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

Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni dal partenariato Cihr neuromuscolare della ricerca (JNM - 90.959; al Jaeb).

Prima di utilizzare questo modello, i ricercatori devono aver ricevuto l&#39;approvazione per il protocollo chirurgico dall&#39;uso degli animali della loro istituzione organo di governo. Il modello è approvato dal Consiglio di etica della ricerca, Hamilton Health Sciences Corporation, McMaster University (AUP # 10-04-24) e viene effettuata in stretta conformità con le raccomandazioni del Consiglio canadese sulla cura degli animali. 1. Topo Preparazione <ol><li> Pesare il mouse. Indurre ...

<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. 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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. 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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>

Il nervo modello di resezione tibiale di atrofia del muscolo scheletrico denervazione-indotta è un modello comunemente impiegato e ben convalidato nei ratti. Abbiamo adattato questo modello per l&#39;uso in topi, che consente al ricercatore di sfruttare la presenza di topi geneticamente ingegnerizzati e studiare il processo di atrofia muscolare in vivo, in assenza di proteine ​​fondamentali per la regolazione della massa muscolare 7,8. I muscoli gastrocnemio e soleo, sia denervato in questo mode...

Denervazione del muscolo scheletrico, a causa di una lesione traumatica dei nervi periferici, malattie o intervento farmacologico, comporta l&#39;immediata perdita della funzione contrattile del muscolo volontario. Muscle inizia in concomitanza ad atrofizzarsi e questa atrofia è reversibile se tempestivo, reinnervazione di buona qualità si verifica 1,2. In assenza di reinnervazione, myofiber atrofia progredisce, e cambiamenti biologici irreversibili nel muscolo si verifica con fibrosi muscolare e morte miofibre. Qui mostriamo il modello nervo tibiale resezione, un modello di denervazione indotta-atrofia del muscolo scheletrico e la fibrosi, nei topi. Questo modello consente agli scienziati di studiare le fisiologiche, cellulari e molecolari meccanismi biologici che sono alla base atrofia muscolare in vivo nei muscoli gastrocnemio e soleo. Mentre storicamente utilizzato prevalentemente nei ratti, di più recente applicazione di questo modello ad eliminazione diretta e le linee di topi transgenici in particolare, consente agli investigatori di valutare il ruolo dei loroparticolare proteina (s) di interesse nella induzione, sviluppo e manutenzione, o in alternativa la risoluzione, atrofia muscolare e fibrosi in vivo. Il nervo tibiale è un nervo periferico motore-sensoriale mista nel hindlimb roditore, ed è uno dei tre rami terminali del nervo sciatico. Recisione del nervo tibiale denervates gastrocnemio, soleo e muscoli plantare (e le tre piccoli muscoli flessori profondi del piede compreso tibiale posteriore, flessore lungo delle dita e flessore hallicus longus), ed è un modello ben standardizzati e validati nei ratti 3,4 . I muscoli gastrocnemio e soleo può essere facilmente sezionato in momenti seriali postare recisione del nervo tibiale, fissati e trattati per la valutazione di istologia dei muscoli e fibre muscolari morfometria, o Flash congelati per l&#39;estrazione di RNA e proteine ​​muscolari a scopo di studio, per esempio, le reti cellulari di segnalazione che regolano l&#39;atrofia muscolare. La gastrocnemius muscolare è un tipo di fibra muscolare misto (tipo I e tipo II, anche se prevalentemente di tipo II) e il muscolo soleo è composto da una grande percentuale di fibre di tipo I, fornendo in tal modo sia veloce e lenta contrazione muscolare per la valutazione 5,6. Il modello di resezione del nervo tibiale è adatto per studiare il processo di denervazione indotta da atrofia muscolare, sia a breve termine (giorni) 7 e lungo termine (settimane o mesi) 4,8. In contrasto con il modello transezione del nervo sciatico (un secondo modello di denervazione indotta atrofia muscolare comunemente usato nei roditori), transezione del nervo tibiale induce meno morbilità nell&#39;animale, rendendolo un modello più attraente. Transezione del nervo sciatico denervates tutti i muscoli della gamba (sotto il ginocchio) e piede, riducendo la capacità del animale di deambulare 2, mentre transezione del nervo tibiale lascia i rami del nervo peroneo e surale del nervo sciatico intatto, preservando cosìi loro muscoli bersaglio e territori sensoriali. Il mouse è in grado di flessione plantare oppure invertire il piede, ma è in grado di deambulare facilmente e sopporta il peso equamente sui due arti posteriori, diminuendo così significativamente la morbidità del modello. Andatura studi di analisi che valutano i modelli a piedi sono stati condotti in ratti dopo lesioni del nervo tibiale e sciatico e dimostrare che ingombro e peso del cuscinetto è meglio conservato con lesione tibiale 9,10. Inoltre, nel modello transezione del nervo tibiale, il nervo peroneo può essere mobilizzato in un punto temporale successivo e trasferita come fonte di ritardata reinnervazione, se il disegno studio richiede 3. Al contrario, ritardato reinnervazione nel modello transezione del nervo sciatico richiede l&#39;uso di un innesto nervoso al deficit nervo sciatico, molto aumentando notevolmente la difficoltà tecnica del modello e limitazione all&#39;uso chirurghi qualificati. Mentre il nervo tibiale modello transection requires familiarità dell&#39;operatore con tecnica operatoria sterile nella chirurgia degli animali, sia il nervo tibiale e muscoli del polpaccio si innerva sono facilmente accessibili e identificabili per la manipolazione, in modo che gli individui che non sono chirurghi, o di grande esperienza con la chirurgia degli animali, possono facilmente padroneggiare questo modello .

<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

Il modello di resezione del nervo tibiale è un modello ben tollerato, validato e riproducibile di denervazione indotta atrofia del muscolo scheletrico nei roditori. Benché originariamente sviluppato e ampiamente utilizzato nel ratto causa delle sue grandi dimensioni, il nervo tibiale nei topi è abbastanza grande da poter essere facilmente manipolato con uno schiacciamento o transezione, lasciando i rami peroneale e surale del nervo sciatico intatto e preservando così i loro muscoli bersaglio. Così, questo modello offre i vantaggi di indurre minore morbilità e impedimento della deambulazione rispetto al modello resezione del nervo sciatico e permette anche ai ricercatori di studiare i fisiologici, cellulare e molecolare dei meccanismi biologici che regolano il processo di atrofia muscolare nei topi geneticamente modificati. Il nervo tibiale fornisce il gastrocnemio, soleo e muscoli plantare, quindi la sua recisione permette lo studio del muscolo scheletrico denervato composto da fibre a contrazione rapida di tipo II e / o tipo di contrazione lenta iofibre. Qui mostriamo il modello recisione del nervo tibiale nel topo C57Black6. Valutiamo l&#39;atrofia del muscolo gastrocnemio, come un muscolo rappresentante, a 1, 2 e 4 settimane dopo la denervazione misurando pesi muscolari e l&#39;area specifica il tipo di fibra trasversale su paraffina sezioni istologiche immunocolorate per una rapida contrazione della miosina.

<html> Recisione del nervo tibiale denervates gastrocnemio, soleo e muscoli plantare del polpaccio. Qui valutiamo lo sviluppo di atrofia nel muscolo gastrocnemio, come un muscolo rappresentante. Muscolo gastrocnemio è stato raccolto da 2-3 mesi vecchi C57Black 6 topi (Jackson Laboratories) denervati per 1, 2, o 4 settimane. Pesi muscolari diminuiscono progressivamente (figura 1), così come l&#39;area di sezione trasversale di tipo II fibre muscolari a contrazione rapida (Figura 2), nel...

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

Il modello di resezione del nervo tibiale è un modello ben tollerato, validato e riproducibile di atrofia del muscolo scheletrico. Il protocollo chirurgico modello è descritto e dimostrato in C57Black6 topi.

Resezione del nervo tibiale - Un modello standardizzato per Denervation indotta scheletrico atrofia muscolare nei topi

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

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