Name: tibial nerve transection - a standardized model for denervation-induced skeletal muscle atrophy in mice
Uploaded: 2013-11-03T19:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Tibial Nerve Transection - A Standardized Model for Denervation-induced Skeletal Muscle Atrophy in Mice at JoVE.com

Dit werk werd ondersteund door subsidies van de CIHR Neuromusculaire Research Partnership (JNM - 90.959; naar Jaeb).

Voorafgaand aan het gebruik van dit model, moeten onderzoekers goedkeuring voor het chirurgische protocol uit van hun instelling dierlijk gebruik bestuursorgaan hebben ontvangen. Het model is goedgekeurd door het Research Ethics Board, Hamilton Health Sciences Corporation, McMaster University (AUP # 10-04-24) en in strikte overeenstemming met de aanbevelingen van de Canadese Raad over Animal Care wordt uitgevoerd. 1. Muis Voorbereiding <ol><li> Weeg de muis. Induceren anesthesie met 5% iso...

<ol>
	<li>Fu, S. Y., Gordon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contributing+factors+to+poor+functional+recovery+after+delayed+nerve+repair:+prolonged+denervation.">Contributing factors to poor functional recovery after delayed nerve repair: prolonged denervation.</a> J. Neurosci. 15, 3886-3895 (1995).</li><li>Kobayashi, J., Mackinnon, S. E., Watanabe, O., Ball, D. J., Gu, X. M., Hunter, D. A., Kuzon, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+duration+of+muscle+denervation+on+functional+recovery+in+the+rat+model.">The effect of duration of muscle denervation on functional recovery in the rat model.</a> Muscle Nerve. 20, 858-866 (1997).</li><li>Bain, J. R., Veltri, K. L., Chamberlain, D., Fahnestock, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+functional+recovery+of+denervated+skeletal+muscle+after+temporary+sensory+nerve+innervation.">Improved functional recovery of denervated skeletal muscle after temporary sensory nerve innervation.</a> Neuroscience. , 103-503 (2001).</li><li>Batt, J., Bain, J., Goncalves, J., Michalski, B., Plant, P., Fahnestock, M., Woodgett, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+gene+expression+profiling+of+short+and+long+term+denervated+muscle.">Differential gene expression profiling of short and long term denervated muscle.</a> FASEB J. 20, 115-117 (2006).</li><li>Sher, J., Cardasis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+muscle+fiber+types+in+the+adult+mouse.">Skeletal muscle fiber types in the adult mouse.</a> Acta Neurol. Scand. 54, 45-56 (1976).</li><li>Agbulut, O., Noirez, P., Beaumont, F., Butler-Browne, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myosin+heavy+chain+isoforms+in+postnatal+muscle+development+of+mice.">Myosin heavy chain isoforms in postnatal muscle development of mice.</a> Biol. Cell. 95, 399-406 (2003).</li><li>Nagpal, P., Plant, P. J., Correa, J., Bain, A., Takeda, M., Kawabe, H., Rotin, D., Bain, J. R., Batt, 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=The+ubiquitin+ligase+nedd4-1+participates+in+denervation-induced+skeletal+muscle+atrophy+in+mice.">The ubiquitin ligase nedd4-1 participates in denervation-induced skeletal muscle atrophy in mice.</a> PLoS ONE. 7, e46427 (2012).</li><li>Plant, P. J., Bain, J. R., Correa, J. E., Woo, M., Batt, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absence+of+caspase-3+protects+against+denervation-induced+skeletal+muscle+atrophy.">Absence of caspase-3 protects against denervation-induced skeletal muscle atrophy.</a> J. Appl. Physiol. 107, 224-234 (2009).</li><li>Varejao, A. S., Meek, M. F., Ferreira, A. J., Patricio, J. A., Cabrita, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+evaluation+of+peripheral+nerve+regeneration+in+the+rat:+walking+track+analysis.">Functional evaluation of peripheral nerve regeneration in the rat: walking track analysis.</a> J. Neurosci. Methods. 108, 1-9 (2001).</li><li>Willand, M. P., Holmes, M., Bain, J., Fahnestock, M., de Bruin, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+muscle+stimulation+after+immediate+nerve+repair+reduces+muscle+atrophy+without+affecting+reinnervation.">Electrical muscle stimulation after immediate nerve repair reduces muscle atrophy without affecting reinnervation.</a> Muscle Nerve. 48, 219-225 (2013).</li><li>Sterne, G. D., Coulton, G. R., Brown, R. A., Green, C. J., Terenghi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurotrophin-3-enhanced+nerve+regeneration+selectively+improves+recovery+of+muscle+fibers+expressing+myosin+heavy+chains+2b.">Neurotrophin-3-enhanced nerve regeneration selectively improves recovery of muscle fibers expressing myosin heavy chains 2b.</a> J. Cell Biol. 139, 709-715 (1997).</li><li>Plant, P. J., North, M. L., Ward, A., Ward, M., Khanna, N., Correa, J., Scott, J. A., Batt, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypertrophic+airway+smooth+muscle+mass+correlates+with+increased+airway+responsiveness+in+a+murine+model+of+asthma.">Hypertrophic airway smooth muscle mass correlates with increased airway responsiveness in a murine model of asthma.</a> Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 46, 532-540 (2012).</li><li>Bain, J. R., Mackinnon, S. E., Hunter, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+evaluation+of+complete+sciatic,+peroneal,+and+posterior+tibial+nerve+lesions+in+the+rat.">Functional evaluation of complete sciatic, peroneal, and posterior tibial nerve lesions in the rat.</a> Plast. Reconstr. Surg. 83, 129-138 (1989).</li><li>Hare, G. M., Evans, P. J., Mackinnon, S. E., Best, T. J., Midha, R., Szalai, J. P., Hunter, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Walking+track+analysis:+utilization+of+individual+footprint+parameters.">Walking track analysis: utilization of individual footprint parameters.</a> Ann. Plast. Surg. 30, 147-153 (1993).</li><li>McLean, J., Batt, J., Doering, L. C., Rotin, D., Bain, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+rate+of+nerve+regeneration+and+directional+errors+after+sciatic+nerve+injury+in+receptor+protein+tyrosine+phosphatase+sigma+knock-out+mice.">Enhanced rate of nerve regeneration and directional errors after sciatic nerve injury in receptor protein tyrosine phosphatase sigma knock-out mice.</a> J. Neurosci. 22, 5481-5491 (2002).</li><li>Richner, M., Bjerrum, O. J., Nykjaer, A., Vaegter, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+spared+nerve+injury+(SNI)+model+of+induced+mechanical+allodynia+in+mice.">The spared nerve injury (SNI) model of induced mechanical allodynia in mice.</a> J. Vis. Exp. (54), e3092 (2011).</li><li>Rogoz, K., Lagerstrom, M. C., Dufour, S., Kullander, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VGLUT2-dependent+glutamatergic+transmission+in+primary+afferents+is+required+for+intact+nociception+in+both+acute+and+persistent+pain+modalities.">VGLUT2-dependent glutamatergic transmission in primary afferents is required for intact nociception in both acute and persistent pain modalities.</a> Pain. 153, 1525-1536 (2012).</li><li>Thornell, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sarcopenic+obesity:+satellite+cells+in+the+aging+muscle.">Sarcopenic obesity: satellite cells in the aging muscle.</a> Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 14, 22-27 (2011).</li></ol>

De scheenbeenzenuw doorsnijding model van denervatie-geïnduceerde skeletspier atrofie is een algemeen gebruikte en goed gevalideerd model bij ratten. We hebben dit model aangepast voor gebruik in muizen, waarmee de onderzoeker te profiteren van de aanwezigheid van genetisch gemanipuleerde muizen en de studie van het proces van spieratrofie in vivo bij afwezigheid van eiwitten essentieel voor de regulatie van spiermassa 7,8. De gastrocnemius en soleus spieren, zowel gedenerveerde in dit model, gemakk...

Skeletspieren denervatie, vanwege traumatische perifere zenuwschade, ziekte of farmacologische interventies, heeft het onmiddellijk verlies van spierweefsel vrijwillige contractiele functie. Muscle gelijktijdig begint te atrofie en deze atrofie is omkeerbaar indien tijdig, goede kwaliteit reïnnervatie optreedt 1,2. Aangezien reïnnervatie, myofiber atrofie vordert en onomkeerbare biologische veranderingen in de spieren optreden met spierfibrose en myofiber dood. Hier laten we zien de nervus tibialis doorsnijding model, een model van denervatie-geïnduceerde skeletspier atrofie en fibrose, in muizen. Dit model kunnen wetenschappers de fysiologische, cellulaire en moleculaire biologische mechanismen die ten grondslag liggen spieratrofie in vivo in de gastrocnemius en soleus spieren te bestuderen. Terwijl historisch voornamelijk gebruikt in ratten, meer recente toepassing van dit model knockout en transgene muizenlijnen bijzonder kunnen onderzoekers de rol van hun beoordelenbepaalde proteïne (s) van belang in de inductie, ontwikkeling en onderhoud, of alternatief de resolutie, spieratrofie en fibrose in vivo. De nervus tibialis is een gemengd motor-sensorische perifere zenuw in het knaagdier achterbeen, en is een van de drie terminal takken van de nervus ischiadicus. Doorsnijding van de nervus tibialis denervates de gastrocnemius, soleus en plantaris spieren (en de drie kleine diepe flexoren van de voet, waaronder tibialis posterior, flexor digitorum longus en flexor hallicus longus), en het is een goed gestandaardiseerd en gevalideerd model bij ratten 3,4 . De gastrocnemius en soleus spieren kunnen gemakkelijk worden ontleed op seriële tijdstippen onderbrengen tibialis doorsnijding, gefixeerd en verwerkt voor histologische evaluatie van spier en spiervezel morfometrie of flash bevroren extractie van spier-RNA en eiwitten voor de te bestuderen, bijvoorbeeld, de cellulaire signalerende netwerken reguleren spieratrofie. De gastrocnemius spier is een gemengde vezel spiertype (type I en type II, hoewel voornamelijk type II) en soleus spier bestaat uit een groot deel van type I vezels, waardoor zowel snelle als langzame krampspier voor beoordeling 5,6. De scheenbeenzenuw doorsnijding model is geschikt voor het bestuderen van het proces van denervatie-geïnduceerde spieratrofie in zowel de korte termijn (dagen) 7 en lange termijn (weken tot maanden) 4,8. In tegenstelling tot de heupzenuw doorsnijding model (een tweede model van denervatie-geïnduceerde spieratrofie vaak gebruikt bij knaagdieren), scheenbeenzenuw doorsnijding induceert minder morbiditeit bij het dier, waardoor het een aantrekkelijk model. Doorsnijding van de nervus ischiadicus denervates alle spieren van het been (onder de knie) en de voet, beperkten de mogelijkheden van het dier te ambulate 2, terwijl doorsnijding van de nervus tibialis verlaat de peroneus en suralis takken van de nervus zenuw intact, waardoor het behoud vanhun doel spieren en sensorische gebieden. De muis kan niet plantar flex invertsiropen de voet, maar gemakkelijk kan ambulate en het gewicht draagt ​​gelijkmatig op beide achterpoten, waardoor aanzienlijk verminderen van de morbiditeit van het model. Ganganalyse studies ter evaluatie van het lopen patronen werden uitgevoerd bij ratten na scheenbeen en heupzenuw verwondingen en aantonen dat footprint en het gewicht dragen beter wordt geconserveerd met scheenbeen blessure 9,10. Bovendien, in de tibialis doorsnijding model, de peroneale zenuw kan worden ingezet op een later tijdstip en overgebracht als een bron van vertraagde reinnervation, indien de studie ontwerp vereist 3. In tegenstelling, vertraagde reïnnervatie in de heupzenuw doorsnijding model is het gebruik van een zenuwtransplantaat aan de heupzenuw tekort, zeer aanzienlijke verhoging van de technische moeilijkheidsgraad van het model en het gebruik ervan te beperken tot ervaren chirurgen. Terwijl de nervus tibialis doorsnijding model requires vertrouwdheid van de operator met steriele operatietechniek in dierlijke chirurgie, zowel de nervus tibialis en kuitspieren het innervates zijn gemakkelijk toegankelijk en herkenbaar zijn voor manipulatie, zodat personen die geen chirurgen, of zeer ervaren met dierlijke chirurgie, kan gemakkelijk onder de knie dit model .

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

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

De scheenbeenzenuw doorsnijding model is een goed verdragen, gevalideerde en reproduceerbaar model van denervatie-geïnduceerde skeletspier atrofie bij knaagdieren. Hoewel oorspronkelijk ontwikkeld en uitgebreid in de rat door zijn grotere omvang, het tibiale zenuw in muizen is groot genoeg dat het gemakkelijk kan worden gemanipuleerd met ofwel verbrijzeling of doorsnijden, waardoor de peroneale en suralis takken van de nervus ischiadicus intact en daardoor behouden hun doel spieren. Zo, dit model biedt de voordelen van het induceren minder morbiditeit en belemmering van ambulantie dan de heupzenuw doorsnijding model en maakt het ook mogelijk onderzoekers om de fysiologische, cellulaire en moleculaire biologische mechanismen reguleren van het proces van spieratrofie in genetisch gemanipuleerde muizen te bestuderen. De scheenbeenzenuw levert de gastrocnemius, soleus en plantaris spieren, zodat haar doorsnijding maakt de studie van gedenerveerde skeletspier bestaat uit fast twitch type II vezels en / of slow twitch type Ivezels. Hier laten we zien de nervus tibialis doorsnijding model in de C57Black6 muis. We evalueren de atrofie van de gastrocnemius spier als vertegenwoordiger spier, bij 1, 2 en 4 weken na denervatie door meting spier gewichten vezeltype specifieke doorsnede on paraffine ingebedde histologische secties immunologisch gekleurd voor fast twitch myosine.

<html> Scheenbeenzenuw doorsnijding denervates de gastrocnemius, soleus en plantaris spieren van het kalf. Hier beoordelen we de ontwikkeling van atrofie in de gastrocnemius, als vertegenwoordiger spier. Gastrocnemius werd geoogst 2-3 maanden oud C57Black 6 muizen (Jackson Laboratories) gedenerveerde voor 1, 2 of 4 weken. Muscle gewicht geleidelijk afnemen (figuur 1), evenals de doorsnede van type II fast twitch spiervezels (figuur 2), in de tijd. De gastrocnemius is een gemengde vezel s...

Watch this Scientific Journal Video about Tibial Nerve Transection - A Standardized Model for Denervation-induced Skeletal Muscle Atrophy in Mice at JoVE.com

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

De scheenbeenzenuw doorsnijding model is een goed verdragen, gevalideerde en reproduceerbaar model van de skeletspier atrofie. Het model chirurgische protocol wordt beschreven en gedemonstreerd in C57Black6 muizen.

Scheenbeen Nerve doorsnijding - Een gestandaardiseerd model voor denervatie-geïnduceerde Skeletal Muscle Atrofie in Muizen

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

Research

JoVE Journal

Medicine

Skeletal Muscle Gender Dimorphism from Proteomics

Skeletspieren Geslacht dimorfisme van Proteomics

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

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

Nut van Dissociated Intrinsic Hand spieratrofie in de Diagnose van Amyotrofische Lateraal Sclerose

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

The Sciatic Nerve Cuffing Model of Neuropathic Pain in Mice

De heupzenuw handboeien Model van neuropathische pijn in Muizen

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

A Simple Critical-sized Femoral Defect Model in Mice

A Simple Kritische-sized Femorale Defect Model in Muizen

While bone has a remarkable capacity for regeneration, serious bone trauma often results in damage that does not properly heal. In fact, one tenth of all ...

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

Facial Nerve axotomie in Muizen: een model om motoneuron Response to Injury Study

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

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

Echografie gebaseerde beoordeling van coronaire Flow en Coronaire Flow Reserve Met behulp van de druk overbelasting Model in Muizen

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

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

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

menselijk<em&gt; Vastus lateralis</em&gt; Skeletal spierbiopsie Met behulp van de Weil-Blakesley Conchotome

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

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

Chirurgische angiogenese in varkens tibiale Allotransplantation: een nieuwe groot dier bot gevacuoliseerd composiet Allotransplantation Model

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

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

Semi-geautomatiseerde analyse van muis skeletspieren morfologie en vezel-achtige samenstelling

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

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

Een minimaal invasieve Model voor het analyseren van Endochondral fractuur genezing in muizen onder gestandaardiseerde condities van de biomechanische

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