Name: a simple and inexpensive running wheel model for progressive resistance training in mice
Uploaded: 2022-04-28T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Simple and Inexpensive Running Wheel Model for Progressive Resistance Training in Mice at JoVE.com

Мы хотели бы поблагодарить Ассоциацию управления аспирантами, Управление студенческих исследований и Департамент здравоохранения и физических упражнений в Аппалачском государственном университете за предоставление финансирования для поддержки этого проекта. Кроме того, мы хотели бы поблагодарить Моник Эккерд и Терин Уильямс-Фрей за надзор за повседневной деятельностью исследовательского центра на животных.

Это исследование было одобрено Комитетом по институциональному уходу и использованию животных Аппалачского государственного университета (No 22-05).
1. Животные
<ol><li>Добывайте мышей C57BL/6 из собственной колонии мышей. ПРИМЕЧАНИЕ: Использовались самцы мышей в воз?...

<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. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+quantitative+phenotypes+of+exercise+training+in+mouse+models.">Novel quantitative phenotypes of exercise training in mouse models.</a> American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 290 (4), 926-934 (2006).</li><li>Goh, J., Ladiges, W. <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+in+mice.">Voluntary wheel running in mice.</a> Current Protocols in Mouse Biology. 5 (4), 283-290 (2015).</li><li>Lightfoot, J. T., Turner, M. J., Daves, M., Vordermark, A., Kleeberger, S. 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>

Существующие модели упражнений с отягощениями у грызунов оказались бесценными для исследований скелетных мышц; однако многие из этих моделей являются инвазивными, непроизвольными и/или трудоемкими и трудоемкими. LWR является отличной моделью, которая не только вызывает аналогичные мы...

Масса скелетных мышц составляет примерно 40% массы тела у взрослых людей; таким образом, поддержание массы скелетных мышц на протяжении всей жизни имеет решающее значение. Скелетная мышечная масса играет неотъемлемую роль в энергетическом обмене, поддержании температуры тела и глюкозного гомеостаза1. Поддержание скелетных мышц представляет собой баланс между синтезом белка и деградацией белка, но все еще существует много пробелов в понимании сложных молекулярных механизмов, которые управляют этими процессами. Для изучения молекулярных механизмов, регулирующих поддержание и рост мышечной массы, исследовательские модели людей часто используют вмешательства на основе упражнений с отягощениями, поскольку механические стимулы играют неотъемлемую роль в регуляции массы скелетных мышц. В то время как исследования на людях были успешными, время, необходимое для проявления адаптации и этических проблем в отношении инвазивных процедур (т. Е. Биопсия мышц), ограничивает количество данных, которые могут быть получены. В то время как адаптация к упражнениям с отягощениями довольно распространена среди видов млекопитающих, животные модели обеспечивают преимущество в том, что они могут точно контролировать диету и режим упражнений, а также позволяют собирать целые ткани по всему телу, такие как мозг, печень, сердце и скелетные мышцы.
Многие модели тренировок с отягощениями были разработаны для использования у грызунов: синергетическая абляция2, электрическая стимуляция 3,4, утяжеленное подъем по лестнице5, утяжеленное тяги саней6 и приседание с холстом7. Очевидно, что все эти модели, если все эти модели сделаны правильно, могут быть эффективными моделями для индуцирования адаптации скелетных мышц, такой как гипертрофия. Однако недостатки этих моделей заключаются в том, что они в основном непроизвольные, не являются частью нормального поведения грызунов, трудоемкими и инвазивными.
К счастью, многие штаммы мышей и крыс добровольно бегут на большие расстояния, когда им предоставляется доступ к беговому колесу. Кроме того, модели упражнений со свободным колесом (FWR) не полагаются на обширное кондиционирование, положительное / отрицательное подкрепление или анестезию для принудительного движения или мышечной активности 8,9. Беговая деятельность сильно зависит от напряжения мыши, пола, возраста и индивидуальной основы. Lightfoot et al. сравнили беговую активность 15 различных штаммов мышей и обнаружили, что ежедневная дистанция бега колеблется от 2,93 км до 7,93 км, причем мыши C57BL / 6 бегут дальше всех, независимо от пола10. FWR обычно считается отличной моделью для стимуляции адаптации выносливости в скелетных и сердечных мышцах 11,12,13,14,15,16; однако использование колесного бега в моделях тренировок с отягощениями исследуется реже.
Как можно было бы подозревать, гипертрофический эффект бега колеса может быть усилен путем добавления сопротивления беговому колесу, называемому бегом нагруженного колеса (LWR), что требует больших усилий для бега на колесе, чтобы более точно имитировать тренировку сопротивления. Используя различные методы применения нагрузки, предыдущие исследования показали, что модель LWR, использующая крыс и мышей, обычно демонстрировала увеличение мышечной массы конечностей на 5%-30% в течение 6-8 недель 17,18,19,20,21. Кроме того, D'hulst et al. продемонстрировали, что один приступ LWR привел к увеличению активации сигнального пути синтеза белка на 50% по сравнению с FWR22. Сопротивление колеса чаще всего применяется методом постоянной нагрузки, основанным на трении, при котором магнитный тормоз или натяжной болт используется для применения сопротивления колеса 12,19,23,24. Одно из предостережений метода постоянной нагрузки, основанного на трении, заключается в том, что при применении умеренного и высокого сопротивления животное не может преодолеть высокое сопротивление, чтобы инициировать движение колеса, эффективно прекращая обучение. Самое главное, что многие из клеточных и колесных систем, используемых для моделей ходовых колес грызунов, довольно дорогостоящие и требуют специализированного оборудования.
Недавно Dungan et al. разработали прогрессивную модель с утяжеленным колесом (PoWeR), которая применяет нагрузку на колесо асимметрично через внешние массы, прикрепленные к одной стороне колеса. Считается, что несбалансированная нагрузка на колеса и переменное сопротивление модели PoWeR способствуют продолжению беговой активности и способствуют более коротким всплескам нагруженного колеса, работающих на мышах, более точно имитируя сеты и повторения, выполняемые с тренировкой с отягощениями17. Несмотря на то, что средняя дистанция бега составляла 10-12 км в день, модель PoWeR дала увеличение влажной массы мышц плантариса на 16% и 17% и площади поперечного сечения волокон (CSA) соответственно. Несмотря на многие практические преимущества, модель PoWeR LWR имеет некоторые ограничения. Как признают авторы, модель PoWeR представляет собой «гибридный» стимул большого объема, который отражает смешанную модель упражнений на выносливость / сопротивление (т. Е. Параллельные тренировки у людей), в отличие от более строгой модели, основанной на упражнениях с отягощениями, потенциально вводя эффект интерференции и способствуя менее выраженной гипертрофии или различным механизмам, с помощью которых гипертрофия индуцируется25 . Обеспечение того, чтобы явление параллельной тренировки не происходило в том, что должно быть моделью тренировки с отягощениями, является обязательным. Поэтому модель PoWeR была модифицирована для разработки модели LWR, которая использует более высокие нагрузки, чем ранее, чтобы больше напоминать модель тренировки сопротивления. Здесь приведены подробные сведения о простой и недорогой 9-недельной модели LWR с прогрессивной тренировкой с отягощениями у мышей C57BL/6.

<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

Ранее разработанные модели упражнений, основанные на сопротивлении грызунов, включая синергетическую абляцию, электрическую стимуляцию, подъем по лестнице с весом и совсем недавно вытягивание саней с утяжеленным весом, очень эффективны в обеспечении гипертрофического стимула для индуцирования адаптации скелетных мышц. Хотя эти модели оказались бесценными для исследований скелетных мышц, они являются либо инвазивными, либо непроизвольными и трудоемкими. К счастью, многие штаммы грызунов добровольно бегут на большие расстояния, когда им предоставляется доступ к беговому колесу. Модели нагруженного колесного бега (LWR) у грызунов способны вызывать адаптации, обычно наблюдаемые при тренировках с отягощениями у людей, такие как увеличение мышечной массы и гипертрофия волокон, а также стимуляция синтеза мышечного белка. Тем не менее, добавление умеренной нагрузки на колеса либо не может удержать мышей от бега на большие расстояния, что больше отражает модель тренировки выносливости / сопротивления, либо мыши прекращают бег почти полностью из-за метода применения нагрузки. Поэтому для мышей, где применяется внешнее сопротивление и постепенно увеличивается, была разработана новая модель работы с высоконагруженным колесом (HLWR), позволяющая мышам продолжать работать с гораздо более высокими нагрузками, чем ранее. Предварительные результаты этой новой модели HLWR показывают, что она обеспечивает достаточный стимул для индуцирования гипертрофических адаптаций в течение 9-недельного протокола обучения. Здесь описываются конкретные процедуры для выполнения этой простой, но недорогой прогрессивной модели тренировок на основе сопротивления на мышах.

В этом исследовании 24 мыши C57BL/6 (6,3 ± 0,7 месяца в начале этого исследования) были случайным образом распределены в одну из трех групп лечения: сидячий образ жизни (SED), бег на нагруженных колесах (LWR; такой же, как PoWeR, описанный Dungan et al.17), или высокий LWR (HLWR), а затем завершили свой с...

Watch this Scientific Journal Video about A Simple and Inexpensive Running Wheel Model for Progressive Resistance Training in Mice at JoVE.com

A Simple and Inexpensive Running Wheel Model for Progressive Resistance Training in Mice

Эта процедура описывает переводимую модель тренировки сопротивления бегового колеса с прогрессивной нагрузкой на мышах. Основным преимуществом этой модели тренировок с отягощениями является то, что она полностью добровольная, что снижает стресс для животных и нагрузку на исследователя.

Простая и недорогая модель бегового колеса для прогрессивной тренировки с отягощениями у мышей

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

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.

Research

JoVE Journal

Biology

Pyrosequencing: A Simple Method for Accurate Genotyping

Пиросеквенирования: Простой метод для точного генотипирования

Pharmacogenetic research benefits first-hand from the abundance of information provided by the completion of the Human Genome Project. With such a ...

Imaging In-Stent Restenosis: An Inexpensive, Reliable, and Rapid Preclinical Model

Изображений В-Стент Рестеноз: Недорогой, надежный и быстрый Доклинические модели

Preclinical models of restenosis are essential to unravel the pathophysiological processes that lead to in-stent restenosis and to optimize existing and ...

A Reversible, Non-invasive Method for Airway Resistance Measurements and Bronchoalveolar Lavage Fluid Sampling in Mice

Реверсивные, неинвазивный метод для измерения сопротивления дыхательных путей и бронхоальвеолярного лаважа выборки жидкости у мышей

Airway hyperreactivity (AHR) measurements and bronchoalveolar lavage (BAL) fluid sampling are essential to experimental asthma models, but repeated ...

Cytosolic Calcium Measurements in Renal Epithelial Cells by Flow Cytometry

Цитозольные Измерения кальция в почечных эпителиальных клеток методом проточной цитометрии

A variety of cellular processes, both physiological and pathophysiological, require or are governed by calcium, including exocytosis, mitochondrial ...

Filtration Isolation of Nucleic Acids:  A Simple and Rapid DNA Extraction Method

Фильтрация Выделение нуклеиновых кислот: Простой и быстрый ДНК Метод экстракции

FINA, filtration isolation of nucleic acids, is a novel extraction method which utilizes vertical filtration via a separation membrane and absorbent pad ...

A Simple High Efficiency Protocol for Pancreatic Islet Isolation from Mice

Простой протокол высокой эффективности для изоляции поджелудочной железы от мышей

Pancreatic islets, also called the Islets of Langerhans, are a cluster of endocrine cells which produces hormones for glucose regulation and other ...

A Simple and Efficient Method for In Vivo Cardiac-specific Gene Manipulation by Intramyocardial Injection in Mice

A Simple and Efficient Method for In Vivo Cardiac-specific Gene Manipulation by Intramyocardial Injection in Mice

Простой и эффективный метод для в естественных условиях сердечной специфичные генные манипуляции путем инъекций Intramyocardial мышей

Gene manipulation specifically in the heart significantly potentiate the investigation of cardiac disease pathomechanisms and their therapeutic potential. ...

Mass Spectrometry Analysis to Identify Ubiquitylation of EYFP-tagged CENP-A (EYFP-CENP-A)

Mass Spectrometry Analysis to Identify Ubiquitylation of EYFP-tagged CENP-A EYFP-CENP-A

Анализ масс-спектрометрии для выявления повсеместного ания метеоуожего тега CENP-A (EYFP-CENP-A)

Studying the structure and the dynamics of kinetochores and centromeres is important in understanding chromosomal instability (CIN) and cancer ...

In vivo Measurement of Knee Extensor Muscle Function in Mice

In vivo Измерение функции мышц-разгибательных мышц колена у мышей

Skeletal muscle plasticity in response to countless conditions and stimuli mediates concurrent functional adaptation, both negative and positive. In the ...

A Modified Surgical Model of Hind Limb Ischemia in ApoE-/- Mice using a Miniature Incision

A Modified Surgical Model of Hind Limb Ischemia in ApoE-/- Mice using a Miniature Incision

Модифицированная хирургическая модель ишемии задних конечностейу мышей с использованием миниатюрного разреза

The purpose of this study is to introduce and evaluate a modified surgical approach to induce acute ischemia in mice that can be implemented in most ...