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

Vi vill tacka Graduate Student Government Association, Office of Student Research och Department of Health and Exercise Science vid Appalachian State University för att ha tillhandahållit finansiering för att stödja detta projekt. Dessutom vill vi tacka Monique Eckerd och Therin Williams-Frey för att de övervakade den dagliga driften av djurforskningsanläggningen.

Denna studie godkändes av Appalachian State University's Institutional Animal Care and Use Committee (#22-05).
1. Djur
<ol><li>Skaffa C57BL/6-möss från den egna muskolonin. OBS: Hanmöss 5-8 månaders ålder vid studiens början användes. Daglig löpaktivitet toppar och platåer vid cirka 9-10 veckors ålder26. Tidigare studier har visat att gamla möss (22-24 månader) också kommer att utföra lastad hjulkörning27.</l...

<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>

Befintliga motståndsträningsmodeller hos gnagare har visat sig vara ovärderliga för skelettmuskelforskning; många av dessa modeller är dock invasiva, ofrivilliga och/eller tids- och arbetskrävande. LWR är en utmärkt modell som inte bara inducerar liknande muskelanpassningar som de som observerats i andra väl accepterade styrketräningsmodeller, utan också ger en kronisk, lågstressad träningsstimulans för djuret med minimal tid / arbetsengagemang av forskaren. Dessutom, eftersom LWR-modeller kräver minimal ...

Skelettmuskelmassa utgör cirka 40% av kroppsmassan hos vuxna människor; Således är det viktigt att upprätthålla skelettmuskelmassa under hela livet. Skelettmuskelmassa spelar en integrerad roll i energimetabolismen, upprätthåller kärnkroppstemperaturen och glukoshomeostas1. Underhållet av skelettmuskulaturen är en balans mellan proteinsyntes och proteinnedbrytning, men det finns fortfarande många luckor i förståelsen av de invecklade molekylära mekanismerna som driver dessa processer. För att studera de molekylära mekanismer som reglerar underhåll och tillväxt av muskelmassa använder mänskliga försökspersoners forskningsmodeller ofta motståndsträningsbaserade interventioner, eftersom mekaniska stimuli spelar en integrerad roll i regleringen av skelettmuskelmassa. Medan forskning på människor har varit framgångsrik, begränsar den tid som krävs för att uppvisa anpassningar och etiska problem angående invasiva förfaranden (dvs. muskelbiopsier) mängden data som kan erhållas. Medan anpassningarna till motståndsträning är ganska allestädes närvarande över däggdjursarter, ger djurmodeller fördelen att kunna exakt kontrollera kost- och träningsregimen samtidigt som de möjliggör insamling av hela vävnader i hela kroppen, såsom hjärnan, levern, hjärtat och skelettmuskeln.
Många styrketräningsmodeller har utvecklats för användning hos gnagare: synergistisk ablation2, elektrisk stimulering3,4, viktad stegklättring5, viktad slädedragning6 och dukad huk7. Det är uppenbart att alla dessa modeller, om de görs korrekt, kan vara effektiva modeller för att inducera skelettmuskelanpassningar, såsom hypertrofi. Undergångarna med dessa modeller är dock att de mestadels är ofrivilliga, inte en del av normalt gnagarbeteende, tids- / arbetsintensiva och invasiva.
Lyckligtvis springer många mus- och råttstammar frivilligt långa sträckor när de får tillgång till ett löphjul. Dessutom förlitar sig träningsmodeller med fritt löpande hjul (FWR) inte på omfattande konditionering, positiv / negativ förstärkning eller anestesi för att tvinga rörelse eller muskelaktivitet 8,9. Löpaktiviteten beror mycket på musbelastning, kön, ålder och individuell basis. jämförde löpaktiviteten hos 15 olika musstammar och fann att den dagliga löpsträckan varierar från 2,93 km till 7,93 km, med C57BL/6 möss som springer längst, oavsett kön10. FWR är allmänt accepterat som en utmärkt modell för att inducera uthållighetsanpassningar i skelett- och hjärtmuskler 11,12,13,14,15,16; Att använda hjulkörning i motståndsträningsmodeller är dock mindre vanligt undersökt.
Som man kan misstänka kan den hypertrofiska effekten av hjulkörning förstärkas genom att lägga till motstånd mot löphjulet, kallat lastat hjulkörning (LWR), vilket kräver större ansträngningar att springa på hjulet för att närmare efterlikna motståndsträning. Med hjälp av olika metoder för belastningsapplikation har tidigare studier visat att LWR-modellen som använder råttor och möss rutinmässigt visade ökningar av muskelmassan i benen på 5%-30% inom loppet av 6-8 veckor 17,18,19,20,21. visade dessutom att en enda anfall av LWR ledde till en 50% större ökning av aktiveringen av proteinsyntessignalvägen jämfört med FWR22. Hjulmotstånd har oftast tillämpats med en friktionsbaserad, konstant belastningsmetod, varigenom en magnetisk broms eller spänningsbult används för att applicera hjulmotstånd 12,19,23,24. En varning för den friktionsbaserade, konstanta belastningsmetoden är att när måttligt till högt motstånd appliceras kan djuret inte övervinna det höga motståndet för att initiera hjulets rörelse, vilket effektivt upphör med träningen. Viktigast av allt är att många av bur- och hjulsystemen som används för gnagare som kör hjulmodeller är ganska kostsamma och kräver specialutrustning.
utvecklade nyligen en progressiv viktad hjulkörning (PoWeR) -modell, som applicerar en belastning på hjulet asymmetriskt via yttre massor som fästs på en enda sida av hjulet. Den obalanserade hjulbelastningen och det variabla motståndet hos PoWeR-modellen tros uppmuntra till fortsatt köraktivitet och främja kortare skurar av laddade hjulkörningar i möss, vilket närmare imiterar uppsättningarna och repetitionerna som utförs med motståndsträning17. Trots att det genomsnittliga löpavståndet var 10-12 km per dag gav PoWeR-modellen en ökning med 16% respektive 17% av plantaris muskelvåt massa respektive fibertvärsnittsarea (CSA). Trots många praktiska fördelar har PoWeR-modellen för LWR vissa begränsningar. Som erkänts av författarna är PoWeR-modellen en "hybrid" -stimulans med hög volym som återspeglar en blandad uthållighets- / motståndsträningsmodell (dvs. samtidig träning hos människor), i motsats till en mer strikt motståndsövningsbaserad modell, som potentiellt introducerar en interferenseffekt och bidrar till den mindre uttalade hypertrofi eller olika mekanismer genom vilka hypertrofi induceras25 . Att säkerställa att ett samtidigt träningsfenomen inte uppstår i vad som är avsett att vara en styrketräningsmodell är absolut nödvändigt. Därför modifierades PoWeR-modellen för att utveckla en LWR-modell som använder högre belastningar än tidigare använts för att mer likna en motståndsträningsmodell. Häri tillhandahålls detaljer för en enkel och billig 9 veckors progressiv motståndsträning LWR-modell i C57BL / 6-mus.

<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

Tidigare utvecklade gnagarmotståndsbaserade träningsmodeller, inklusive synergistisk ablation, elektrisk stimulering, viktstegeklättring och senast viktad släddragning, är mycket effektiva för att ge en hypertrofisk stimulans för att inducera skelettmuskelanpassningar. Även om dessa modeller har visat sig vara ovärderliga för skelettmuskelforskning, är de antingen invasiva eller ofrivilliga och arbetskrävande. Lyckligtvis kör många gnagarstammar frivilligt långa sträckor när de får tillgång till ett löphjul. Laddade hjulkörningsmodeller (LWR) hos gnagare kan inducera anpassningar som vanligtvis observeras med motståndsträning hos människor, såsom ökad muskelmassa och fiberhypertrofi, samt stimulering av muskelproteinsyntes. Tillägget av måttlig hjulbelastning misslyckas dock antingen med att avskräcka möss från att springa stora sträckor, vilket mer återspeglar en uthållighets- / motståndsträningsmodell, eller så slutar mössen att springa nästan helt på grund av metoden för belastningsapplikation. Därför har en ny höglasthjulskörningsmodell (HLWR) utvecklats för möss där yttre motstånd appliceras och gradvis ökas, vilket gör det möjligt för möss att fortsätta springa med mycket högre belastningar än tidigare utnyttjat. Preliminära resultat från denna nya HLWR-modell tyder på att den ger tillräcklig stimulans för att inducera hypertrofiska anpassningar under 9 veckors träningsprotokoll. Häri beskrivs de specifika procedurerna för att utföra denna enkla men billiga progressiva motståndsbaserade träningsmodell hos möss.

I denna studie lottades 24 C57BL/6-möss (6,3 ± 0,7 månader i början av denna studie) slumpmässigt till en av tre behandlingsgrupper: stillasittande (SED), lastad hjulkörning (LWR; samma som PoWeR beskriven av Dungan et al.17) eller hög LWR (HLWR) och slutförde sedan sitt respektive 9-veckorsprotokoll. Efter acklimatiseringsveckan (vecka 1) fanns det inga grupp- eller grupp x-tidsskillnader i löpdistans eller träningsvolym (figur 5).
<p class="jove_conten...

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

Denna procedur beskriver en översättningsbar progressiv belastad träningsmodell för körhjulsmotstånd hos möss. Den främsta fördelen med denna styrketräningsmodell är att den är helt frivillig, vilket minskar stressen för djuren och belastningen på forskaren.

En enkel och billig löphjulsmodell för progressiv motståndsträning hos möss

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

Detta protokoll gör det möjligt för forskare att motstå att träna stora kohorter av möss till en mycket lägre kostnad jämfört med modeller som använder kommersiellt tillgänglig löphjulsutrustning. Den främsta fördelen med denna styrketräningsmodell är att den är helt frivillig, vilket minskar stressen för djuren och tidsengagemanget för forskaren. Denna modell kan hjälpa till att bättre förstå de cellulära och molekylära mekanismerna som reglerar muskelmassa som svar på träningsträning.Genom design är denna laddade hjulkörningsmodell relativt enkel att utföra. Det rekommenderas dock fortfarande att forskare utför pilottester i den unika laboratoriemiljön för att uppskatta mössens körprestanda före experiment. Att demonstrera denna procedur kommer att vara PJ Koopmans, en forskarassistent i mitt laboratorium.För att ställa in löphjulsapparaten, limma en enda sensormagnet på ett gram på löphjulets yttre mittomkrets och använd detta hjul endast under den första veckan av hjulacklimatisering. Lastad hjulkörning kräver två gram belastning, limma därför två magneter på ett gram sida vid sida på hjulets yttre omkrets. Ett tejp kan användas för att hålla magneterna på plats tills limet torkar ordentligt.När veckorna går, applicera ytterligare belastning i veckorna 3, 4, 5 och 7 genom att placera ytterligare en grammagnet ovanpå endera magneten som redan finns. Eftersom dessa magneter fäster fast vid varandra krävs inget lim. Högbelastad hjulhållning kräver tre uppsättningar hjul.Den första uppsättningen hjul, som krävs för vecka två, har bara en enda 2,5 gram magnet limmad på hjulets yttre omkrets. Den andra uppsättningen hjul, som endast krävs för vecka tre, har två 2,5 gram magneter limmade sida vid sida på hjulets yttre omkrets. Den tredje uppsättningen hjul som krävs i fyra veckor och därefter har tre 2,5 grams magneter limmade sida vid sida på hjulets yttre omkrets.Applicera ytterligare belastning för vecka sex och åtta genom att placera ytterligare en 2.5 gram magnet ovanpå någon av de magneter som redan finns. Se till att ett nytt batteri sätts in i cykeldatorn innan monteringen. Montera sedan löphjulen med hjälp av en bur utrustad med en digital cykeldator för att övervaka tid och avstånd som tillryggalagts under träning.Medelhastigheten i kilometer i timmen härleds aritmetiskt. Ställ in hjulstorleken under den första cykeldatorprogrammeringen och beräkna avståndet per varv genom att mäta löphjulets yttre omkrets. För att säkerställa att alla dator- och sensorkomponenter finns i en solid barriär utanför buret för att förhindra att möss tuggar på komponenterna, använd locket på en tom pipettspetslåda med en liten rektangelutskärning för den magnetiska cykelsensorn och huvuddelen av lådan för att hålla cykeldatorn, och tråd.Borra två hål genom hörnen på pipettspetslådans lock för att säkra den magnetiska cykelsensorn och löphjulsstativet på plats på utsidan av buren och sätt in löphjulsbasen upp och ner genom luckorna i burlocket men ovanpå den fasta ytan. Fäst hjulbasen och datorsensorn på toppen av buren med hårdvara. Se till att cykeldatorsensorn och pipettspetsboxens lock är direkt ovanför där hjulets sensormagnet är placerad och att sensormagneten och datorsensorn är placerade högst en centimeter från varandra för att möjliggöra korrekt registrering av hjulrörelser.Fäst lämpligt löphjul på hjulbasen innan du placerar locket på buret och placera sedan locket ordentligt på buret. Med hjulet hängande från burlocket, se till minst 2,5 centimeter avstånd från burgolvet. Placera sedan en minimal mängd strömaterial i buren för att säkerställa att hjulet snurrar fritt men inte hindras av ansamling av sängkläder.Eftersom möss är en nattlig art kommer de flesta av deras naturliga buraktivitet, inklusive hjulkörning, att utföras under de mörka timmarna i ljuscykeln. Under experimentet registrerar du dessa data från cykeldatorn med ett konsekvent intervall som schemaläggs för att säkerställa korrekt aktivitetsövervakning. Individuellt hus stillasittande möss i nio veckor i en bur som innehåller ett låst löphjul för att förhindra körning.Minska belastningen för de laddade hjulkörnings- och högbelastade hjulkörningsgrupperna om det behövs för att säkerställa att möss fortsätter att träna under hela nio i veckan-protokollet enligt lastningsschemat. Under studien lottades möss till en av tre behandlingsgrupper, nämligen stillasittande, lastad hjulkörning eller högbelastad hjulkörning, och slutförde sedan sitt respektive nio veckors protokoll. Efter en veckas acklimatisering fanns det inga skillnader i grupp eller grupp efter tidsskillnad i löpdistans eller träningsvolym.Normaliserad soleusmassa var 21,4% större i den högbelastade hjulkörningsgruppen än i stillasittande grupp trots ingen skillnad i fibertvärsnittsarea. Även om plantaris muskelmassa och genomsnittlig fibertvärsnittsarea inte förskjutit statistiskt signifikanta skillnader, verkar det finnas en förskjutning i andelen fibrer med en större tvärsnittsarea i plantaris av högbelastad hjulkörning jämfört med stillasittande och laddad hjulkörning. Det fanns inga signifikanta skillnader i ryckningar eller toppkraft i GPS-komplexet mellan grupper mätt med ett NC2-muskelfunktionstest.Det är viktigt att se till att hjulet snurrar fritt i buren och att hjulsensormagneten är nära cykeldatorns sensor så att hjulrotationen är obehindrad och cykeldatorn registrerar löpande data korrekt. Efter denna procedur kan forskare utföra efterföljande analyser som kontraktil funktion eller immunohistokemiska tekniker för att undersöka de olika fysiologiska svaren ytterligare på träningsträning.

Research

JoVE Journal

Biology

Pyrosequencing: A Simple Method for Accurate Genotyping

Pyrosequencing: En enkel metod för noggrann Genotypning

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

Imaging in-stent restenos: en billig, pålitlig och snabb preklinisk modell

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

En reversibel, icke-invasiv metod för mätningar luftvägsmotståndet och lungsköljning Fluid Provtagning i Möss

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

Cytosoliska Kalcium Mätningar i Renal epitelceller med flödescytometri

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

Filtrering Isolering av nukleinsyror: En enkel och snabb DNA-extraktion metod

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

En enkel hög verkningsgrad protokoll för bukspottskörteln ö isolering från möss

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

En enkel och effektiv metod för In Vivo hjärt-specifik gen Manipulation av Intramyocardial injektion i möss

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

Masspektrometri analys för att identifiera Ubiquitylation av EYFP-märkt 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-mätning av knäutsöndrarens muskelfunktion hos möss

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

En modifierad kirurgisk modell av hind limb Ischemia i ApoE-/- Möss som använder ett miniatyrsnitt

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 ...