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

Bu projeyi desteklemek için finansman sağladıkları için Lisansüstü Öğrenci Hükümeti Derneği, Öğrenci Araştırma Ofisi ve Appalachian Eyalet Üniversitesi Sağlık ve Egzersiz Bilimi Bölümü'ne teşekkür ederiz. Ek olarak, hayvan araştırma tesisinin günlük operasyonlarını denetledikleri için Monique Eckerd ve Therin Williams-Frey'e teşekkür ederiz.

Bu çalışma Appalachian State Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (#22-05) tarafından onaylanmıştır.
1. Hayvanlar
<ol><li>C57BL/6 farelerini şirket içi fare kolonisinden temin edin. NOT: Çalışmanın başlangıcında 5-8 aylık erkek fareler kullanılmıştır. Günlük koşu aktivitesi 26 haftalıkken yaklaşık 9-10 haftalıkken zirveye ulaşır veplatolara ulaşır. Önceki çalışmalar, yaşlı farelerin (2...

<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>

Kemirgenlerdeki mevcut direnç egzersiz modellerinin iskelet kası araştırmaları için paha biçilmez olduğu kanıtlanmıştır; Bununla birlikte, bu modellerin çoğu istilacı, istemsiz ve / veya zaman ve emek yoğundur. LWR, sadece diğer iyi kabul görmüş direnç egzersizi eğitim modellerinde gözlemlenenlerle benzer kas adaptasyonlarını indüklemekle kalmayıp, aynı zamanda araştırmacı tarafından minimum zaman / emek taahhüdü ile hayvan için kronik, düşük stresli bir egzersiz uyarıcısı sağlay...

İskelet kas kütlesi, yetişkin insanlarda vücut kütlesinin yaklaşık% 40'ını oluşturur; Bu nedenle, iskelet kas kütlesinin yaşam boyunca korunması kritik öneme sahiptir. İskelet kas kütlesi, enerji metabolizmasında, çekirdek vücut ısısının korunmasında ve glikoz homeostazında ayrılmaz bir rol oynar1. İskelet kasının korunması, protein sentezi ve protein yıkımı arasında bir dengedir, ancak bu süreçleri yönlendiren karmaşık moleküler mekanizmaların anlaşılmasında hala birçok boşluk vardır. Kas kütlesinin korunmasını ve büyümesini düzenleyen moleküler mekanizmaları incelemek için, insan deneklerin araştırma modelleri genellikle direnç egzersizine dayalı müdahaleler kullanır, çünkü mekanik uyaranlar iskelet kas kütlesinin düzenlenmesinde ayrılmaz bir rol oynar. İnsan deneklerin araştırması başarılı olsa da, invaziv prosedürlerle (yani kas biyopsileri) ilgili uyarlamaları ve etik kaygıları sergilemek için gereken süre, elde edilebilecek veri miktarını sınırlar. Direnç egzersizine adaptasyonlar memeli türleri arasında oldukça yaygın olsa da, hayvan modelleri, diyet ve egzersiz rejimini tam olarak kontrol edebilmenin yararını sağlarken, aynı zamanda beyin, karaciğer, kalp ve iskelet kası gibi vücuttaki tüm dokuların toplanmasına izin verir.
Kemirgenlerde kullanılmak üzere birçok direnç eğitim modeli geliştirilmiştir: sinerjik ablasyon2, elektriksel stimülasyon3,4, ağırlıklı merdiven tırmanma5, ağırlıklı kızak çekme6 ve tuvalli çömelme7. Tüm bu modellerin, doğru yapılırsa, hipertrofi gibi iskelet kası adaptasyonlarını indüklemek için etkili modeller olabileceği açıktır. Bununla birlikte, bu modellerin düşüşleri, çoğunlukla istemsiz olmaları, normal kemirgen davranışının bir parçası olmamaları, zaman / emek yoğun ve istilacı olmalarıdır.
Neyse ki, birçok fare ve sıçan suşu, bir koşu tekerleğine erişim verildiğinde gönüllü olarak uzun mesafeler koşar. Dahası, serbest çalışan tekerlek (FWR) egzersiz modelleri, hareketi veya kas aktivitesini zorlamak için kapsamlı koşullandırma, pozitif / negatif takviye veya anesteziye dayanmaz 8,9. Koşu aktivitesi büyük ölçüde fare gerginliğine, cinsiyetine, yaşına ve bireysel bazda bağlıdır. Lightfoot ve ark. 15 farklı fare suşunun koşu aktivitesini karşılaştırdı ve günlük koşu mesafesinin 2.93 km ila 7.93 km arasında değiştiğini, C57BL / 6 farelerin cinsiyet10'dan bağımsız olarak en uzağa koştuğunu buldu. FWR genellikle iskelet ve kalp kaslarında dayanıklılık adaptasyonlarını indüklemek için mükemmel bir model olarak kabul edilir11,12,13,14,15,16; Bununla birlikte, direnç eğitim modellerinde tekerlek koşusunun kullanılması daha az araştırılmaktadır.
Tahmin edilebileceği gibi, tekerlek çalışmasının hipertrofik etkisi, yüklü tekerlek çalıştırma (LWR) olarak adlandırılan koşu tekerleğine direnç eklenerek arttırılabilir, böylece direnç eğitimini daha yakından taklit etmek için tekerlek üzerinde çalışmak için daha fazla çaba sarf edilmesi gerekir. Çeşitli yük uygulama yöntemleri kullanarak, önceki çalışmalar, sıçanları ve fareleri kullanan LWR modelinin, 6-8 hafta içinde ekstremite kas kütlesinde% 5-30'luk bir artış gösterdiğini göstermiştir 17,18,19,20,21. Ayrıca, D'hulst ve ark., tek bir LWR nöbetinin, FWR22'ye kıyasla protein sentezi sinyal yolunun aktivasyonunda% 50 daha fazla artışa yol açtığını göstermiştir. Tekerlek direnci en yaygın olarak sürtünme tabanlı, sabit yükleme yöntemiyle uygulanmıştır, bu sayede tekerlek direnci12,19,23,24'ü uygulamak için manyetik bir fren veya gergi cıvatası kullanılır. Sürtünmeye dayalı, sabit yük yönteminin bir uyarısı, orta ila yüksek direnç uygulandığında, hayvanın tekerleğin hareketini başlatmak için yüksek direncin üstesinden gelememesi ve eğitimi etkili bir şekilde durdurmasıdır. En önemlisi, kemirgen koşu tekerleği modelleri için kullanılan kafes ve tekerlek sistemlerinin birçoğu oldukça maliyetlidir ve özel ekipman gerektirir.
Son zamanlarda, Dungan ve ark., tekerleğin tek bir tarafına yapıştırılmış dış kütleler aracılığıyla tekerleğe asimetrik olarak bir yük uygulayan ilerici ağırlıklı tekerlek çalışan (PoWeR) bir model geliştirdi. PoWeR modelinin dengesiz tekerlek yüklemesi ve değişken direncinin, sürekli çalışma aktivitesini teşvik ettiği ve farelerde çalışan yüklü tekerleğin daha kısa patlamalarını teşvik ettiği, direnç eğitimi17 ile gerçekleştirilen setleri ve tekrarları daha yakından taklit ettiği düşünülmektedir. Ortalama koşu mesafesinin günde 10-12 km olmasına rağmen, PoWeR modeli, plantaris kası ıslak kütlesinde ve lif kesit alanında (CSA) sırasıyla% 16 ve% 17'lik bir artış sağlamıştır. Birçok pratik avantaja rağmen, LWR'nin PoWeR modelinin bazı sınırlamaları vardır. Yazarlar tarafından tanındığı gibi, PoWeR modeli, daha katı bir direnç egzersizine dayalı modelin aksine, harmanlanmış bir dayanıklılık / direnç egzersiz modelini (yani, insanlarda eşzamanlı eğitim) yansıtan, potansiyel olarak bir girişim etkisi yaratan ve daha az belirgin hipertrofiye veya hipertrofinin indüklendiği farklı mekanizmalara katkıda bulunan yüksek hacimli bir "hibrit" uyarandır. 25 . Bir direnç egzersizi eğitim modeli olması amaçlanan şeyde eşzamanlı bir eğitim olgusunun gerçekleşmemesini sağlamak zorunludur. Bu nedenle, PoWeR modeli, bir direnç eğitim modeline daha yakından benzemek için daha önce kullanılandan daha yüksek yükler kullanan bir LWR modeli geliştirmek üzere değiştirildi. Burada, C57BL / 6 farelerde basit ve ucuz bir 9 haftalık progresif direnç eğitimi LWR modeli için ayrıntılar verilmiştir.

<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

Daha önce geliştirilen sinerjik ablasyon, elektriksel stimülasyon, ağırlıklı merdiven tırmanma ve en son olarak ağırlıklı kızak çekme dahil olmak üzere kemirgen direncine dayalı egzersiz modelleri, iskelet kası adaptasyonlarını indüklemek için hipertrofik bir uyaran sağlamada oldukça etkilidir. Bu modellerin iskelet kası araştırmaları için paha biçilmez olduğu kanıtlanmış olsa da, ya invaziv ya da istemsiz ve emek yoğundur. Neyse ki, birçok kemirgen suşu bir koşu tekerleğine erişim verildiğinde gönüllü olarak uzun mesafeler koşar. Kemirgenlerdeki yüklü tekerlek çalıştırma (LWR) modelleri, insanlarda artan kas kütlesi ve lif hipertrofisi ve kas protein sentezinin uyarılması gibi direnç eğitimi ile yaygın olarak gözlenen adaptasyonları indükleyebilir. Bununla birlikte, ılımlı tekerlek yükünün eklenmesi ya fareleri uzun mesafelerde koşmaktan caydıramaz, bu da bir dayanıklılık / direnç eğitim modelini daha iyi yansıtır ya da fareler yük uygulama yöntemi nedeniyle neredeyse tamamen çalışmayı bırakır. Bu nedenle, harici direncin uygulandığı ve kademeli olarak arttırıldığı fareler için yeni bir yüksek yüklü tekerlek çalışma modeli (HLWR) geliştirilmiştir ve farelerin daha önce kullanılandan çok daha yüksek yüklerle çalışmaya devam etmelerini sağlamıştır. Bu yeni HLWR modelinden elde edilen ön sonuçlar, 9 haftalık eğitim protokolü boyunca hipertrofik adaptasyonları indüklemek için yeterli uyaran sağladığını göstermektedir. Burada, farelerde bu basit ama ucuz ilerleyici direnç tabanlı egzersiz eğitim modelini yürütmek için özel prosedürler açıklanmaktadır.

Bu çalışmada, 24 C57BL / 6 fare (bu çalışmanın başlangıcında 6.3 ± 0.7 ay) rastgele üç tedavi grubundan birine atandı: sedanter (SED), yüklü tekerlek çalıştırma (LWR; Dungan ve ark.17 tarafından tanımlanan PoWeR ile aynı) veya yüksek LWR (HLWR) ve daha sonra ilgili 9 haftalık protokollerini tamamladılar. Alışma haftasından sonra (1. hafta), koşu mesafesi veya antrenman hacminde grup veya grup x zaman farkı yoktu (Şekil 5).
<p class=...

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

Bu prosedür, farelerde çevrilebilir bir aşamalı yüklü koşu tekerleği direnç eğitim modelini açıklar. Bu direnç eğitim modelinin birincil avantajı, tamamen gönüllü olması, böylece hayvanlar için stresi ve araştırmacı üzerindeki yükü azaltmasıdır.

Farelerde Progresif Direnç Eğitimi için Basit ve Ucuz Bir Koşu Tekerleği Modeli

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

Bu protokol, araştırmacıların ticari olarak temin edilebilen koşu tekerleği ekipmanlarını kullanan modellere kıyasla çok daha düşük bir maliyetle büyük fare kohortlarını direnç trenine dönüştürmelerini sağlar. Bu direnç eğitim modelinin birincil avantajı, tamamen gönüllü olmasıdır, bu da hayvanlar için stresi ve araştırmacı için zaman taahhüdünü azaltır. Bu model, egzersiz eğitimine yanıt olarak kas kütlesini düzenleyen hücresel ve moleküler mekanizmaların daha iyi anlaşılmasına yardımcı olabilir.Tasarım gereği, bu yüklü tekerlek çalışma modelinin yürütülmesi nispeten basittir. Bununla birlikte, araştırmacıların deneyden önce farelerin çalışma performansını tahmin etmek için benzersiz laboratuvar ortamında pilot testler yapmaları önerilir. Bu prosedürü gösteren, laboratuvarımda lisansüstü araştırma görevlisi olan PJ Koopmans olacak.Koşu tekerleği aparatını kurmak için, tek bir gramlık sensör mıknatısını koşu tekerleğinin dış orta çevresine yapıştırın ve bu tekerleği yalnızca tekerlek alışmasının ilk haftası için kullanın. Yüklü tekerleğin çalışması iki gram yük gerektirir, bu nedenle bir gramlık iki mıknatısı tekerleğin dış çevresine yan yana yapıştırın. Yapıştırıcı sıkıca kuruyana kadar mıknatısları yerinde tutmak için bir bant kullanılabilir.Haftalar geçtikçe, 3, 4, 5 ve 7. haftalarda, zaten mevcut olan her iki mıknatısın üzerine bir gram daha mıknatıs yerleştirerek ek yük uygulayın. Bu mıknatıslar birbirine sıkıca yapıştığından, yapıştırıcı gerekmez. Yüksek yüklü tekerlek çalıştırma kurulumu, üç set tekerlek gerektirir.İkinci hafta için gerekli olan ilk tekerlek seti, tekerleğin dış çevresine yapıştırılmış tek bir 2,5 gramlık mıknatısa sahiptir. Sadece üçüncü hafta için gerekli olan ikinci tekerlek seti, tekerleğin dış çevresine yan yana yapıştırılmış iki adet 2,5 gramlık mıknatısa sahiptir. Dört hafta ve sonrası için gerekli olan üçüncü tekerlek seti, tekerleğin dış çevresine yan yana yapıştırılmış üç adet 2,5 gramlık mıknatısa sahiptir.Mevcut mıknatıslardan herhangi birinin üzerine 2,5 gramlık başka bir mıknatıs yerleştirerek altıncı ve sekizinci hafta için ek yük uygulayın. Montajdan önce bisiklet bilgisayarına yeni bir pil takıldığından emin olun. Ardından, egzersiz sırasında kat edilen zamanı ve mesafeyi izlemek için dijital bisiklet bilgisayarıyla donatılmış bir kafes kullanarak koşu tekerleklerini monte edin.Saatte kilometre cinsinden ortalama hız aritmetik olarak türetilir. İlk bisiklet bilgisayar programlaması sırasında tekerlek boyutunu ayarlayın ve koşu tekerleğinin dış çevresini ölçerek devir başına mesafeyi hesaplayın. Tüm bilgisayar ve sensör bileşenlerinin, farelerin bileşenleri çiğnemesini önlemek için kafesin dışındaki katı bir bariyer içinde bulunduğundan emin olmak için, manyetik bisiklet sensörü için küçük bir dikdörtgen kesime sahip boş bir pipet ucu kutusunun kapağını ve bisiklet bilgisayarını tutmak için kutunun ana kısmını kullanın, ve tel.Manyetik bisiklet sensörünü ve koşu tekerleği standını kafesin dışına sabitlemek için pipet ucu kutusu kapağının köşelerinden iki delik açın ve çalışan tekerlek tabanını kafes kapağındaki boşluklardan baş aşağı ancak katı yüzeyin üzerine yerleştirin. Dingil mesafesini ve bilgisayar sensörünü donanımla kafesin üst kısmına sabitleyin. Bisiklet bilgisayar sensörünün ve pipet ucu kutusu kapağının, tekerleğin sensör mıknatısının bulunduğu yerin hemen üzerinde olduğundan ve tekerlek hareketinin doğru şekilde kaydedilmesini sağlamak için sensör mıknatısı ile bilgisayar sensörünün birbirinden en fazla bir santimetre uzakta olduğundan emin olun.Kapağı kafese yerleştirmeden önce uygun koşu tekerleğini dingil mesafesine takın, ardından kapağı kafese güvenli bir şekilde yerleştirin. Tekerlek kafes kapağından asılıyken, kafes tabanından en az 2,5 santimetre boşluk bırakın. Ardından, tekerleğin serbestçe dönmesini, ancak yatak takımlarının birikmesiyle engellenmemesini sağlamak için kafese minimum miktarda yatak malzemesi yerleştirin.Fareler gece bir tür olduğundan, tekerlek koşusu da dahil olmak üzere doğal kafes aktivitelerinin çoğu, ışık döngüsünün karanlık saatlerinde gerçekleştirilecektir. Deney sırasında, doğru etkinlik izlemeyi sağlamak için bu verileri bisiklet bilgisayarından zamanlanmış tutarlı bir aralıkta kaydedin. Herhangi bir koşuyu önlemek için kilitli bir koşu tekerleği içeren bir kafeste dokuz hafta boyunca sedanter fareleri ayrı ayrı barındırın.Farelerin yükleme programına göre haftada dokuz protokolün tamamı boyunca egzersiz yapmaya devam etmesini sağlamak için gerekirse yüklü tekerlek koşusu ve yüksek yüklü tekerlek çalışma grupları için yükü azaltın. Çalışma sırasında, fareler rastgele üç tedavi grubundan birine, yani hareketsiz, yüklü tekerlek koşusuna veya yüksek yüklü tekerlek çalışmasına atandı ve daha sonra ilgili dokuz haftalık protokollerini tamamladılar. Bir haftalık alışmadan sonra, koşu mesafesi veya antrenman hacminde zamana göre grup veya grup farklılıkları yoktu.Normalize soleus kütlesi, fiber kesit alanında fark olmamasına rağmen, yüksek yüklü tekerlek çalışma grubunda sedanter gruba göre %21.4 daha büyüktü. Plantaris kas kütlesi ve ortalama lif kesit alanı istatistiksel olarak anlamlı farklılıkların yerini almamasına rağmen, sedanter ve yüklü tekerlek çalışmasına kıyasla yüksek yüklü tekerlek çalışmasının plantarisinde daha büyük bir kesit alanına sahip liflerin oranında bir kayma olduğu görülmektedir. NC2 kas fonksiyon testi ile ölçülen gruplar arasında GPS kompleksinin seğirme veya tepe kuvvetinde anlamlı bir fark yoktu.Tekerleğin kafes içinde serbestçe dönmesini sağlamak ve tekerlek sensörü mıknatısının bisiklet bilgisayar sensörüne yakın olmasını sağlamak önemlidir, böylece tekerlek dönüşü engellenmez ve bisiklet bilgisayarı çalışan verileri doğru bir şekilde kaydeder. Bu prosedürü takiben, araştırmacılar egzersiz eğitimine çeşitli fizyolojik yanıtları daha fazla incelemek için kontraktil fonksiyon veya immünohistokimyasal teknikler gibi sonraki analizleri yapabilirler.

Research

JoVE Journal

Biology

Pyrosequencing: A Simple Method for Accurate Genotyping

Pyrosequencing: Doğru Genotiplendirme için Basit Bir Yöntem

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

Görüntüleme-stent restenoz: Ucuz, güvenilir ve hızlı bir Preklinik Modeli

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

Havayolu Direnci Ölçümleri ve Fare Bronkoalveolar Lavaj Sıvısı Örnekleme için, geri dönüşümlü, Non-invaziv Yöntemi

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

Sitometrisi ile Böbrek Hücrelerine sitozolik kalsiyum Ölçümleri

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

Nükleik Asitlerin süzülmesi İzolasyonu: basit ve hızlı DNA izolasyonu,

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

Farelerden Pankreas Adacık İzolasyon için Basit Bir Yüksek Verimlilik Protokolü

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

Vivo içinde kalp özel gen manipülasyon farelerde Intramyocardial enjeksiyonla için basit ve etkili bir yöntem

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

EYFP etiketli CENP-A (EYFP-CENP-A) Ubiquitylation tanımlamak için Kütle Spektrometresi Analizi

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

Farelerde Diz Ekstensör Kas fonksiyonunun in vivo ölçümü

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

ApoE'de Hind Limb iskemisinin Modifiye Cerrahi Modeli-/- Minyatür Kesi Kullanan Fareler

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 ...