Этот протокол позволяет исследователям обучать резистентным большим когортам мышей по гораздо более низкой цене по сравнению с моделями, которые используют коммерчески доступное оборудование для беговых колес. Основным преимуществом этой модели тренировок с отягощениями является то, что она полностью добровольная, что снижает стресс для животных и временные затраты для исследователя. Эта модель может помочь лучше понять клеточные и молекулярные механизмы, которые регулируют мышечную массу в ответ на тренировки.
По своей конструкции эта модель с нагруженным колесом относительно проста в исполнении. Тем не менее, по-прежнему рекомендуется, чтобы исследователи проводили пилотное тестирование в уникальных лабораторных условиях, чтобы оценить производительность мышей до экспериментов. Продемонстрировать эту процедуру будет PJ Koopmans, аспирант-исследователь в моей лаборатории.
Чтобы настроить устройство ходового колеса, приклейте один граммовый магнит датчика к внешней средней окружности ходового колеса и используйте это колесо только в течение первой недели акклиматизации колеса. Работа нагруженного колеса требует двух граммов нагрузки, поэтому приклеиваем два магнита по одному грамму бок о бок на внешнюю окружность колеса. Лента может быть использована для удержания магнитов на месте до тех пор, пока клей не высохнет.
По прошествии недель применяйте дополнительную нагрузку в неделях 3, 4, 5 и 7, поместив еще один граммовый магнит поверх любого из уже присутствующих магнитов. Поскольку эти магниты прочно прилипают друг к другу, клей не потребуется. Для высоконагруженного хода колес требуется три комплекта колес.
Первый комплект колес, который требуется для второй недели, имеет только один 2,5-граммовый магнит, наклеенный на внешнюю окружность колеса. Второй комплект колес, который требуется только для третьей недели, имеет два 2,5-граммовых магнита, приклеенных бок о бок на внешнюю окружность колеса. Третий комплект колес, необходимый для четырех недель и далее, имеет три 2,5-граммовых магнита, приклеенных бок о бок на внешнюю окружность колеса.
Примените дополнительную нагрузку на шестую и восьмую недели, поместив еще один 2,5-граммовый магнит поверх любого из уже присутствующих магнитов. Убедитесь, что перед сборкой в велосипедный компьютер вставлена свежая батарея. Затем соберите ходовые колеса с помощью клетки, оснащенной цифровым велосипедным компьютером, чтобы контролировать время и расстояние, пройденное во время тренировки.
Средняя скорость в километрах в час выведена арифметически. Установите размер колеса во время начального компьютерного программирования велосипеда и рассчитайте расстояние за оборот, измерив внешнюю окружность ходового колеса. Чтобы гарантировать, что все компоненты компьютера и датчика содержатся в твердом барьере за пределами клетки, чтобы мыши не жевали компоненты, используйте крышку пустого ящика для пипетки с небольшим прямоугольным вырезом для магнитного датчика велосипеда и основную часть коробки для хранения велосипедного компьютера, и проволока.
Просверлите два отверстия через углы крышки коробки наконечника пипетки, чтобы закрепить магнитный датчик велосипеда и стойку ходового колеса на месте снаружи клетки, и вставьте базу ходовых колес вверх ногами через зазоры в крышке клетки, но поверх твердой поверхности. Закрепите колесную базу и датчик компьютера в верхней части клетки с помощью аппаратного обеспечения. Убедитесь, что датчик велосипедного компьютера и крышка коробки наконечника пипетки находятся непосредственно над тем местом, где расположен магнит датчика колеса, и что магнит датчика и компьютерный датчик расположены на расстоянии не более одного сантиметра друг от друга, чтобы обеспечить надлежащую запись движения колеса.
Прикрепите соответствующее ходовое колесо к колесной базе, прежде чем поместить крышку на клетку, а затем надежно поместите крышку на клетку. С колесом, свисающим с крышки клетки, обеспечьте не менее 2,5 сантиметров зазора от пола клетки. Затем поместите минимальное количество подстилающего материала в клетку, чтобы убедиться, что колесо свободно вращается, но не затрудняется накоплением подстилки.
Поскольку мыши являются ночным видом, большая часть их естественной активности в клетке, включая бег на колесах, будет выполняться в темные часы светового цикла. Во время эксперимента записывайте эти данные с велосипедного компьютера через последовательный интервал, запланированный для обеспечения точного мониторинга активности. Индивидуально размещайте сидячих мышей в течение девяти недель в клетке, содержащей запертое беговое колесо, чтобы предотвратить бег.
При необходимости уменьшите нагрузку на нагруженное колесо и группы бега с высоконагруженным колесом, чтобы мыши продолжали тренироваться в течение всего протокола девяти в неделю в соответствии с графиком загрузки. Во время исследования мыши были случайным образом распределены в одну из трех групп лечения, а именно сидячие, нагруженные колеса или высоконагруженные колеса, а затем выполнили свой соответствующий девятинедельный протокол. После одной недели акклиматизации не было никаких групповых или групповых различий во времени в дистанции бега или объеме тренировок.
Нормализованная масса камбалы была на 21,4% больше в группе с высоконагруженным колесом, чем в сидячей группе, несмотря на отсутствие различий в площади поперечного сечения волокна. Хотя мышечная масса плантариса и средняя площадь поперечного сечения волокон не вытесняют статистически значимых различий, по-видимому, наблюдается сдвиг в доле волокон с большей площадью поперечного сечения в подошвенном движении высоконагруженного колеса по сравнению с сидячим и нагруженным колесом. Не было никаких существенных различий в подергивании или пиковой силе комплекса GPS между группами, измеренных с помощью теста мышечной функции NC2.
Важно убедиться, что колесо свободно вращается в клетке и что магнит датчика колеса находится близко к датчику велосипедного компьютера, чтобы вращение колеса было беспрепятственным, а велосипедный компьютер точно записывал данные о пробеге. Следуя этой процедуре, исследователи могут выполнять последующие анализы, такие как сократительная функция или иммуногистохимические методы, чтобы изучить различные физиологические реакции в дальнейшем на тренировки.
