Name: a simple and inexpensive running wheel model for progressive resistance training in mice
Uploaded: 2022-04-28T15:00:00
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이 프로젝트를 지원하기 위해 자금을 제공한 애팔래치아 주립 대학의 대학원 학생회, 학생 연구실 및 건강 및 운동 과학부에 감사드립니다. 또한 동물 연구 시설의 일상적인 운영을 감독 한 Monique Eckerd와 Therin Williams-Frey에게 감사드립니다.

이 연구는 애팔래치아 주립 대학의 기관 동물 관리 및 사용 위원회(#22-05)의 승인을 받았습니다.
1. 동물
<ol><li>사내 마우스 콜로니에서 C57BL/6 마우스를 조달합니다. 참고: 연구 시작 시 5-8개월령의 수컷 마우스를 사용했습니다. 일일 달리기 활동은26세에 약 9-10주에 최고조에 달하고 정체됩니다. 이전 연구에 따르면 늙은 쥐 (22-24 개월)도로드 ?...

<ol>
	<li>Frontera, W. R., Ochala, J. <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:+A+brief+review+of+structure+and+function.">Skeletal muscle: A brief review of structure and function.</a> Calcified Tissue International. 96 (3), 183-195 (2015).</li><li>Goldberg, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+synthesis+during+work-induced+growth+of+skeletal+muscle.">Protein synthesis during work-induced growth of skeletal muscle.</a> Journal of Cell Biology. 36 (3), 653-658 (1968).</li><li>Baar, K., Esser, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phosphorylation+of+p70S6k+correlates+with+increased+skeletal+muscle+mass+following+resistance+exercise.">Phosphorylation of p70S6k correlates with increased skeletal muscle mass following resistance exercise.</a> American Journal of Physiology-Cell Physiology. 276 (1), 120-127 (1999).</li><li>Wong, T. S., Booth, F. W. <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+enlargement+with+weight-lifting+exercise+by+rats.">Skeletal muscle enlargement with weight-lifting exercise by rats.</a> Journal of Applied Physiology. 65 (2), 950-954 (1988).</li><li>Hornberger Jr, T. A., Farrar, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+hypertrophy+of+the+FHL+muscle+following+8+weeks+of+progressive+resistance+exercise+in+the+rat.">Physiological hypertrophy of the FHL muscle following 8 weeks of progressive resistance exercise in the rat.</a> Canadian Journal of Applied Physiology. 29 (1), 16-31 (2004).</li><li>Zhu, W. G., 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=Weight+pulling:+A+novel+mouse+model+of+human+progressive+resistance+exercise.">Weight pulling: A novel mouse model of human progressive resistance exercise.</a> Cells. 10 (9), 2459 (2021).</li><li>Tamaki, T., Uchiyama, S., Nakano, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+weight-lifting+exercise+model+for+inducing+hypertrophy+in+the+hindlimb+muscles+of+rats.">A weight-lifting exercise model for inducing hypertrophy in the hindlimb muscles of rats.</a> Medicine and Science in Sports and Exercise. 24 (8), 881-886 (1992).</li><li>De Bono, J. P., Adlam, D., Paterson, D. J., Channon, K. 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R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+influence+on+daily+wheel+running+activity+level.">Genetic influence on daily wheel running activity level.</a> Physiological Genomics. 19 (3), 270-276 (2004).</li><li>Allen, D. L., 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=Cardiac+and+skeletal+muscle+adaptations+to+voluntary+wheel+running+in+the+mouse.">Cardiac and skeletal muscle adaptations to voluntary wheel running in the mouse.</a> Journal of Applied Physiology. 90 (5), 1900-1908 (2001).</li><li>Ishihara, 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=Effects+of+running+exercise+with+increasing+loads+on+tibialis+anterior+muscle+fibres+in+mice.">Effects of running exercise with increasing loads on tibialis anterior muscle fibres in mice.</a> Experimental Physiology. 87 (2), 113-116 (2002).</li><li>Kurosaka, 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=Effects+of+voluntary+wheel+running+on+satellite+cells+in+the+rat+plantaris+muscle.">Effects of voluntary wheel running on satellite cells in the rat plantaris muscle.</a> Journal of Sports Science and Medicine. 8 (1), 51-57 (2009).</li><li>Lambert, M. I., Noakes, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+running+increases+VO2max+and+running+performance+in+rats.">Spontaneous running increases VO2max and running performance in rats.</a> Journal of Applied Physiology. 68 (1), 400-403 (1990).</li><li>Rodnick, K. J., Reaven, G. M., Haskell, W. L., Sims, C. R., Mondon, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variations+in+running+activity+and+enzymatic+adaptations+in+voluntary+running+rats.">Variations in running activity and enzymatic adaptations in voluntary running rats.</a> Journal of Applied Physiology. 66 (3), 1250-1257 (1989).</li><li>Sexton, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+adaptations+in+rat+hindlimb+skeletal+muscle+after+voluntary+running-wheel+exercise.">Vascular adaptations in rat hindlimb skeletal muscle after voluntary running-wheel exercise.</a> Journal of Applied Physiology. 79 (1), 287-296 (1995).</li><li>Dungan, C. 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=Elevated+myonuclear+density+during+skeletal+muscle+hypertrophy+in+response+to+training+is+reversed+during+detraining.">Elevated myonuclear density during skeletal muscle hypertrophy in response to training is reversed during detraining.</a> American Journal of Physiology-Cell Physiology. 316 (5), 649-654 (2019).</li><li>Ishihara, A., Roy, R. R., Ohira, Y., Ibata, Y., Edgerton, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypertrophy+of+rat+plantaris+muscle+fibers+after+voluntary+running+with+increasing+loads.">Hypertrophy of rat plantaris muscle fibers after voluntary running with increasing loads.</a> Journal of Applied Physiology. 84 (6), 2183-2189 (1998).</li><li>Konhilas, J. P., 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=Loaded+wheel+running+and+muscle+adaptation+in+the+mouse.">Loaded wheel running and muscle adaptation in the mouse.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 289 (1), 455-465 (2005).</li><li>Legerlotz, K., Elliott, B., Guillemin, B., Smith, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voluntary+resistance+running+wheel+activity+pattern+and+skeletal+muscle+growth+in+rats:+Wheel+running+activity+pattern+and+muscle+growth.">Voluntary resistance running wheel activity pattern and skeletal muscle growth in rats: Wheel running activity pattern and muscle growth.</a> Experimental Physiology. 93 (6), 754-762 (2008).</li><li>Mobley, C. B., 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=Progressive+resistance-loaded+voluntary+wheel+running+increases+hypertrophy+and+differentially+affects+muscle+protein+synthesis,+ribosome+biogenesis,+and+proteolytic+markers+in+rat+muscle.">Progressive resistance-loaded voluntary wheel running increases hypertrophy and differentially affects muscle protein synthesis, ribosome biogenesis, and proteolytic markers in rat muscle.</a> Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition. 102 (1), 317-329 (2018).</li><li>D'Hulst, G., Palmer, A. S., Masschelein, E., Bar-Nur, O., De Bock, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voluntary+resistance+running+as+a+model+to+induce+mTOR+activation+in+mouse+skeletal+muscle.">Voluntary resistance running as a model to induce mTOR activation in mouse skeletal muscle.</a> Frontiers in Physiology. 10, 1271 (2019).</li><li>Soffe, Z., Radley-Crabb, H. G., McMahon, C., Grounds, M. D., Shavlakadze, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+loaded+voluntary+wheel+exercise+on+performance+and+muscle+hypertrophy+in+young+and+old+male+C57Bl/6J+mice:+Exercise+and+muscle+hypertrophy+in+old+mice.">Effects of loaded voluntary wheel exercise on performance and muscle hypertrophy in young and old male C57Bl/6J mice: Exercise and muscle hypertrophy in old mice.</a> Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports. 26 (2), 172-188 (2016).</li><li>White, Z., 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=Voluntary+resistance+wheel+exercise+from+mid-life+prevents+sarcopenia+and+increases+markers+of+mitochondrial+function+and+autophagy+in+muscles+of+old+male+and+female+C57BL/6J+mice.">Voluntary resistance wheel exercise from mid-life prevents sarcopenia and increases markers of mitochondrial function and autophagy in muscles of old male and female C57BL/6J mice.</a> Skeletal Muscle. 6 (1), 45 (2016).</li><li>Murach, K. A., McCarthy, J. J., Peterson, C. A., Dungan, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Making+mice+mighty:+Recent+advances+in+translational+models+of+load-induced+muscle+hypertrophy.">Making mice mighty: Recent advances in translational models of load-induced muscle hypertrophy.</a> Journal of Applied Physiology. 129 (3), 516-521 (2020).</li><li>Swallow, J. G., Garland, T., Carter, P. A., Zhan, W. -. Z., Sieck, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+voluntary+activity+and+genetic+selection+on+aerobic+capacity+in+house+mice+(Mus+domesticus).">Effects of voluntary activity and genetic selection on aerobic capacity in house mice (Mus domesticus).</a> Journal of Applied Physiology. 84 (1), 69-76 (1998).</li><li>Murach, K. 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=Late-life+exercise+mitigates+skeletal+muscle+epigenetic+aging.">Late-life exercise mitigates skeletal muscle epigenetic aging.</a> Aging Cell. 21 (1), 13527 (2022).</li><li>Mackay, A. D., Marchant, E. D., Louw, M., Thomson, D. M., Hancock, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise,+but+not+metformin+prevents+loss+of+muscle+function+due+to+doxorubicin+in+mice+using+an+in+situ+method.">Exercise, but not metformin prevents loss of muscle function due to doxorubicin in mice using an in situ method.</a> International Journal of Molecular Sciences. 22 (17), 9163 (2021).</li><li>Godwin, J. S., Hodgman, C. F., Needle, A. R., Zwetsloot, K. A., Andrew, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole-body+heat+shock+accelerates+recovery+from+impact-+induced+skeletal+muscle+damage+in+mice.">Whole-body heat shock accelerates recovery from impact- induced skeletal muscle damage in mice.</a> Conditioning Medicine. 2 (4), 184-191 (2020).</li><li>Wen, Y., 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=MyoVision:+Software+for+automated+high-content+analysis+of+skeletal+muscle+immunohistochemistry.">MyoVision: Software for automated high-content analysis of skeletal muscle immunohistochemistry.</a> Journal of Applied Physiology. 124 (1), 40-51 (2018).</li><li>Manzanares, G., Brito-da-Silva, G., Gandra, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voluntary+wheel+running:+Patterns+and+physiological+effects+in+mice.">Voluntary wheel running: Patterns and physiological effects in mice.</a> Brazilian Journal of Medical and Biological Research. 52 (1), 7830 (2019).</li><li>Bartling, B., 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=Sex-related+differences+in+the+wheel-running+activity+of+mice+decline+with+increasing+age.">Sex-related differences in the wheel-running activity of mice decline with increasing age.</a> Experimental Gerontology. 87, 139-147 (2017).</li><li>Zwetsloot, K. A., Westerkamp, L. M., Holmes, B. F., Gavin, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AMPK+regulates+basal+skeletal+muscle+capillarization+and+VEGF+expression,+but+is+not+necessary+for+the+angiogenic+response+to+exercise:+AMPK+and+the+skeletal+muscle+angiogenic+response+to+exercise.">AMPK regulates basal skeletal muscle capillarization and VEGF expression, but is not necessary for the angiogenic response to exercise: AMPK and the skeletal muscle angiogenic response to exercise.</a> The Journal of Physiology. 586 (24), 6021-6035 (2008).</li></ol>

설치류의 기존 저항 운동 모델은 골격근 연구에 매우 귀중한 것으로 입증되었습니다. 그러나 이러한 모델 중 상당수는 침습적, 비자발적 및/또는 시간 및 노동 집약적입니다. LWR은 잘 받아 들여지는 다른 저항 운동 훈련 모델에서 관찰 된 것과 유사한 근육 적응을 유도 할뿐만 아니라 연구자의 최소한의 시간 / 노동 투입으로 동물에게 만성적이고 스트레스가 적은 운동 자극을 제공하는 우수한 모?...

골격근 질량은 성인 인간의 체질량의 약 40 %를 차지합니다. 따라서 평생 동안 골격근을 유지하는 것이 중요합니다. 골격근 질량은 에너지 대사, 심부 체온 유지 및 포도당 항상성1에 필수적인 역할을 합니다. 골격근의 유지는 단백질 합성과 단백질 분해 사이의 균형이지만 이러한 과정을 주도하는 복잡한 분자 메커니즘에 대한 이해에는 여전히 많은 격차가 존재합니다. 근육량의 유지와 성장을 조절하는 분자 메커니즘을 연구하기 위해 인간 피험자의 연구 모델은 기계적 자극이 골격근 질량 조절에 필수적인 역할을하기 때문에 종종 저항 운동 기반 개입을 사용합니다. 인간 피험자 연구는 성공적이었지만 침습적 절차(즉, 근육 생검)에 대한 적응 및 윤리적 문제를 나타내는 데 필요한 시간은 얻을 수 있는 데이터의 양을 제한합니다. 저항 운동에 대한 적응은 포유류 종에 걸쳐 상당히 유비쿼터스이지만, 동물 모델은식이 요법과 운동 요법을 정확하게 제어 할 수있는 이점을 제공하는 동시에 뇌, 간, 심장 및 골격근과 같은 몸 전체의 전체 조직을 수집 할 수 있습니다.
설치류에 사용하기 위해 많은 저항 훈련 모델이 개발되었습니다 : 상승 적 절제2, 전기 자극3,4, 가중 사다리 등반5, 가중 썰매 당기기6 및 캔버스 쪼그리고 앉기7. 이러한 모든 모델이 올바르게 수행되면 비대와 같은 골격근 적응을 유도하는 효과적인 모델이 될 수 있음이 분명합니다. 그러나 이러한 모델의 단점은 대부분 비자발적이며 정상적인 설치류 행동의 일부가 아니며 시간 / 노동 집약적이며 침습적이라는 것입니다.
다행히도 많은 마우스와 쥐 균주는 달리는 바퀴에 접근 할 수있을 때 자발적으로 장거리를 달립니다. 또한, 자유 달리기 휠 (FWR) 운동 모델은 운동이나 근육 활동을 강요하기 위해 광범위한 컨디셔닝, 긍정적 / 부정적 강화 또는 마취에 의존하지 않습니다 8,9. 달리기 활동은 마우스 긴장, 성별, 연령 및 개인에 따라 크게 달라집니다. Lightfoot et al. 15 개의 다른 마우스 균주의 달리기 활동을 비교 한 결과 일일 달리기 거리는 2.93km에서 7.93km 사이이며 C57BL / 6 마우스는 성별에 관계없이 가장 멀리 달리는 것으로 나타났습니다10. FWR은 일반적으로 골격 및 심장 근육에서 지구력 적응을 유도하기위한 우수한 모델로 받아 들여집니다 11,12,13,14,15,16; 그러나 저항 훈련 모델에서 휠 러닝을 활용하는 것은 덜 일반적으로 조사됩니다.
의심할 수 있듯이, 휠 러닝의 비대 효과는 로드 휠 러닝(LWR)이라고 하는 러닝 휠에 저항을 추가하여 증가할 수 있으므로 저항 훈련을 보다 가깝게 모방하기 위해 휠에서 달리는 데 더 많은 노력이 필요합니다. 다양한 하중 적용 방법을 사용하여 이전 연구에서는 쥐와 생쥐를 활용한 LWR 모델이 일상적으로 5-30주 만에 6%-8%의 사지 근육량 증가를 나타냄을 보여주었습니다 17,18,19,20,21. 또한, D'hulst 등은 LWR의 단일 시합이 FWR22에 비해 단백질 합성 신호 전달 경로의 활성화를 50% 더 크게 증가시킨다는 것을 입증했습니다. 휠 저항은 마찰 기반의 일정한 하중 방법에 의해 가장 일반적으로 적용되었으며, 이에 따라 마그네틱 브레이크 또는 텐션 볼트를 사용하여 휠 저항 12,19,23,24를 적용합니다. 마찰 기반의 일정한 하중 방법의 한 가지주의 사항은 중간에서 높은 저항이 적용될 때 동물이 높은 저항을 극복하여 바퀴의 움직임을 시작할 수 없어 효과적으로 훈련을 중단한다는 것입니다. 가장 중요한 것은 설치류 주행 휠 모델에 사용되는 많은 케이지 및 휠 시스템이 비용이 많이 들고 특수 장비가 필요하다는 것입니다.
최근 Dungan 등은 휠의 한 측면에 부착 된 외부 질량을 통해 비대칭 적으로 휠에 하중을 가하는 점진적 가중 휠 러닝 (PoWeR) 모델을 개발했습니다. PoWeR 모델의 불균형 휠 하중 및 가변 저항은 지속적인 달리기 활동을 장려하고 마우스에서 적재 된 휠 달리기의 더 짧은 파열을 촉진하여 저항 훈련17로 수행 된 세트 및 반복을보다 밀접하게 모방하는 것으로 생각됩니다. 평균 달리기 거리가 하루 10-12km임에도 불구하고 PoWeR 모델은 발바닥근 습윤 질량과 섬유 단면적(CSA)이 각각 16% 및 17% 증가했습니다. 많은 실용적인 이점에도 불구하고 LWR의 PoWeR 모델에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 저자가 인식한 바와 같이, PoWeR 모델은 보다 엄격한 저항 운동 기반 모델과 달리 혼합된 지구력/저항 운동 모델(즉, 인간에 대한 동시 훈련)을 반영하는 대용량 "하이브리드" 자극으로, 잠재적으로 간섭 효과를 도입하고 덜 뚜렷한 비대 또는 비대가 유도되는 다른 메커니즘에 기여합니다.25 . 저항 운동 훈련 모델로 의도 된 것에서 동시 훈련 현상이 발생하지 않도록하는 것이 필수적입니다. 따라서 PoWeR 모델은 저항 훈련 모델과 더 유사하게 이전에 사용된 것보다 더 높은 부하를 활용하는 LWR 모델을 개발하도록 수정되었습니다. 본원에서, C57BL/6 마우스에서의 간단하고 저렴한 9주 진행적 저항 훈련 LWR 모델에 대한 세부사항이 제공된다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 g disc neodymium magnets</td>
			<td>Applied Magnets</td>
			<td>ND018-6</td>
			<td>Used for all sensor magnets and 1 g increments of wheel loading</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.5 g disc neodymium magnets</td>
			<td>Applied Magnets</td>
			<td>ND022</td>
			<td>Used for 2.5 g increments of wheel loading</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8-32 x 1&#34; stainless steel screws</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>https://www.amazon.com/gp/product/B07939RS23/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&#38;psc=1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8-32 Wing Nuts</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>https://www.amazon.com/gp/product/B07YYWW2SB/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&#38;th=1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 &#181;L pipette tip box (empty)</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>2140</td>
			<td>We used empty ART Pipette tip boxes, but any similar sized boxes/trays would suffice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extreme Liquid Glue</td>
			<td>Loctite</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laminin primary antibody</td>
			<td>Novus Biologicals</td>
			<td>NB300-144AF647</td>
			<td>primary antibody conjugated with AF657; 1:200 in PBS containing 10% normal goat serum</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium 3 V battery</td>
			<td>n/a</td>
			<td>CR2032</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M10 (3/16&#34; x 1 1/4&#34;) stainless steel fender washers</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>https://www.amazon.com/gp/product/B00OHUHEU8/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&#38;th=1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MyoVision: Automated Image Quantification Platform&#160;</td>
			<td>Wen et al. (2017)</td>
			<td>v1.0</td>
			<td>https://www.uky.edu/chs/center-for-muscle-biology/myovision</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycarbonate rodent cage (430 mm L x 290 mm W x 201 mm H), with narrow width stainless steel wired bar lid</td>
			<td>Orchid Scientific</td>
			<td>Polycarbonate Rat Cage Type II</td>
			<td>https://orchidscientific.com/product/rat-cage/ - 1519974600758-c29bc1c5-6dfa</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sigma Sport 509 Bike Computer</td>
			<td>Sigma Sport</td>
			<td></td>
			<td>Does not need to be this model in particular, but must have distance and time monitoring capabilities</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silent Spinner Running Wheel (mini 11.4 cm)</td>
			<td>Kaytee</td>
			<td>SKU# 100079369</td>
			<td>https://www.kaytee.com/all-products/small-animal/silent-spinner-wheel</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a simple and inexpensive running wheel model for progressive resistance training in mice

시너지 절제, 전기 자극, 가중 사다리 등반, 그리고 가장 최근에는 가중 썰매 당기기를 포함하여 이전에 개발 된 설치류 저항 기반 운동 모델은 골격근 적응을 유도하는 비대 자극을 제공하는 데 매우 효과적입니다. 이러한 모델은 골격근 연구에 매우 중요한 것으로 입증되었지만 침습적이거나 비자발적이며 노동 집약적입니다. 다행히도 많은 설치류 균주는 달리는 바퀴에 접근 할 수있을 때 자발적으로 장거리를 달립니다. 설치류의 로드 휠 러닝(LWR) 모델은 근육량 증가 및 섬유 비대, 근육 단백질 합성 자극과 같은 인간의 저항 훈련에서 일반적으로 관찰되는 적응을 유도할 수 있습니다. 그러나 적당한 휠 하중을 추가하면 마우스가 먼 거리를 달리는 것을 막지 못하거나 지구력 / 저항 훈련 모델을 더 잘 반영하거나 마우스가 하중 적용 방법으로 인해 거의 완전히 달리기를 중단합니다. 따라서 외부 저항이 적용되고 점진적으로 증가하는 마우스를 위해 새로운 고하중 휠 주행 모델(HLWR)이 개발되어 마우스가 이전에 활용된 것보다 훨씬 더 높은 하중으로 계속 달릴 수 있습니다. 이 새로운 HLWR 모델의 예비 결과는 9 주 훈련 프로토콜 동안 비대 적응을 유도하기에 충분한 자극을 제공한다는 것을 시사합니다. 본 명세서에서는 마우스에서 간단하면서도 저렴한 점진적 저항 기반 운동 훈련 모델을 실행하기 위한 구체적인 절차가 설명된다.

이 연구에서, 24마리의 C57BL/6 마우스(이 연구 시작 시 6.3 ± 0.7개월)를 좌식(SED), 로드휠 러닝(LWR; Dungan et al.17에 의해 기술된 PoWeR과 동일) 또는 높은 LWR(HLWR)의 세 가지 치료 그룹 중 하나에 무작위로 할당한 다음, 각각의 9주 프로토콜을 완료했습니다. 적응 주(1주차) 이후에는 달리기 거리 또는 훈련량에 그룹 또는 그룹 x 시간 차이가 없었습니다(그림 5).
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A Simple and Inexpensive Running Wheel Model for Progressive Resistance Training in Mice

이 절차는 마우스에서 번역 가능한 프로그레시브 로드 러닝 휠 저항 훈련 모델을 설명합니다. 이 저항 훈련 모델의 주요 장점은 전적으로 자발적이므로 동물의 스트레스와 연구원의 부담을 줄인다는 것입니다.

마우스의 점진적 저항 훈련을 위한 간단하고 저렴한 러닝 휠 모델

Previously developed rodent resistance-based exercise models, including synergistic ablation, electrical stimulation, weighted-ladder climbing, and most ...

이 프로토콜을 통해 연구자들은 상업적으로 이용 가능한 러닝 휠 장비를 사용하는 모델에 비해 훨씬 저렴한 비용으로 대규모 마우스 코호트를 저항 훈련시킬 수 있습니다. 이 저항 훈련 모델의 주요 장점은 전적으로 자발적이어서 동물의 스트레스와 연구원의 시간 약속을 줄인다는 것입니다. 이 모델은 운동 훈련에 대한 반응으로 근육량을 조절하는 세포 및 분자 메커니즘을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.설계상 이 로드된 휠 실행 모델은 실행이 비교적 간단합니다. 그러나 연구자들은 실험 전에 마우스의 실행 성능을 추정하기 위해 고유 한 실험실 환경에서 파일럿 테스트를 수행하는 것이 좋습니다. 이 절차를 시연하는 것은 내 실험실의 대학원 연구 조교 인 PJ Koopmans가 될 것입니다.주행 휠 장치를 설정하려면 단일 1g 센서 자석을 주행 휠의 바깥쪽 중간 둘레에 붙이고 이 휠을 휠 적응 첫 주 동안만 사용하십시오. 적재된 휠 주행에는 2g의 하중이 필요하므로 1g의 자석 두 개를 휠의 바깥 둘레에 나란히 붙입니다. 테이프를 사용하여 접착제가 단단히 마를 때까지 자석을 제자리에 고정할 수 있습니다.몇 주가 지나면 이미 존재하는 자석 위에 1g의 자석을 더 놓아 3, 4, 5, 7주에 추가 하중을 가합니다. 이 자석은 서로 단단히 부착되므로 접착제가 필요하지 않습니다. 고부하 휠 작동 설정에는 세 세트의 휠이 필요합니다.두 번째 주에 필요한 첫 번째 바퀴 세트에는 바퀴의 바깥 둘레에 단일 2.5g 자석이 붙어 있습니다. 세 번째 주에만 필요한 두 번째 바퀴 세트에는 두 개의 2.5g 자석이 바퀴의 바깥 둘레에 나란히 붙어 있습니다. 4주 이상 필요한 세 번째 휠 세트에는 휠의 바깥쪽 둘레에 나란히 접착된 3개의 2.5g 자석이 있습니다.이미 존재하는 자석 중 하나 위에 2.5g 자석을 더 놓아 6주차와 8주차에 추가 하중을 가합니다. 조립하기 전에 새 배터리를 자전거 컴퓨터에 삽입했는지 확인하십시오. 그런 다음 디지털 자전거 컴퓨터가 장착 된 케이지를 사용하여 달리기 바퀴를 조립하여 운동 중 이동 한 시간과 거리를 모니터링합니다.시간당 킬로미터 단위의 평균 속도는 산술적으로 파생됩니다. 초기 자전거 컴퓨터 프로그래밍 중에 휠 크기를 설정하고 달리는 휠의 외주를 측정하여 회전 당 거리를 계산합니다. 마우스가 구성 요소를 씹는 것을 방지하기 위해 모든 컴퓨터 및 센서 구성 요소가 케이지 외부의 단단한 장벽 내에 포함되어 있는지 확인하려면 마그네틱 자전거 센서용 작은 직사각형 컷아웃이 있는 빈 피펫 팁 상자의 뚜껑과 자전거 컴퓨터를 고정할 상자의 주요 부분을 활용하십시오. 및 와이어.피펫 팁 박스 뚜껑의 모서리에 두 개의 구멍을 뚫어 마그네틱 자전거 센서와 러닝 휠 스탠드를 케이지 외부의 제자리에 고정하고 케이지 뚜껑의 틈을 통해 러닝 휠 베이스를 거꾸로 삽입하지만 단단한 표면 위에 삽입합니다. 휠 베이스와 컴퓨터 센서를 하드웨어로 케이지 상단에 고정합니다. 자전거 컴퓨터 센서와 피펫 팁 박스 뚜껑이 휠의 센서 자석이 있는 곳 바로 위에 있고 센서 자석과 컴퓨터 센서가 휠 움직임을 적절하게 기록할 수 있도록 1cm 이상 떨어져 있지 않은지 확인하십시오.뚜껑을 케이지에 놓기 전에 적절한 주행 휠을 휠베이스에 부착 한 다음 뚜껑을 케이지에 단단히 고정하십시오. 케이지 뚜껑에 휠을 매달아 케이지 바닥에서 최소 2.5cm의 간격을 두십시오. 그런 다음 케이지에 최소한의 침구 재료를 넣어 바퀴가 자유롭게 회전하지만 침구가 쌓여서 방해받지 않도록하십시오.생쥐는 야행성 종이기 때문에 바퀴 달리기를 포함한 대부분의 자연 케이지 활동은 빛주기의 어두운 시간 동안 수행됩니다. 실험 중에 정확한 활동 모니터링을 보장하기 위해 예약된 일정한 간격으로 자전거 컴퓨터의 이 데이터를 기록하십시오. 개별적으로 앉아있는 마우스를 9 주 동안 잠긴 달리기 바퀴가 들어있는 케이지에 보관하여 달리기를 방지합니다.필요한 경우 로딩된 휠 달리기 및 고부하 휠 달리기 그룹에 대한 부하를 줄여 마우스가 로딩 스케줄에 따라 주 9회 프로토콜 전체에 대해 계속 운동하도록 한다. 연구 동안, 마우스는 3 개의 치료 그룹, 즉 앉아있는, 적재 된 휠 달리기 또는 고부하 휠 달리기 중 하나에 무작위로 할당 된 후 각각의 9 주 프로토콜을 완료했습니다. 적응 1주일 후, 달리기 거리나 훈련량에 시간차에 따른 그룹 또는 그룹이 없었습니다.정규화 된 솔레 우스 질량은 섬유 단면적의 차이가 없음에도 불구하고 앉아있는 그룹보다 고하중 휠 주행 그룹에서 21.4 % 더 컸습니다. 발바닥 근육량과 평균 섬유 단면적이 통계적으로 유의미한 차이를 대체하지는 않았지만, 좌식 및 적재 휠 주행에 비해 고하중 휠 주행의 발바닥에서 단면적이 더 큰 섬유의 비율에 변화가 있는 것으로 보입니다. NC2 근육 기능 테스트로 측정한 그룹 간 GPS 복합체의 경련 또는 피크 힘에는 유의미한 차이가 없었습니다.케이지 내에서 휠이 자유롭게 회전하고 휠 센서 자석이 자전거 컴퓨터 센서에 가까이 있어 휠 회전이 방해받지 않고 자전거 컴퓨터가 주행 데이터를 정확하게 기록하도록 하는 것이 중요합니다. 이 절차에 따라 연구자들은 수축 기능 또는 면역 조직 화학 기술과 같은 후속 분석을 수행하여 운동 훈련에 대한 다양한 생리적 반응을 추가로 조사 할 수 있습니다.

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