52319/52319fig12highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> t는 &quot;&gt; 레이트 간 삼키기 간격 새로운 뮤린 VFSS 프로토콜 조합 낮거나 높은 에너지 투시 시스템을 사용하여 정량화 할 수있다 대표적인 VFSS 파라미터로 삼이 두 삼키기 파라미터 마우스의 세 그룹을 정량화 하였다 :. SOD1-G93A 질병에서 (즉, ALS의 모델) (SOD1) 형질 전환 마우스는 나이, 세 C57 마우스 (나이 18 ~ 24 개월) 4 ~ 5 시까 지 개월 말기, 건강한 젊은 (4~8개월의 대조군 C57 마우스 및 SOD1 식민지에서 비 형질 한배 새끼)의 나이. 모든 데이터는 낮거나 높은 에너지 투시 시스템을 사용하여, 만 음주 르네 관련된. 유의 한 차이가 SOD1에서 젊은 C57 마우스와 젊은 비 형질 (제어) 마우스 사이를 찾을 수 없습니다 즉, 따라서 데이터가 세 C57 마우스 및 말기 SOD1 마우스와 비교를위한 젊은 건강한 쥐의 일반적인 &quot;컨트롤&quot;그룹으로 결합 된 비율을 삼켜 라 (;.이 두 제비 매개 변수에 대한 식민지 상대중단 음주의 연속 2 초) 동안 제비의 수는 세 C57 마우스와 컨트롤에 비해 SOD1 마우스에 대한 상당히 느렸다. 삼키기 간 간격 (즉, 두 개의 연속 스왈 사이의 시간)은 그룹 간의 유의 한 차이가 없었다. 이러한 연구 결과는 연하 곤란 프로필을 각각의 질병 상태 (그림 13)에 대해 완전히 다른 될 가능성이 있다는 개념을 지원합니다. <img alt="그림 13" src="/files/ftp_upload/52319/52319fig13highres.jpg" width="650" /> 그림 13 :. 예비 조사 결과이 그림은 쥐 VFSS 프로토콜을 사용하여 정량화 두 VFSS 제비 매개 변수에 대한 대표 예비 조사 결과를 보여줍니다 속도 (왼쪽)과 간 제비 간격 (오른쪽)를 삼킬. 삼키기 속도는 세 C57 마우스와 컨트롤에 비해 SOD1 마우스에 대한 상당히 느렸다. 유의 그룹 간 차이는 스왈 인터 대해 식별되지 않았다발. 바의 상단 라인은 그룹간에 유의 한 차이 (p &lt;0.05)를 나타내 페로 니 페어 와이즈 비교하여 확인 하였다. 오류 바 ± 1 SEM을 나타냅니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52319/52319fig13highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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Adapting Human Videofluoroscopic Swallow Study Methods to Detect and Characterize Dysphagia in Murine Disease Models

본 연구는 성공적 병진 연하 연구를 촉진 할 목적으로 뮤린 질병 모델에 사용하기위한 연구 인간 videofluoroscopic 연하 (VFSS) 방법을 채택.

인간 Videofluoroscopic 삼키기 연구 방법을 적응하는 것은 검색 및 설치류 질병 모델에서 연하의 특성을

This study adapted human videofluoroscopic swallowing study (VFSS) methods for use with murine disease models for the purpose of facilitating ...

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Methods to Quantify Pharmacologically Induced Alterations in Motor Function in Human Incomplete SCI

Spinal cord injury (SCI) is a debilitating disorder, which produces profound deficits in volitional motor control. Following medical stabilization, recovery from SCI typically involves long term rehabilitation. While recovery of walking ability is a primary goal in many patients early after injury, those with a motor incomplete SCI, indicating partial preservation of volitional control, may have the sufficient residual descending pathways necessary to attain this goal. However, despite physical interventions, motor impairments including weakness, and the manifestation of abnormal involuntary reflex activity, called spasticity or spasms, are thought to contribute to reduced walking recovery. Doctrinaire thought suggests that remediation of this abnormal motor reflexes associated with SCI will produce functional benefits to the patient. For example, physicians and therapists will provide specific pharmacological or physical interventions directed towards reducing spasticity or spasms, although there continues to be little empirical data suggesting that these strategies improve walking ability.
In the past few decades, accumulating data has suggested that specific neuromodulatory agents, including agents which mimic or facilitate the actions of the monoamines, including serotonin (5HT) and norepinephrine (NE), can initiate or augment walking behaviors in animal models of SCI. Interestingly, many of these agents, particularly 5HTergic agonists, can markedly increase spinal excitability, which in turn also increases reflex activity in these animals. Counterintuitive to traditional theories of recovery following human SCI, the empirical evidence from basic science experiments suggest that this reflex hyper excitability and generation of locomotor behaviors are driven in parallel by neuromodulatory inputs (5HT) and may be necessary for functional recovery following SCI. 
The application of this novel concept derived from basic scientific studies to promote recovery following human SCI would appear to be seamless, although the direct translation of the findings can be extremely challenging. Specifically, in the animal models, an implanted catheter facilitates delivery of very specific 5HT agonist compounds directly onto the spinal circuitry. The translation of this technique to humans is hindered by the lack of specific surgical techniques or available pharmacological agents directed towards 5HT receptor subtypes that are safe and effective for human clinical trials. However, oral administration of commonly available 5HTergic agents, such as selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs), may be a viable option to increase central 5HT concentrations in order to facilitate walking recovery in humans. Systematic quantification of how these SSRIs modulate human motor behaviors following SCI, with a specific focus on strength, reflexes, and the recovery of walking ability, are missing.
This video demonstration is a progressive attempt to systematically and quantitatively assess the modulation of reflex activity, volitional strength and ambulation following the acute oral administration of an SSRI in human SCI. Agents are applied on single days to assess the immediate effects on motor function in this patient population, with long-term studies involving repeated drug administration combined with intensive physical interventions.

This video demonstrates modulation of reflex activity, volitional strength and ambulation through clinical and quantitative assessments in individuals with motor incomplete SCI as a result of acute oral administration of a serotonin reuptake inhibitor (SSRI).

인간의 불완전 SCI에 모터 기능에 Pharmacologically 유도 수선을 계량하는 방법

Spinal cord injury (SCI) is a debilitating disorder, which produces profound deficits in volitional motor control. Following medical stabilization, ...

연구

의학

Isolation of Soluble and Insoluble PrP Oligomers in the Normal Human Brain

The central event in the pathogenesis of prion diseases involves a conversion of the host-encoded cellular prion protein PrPC into its pathogenic isoform PrPSc 1. PrPC is detergent-soluble and sensitive to proteinase K (PK)-digestion, whereas PrPSc forms detergent-insoluble aggregates and is partially resistant to PK2-6. The conversion of PrPC to PrPSc is known to involve a conformational transition of &alpha;-helical to &beta;-sheet structures of the protein. However, the in vivo pathway is still poorly understood. A tentative endogenous PrPSc, intermediate PrP* or "silent prion", has yet to be identified in the uninfected brain7.
Using a combination of biophysical and biochemical approaches, we identified insoluble PrPC aggregates (designated iPrPC) from uninfected mammalian brains and cultured neuronal cells8, 9. Here, we describe detailed procedures of these methods, including ultracentrifugation in detergent buffer, sucrose step gradient sedimentation, size exclusion chromatography, iPrP enrichment by gene 5 protein (g5p) that specifically bind to structurally altered PrP forms10, and PK-treatment. The combination of these approaches isolates not only insoluble PrPSc and PrPC aggregates but also soluble PrPC oligomers from the normal human brain. Since the protocols described here have been used to isolate both PrPSc from infected brains and iPrPC from uninfected brains, they provide us with an opportunity to compare differences in physicochemical features, neurotoxicity, and infectivity between the two isoforms. Such a study will greatly improve our understanding of the infectious proteinaceous pathogens. The physiology and pathophysiology of iPrPC are unclear at present. Notably, in a newly-identified human prion disease termed variably protease-sensitive prionopathy, we found a new PrPSc that shares the immunoreactive behavior and fragmentation with iPrPC 11, 12. Moreover, we recently demonstrated that iPrPC is the main species that interacts with amyloid-&beta; protein in Alzheimer disease13. In the same study, these methods were used to isolate Abeta aggregates and oligomers in Alzheimer's disease13, suggesting their application to non-prion protein aggregates involved in other neurodegenerative disorders.

A new species of cellular prion protein (PrPC) has recently been identified in uninfected human brains using the methods described here. These methods can be used to isolate various PrP species, while some of them are also useful in isolating other misfolded protein aggregates from human brains.

보통 인간의 뇌에 용해와 불용성 PRP의 Oligomers의 절연

The central event in the pathogenesis of prion diseases involves a conversion of the host-encoded cellular prion protein PrPC into its pathogenic isoform ...

Murine Endoscopy for In Vivo Multimodal Imaging of Carcinogenesis and Assessment of Intestinal Wound Healing and Inflammation

Mouse models are widely used to study pathogenesis of human diseases and to evaluate diagnostic procedures as well as therapeutic interventions preclinically. However, valid assessment of pathological alterations often requires histological analysis, and when performed ex vivo, necessitates death of the animal. Therefore in conventional experimental settings, intra-individual follow-up examinations are rarely possible. Thus, development of murine endoscopy in live mice enables investigators for the first time to both directly visualize the gastrointestinal mucosa and also repeat the procedure to monitor for alterations. Numerous applications for in vivo murine endoscopy exist, including studying intestinal inflammation or wound healing, obtaining mucosal biopsies repeatedly, and to locally administer diagnostic or therapeutic agents using miniature injection catheters. Most recently, molecular imaging has extended diagnostic imaging modalities allowing specific detection of distinct target molecules using specific photoprobes. In conclusion, murine endoscopy has emerged as a novel cutting-edge technology for diagnostic experimental in vivo imaging and may significantly impact on preclinical research in various fields.

Murine Endoscopy for In Vivo Multimodal Imaging of Carcinogenesis and Assessment of Intestinal Wound Healing and Inflammation

Small animal imaging techniques allow serial diagnostic examinations and therapeutic interventions in vivo. Recently, the scope of applications has significantly widened and currently includes assessment of colonic tumor development, wound healing and monitoring of inflammation. This protocol illustrates these diverse potential applications of murine endoscopy.

에 대한 쥐의 내시경<em&gt; 생체</em&gt; 발암 및 소장의 평가의 멀티 모달 이미징 상처 치유 및 염증

Mouse models are widely used to study pathogenesis of human diseases and to evaluate diagnostic procedures as well as therapeutic interventions ...

Non-invasive Assessment of the Efficacy of New Therapeutics for Intestinal Pathologies Using Serial Endoscopic Imaging of Live Mice

Animal models of inflammatory bowel disease (IBD) and colorectal cancer (CRC) have provided significant insight into the cell intrinsic and extrinsic mechanisms that contribute to the onset and progression of intestinal diseases. The identification of new molecules that promote these pathologies has led to a flurry of activity focused on the development of potential new therapies to inhibit their function. As a result, various pre-clinical mouse models with an intact immune system and stromal microenvironment are now heavily used. Here we describe three experimental protocols to test the efficacy of new therapeutics in pre-clinical models of (1) acute mucosal damage, (2) chronic colitis and/or colitis-associated colon cancer, and (3) sporadic colorectal cancer. We also outline procedures for serial endoscopic examination that can be used to document the therapeutic response of an individual tumor and to monitor the health of individual mice. These protocols provide complementary experimental platforms to test the effectiveness of therapeutic compounds shown to be well tolerated by mice.

We describe methods for longitudinal monitoring of the efficacy of therapeutics for the treatment of colonic pathologies in mice using a rigid endoscope. This protocol can be readily used for the characterization of the therapeutic response of an individual tumor in live mice and also for monitoring potential disease relapse.

라이브 마우스의 직렬 내시경 이미징을 사용하여 소장 병변에 대한 새로운 치료제의 효능의 비 침습적 평가

Animal models of inflammatory bowel disease (IBD) and colorectal cancer (CRC) have provided significant insight into the cell intrinsic and extrinsic ...

<meta charset="utf8"></head><body>마이크로피펫 유도 약물 투여를 통한 연구 동물 스트레스 감소

Use of Micropipette-Guided Drug Administration as an Alternative Method to Oral Gavage in Rodent Models

Oral gavage (OG) with the use of a cannula attached to a syringe is one of the most common methods used to deliver precise dosing of compounds to the stomach of research animals. Unfortunately, this method comes with difficulties for both the operator and the research animal. Studies have shown that OG may lead to complications, including esophagitis, perforation of the esophagus, and inadvertent tracheal drug administration. In addition, OG is associated with increased plasma and fecal corticosterone levels (due to stress), altered blood pressure, and increased heart rate, which could negatively influence or bias study results. A previously developed alternative method termed micropipette-guided drug administration (MDA) incentivizes the animal to consume treatments readily in a minimally invasive manner. Herein, we present examples of the use of the MDA technique with treatments reconstituted in different vehicles and demonstrate effective delivery of the varied treatments to multiple different mouse strains. We further demonstrate that MDA is a technique that decreases the timing and invasiveness of drug administration and does not affect the gut microbiome composition as assessed by quantitative analysis of core gut microbial species. Overall, MDA may offer a less stressful and effective alternative to OG.

<meta charset="utf8"></head><body>설치류 모델에서 구강 배게이지에 대한 대체 방법으로 마이크로피펫 유도 약물 투여 사용

Here, we describe micropipette-guided drug administration (MDA) as an alternative method to oral gavage that incentivizes the research animal to ingest treatments readily with minimal stress and discomfort.

설치류 모델에서 구강 배게이지에 대한 대체 방법으로 마이크로피펫 유도 약물 투여 사용

Oral gavage (OG) with the use of a cannula attached to a syringe is one of the most common methods used to deliver precise dosing of compounds to the ...

암 연구학

In Vivo Evaluation of the Mechanical and Viscoelastic Properties of the Rat Tongue

The tongue is a highly innervated and vascularized muscle hydrostat on the floor of the mouth of most vertebrates. Its primary functions include supporting mastication and deglutition, as well as taste-sensing and phonetics. Accordingly, the strength and volume of the tongue can impact the ability of vertebrates to accomplish basic activities such as feeding, communicating, and breathing. Human patients with sleep apnea have enlarged tongues, characterized by reduced muscle tone and increased intramuscular fat that can be visualized and quantified by magnetic resonance imaging (MRI). The abilities to measure force generation and viscoelastic properties of the tongue constitute important tools for obtaining functional information to correlate with imaging data. Here, we present techniques for measuring tongue force production in anesthetized Zucker rats via electrical stimulation of the hypoglossal nerves and for determining the viscoelastic properties of the tongue by applying passive Lissajous force/deformation curves.

In Vivo Evaluation of the Mechanical and Viscoelastic Properties of the Rat Tongue

We describe a surgical procedure in an anesthetized rat model for determining the muscle tone and viscoelastic properties of the tongue. The procedure involves specific stimulation of the hypoglossal nerves and application of passive Lissajous force/deformation curves to the muscle.

혀의 기계적 및 점탄성 특성에 대한 생체 내 평가

The tongue is a highly innervated and vascularized muscle hydrostat on the floor of the mouth of most vertebrates. Its primary functions include ...

&#181;Tongue: A Microfluidics-Based Functional Imaging Platform for the Tongue In Vivo

Intravital fluorescence microscopy is a tool used widely to study multicellular dynamics in a live animal. However, it has not been successfully used in the taste sensory organ. By integrating microfluidics into the intravital tongue imaging window, the &#181;Tongue provides reliable functional images of taste cells in vivo under controlled exposure to multiple tastants. In this paper, a detailed step-by-step procedure to utilize the &#181;Tongue system is presented. There are five subsections: preparing of tastant solutions, setting up of a microfluidic module, sample mounting, acquiring functional image data, and data analysis. Some tips and techniques to solve the practical issues that may arise when using the &#181;Tongue are also presented.

 &#181;Tongue: A Microfluidics-Based Functional Imaging Platform for the Tongue In Vivo

The article introduces the &#181;Tongue (microfluidics-on-a-tongue) device for functional taste cell imaging in vivo by integrating microfluidics into an intravital imaging window on the tongue.

μTongue: Vivo의 혀를 위한 미세 유체 기반 기능 이미징 플랫폼

Intravital fluorescence microscopy is a tool used widely to study multicellular dynamics in a live animal. However, it has not been successfully used in ...

신경과학

Studying Murine Small Bowel Mechanosensing of Luminal Particulates

Gastrointestinal (GI) motility is critical for normal digestion and absorption. In the small bowel, which absorbs nutrients, motility optimizes digestion and absorption. For this reason, some of the motility patterns in the small bowel include segmentation for mixing of luminal contents and peristalsis for their propulsion. Physical properties of luminal contents modulate the patterns of small bowel motility. The mechanical stimulation of GI mechanosensory circuits by transiting luminal contents and underlying gut motility initiate and modulate complex GI motor patterns. Yet, the mechanosensory mechanisms that drive this process remain poorly understood. This is primarily due to a lack of tools to dissect how the small bowel handles materials of different physical properties. To study how the small bowel handles particulates of varying sizes, we have modified an established in vivo method to determine small bowel transit. We gavage live mice with fluorescent liquid or tiny fluorescent beads. After 30 minutes, we dissect out the bowels to image the distribution of fluorescent contents across the entirety of the GI tract. In addition to high-resolution measurements of the geometric center, we use variable size binning and spectral analysis to determine how different materials affect small bowel transit. We have explored how a recently discovered "gut touch" mechanism affects small bowel motility using this approach.

To study how the small bowel handles particulates of varying sizes, we have modified an established in vivo method to determine small bowel transit.

내강 미립자의 쥐 소장 기계 감지 연구

Gastrointestinal (GI) motility is critical for normal digestion and absorption. In the small bowel, which absorbs nutrients, motility optimizes digestion ...

인간 Videofluoroscopic 삼키기 연구 방법을 적응하는 것은 검색 및 설치류 질병 모델에서 연하의 특성을

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인간의 불완전 SCI에 모터 기능에 Pharmacologically 유도 수선을 계량하는 방법

보통 인간의 뇌에 용해와 불용성 PRP의 Oligomers의 절연

에 대한 쥐의 내시경

라이브 마우스의 직렬 내시경 이미징을 사용하여 소장 병변에 대한 새로운 치료제의 효능의 비 침습적 평가

설치류 모델에서 구강 배게이지에 대한 대체 방법으로 마이크로피펫 유도 약물 투여 사용

설치류 모델에서 구강 배게이지에 대한 대체 방법으로 마이크로피펫 유도 약물 투여 사용

설치류 모델에서 구강 배게이지에 대한 대체 방법으로 마이크로피펫 유도 약물 투여 사용

혀의 기계적 및 점탄성 특성에 대한 생체 내 평가

μTongue: Vivo의 혀를 위한 미세 유체 기반 기능 이미징 플랫폼

내강 미립자의 쥐 소장 기계 감지 연구