Name: tibial nerve transection - a standardized model for denervation-induced skeletal muscle atrophy in mice
Uploaded: 2013-11-03T19:00:00
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Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse aus dem CIHR neuromuskuläre Research Partnership (-; zu JAEB 90959 JNM) unterstützt.

Vor der Verwendung dieses Modells müssen die Ermittler Zulassung für die chirurgische Protokoll von ihrer Institution Tiernutzung Dachverband erhalten haben. Das Modell wird durch die Forschung Ethikrat, Hamilton Health Sciences Corporation, McMaster University (AUP # 10-04-24) genehmigt und wird in strikter Übereinstimmung mit den Empfehlungen des Canadian Council on Animal Care durchgeführt. 1. Maus Vorbereitung <ol><li> Wiegen Sie die Maus. Induce Narkose mit Isofluran 5% bzw. 2% Ha...

<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>

Die tibiale Nervendurchtrennung Modell der Denervation-induzierte Skelettmuskelatrophie ist ein übliches und gut validiertes Modell in Ratten. Dieses Modell wurde für die Verwendung in Mäusen, die der Prüfer die Vorteile der Existenz von gentechnisch veränderten Mäusen zu nehmen und sich über den Verlauf von Muskelschwund in vivo in Abwesenheit von Proteinen wichtig für die Regulierung der Muskelmasse 7,8 ermöglicht angepasst. Die gastrocnemius und soleus Muskeln, die beide in diesem Modell ...

Skelettmuskulatur Denervation aufgrund traumatischen peripheren Nerven Verletzungen, Krankheiten oder pharmakologische Intervention, führt zum sofortigen Verlust von Muskel freiwillige kontraktile Funktion. Muscle gleichzeitig beginnt zu verkümmern und dies Atrophie ist reversibel, wenn zeitnahe, qualitativ hochwertige reinnervation auftritt 1,2. In Abwesenheit von reinnervation schreitet myofiber Atrophie und irreversible biologische Veränderungen im Muskel auftreten mit Fibrose und Muskel myofiber Tod. Hier zeigen wir die Tibia Nervendurchtrennung Modell, ein Modell der Denervation-induzierte Skelettmuskelatrophie und Fibrose bei Mäusen. Dieses Modell ermöglicht es den Wissenschaftlern, die physiologische, zelluläre und molekularbiologische Mechanismen, die Muskelatrophie in vivo unterliegen in der gastrocnemius und soleus Muskeln zu studieren. Während historisch überwiegend in Ratten verwendet wird, können neuere Anwendung dieses Modells, um Knockout-und transgenen Maus Linien gesagt Ermittler die Rolle ihrer beurteilenbestimmtes Protein (e) von Interesse in der Induktion, Entwicklung und Wartung, oder alternativ die Auflösung, Muskelschwund und Fibrose in vivo. Der N. tibialis ist eine gemischte Motor-sensorischen peripheren Nerven in den Nager hindlimb, und ist einer der drei Endäste des Ischias-Nervs. Durchtrennung des Nervus tibialis denerviert die gastrocnemius, soleus und plantaris Muskeln (und die drei kleinen tiefen Flexoren des Fußes einschließlich tibialis posterior, flexor digitorum longus und flexor hallucis longus), und ist ein standardisiertes und validiertes Modell bei Ratten 3,4 . Die gastrocnemius und soleus Muskeln kann leicht an der seriellen Zeitpunkten seziert senden Tibia Nervendurchtrennung, fixiert und für die Beurteilung der Muskel-Histologie und Morphometrie Muskelfaser oder Flash zur Extraktion von RNA-und Protein Muskel zum Zweck des Studiums eingefroren, zum Beispiel, die zelluläre Signalwege regulieren Netzwerke Muskelatrophie. Die gastrocnemius Muskel ist ein gemischtes Fasertyp Muskel (Typ I und Typ II, obwohl überwiegend Typ II) und der M. soleus besteht aus einem großen Anteil der Typ-I-Fasern, wodurch sowohl schnellen und langsamen Muskelfasern für die Bewertung 5,6. Die tibiale Nervendurchtrennung Modell ist für das Studium der Prozess der Denervation-induzierte Muskelatrophie sowohl kurzfristig (Tage) 7 und langfristig (Wochen bis Monate) 4,8 geeignet. Im Gegensatz zu den Ischiasnerv Durchtrennung Modell (ein zweites Modell der Denervation-induzierte Muskelatrophie häufigsten in Nagetiere), induziert Tibia Nervendurchtrennung weniger Morbidität in dem Tier, so dass es ein attraktives Modell. Durchtrennung der Ischiasnerv denerviert alle Muskeln des Beins (unterhalb des Knies) und Fuß, beeinträchtigen die Fähigkeit des Tieres bis 2 ambulate, während Durchtrennung des Nervus tibialis lässt die peroneal und Wadennerv Zweige der Ischiasnerv intakt, damit die Erhaltungihr Ziel Muskeln und sensorischen Gebiete. Die Maus ist nicht Plantarflexion oder invertieren Fuß, ist aber in der Lage, leicht ambulate und das Gewicht trägt gleichmäßig auf beide Hinterbeine, wodurch deutlich Verringerung der Morbidität des Modells. Ganganalyse Studien, die zu Fuß Muster wurden an Ratten nach Tibia und Ischiasnerv Verletzungen durchgeführt worden und zeigen, dass Footprint und Belastung besser mit Tibia Verletzung 9,10 erhalten. Darüber hinaus in der Tibia-Nervendurchtrennung Modell kann der N. peroneus zu einem späteren Zeitpunkt zu mobilisieren und übertragen als eine Quelle der verzögerten reinnervation, wenn das Studiendesign erfordert 3. Im Gegensatz dazu erfordert verzögerte reinnervation im Ischiasnerv Durchtrennung Modell die Verwendung eines Nerventransplantat dem Ischiasnerv Defizit, sehr deutliche Steigerung der technischen Schwierigkeit des Modells und die Begrenzung ihrer Verwendung zu qualifizierten Chirurgen. Während die Tibia Nervendurchtrennung Modell requires Vertrautheit des Betreibers mit sterilem Operationstechnik in der Tier-Chirurgie, sowohl der N. tibialis und Wadenmuskeln es innerviert sind leicht zugänglich und erkennbar für Manipulation, so dass Personen, die nicht Ärzte oder stark mit tierischen Chirurgie erlebt, kann leicht meistern dieses Modell .

<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

Die tibiale Nervendurchtrennung Modell ist ein gut verträgliches, validiert und reproduzierbares Modell der Denervation-induzierte Skelettmuskelatrophie in Nagetieren. Obwohl ursprünglich entwickelt und ausgiebig in der Ratte aufgrund seiner Größe verwendet werden, ist der Nervus tibialis in Mäusen groß genug, dass sie leicht mit entweder zerdrücken oder Durchtrennung manipuliert werden, so dass die peroneal und Wadennerv Zweige der Ischiasnerv intakt und damit die Erhaltung ihr Ziel Muskeln. So bietet dieses Modell die Vorteile der Induktion weniger Morbidität und Behinderung der Gehfähigkeit als der Ischiasnerv Durchtrennung Modell und ermöglicht auch die Ermittler, die physiologische, zelluläre und molekularbiologische Mechanismen, die den Prozess der Muskelatrophie in gentechnisch veränderten Mäusen zu studieren. Der Nervus tibialis versorgt die gastrocnemius, soleus und plantaris Muskeln, so dass ihr Durchtrennung ermöglicht das Studium der denervierten Skelettmuskeln von schnell zuckenden Typ-II-Fasern und / oder Slow-Twitch Typ I zusammenFasern. Hier zeigen wir die Tibia Nervendurchtrennung Modell in der C57Black6 Maus. Wir beurteilen die Atrophie des M. gastrocnemius, als Vertreter Muskel, bei 1, 2 und 4 Wochen nach der Denervierung durch Messung Muskeln Gewichte und Fasertyp spezifische Querschnittsfläche auf Paraffin eingebetteten histologischen Schnitten immungefärbt für schnell zuckenden Myosin.

<html> Tibia Nervendurchtrennung denerviert die gastrocnemius, soleus und plantaris Muskeln der Wade. Hier bewerten wir die Entwicklung von Atrophie im M. gastrocnemius, als Vertreter Muskel. M. gastrocnemius aus 2-3 Monaten alt C57Black 6 Mäuse (Jackson Laboratories) für 1, 2, oder 4 Wochen denerviert geerntet. Muscle Gewichte schrittweise verringern (Abbildung 1), ebenso wie die Querschnittsfläche des Typs II schnellen Muskelfasern (Abbildung 2), im Laufe der Zeit. Die gastrocnemius...

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

Die tibiale Nervendurchtrennung Modell ist ein gut verträgliches, validiert und reproduzierbares Modell der Skelettmuskelatrophie. Das Modell chirurgische Protokoll beschrieben und in C57Black6 Mäusen nachgewiesen.

Tibialisnerv Durchtrennung - ein standardisiertes Modell für Denervation-induzierte Skelettmuskelatrophie in Mice

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

Skeletal Muscle Gender Dimorphismus von Proteomics

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

Forschung

Medizin

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

Nutzen der Dissoziierte Eigen Hand Muskelatrophie in der Diagnose von Amyotrophe Lateralsklerose

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

Der Ischiasnerv cuffing Modell von neuropathischen Schmerzen bei Mäusen

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

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

Facial Nerve Axotomie bei Mäusen: Ein Modell zur Motoneuron Reaktion auf eine Verletzung Studieren

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

Ultraschall Basierend Beurteilung der koronaren Herzfluss und koronare Flussreserve Mit der Drucküberlastung Modell an der Maus

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

Mensch<em&gt; Vastus lateralis</em&gt; Skeletal Muscle Biopsy die Weil-Blakesley Conchotom Verwendung

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 porcinen tibiale Allotransplantation: eine neue große Tierknochen durchblutet zusammengesetzte Allotransplantation Modell

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-automatische Analyse von Maus Skelettmuskulatur Morphologie und Fasertyp Zusammensetzung

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

Eine Minimal-Invasive Modell Endochondral Frakturheilung bei Mäusen unter standardisierten Bedingungen biomechanische Analyse

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

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

Nicht-invasive Beurteilung des releveurs Muskelfunktion bei Mäusen

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