We would like to thank Dr. Marc Liesa, Boston University School of Medicine, helpful discussions; Ms. Karin Murphy, Ms. Heather Gregory, and Mr. John Stone, all from Wake Forest School of Medicine, for helpful technical assistance in the development of this protocol.

NOTA: O protocolo descrito foi aprovado pelo Comitê de Wake Forest School of Medicine Institucional. Foi obtido consentimento informado por escrito. Todos os participantes eram idosos saudáveis ​​(65-79 anos) de ambos os sexos, com IMC variando 23-35. 1. Skeletal biópsia muscular <ol><li> Como descrito anteriormente, 9 executar todas as biópsias no início da manhã após um O / N rápido. Pergunte aos indivíduos que se abstenha de tomar aspirina, prescrição e over-the-counter medicamentos anti-inflamatórios não esteróides, ou outros compostos que podem afetar o sangramento, plaquetas, ou nódoas negras para a semana antes da biópsia. Peça aos participantes que também abster-se de qualquer atividade extenuante durante pelo menos 36 horas antes da biópsia. NOTA: O músculo é obtido a partir do músculo vasto lateral utilizando a técnica de biópsia percutânea agulha com uma agulha percutânea sob anestesia local com lidocaína a 1%. Não houve complicações médicas ou other relatados eventos adversos decorrentes do procedimento ocorreram em nossa unidade de pesquisa clínica. </li><li> NOTA: O procedimento de biópsia descrito é uma adaptação do que de Bergstrom 10. <ol><li> Resumidamente, localmente administrar lidocaína a 1% tomando cuidado para não se infiltrar no músculo. Siga este com um período de espera de 10 min para permitir entorpecente suficiente. </li><li> Tome as biópsias do ventre do músculo (a região média do músculo entre a inserção e origem) evitando áreas subfascial e myotendonous. <ol><li> Use agulha percutânea (a sucção assistida dispositivo reutilizável com um lado da janela e cilindro de corte interior de corte) e seguir uma fascial &quot;pop&quot; ou resistência da fáscia como um guia. </li><li> Estimar a profundidade com a agulha de anestesia, em seguida, novamente senti-lo com a lâmina de bisturi estreito e fazer uma incisão de 4-5 mm através da fáscia. Avançar a agulha através da incisão até que ele é inserido no músculo. </li><li> Coletarmúltiplas amostras com a janela virado em direcções diferentes. Aplicar sucção contínua, usando uma seringa de 60 cc, enquanto avança e retirando amostras do músculo para dentro da agulha percutânea duas a quatro vezes em diferentes direcções. Interrompa a sucção e remover a agulha. NOTA: Cada pass (inserção e remoção de agulha) deve levar menos de um minuto. </li><li> Peça a um assistente aplicar uma pressão firme para perfurar local por 5 min para estabelecer hemostasia. Desconecte agulha do tubo de sucção e remova cuidadosamente amostras de músculo da janela e barril. </li></ol></li><li> Adicione uma segunda passagem, se é necessário mais do músculo através da repetição do procedimento acima. </li><li> Remova todos os coágulos sanguíneos visíveis a partir da amostra de músculo usando uma pinça, pesar a amostra, e coloque imediatamente em um tubo contendo DPBS geladas. NOTA: O rendimento médio utilizando esta metodologia é de 150 ± 20 mg. </li></ol></li></ol> 2. Isolamento mitocondrial &lt;ol&gt; <li> Recém preparar o Chappel-Perry (CP) e mitocondrial Solution Assay (MAS) buffers (Tabela 1) no dia do experimento, ou alíquota e armazená-los a -20 ° C. Preparar os compostos em dimetilsulfóxido a uma concentração de 2,5 mM e alíquotas e armazenar a -20 ° C. Use as alíquotas de tampão e compostos armazenados a -20 ° C dentro de 2 meses a partir da data de preparação. </li><li> Remover o tecido conjuntivo visível a partir da amostra, utilizando tesouras e pinças; se necessário o uso de um microscópio de dissecação para este passo. Lave cuidadosamente as amostras 3-4 vezes com tampão de DPBS gelada para remover o sangue. Mantenha as amostras em DPBS e processo geladas mais rapidamente possível, tomando cuidado para não exceder mais de 45 min a partir de biópsia. Tenha cuidado para remover cuidadosamente quaisquer tendões ou tecido adiposo a partir da amostra do músculo. </li><li> Imediatamente cortar o tecido muscular em pedaços finos, usando um par de tesouras estéril e suspender em 500 mL de 1 ml contendo CPI proteinase (Nagarse) a uma concentração de 0,2 mg / g de tecido. Siga este com a 5 min de incubação à temperatura ambiente e depois transferir para gelo. </li><li> Homogeneizar os tecidos picados tratados com Nagarse usando um homogeneizador automatizado. Manter a amostra em gelo durante todo este processo. Homogeneizar cada amostra de tecido quatro vezes, cada vez por um pulso de 2 segundos, usando o homogeneizador automatizado com uma definição de velocidade de 10.000 rpm. Lava-se a sonda com etanol a 70%, seguido por água destilada entre tecidos. </li><li> Lavar o tecido homogeneizado com um volume igual de CP I (500 ul a 1 ml) e volume de 2x CP II (1 ml para 2 ml), e recolher o conteúdo num tubo de centrífuga e centrifugar a 600 xg, a 4 ° C durante 10 min. Passar o sobrenadante através de um pano de queijo humedecido, recolher o filtrado e descartar o sedimento, removendo assim a maioria das fracções não mitocondriais. </li></ol> 3. Lavar o mitocôndrias <ol><li> Centrifugar o sobrenadante do passo anterior a 10,000 xg, a 4 ° C durante 10 min. Suspender o sedimento em 4 ml de tampão CP II e ainda de centrifugação a 10.000 xg, a 4 ° C durante 10 min. NOTA: Em raras ocasiões, um sedimento fino de sangue é formado abaixo do pellet mitocondrial. Nesse caso, retire o sedimento mitocondrial por aspiração suave com tampão CPII. Este passo pode ser evitado por lavagem para retirar completamente sangue no passo 2. </li><li> Suspender o pellet obtido em 2 ml de tampão CP eu. Nesta fase utilizar uma pequena alíquota de suspensão para esta estimativa proteína. Ressuspender o restante da amostra em tampão CP I e centrifuga-se como acima. Suspender o sedimento final em uma quantidade mínima (200 ul) de Ensaio Solução mitocondrial (MAS). NOTA: As proteínas são ensaiadas nesta fase devido tampão CP não tem BSA, enquanto que MAS em que as amostras serão posteriormente suspenso BSA tem nele. </li></ol> 4. Estimar o conteúdo mitocondrial por medir a concentração de proteína utilizando um kit de ensaio BCA Protein <pclass = &quot;jove_content&quot;&gt; NOTA: Utilize este concentração para calcular a quantidade de mitocôndrias utilizados para carregamento para uma microplaca de 24 poços para medições respirométricos, ou para experimentos de Western blot. Leve em conta o fator de diluição (10) para o cálculo da concentração de proteína. 5. Realizar os ensaios XF como descrito por Rogers, GW, et ai. 12 NOTA: visualize a taxa de consumo de O 2 (OCR) em pMoles O 2 / min, ou os níveis absolutos de O 2 e pH na saída de dados. <ol><li> Use 1x MAS para preparar os compostos a ser injectado. Adicionar uma concentração dos compostos para o AD 10x portas para dar uma concentração final como se segue: Uma porta, ADP [-diphosphate Adenosina 5 &#39;, 2 mM, 50 ul]; porto B, oligomicina (2 mM, 55 mL); porta C, FCCP [cianeto de 4- (trifluorometoxi) fenil-hidrazona carbonilo, 6 uM, 60 ul]; e porta D, 2 uM antimicina-A (65 uL). Prepararvolume suficiente de compostos para o número necessário de poços. </li><li> Determinar a quantidade óptima de mitocôndrias por titulação. Por exemplo, carga de 1,0 ug, 2,5 ug e 5,0 ug de mitocôndrias por poço num volume de 50 ul de 1x MAS geladas contendo substrato. Para minimizar a variabilidade entre os poços, primeiro diluir 10x mitocôndrias em substrato frio 1x MAS +. Em seguida, entregar 50 ul desta suspensão a cada poço (excepto os poços de correcção de fundo). </li><li> Centrifugar a placa a 2000 x g, 20 min a 4 ° C. Após a centrifugação, adiciona suavemente 450 ul de 1x MAS + succinato (10 mM) e rotenona (2 uM) (condições iniciais; ver abaixo) a cada poço. Ver as mitocôndrias sob o microscópio para assegurar a aderência homogénea, para o bem antes de transferir a placa para o analisador XF. NOTA: As condições iniciais utilizados irá depender do facto de a respiração é accionado por I ou II complexo complexo ETC. Para complexo respiração impulsionado-II, use succinate (10 mM) e rotenona (2 uM) como condições iniciais. Rotenona complexo blocos I e succinato fornece combustível para o complexo II (succinato-desidrogenase). Para estudar a respiração impulsionado por complexo I, ou utilizar piruvato e malato, cada um a uma concentração final de 5 mM ou glutamato e malato cada um a uma concentração final de 10 mM como condições iniciais. Este último pode ajudar na distinção entre disfunção ciclo do ácido tricarboxílico e transporte de substrato. Para estudar a respiração impulsionado por ambos I complexo e complexo II, incluem piruvato e succinato sem rotenone ou malato como condições iniciais. Use palmitoil carnitina como um substrato para β-oxidação. </li><li> Sequencialmente medir a respiração mitocondrial em tempo real usando o respirômetro, programando-o como descrito anteriormente 12. Use as configurações para o respirômetro apresentados na Tabela 2. NOTA: Uma breve explicação de vários estados respiração mitocondrial são os seguintes: </li><li&gt; State 2 = estado juntamente com substrato presente; Estado 3 = fosforilantes respiração na presença de saturar ADP; Estado 4 o = respiração não fosforilar induzida por oligomicina; 3U State = máxima respiração desacoplada estimulada pela FCCP desacoplador; Residual não mitocondrial respiração = respiração após complexo III inibição por antimicina-A. Deve também salientar-se que, o comprimento da medição OCR em combinação com a concentração mitocondrial poderia influenciar os dados através da redução de oxigénio durante os períodos de medição. </li></ol> 6. Transferência de Western NOTA: Determine o marcador mitocondrial COX IV e GAPDH tecido inteiro por Western blot para assegurar o enriquecimento de mitocôndrias na amostra final <ol><li> Separe o mitocôndrias isoladas e extrato de tecido inteiro por 12% de sódio dodecil sulfato de géis de poliacrilamida. </li><li> Transferem-se as proteínas para uma membrana de fluoreto de polivinilideno (PVDF).</li><li> Incubar com anticorpo de COX IV (1: 20.000), seguido de peroxidase de rábano (HRP) conjugado a anticorpos secundários. Por determinação GAPDH, tira o blot e sonda com um anticorpo monoclonal GAPDH (1: 2.000). NOTA: Se as diferenças de contaminação ER são motivo de preocupação, incluem marcadores ER como ERp72, calnexin, ou calreticulina na análise. </li></ol>

<ol>
	<li>Fernandez-Vizarra, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+mitochondria+for+biogenetical+studies:+An+update.">Isolation of mitochondria for biogenetical studies: An update.</a> Mitochondrion. 10, 253-262 (2010).</li><li>Fernandez-Vizarra, E., Lopez-Perez, M. J., Enriquez, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+biogenetically+competent+mitochondria+from+mammalian+tissues+and+cultured+cells.">Isolation of biogenetically competent mitochondria from mammalian tissues and cultured cells.</a> Methods. 26, 292-297 (2002).</li><li>Garcia-Cazarin, M. L., Snider, N. N., Andrade, F. 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S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+functional+mitochondria+from+rat+kidney+and+skeletal+muscle+without+manual+homogenization.">Isolation of functional mitochondria from rat kidney and skeletal muscle without manual homogenization.</a> Analytical Biochemistry. 418, 213-223 (2011).</li><li>Franko, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+isolation+of+pure+and+functional+mitochondria+from+mouse+tissues+using+automated+tissue+disruption+and+enrichment+with+anti-TOM22+magnetic+beads.">Efficient isolation of pure and functional mitochondria from mouse tissues using automated tissue disruption and enrichment with anti-TOM22 magnetic beads.</a> PloS One. 8, e82392 (2013).</li><li>Chappell, J. B., Perry, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+respiratory+and+adenosinetriphosphatase+activities+of+skeletal-muscle+mitochondria.">The respiratory and adenosinetriphosphatase activities of skeletal-muscle mitochondria.</a> The Biochemical Journal. 55, 586-595 (1953).</li><li>Tyrrell, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Respirometric+Profiling+of+Muscle+Mitochondria+and+Blood+Cells+Are+Associated+With+Differences+in+Gait+Speed+Among+Community-Dwelling+Older+Adults.">Respirometric Profiling of Muscle Mitochondria and Blood Cells Are Associated With Differences in Gait Speed Among Community-Dwelling Older Adults.</a> J Gerontol A Biol Sci Med Sci. , (2014).</li><li>Nicklas, B. 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W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+throughput+microplate+respiratory+measurements+using+minimal+quantities+of+isolated+mitochondria.">High throughput microplate respiratory measurements using minimal quantities of isolated mitochondria.</a> PloS One. 6, e21746 (2011).</li><li>Picard, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+structure+and+function+are+disrupted+by+standard+isolation+methods.">Mitochondrial structure and function are disrupted by standard isolation methods.</a> PloS One. 6, e18317 (2011).</li></ol>

The author, George Rogers, is an employee of Seahorse Bioscience that produces the instrument used in this article. Open Access fees were supported by Seahorse Biosciences.

Mitocôndrias isoladas são muitas vezes utilizados em estudos que examinam o papel da função ETC, bem como outras atividades mitocondriais, incluindo o transporte de substrato e função ciclo TCA. Ensaios respirométricos usando organelas isoladas permitir uma análise direta dos processos básicos de fosforilação oxidativa e propriedades intrínsecas da ETC. Respirométricos perfis de mitocôndrias isoladas, em comparação com células completas ou permeabilizadas fibras musculares tem as vantagens de interpretação de dados relativamente fácil e a ausência de &quot;interferência&quot; de processos não-mitocondriais ou alterações na massa mitocondrial / biogénese. A normalização dos dados baseia-se no teor de proteína mitocondrial, permitindo desse modo simples comparação cruzada entre as amostras de mitocôndrias. Profiling respirômetro de mitocôndrias isoladas é uma abordagem preferida quando o objetivo do estudo é determinar os mecanismos subjacentes e identificação de alvos específicos, como componente ETCs / complexos, ou mecanismos de transporte mitocondrial. Descreve-se um protocolo para a biópsia do músculo e isolamento das mitocôndrias funcionais a partir de pequenas amostras de tecido. Este método produz resultados reproduzíveis entre os usuários, devido à utilização de um homogeneizador automatizado contra mão operada homogeneizadores DOUNCE. Isolamento de mitocôndrias pode ser realizada com menos de 20 mg de tecido muscular. A quantidade de mitocôndrias isoladas que podem ser obtidas a partir deste tamanho da amostra é suficiente para executar marinho respirometria à base de placa, deixando as mitocôndrias excedentes para outras experiências e de armazenamento para outras análises moleculares. Pode notar-se que este método pode ser traduzido para o XF 96, onde mesmo quantidades menores de mitocôndrias pode ser usado (1-2 ug por poço). Vários protocolos para isolamento de mitocôndrias confiar em homogeneizadores Dounce para ruptura de tecido inicial. A desvantagem deste método é o hands-on da natureza do tecido inicialhomogeneização. A força ea velocidade do pilão no homogeneizador pode variar significativamente entre os operadores 6. Isto pode resultar na variação da experiência para experiência, assim como a variação de laboratório para laboratório, e conduz a dificuldade de se comparar dados entre experiências. Isto é de particular preocupação em estudos de intervenção humana quando os dados dos participantes são coletadas em momentos distintos, tipicamente antes e após o tratamento, e, potencialmente, em múltiplos locais. Nós usamos um homogeneizador automatizado para uma abordagem mais coerente que produz resultados mais reprodutíveis com variação limitada de pessoa a pessoa. A velocidade de preparação também torna esta abordagem adequada para o tratamento de várias amostras ao mesmo tempo. Tipicamente, até três experiências podem ser realizadas num único dia. Limitações potenciais da técnica descrita aqui surgem a partir da utilização de organelos isolados e a utilização de um formato de placa de base. Por exemplo, Picard et al. tem demôniostrated que mitocôndrias isoladas possuem características funcionais que diferem fundamentalmente daqueles de mitocôndrias intactas em myofibers permeabilizadas. Propuseram que técnicas de isolamento mitocondriais resultar em função alterada bioenergética, tais como um aumento significativo em comparação com RCR miofibras permeabilizadas acompanhadas por uma maior produção de espécies reactivas de oxigénio 13. Em comparação com as fibras musculares permeabilizadas, isolamento de mitocôndrias não requerem mais tempo de preparação. Além disso, a perda de conteúdo celular diminui relevância fisiológica, algo que é retida em células inteiras e mesmo as fibras permeabilizadas. O uso de respirometria à base de placa com as licenças técnica descrita replicar ensaios por amostra. No entanto, as mitocôndrias deve aderir ao fundo de cada poço. Esta configuração é diferente do seu ambiente normal e pode afectar as características funcionais. Além disso, deve notar-se que a utilização deste protocolo para o isolamento mitocondrial terap,e podem ainda ser a contaminação do retículo endoplasmático (ER) na preparação mitocondrial. As diferenças na contaminação ER podem afetar a determinação do rendimento e influenciar resultados mitocondriais. Em conclusão, o presente estudo apresenta dados que confirma que as mitocôndrias isoladas de tecidos, utilizando este procedimento são funcionalmente activo e pode ser utilizado para estudos / aplicações que requerem de elevada qualidade mitocôndrias isoladas a partir de uma quantidade mínima de amostras de músculo esquelético. A vantagem deste método é que: i) é possível isolar mitocôndrias a partir de quantidades mínimas de músculo esquelético, ii) o procedimento é rápido, iii) com a tecnologia de placa de base, é possível executar várias amostras ao mesmo tempo, e iv) há tecido excedente suficiente e mitocôndrias isoladas após o ensaio bioenergético para armazenamento de amostras e outras investigações de biologia molecular.

As mitocôndrias são as unidades de produção de energia primária na célula e têm um papel importante no envelhecimento, bem como vários distúrbios relacionados com a idade, como doença cardiovascular, doença de Alzheimer, diabetes, câncer e obesidade. Profiling respirômetro de mitocôndrias isoladas fornece análise direta da função da cadeia de transporte de elétrons (ETC) e tem contribuído significativamente para a nossa compreensão da biologia mitocondrial e seu papel na saúde e na doença. Mitocôndrias isoladas são usadas para estudar vários aspectos da bioenergética como, o transporte de substrato, atividade ATP sintase, vazamento de prótons, etc. A metodologia descrita neste manuscrito foi otimizado para permitir uma análise respirômetro de mitocôndrias isoladas de biópsias de tecido músculo esquelético obtidos a partir de seres humanos. O protocolo de biópsia descrito neste manuscrito tem sido utilizado por nossa equipe durante os últimos 12 anos. Nosso grupo já realizou mais de 700 procedimentos em adultos de várias idades,até 90 anos de idade, e com várias condições de doenças crônicas, sem quaisquer problemas de segurança adversos. Um aspecto fundamental deste protocolo é que ele é projetado especificamente para utilizar quantidades mínimas de tecido, facilitando assim a sua utilização em estudos de pesquisa clínica. Vários protocolos têm sido desenvolvidos para o isolamento de mitocôndrias. Fernandez-Vizarra et al. 1,2 descreveu um método para isolar mitocôndrias a partir de vários tecidos de rato, bem como células cultivadas. Garcia-Cazarin et al. 3 relataram um método para o isolamento de mitocôndrias de músculo esquelético de rato e ratinho. Um método para o isolamento de mitocôndrias do cérebro de ratazana foi também relatado por Iglesias-Gonzales et al. 4 Gross, et al., 5 relatado um método de isolamento de mitocôndrias utilizando o barocycler e / ou a máquina trituradora PCT. Recentemente, Franko et al. 6 relataram um método de isolamento de mitocôndrias altamente enriquecidas utilizando anticorpos anti-TOM22 Esferas magnéticas. Embora estes protocolos produzir excelentes resultados, os requisitos de tamanho do tecido são elevados em comparação com o método descrito neste manuscrito. Por exemplo, Gross et 5 al., Utilizando 1,5-1,8 g do músculo gastrocnémio, e cerca de 2 g de tecido renal. Da mesma forma, Franco et al. 6 utilizadas 500 mg de tecido de fígado de rato. Pela nossa experiência, rendimentos típicos de se esperar de percutânea agulha de biópsia do músculo esquelético (vasto lateral) variam de 100-200 mg. A capacidade de avaliar a função mitocondrial em 20-50 mg de tecido muscular utilizando o protocolo descrito aqui permite aos usuários executar múltiplas avaliações por biópsia e para armazenar amostras para uso futuro em outros experimentos de biologia molecular. Este é um elemento fundamental para a investigação clínica e de outros estudos que requerem o uso diligente das amostras. Deve notar-se que as mitocôndrias não previamente congelados são bons para estudar a respiração acoplado devido ao OUTEr dano à membrana mitocondrial e perda de atividade do citocromo C. O nosso método foi adaptado e modificado a partir do método publicado por Chappell e Perry 7. Usando os métodos descritos neste manuscrito, temos informou recentemente que o perfil respirômetro de mitocôndrias isoladas de Vastus humano lateral está diretamente relacionada com a capacidade física, medida como a velocidade de marcha 8.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="593">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Equipment</td>
			<td style="width:201px;"></td>
			<td style="width:115px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Name of the Equipment</td>
			<td>Company</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Homogenizer Bio-Gen PRO200</td>
			<td>BioExpress</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Eppendorf Centrifuge 5804 R</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Deepwell late Rotor&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">6mm University College Hospital Needle</td>
			<td>Cadence</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">60cc syringe</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">96-well plate reader</td>
			<td>Tecan (Genios-basic)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Seahorse XF 24-3 analyzer</td>
			<td>Seahorse Biosciences, Inc.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Protein gel system</td>
			<td>Life Technologies (Invitrogen)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Kodak Gel Logic 112</td>
			<td>Carestream Health, Inc</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Kodak camera assembly</td>
			<td>Carestream Health, Inc</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Consumables</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Name&#160;</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="41" rowspan="2" style="height:41px;">XF24 V7 Cell Culture Microplate and XF24 sensor cartridge</td>
			<td rowspan="2">Seahorse Bioscience</td>
			<td>100850-001</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">100867-100</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Potassium hydroxide (KOH)</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co</td>
			<td>221473</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hydrochloric acid (HCl)</td>
			<td>Acros</td>
			<td>12421-0010</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dulbecco&#39;s Phosphate buffered saline&#160;</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>17-512F</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Potassium chloride (KCl)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>P333</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MOPS</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP308</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">EDTA</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP118</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Magnesium sulfate (MgSO4)</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co</td>
			<td>M7506</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ATP</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co</td>
			<td>A9187</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fatty acid-free BSA</td>
			<td>Calbiochem</td>
			<td>126575</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sucrose</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co</td>
			<td>S0389</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bacterial proteinase</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co</td>
			<td>P-8038</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">D-Mannitol</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co</td>
			<td>M9546</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">KH2PO4</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>P284</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Magnesium chloride (MgCl2)</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co</td>
			<td>M9272</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">HEPES</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co</td>
			<td>H3784</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">EGTA</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co</td>
			<td>E3889</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BCA protein assay kit</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co</td>
			<td>PI23227</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Succinic Acid*</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co</td>
			<td>S3674</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pyruvic acid*</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co</td>
			<td>P5280</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Malic acid*</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co</td>
			<td>2288</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ADP(K+ salt)*</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co</td>
			<td>A5285</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">XF Cell mito stress test kit</td>
			<td>Seahorse Biosciences</td>
			<td>101706</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tween-20</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology, Inc.&#160;</td>
			<td>SC-29113</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">NuPAGE 12% Bis-Tris Gel</td>
			<td>Life Technologies (Invitrogen)</td>
			<td>NP0343BOX</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Immobilin Transfer Membranes (0.45um)</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>IPVH20200</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MOPS SDS Running Buffer (20X)-500 ml</td>
			<td>Life Technologies (Invitrogen)</td>
			<td>NP0001</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">NuPAGE Transfer Buffer (20X)-1 liter</td>
			<td>Life Technologies (Invitrogen)</td>
			<td>NP0006-1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Primary antibodies (mAB to VDAC1/Porin)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab14734</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Primary antibodies (mAB to GAPDH)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab9484</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Anti-Mouse IgG (Goat), HRP-labeled</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>NEF822E001EA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Anti-Rabbit IgG (Goat), HRP-labeled</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>NEF812E001EA</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td colspan="3" height="20" style="height:20px;">*ADP, succinic acid, pyruvic acid, and malic acid should be adjusted to pH 7.4 with KOH only&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation and respirometric assessment of mitochondria isolated from skeletal muscle tissue obtained by percutaneous needle biopsy

Profiling respirômetro de mitocôndrias isoladas é comumente usado para investigar elétron função cadeia de transporte. Descreve-se um método para obtenção de amostras de vasto lateral humanos, isolando mitocôndrias de quantidades mínimas de tecido do músculo esquelético, e a placa de base de perfis respirométricos usando um analisador de fluxo extracelular (XF). Comparação dos perfis respirométricos obtidos usando 1,0, 2,5 e 5,0 ug de mitocôndrias indicam que 1,0 ug é suficiente para medir a respiração e que 5,0 ug proporciona resultados mais consistentes com base na comparação de erros padrão. A análise de Western blot de mitocôndrias isoladas de marcador mitocondrial COX IV e não-tecido marcador mitocondrial GAPDH indicam que existe a contaminação não limitado mitocondrial usando este protocolo. A capacidade de estudar respirometria mitocondrial em menos de 20 mg de tecido muscular permite que os usuários utilizem biópsias individuais para vários desfechos do estudo em clínicaprojetos de pesquisa.

A Figura 1 descreve um fluxograma detalhado de todo o protocolo. Perfis de Western blot de COX IV / GAPDH (Figura 2) descrevem a expressão da proteína mitocondrial, COX IV, e o marcador não-mitocondrial, GAPDH. A expressão de COX tanto IV e de GAPDH são evidentes em todo o lisado muscular. Depois de mitocôndrias são isolados utilizando a técnica descrita neste protocolo, bandas COX IV ainda são evidentes, enquanto GAPDH é ausente com a mesma exposição. Exposições mais longas podem revelar uma banda GAPDH fraco. Estas manchas indicam que as mitocôndrias isoladas têm contaminação não mitocondrial mínima. Além disso, a expressão de COX IV em mitocôndrias isoladas é consistente entre as amostras. A Figura 3 mostra os perfis respirométricos típicos accionados por complexo II (succinato e rotenona), utilizando 1,0 ug, 2,5 ug e 5,0 ug de mitocôndrias. Como esperado, o OCR é aumentado geral wom maior quantidade de mitocôndrias. O índice de controlo respiratório calculado (RCR) para este ensaio é de 7,95, o que indica que a preparação mitocondrial é de alta qualidade. Além disso, 3u estado OCR é ligeiramente maior do que a do estado 3, confirmando a qualidade mitocondrial. A fim de comparar a consistência dos resultados de perfis quando diferentes quantidades de mitocôndrias, foi realizada ANOVA (análise de variância) e calculada a soma dos quadrados (SS) como valores reais da variância, utilizando 1,0 ug, 2,5 ug e 5,0 ug de mitocôndrias carregado por bem (Figura 4). SS é apresentado para o estado 2, estado 3, 3U estado, antimicina A, e RCR. Para o estado 2 e 3 medições estado, one way ANOVA foi estatisticamente significativa (p &lt;0,01 e p &lt;0,05, respectivamente). Da mesma forma, o one way ANOVA foi estatisticamente significativa para antimicina e RCR (p &lt;0,01 e p &lt;0,0001, respectivamente. Nenhuma diferença significativa foi observada para 3U estado entre os grupos. ThEsses resultados indicam que 5,0 ug por poço de mitocôndrias deu o menor SS em comparação com outras concentrações e é a quantidade óptima a utilizar no sistema XF 24 com a população dos participantes. Figura 5 serve como um guia para indicar a quantidade de proteína mitocondrial pode ser esperado com base no tamanho da amostra inicial muscular. Como esperado há uma forte correlação entre a quantidade de músculo (mg) e processado o teor total de proteína mitocondrial (mg) da amostra final. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td colspan="2"> Tampão Chappel-Perry I (CPI) </td></tr><tr><td> Químico </td><td> Concentração </td></tr><tr><td> KCl </td><td> 100 mM </td></tr><tr><td> MOPS </td><td> 50 mM </td></tr><tr><td> EDTA </td><td> 1 mM </td></tr><tr><td> MgSO4 </td><td> 5 mM </td></tr><tr><td> ATP </td><td> 1 mM </td></tr&gt; <tr><td> pH </td><td> 7,4 </td></tr><tr><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="2"> Tampão Chappel-Perry II (CPII) </td></tr><tr><td> Químico </td><td> Concentração </td></tr><tr><td> KCl </td><td> 100 mM </td></tr><tr><td> MOPS </td><td> 50 mM </td></tr><tr><td> EDTA </td><td> 1 mM </td></tr><tr><td> MgSO4 </td><td> 5 mM </td></tr><tr><td> ATP </td><td> 0,2 mM </td></tr><tr><td> BSA livre de ácidos graxos </td><td> 0,50% </td></tr><tr><td> pH </td><td> 7,4 </td></tr><tr><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="2"> Mitocondrial Solution Assay (MAS) (2X) </td></tr><tr><td> Químico </td><td> Concentração </td></tr><tr><td> Sacarose </td><td> 35 mM </td></tr><tr><td> Manitol </td><td> 110 mM </td></tr><tr><td> KH 2 PO 4 </td><td> 2,5 mM </td></tr><tr><td> MgCl2 </td><td> 2,5 mM </td></tr><tr><td> HEPES </td><td> 1,0 mM </td></tr><tr><td> EGTA </td><td> 0,5 mM </td></tr><tr><td> BSA livre de ácidos graxos </td><td> 0,10% </td></tr><tr><td> pH </td><td> 7,4 </td></tr><tr><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="2"> Mitocondrial Ensaio Solution (MAS) com complexos II condições iniciais </td></tr><tr><td> Químico </td><td> Concentração </td></tr><tr><td> 1X MAS </td><td></td></tr><tr><td> Succinate </td><td> 10 mM </td></tr><tr><td> Rotenone </td><td> 2 uM </td></tr><tr><td> pH </td><td> 7,4 </td></tr><tr><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="2"> Mitocondrial Ensaio Solution (MAS) com complexos I condições iniciais </td></tr><tr><td> Químico </td><td> Concentração </td></tr><tr><td> 1X MAS </td><td></td></tr><tr><td> Pyruvate</td><td> 5 mM </td></tr><tr><td> Malate </td><td> 5 mM </td></tr><tr><td> pH </td><td> 7,4 </td></tr><tr><td colspan="2"> * Todos os tampões devem ser feitas em água desionizada </td></tr></tbody></table> Tabela 1. Solução-tampão e receitas. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" fo:keep-together.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="2"> Protocolo de Passos </td><td></td></tr><tr><td colspan="3"> StartProtocol </td></tr><tr><td> Comando </td><td> Tempo (min) </td><td> Porto </td></tr><tr><td> Calibrar </td><td> 0.00 </td><td></td></tr><tr><td> Espere </td><td> 10.00 </td><td></td></tr><tr><td> Misturar </td><td> 1.00 </td><td></td></tr><tr><td> Espere </td><td> 3.00 </td><td></td></tr><tr><td> Misturar </td><td> 1.00 </td><td></td></tr><tr><td> Espere </td><td> 3.00 </td><td></td></tr><tr><td> Misturar </td><td> 0.50 </td><td></td></tr><tr><td> Medida </td><td> 3.00 </td><td></td></tr><tr><td> Misturar </td><td> 1.00 </td><td></td></tr><tr><td> Medida </td><td> 3.00 </td><td></td></tr><tr><td> Misturar </td><td> 0.50 </td><td></td></tr><tr><td> Injetar </td><td></td><td> A </td></tr><tr><td> Misturar </td><td> 1.00 </td><td></td></tr><tr><td> Medida </td><td> 6.00 </td><td></td></tr><tr><td> Misturar </td><td> 1.00 </td><td></td></tr><tr><td> Injetar </td><td></td><td> B </td></tr><tr><td> Misturar </td><td> 1.00 </td><td></td></tr><tr><td> Medida </td><td> 3.00 </td><td></td></tr><tr><td> Misturar </td><td> 1.00 </td><td></td></tr><tr><td> Injetar </td><td></td><td> C </td></tr><tr><td> Misturar </td><td> 1.00 </td><td></td></tr<html> &gt; <tr><td> Medida </td><td> 3.00 </td><td></td></tr><tr><td> Misturar </td><td> 1.00 </td><td></td></tr><tr><td> Injetar </td><td></td><td> D </td></tr><tr><td> Misturar </td><td> 1.00 </td><td></td></tr><tr><td> Medida </td><td> 3.00 </td><td></td></tr><tr><td colspan="3"> EndProtocol </td></tr></tbody></table> Tabela 2. Mix, medir, e misture configuração ciclo para o respirômetro. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/52350/52350fig1highres.jpg" /> Figura 1. Fluxograma de todo o protocolo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52350/52350fig1large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> /ftp_upload/52350/52350fig2highres.jpg &quot;/&gt; Figura 2. A blot representante ocidental para o tecido muscular esquelético todo, bem como mitocôndrias isoladas. Extracto de tecido todo, bem como mitocôndrias isoladas foram imunotransferidas com anticorpo COX IV como marcador mitocondrial e anticorpo GAPDH para controle não mitocondrial. Nenhuma banda GAPDH foi observado no mitocôndrias isoladas indicando pouca ou nenhuma contaminação de fontes não-mitocondriais. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52350/52350fig2large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/52350/52350fig3highres.jpg" /> Figura 3. Perfil respirométrico Representante de mitocôndrias isoladas de Vastus humano lateral. Três concentrações de mitocôndrias isoladas, 5,0 mg, 2,5 ug, e 1,0 ug nós<html> re usado neste ensaio. As concentrações finais dos compostos após as injeções portuárias foram ADP 2 mM (porta A); 2 ï¿½ oligomicina (porta B); 6 um FCCP (porta C); e 2 mM antimicina A (porto D). RCR Calculado para esta corrida era 7,95. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52350/52350fig3large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/52350/52350fig4highres.jpg" /> Figura 4. Soma dos quadrados. Soma dos quadrados para os diferentes estados respiração mitocondrial e RCR usando 5,0 mg, 2,5 mg e 1,0 mg mitocôndrias. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52350/52350fig4large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> ig5highres.jpg &quot;/&gt; Figura 5. Isto pode ser utilizado como um guia para estimar a quantidade de proteína mitocondrial que pode ser esperado a partir da análise de regressão inicial músculo peso da amostra:. Da quantidade de músculo (mg) e a produção de proteína mitocondrial total (mg). Como esperado, existe uma correlação positiva directa entre a quantidade de músculo e a proteína total obtida mitocondrial.

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Preparation and Respirometric Assessment of Mitochondria Isolated from Skeletal Muscle Tissue Obtained by Percutaneous Needle Biopsy

Métodos para biópsia de vasto lateral, a preparação de mitocôndrias purificada e profiling respirométrico são descritos. O uso de volume muscular pequeno torna esta técnica adequada para aplicações de pesquisa clínica.

Preparação e Avaliação respirométrico de mitocôndrias isoladas de tecido muscular esquelético Obtido por meio de agulha de biópsia percutânea

Respirometric profiling of isolated mitochondria is commonly used to investigate electron transport chain function. We describe a method for obtaining ...

preparation-respirometric-assessment-mitochondria-isolated-from

Research

JoVE Journal

Medicine

19.4K visualizações.  Wake Forest School of Medicine.  Métodos para biópsia de vasto lateral, a preparação de mitocôndrias purificada e profiling respirométrico são descritos. O uso de volume muscular pequeno torna esta técnica adequada para aplicações de pesquisa clínica. 

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Myo-mechanical Analysis of Isolated Skeletal Muscle

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for the treatment of muscle disease 1,2,3, quantitative methods are needed that measure force generation and fatigability in treated muscle. We describe a detailed approach to evaluating myo-mechanical properties in freshly explanted hindlimb muscle from the mouse. We describe the atraumatic harvest of mouse extensor digitorum longus muscle, mounting the muscle in a muscle strip myograph (Model 820MS; Danish Myo Technology), and the measurement of maximal twitch and tetanic tension, contraction time, and half-relaxation time, using a square pulse stimulator (Model S48; Grass Technologies). Using these measurements, we demonstrate the calculation of specific twitch and tetanic tension normalized to muscle cross-sectional area, the twitch-to-tetanic tension ratio, the force-frequency relationship curve and the low frequency fatigue curve 4. This analysis provides a method for quantitative comparison between therapeutic interventions in mouse models of muscle disease 1,2,3,5, as well as comparison of the effects of genetic modification on muscle function 6,7,8,9.

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for muscle disease, methods are needed to quantitate force generation and fatigability in treated muscle. We detail an approach to evaluating myo-mechanical properties in explanted mouse hindlimb muscle. This analysis provides a robust approach to quantitating the effects of genetic modification on muscle function, as well as comparison of therapies in mouse models of muscle disease.

Myo-mecânico Análise do músculo esquelético isolado

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for the treatment of muscle disease 1,2,3, quantitative methods are needed that measure force ...

Medicina

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.

Dimorfismo Sexo músculo esquelético de Proteomics

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

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, the RV is significantly affected in pulmonary diseases such as pulmonary artery hypertension (PAH). In addition, the RV is remarkably sensitive to cardiac pathologies, including left ventricular (LV) dysfunction, valvular disease or RV infarction4. To understand the role of RV in the pathogenesis of cardiac diseases, a reliable and noninvasive method to access the RV structurally and functionally is essential.
A noninvasive trans-thoracic echocardiography (TTE) based methodology was established and validated for monitoring dynamic changes in RV structure and function in adult mice. To impose RV stress, we employed a surgical model of pulmonary artery constriction (PAC) and measured the RV response over a 7-day period using a high-frequency ultrasound microimaging system. Sham operated mice were used as controls. Images were acquired in lightly anesthetized mice at baseline (before surgery), day 0 (immediately post-surgery), day 3, and day 7 (post-surgery). Data was analyzed offline using software.
Several acoustic windows (B, M, and Color Doppler modes), which can be consistently obtained in mice, allowed for reliable and reproducible measurement of RV structure (including RV wall thickness, end-diastolic&#160;and end-systolic dimensions), and function (fractional area change, fractional shortening, PA peak velocity, and peak pressure gradient) in normal mice and following PAC.
Using this method, the pressure-gradient resulting from PAC was accurately measured in real-time using Color Doppler mode and was comparable to direct pressure measurements performed with a Millar high-fidelity microtip catheter. Taken together, these data demonstrate that RV measurements obtained from various complimentary views using echocardiography are reliable, reproducible and can provide insights regarding RV structure and function. This method will enable a better understanding of the role of RV cardiac dysfunction.

Right ventricle (RV) dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease, yet limited methodologies are available for its evaluation. Recent advances in ultrasound imaging provide a noninvasive and accurate option for longitudinal RV study. Herein, we detail a step-by-step echocardiographic method using a murine model of RV pressure overload.

Avaliação da Estrutura e Função do Ventrículo Direito em modelo de camundongo Pulmonary Artery constrição por Ecocardiografia transtorácica

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

Human Skeletal Muscle Biopsy Procedures Using the Modified Bergstr&#246;m Technique

The percutaneous biopsy technique enables researchers and clinicians to collect skeletal muscle tissue samples. The technique is safe and highly effective. This video describes the percutaneous biopsy technique using a modified Bergstr&#246;m needle to obtain skeletal muscle tissue samples from the vastus lateralis of human subjects. The Bergstr&#246;m needle consists of an outer cannula with a small opening (&#8216;window&#8217;) at the side of the tip and an inner trocar with a cutting blade at the distal end. Under local anesthesia and aseptic conditions, the needle is advanced into the skeletal muscle through an incision in the skin, subcutaneous tissue, and fascia. Next, suction is applied to the inner trocar, the outer trocar is pulled back, skeletal muscle tissue is drawn into the window of the outer cannula by the suction, and the inner trocar is rapidly closed, thus cutting or clipping the skeletal muscle tissue sample. The needle is rotated 90&#176;&#160;and another cut is made. This process may be repeated three more times. This multiple cutting technique typically produces a sample of 100-200 mg or more in healthy subjects and can be done immediately before, during, and after a bout of exercise or other intervention. Following post-biopsy dressing of the incision site, subjects typically resume their activities of daily living right away and can fully participate in vigorous physical activity within 48-72 hr. Subjects should avoid heavy resistance exercise for 48 hr to reduce the risk of herniation of the muscle through the incision in the fascia.

The purpose of this video is to present the modified Bergstr&#246;m skeletal muscle biopsy technique on human subjects.

Procedimentos de biópsia de músculo esquelético humano, utilizando a técnica Bergström Modificado

The percutaneous biopsy technique enables researchers and clinicians to collect skeletal muscle tissue samples. The technique is safe and highly ...

Substernal Thyroid Biopsy Using Endobronchial Ultrasound-guided Transbronchial Needle Aspiration

Substernal thyroid goiter (STG) represents about 5.8% of all mediastinal lesions1. There is a wide variation in the published incidence rates due to the lack of a standardized definition for STG. Biopsy is often required to differentiate benign from malignant lesions. Unlike cervical thyroid, the overlying sternum precludes ultrasound-guided percutaneous fine needle aspiration of STG. Consequently, surgical mediastinoscopy is performed in the majority of cases, causing significant procedure related morbidity and cost to healthcare. Endobronchial Ultrasound-guided Transbronchial Needle Aspiration (EBUS-TBNA) is a frequently used procedure for diagnosis and staging of non-small cell lung cancer (NSCLC). Minimally invasive needle biopsy for lesions adjacent to the airways can be performed under real-time ultrasound guidance using EBUS. Its safety and efficacy is well established with over 90% sensitivity and specificity. The ability to perform EBUS as an outpatient procedure with same-day discharges offers distinct morbidity and financial advantages over surgery. As physicians performing EBUS gained procedural expertise, they have attempted to diversify its role in the diagnosis of non-lymph node thoracic pathologies. We propose here a role for EBUS-TBNA in the diagnosis of substernal thyroid lesions, along with a step-by-step protocol for the procedure.

Substernal thyroid lesions are common, and need to be differentiated from malignancy. Obtaining percutaneous fine needle biopsy is not possible due to its retrosternal location. This article proposes a protocol for biopsy of substernal thyroid lesions using Endobronchial Ultrasound-guided Transbronchial Needle Aspiration (EBUS-TBNA).

Substernal Tireóide Biópsia Usando endobrônquica guiada por ultrassom transbrônquica Punção Aspirativa por Agulha

Substernal thyroid goiter (STG) represents about 5.8% of all mediastinal lesions1. There is a wide variation in the published incidence rates due to the ...

Isolation and Immortalization of Patient-derived Cell Lines from Muscle Biopsy for Disease Modeling

The generation of patient-specific cell lines represents an invaluable tool for diagnostic or translational research, and these cells can be collected from skin or muscle biopsy tissue available during the patient&#8217;s diagnostic workup. In this protocol, we describe a technique for live cell isolation from small amounts of muscle or skin tissue for primary cell culture. Additionally, we provide a technique for the immortalization of myogenic cell lines and fibroblast cell lines from primary cells. Once cell lines are immortalized, substantial expansion of patient-derived cells can be achieved. Immortalized cells are amenable to many downstream applications, including drug screening and in vitro correction of the genetic mutation. Altogether, these protocols provide a reliable tool to generate and preserve patient-derived cells for downstream applications.

This protocol describes techniques for live cell isolation and primary culture of myogenic and fibroblast cell lines from muscle or skin tissue. A technique for the immortalization of these cell lines is also described. Altogether, these protocols provide a reliable tool to generate and preserve patient-derived cells for downstream applications.

Isolamento e Imortalidade de linhas celulares derivadas do paciente a partir de biópsia muscular para a doença Modeling

The generation of patient-specific cell lines represents an invaluable tool for diagnostic or translational research, and these cells can be collected ...

Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Skeletal Muscle Disease

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of living systems. Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using qMRI methods. The MRI acquisition protocol begins with localizer images (used to locate the position of the body and tissue of interest within the MRI system), quality control measurements of relevant magnetic field distributions, and structural imaging for general anatomical characterization. The qMRI portion of the protocol includes measurements of the longitudinal and transverse relaxation time constants (T1 and T2, respectively). Also acquired are diffusion-tensor MRI data, in which water diffusivity is measured and used to infer pathological processes such as edema. Quantitative magnetization transfer imaging is used to characterize the relative tissue content of macromolecular and free water protons. Lastly, fat-water MRI methods are used to characterize fibro-adipose tissue replacement of muscle. In addition to describing the data acquisition and analysis procedures, this paper also discusses the potential problems associated with these methods, the analysis and interpretation of the data, MRI safety, and strategies for artifact reduction and protocol optimization.

Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using non-invasive magnetic resonance imaging methods.

Quantitativa Ressonância Magnética da doença do músculo esquelético

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of ...

Establishment of Human Epithelial Enteroids and Colonoids from Whole Tissue and Biopsy

The epithelium of the gastrointestinal tract is constantly renewed as it turns over. This process is triggered by the proliferation of intestinal stem cells (ISCs) and progeny that progressively migrate and differentiate toward the tip of the villi. These processes, essential for gastrointestinal homeostasis, have been extensively studied using multiple approaches. Ex vivo technologies, especially primary cell cultures have proven to be promising for understanding intestinal epithelial functions. A long-term primary culture system for mouse intestinal crypts has been established to generate 3-dimensional epithelial organoids. These epithelial structures contain crypt- and villus-like domains reminiscent of normal gut epithelium. Commonly, termed &#8220;enteroids&#8221; when derived from small intestine and &#8220;colonoids&#8221; when derived from colon, they are different from organoids that also contain mesenchyme tissue. Additionally, these enteroids/colonoids continuously produce all cell types found normally within the intestinal epithelium. This in vitro organ-like culture system is rapidly becoming the new gold standard for investigation of intestinal stem cell biology and epithelial cell physiology. This technology has been recently transferred to the study of human gut. The establishment of human derived epithelial enteroids and colonoids from small intestine and colon has been possible through the utilization of specific culture media that allow their growth and maintenance over time. Here, we describe a method to establish a small intestinal and colon crypt-derived system from human whole tissue or biopsies. We emphasize the culture modalities that are essential for the successful growth and maintenance of human enteroids and colonoids.

We describe a method to establish human enteroids from small intestinal crypts and colonoids from colon crypts collected from both surgical tissue and biopsies. In this methodological article, we present the culture modalities that are essential for the successful growth and maintenance of human enteroids and colonoids.

Estabelecimento de epiteliais humanas Enteroids e Colonoids de tecido inteiro e biópsia

The epithelium of the gastrointestinal tract is constantly renewed as it turns over. This process is triggered by the proliferation of intestinal stem ...

In Vivo, Percutaneous, Needle Based, Optical Coherence Tomography of Renal Masses

Optical coherence tomography (OCT) is the optical equivalent of ultrasound imaging, based on the backscattering of near infrared light. OCT provides real time images with a 15 &#181;m axial resolution at an effective tissue penetration of 2-3 mm. Within the OCT images the loss of signal intensity per millimeter of tissue penetration, the attenuation coefficient, is calculated. The attenuation coefficient is a tissue specific property, providing a quantitative parameter for tissue differentiation. 
Until now, renal mass treatment decisions have been made primarily on the basis of MRI and CT imaging characteristics, age and comorbidity. However these parameters and diagnostic methods lack the finesse to truly detect the malignant potential of a renal mass. A successful core biopsy or fine needle aspiration provides objective tumor differentiation with both sensitivity and specificity in the range of 95-100%. However, a non-diagnostic rate of 10-20% overall, and even up to 30% in SRMs, is to be expected, delaying the diagnostic process due to the frequent necessity for additional biopsy procedures. 
We aim to develop OCT into an optical biopsy, providing real-time imaging combined with on-the-spot tumor differentiation. This publication provides a detailed step-by-step approach for percutaneous, needle based, OCT of renal masses.

In Vivo, Percutaneous, Needle Based, Optical Coherence Tomography of Renal Masses

Optical coherence tomography (OCT) is a high resolution imaging technique that allows analysis of tissue specific optical properties providing the means for tissue differentiation. We developed needle based OCT, providing real-time imaging combined with on-the-spot tumor differentiation. This publication describes a method for percutaneous, needle based OCT of renal masses.

Na Vivo, percutânea, Agulha Based, Tomografia de Coerência Óptica de massas renais

Optical coherence tomography (OCT) is the optical equivalent of ultrasound imaging, based on the backscattering of near infrared light. OCT provides real ...

Povidone Iodine Rectal Preparation at Time of Prostate Needle Biopsy is a Simple and Reproducible Means to Reduce Risk of Procedural Infection

Single institution and population-based studies highlight that infectious complications following transrectal ultrasound guided prostate needle biopsy (TRUS PNB) are increasing. Such infections are largely attributable to quinolone resistant microorganisms which colonize the rectal vault and are translocated into the bloodstream during the biopsy procedure. A povidone iodine rectal preparation (PIRP) at time of biopsy is a simple, reproducible method to reduce rectal microorganism colony counts and therefore resultant infections following TRUS PNB.
All patients are administered three days of oral antibiotic therapy prior to biopsy. The PIRP technique involves initially positioning the patient in the standard manner for a TRUS PNB. Following digital rectal examination, 15 ml&#160;of a 10% solution of commercially available povidone iodine is mixed with 5 ml&#160;of 1% lidocaine jelly to create slurry. A 4 cm x 4 cm sterile gauze is soaked in this slurry and then inserted into the rectal vault for 2 min after which it is removed. Thereafter, a disposable cotton gynecologic swab is used to paint both the perianal area and the rectal vault to a distance of 3 cm from the anus. The povidone iodine solution is then allowed to dry for 2 - 3 min prior to proceeding with standard transrectal ultrasonography and subsequent biopsy.
This PIRP technique has been in practice at our institution since March of 2012 with an associated reduction of post-biopsy infections from 4.3% to 0.6% (p = 0.02). The principal advantage of this prophylaxis regimen is its simplicity and reproducibility with use of an easily available, inexpensive agent to reduce infections. Furthermore, the technique avoids exposing patients to additional systemic antibiotics with potential further propagation of multi-drug resistant organisms. Usage of PIRP at TRUS PNB, however, is not applicable for patients with iodine or shellfish allergies.

Here, we present a protocol for use at the time of transrectal ultrasound guided prostate needle biopsy (TRUS PNB) that is a simple and cost-effective means to reduce infections following the procedure.

Iodopovidona retal Preparação no momento da próstata agulha de biópsia é um simples e reprodutível meios para reduzir o risco de infecção Processual

Single institution and population-based studies highlight that infectious complications following transrectal ultrasound guided prostate needle biopsy ...