Name: Author Spotlight: Advancing Diabetes Research with Static Exercise Training in Mice
Uploaded: 2024-03-29T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Author Spotlight: Advancing Diabetes Research with Static Exercise Training in Mice at JoVE.com

Ce travail a été soutenu par le deuxième lot de projets de recherche scientifique spéciaux de la Base nationale de recherche clinique de la médecine traditionnelle chinoise (JDZX2015127, basée sur l’hôpital provincial de médecine chinoise de l’Anhui).

Toutes les expériences sur les animaux ont été approuvées par le Comité de soin et d’utilisation des animaux de l’Université de médecine chinoise de Nanjing (autorisation n° 202209A033). Des souris mâles C57BL/6J en bonne santé, âgées de 8 semaines et pesant entre 20 ± 4 g ont été sélectionnées. Les souris ont été logées dans un cycle lumière/obscurité de 12 heures à une température de 20-22 °C, et une humidité relative de 45 % à 50 % a été maintenue. Les animaux mangent et boivent librem...

Exploring T2DM Exercise Interventions: A Static Training Device for Mice

<ol>
	<li>Zheng, Y., Ley, S. H., Hu, F. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+aetiology+and+epidemiology+of+type+2+diabetes+mellitus+and+its+complications.">Global aetiology and epidemiology of type 2 diabetes mellitus and its complications.</a> Nat Rev Endocrino. 14 (2), 88-98 (2018).</li><li>Li, X., 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+fitness+qigong+and+tai+chi+on+middle-aged+and+elderly+patients+with+type+2+diabetes+mellitus.">Effects of fitness qigong and tai chi on middle-aged and elderly patients with type 2 diabetes mellitus.</a> Public Lib Sci. 15 (12), e0243989 (2020).</li><li>Qin, J., 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=Effect+of+tai+chi+on+quality+of+life,+body+mass+index,+and+waist-hip+ratio+in+patients+with+type+2+diabetes+mellitus:+A+systematic+review+and+meta-analysis.">Effect of tai chi on quality of life, body mass index, and waist-hip ratio in patients with type 2 diabetes mellitus: A systematic review and meta-analysis.</a> Front Endocrino. 11, 543627 (2020).</li><li>Yang, H., Wu, X., Wang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+conventional+medical+treatment+plus+Qigong+exercise+on+type+2+diabetes+mellitus+in+Chinese+patients:+A+Meta-analysis.">Effect of conventional medical treatment plus Qigong exercise on type 2 diabetes mellitus in Chinese patients: A Meta-analysis.</a> J Trad Chinese Med. 38 (2), 167-174 (2018).</li><li>Yu, X., Chau, J. P. C., Huo, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effectiveness+of+traditional+Chinese+medicine-based+lifestyle+interventions+on+biomedical,+psychosocial,+and+behavioral+outcomes+in+individuals+with+type+2+diabetes:+A+systematic+review+with+meta-analysis.">The effectiveness of traditional Chinese medicine-based lifestyle interventions on biomedical, psychosocial, and behavioral outcomes in individuals with type 2 diabetes: A systematic review with meta-analysis.</a> Int J Nurs Stud. 80, 165-180 (2018).</li><li>A&#287;g&#246;n, E., 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=Effect+of+dynamic+and+static+strength+training+on+hormonal+activity+in+elite+boxers.">Effect of dynamic and static strength training on hormonal activity in elite boxers.</a> Baltic J Health Phys Activity. 12 (3), 1-10 (2020).</li><li>Merico, 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+combined+endurance+and+resistance+training+in+Amyotrophic+Lateral+Sclerosis:+A+pilot,+randomized,+controlled+study.">Effects of combined endurance and resistance training in Amyotrophic Lateral Sclerosis: A pilot, randomized, controlled study.</a> Eur J Translat Myo. 28 (1), 7278 (2018).</li><li>Liu, 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=Eight+weeks+of+high-intensity+interval+static+strength+training+improves+skeletal+muscle+atrophy+and+motor+function+in+aged+rats+via+the+PGC-1&#945;/FNDC5/UCP1+pathway.">Eight weeks of high-intensity interval static strength training improves skeletal muscle atrophy and motor function in aged rats via the PGC-1&#945;/FNDC5/UCP1 pathway.</a> Clin Interven Aging. 16, 811-821 (2021).</li><li>Jun, X., 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=Animal+model+for+static+massage+training.">Animal model for static massage training.</a> Massage Guid. (02), 5-6 (2000).</li><li>Wei, J., 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=Mechanism+by+which+static+exercise+improves+insulin+resistance+in+skeletal+muscle+of+type+2+diabetes.">Mechanism by which static exercise improves insulin resistance in skeletal muscle of type 2 diabetes.</a> Chinese J Tiss Eng Res. 28 (08), 1271-1276 (2024).</li><li>Zhenrui, L., Fang, L., Wu, W., Huang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+static+training+on+upper+limb+motor+ability+in+aged+rats+was+studied+based+on+PGC-1&#945;+signal+pathway+RNA+interference.">The effect of static training on upper limb motor ability in aged rats was studied based on PGC-1&#945; signal pathway RNA interference.</a> Lishizhen Medicine and Materia Medica Research. 30 (01), 247-249 (2019).</li><li>Lee, S. H., Park, S. Y., Choi, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insulin+resistance:+From+mechanisms+to+therapeutic+strategies.">Insulin resistance: From mechanisms to therapeutic strategies.</a> Diab Metab J. 46 (1), 15-37 (2022).</li><li>Campos, J. C., 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=Exercise+preserves+physical+fitness+during+aging+through+AMPK+and+mitochondrial+dynamics.">Exercise preserves physical fitness during aging through AMPK and mitochondrial dynamics.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 120 (2), e2204750120 (2023).</li></ol>

L’entraînement en force statique peut réduire l’accumulation de graisse, aider à perdre du poids et augmenter le métabolisme. De plus, il améliore l’expression de PGC-1α et la biogenèse mitochondriale dans les cellules musculaires squelettiques, ce qui entraîne une amélioration du métabolisme du glucose chez les souris atteintes de diabète sucré de type 2 et une réduction conséquente de la glycémie11. Pour confirmer l’impact et le mécanisme de l’en...

Le diabète sucré de type 2 (DT2) est une maladie chronique caractérisée par une résistance à l’insuline et un dysfonctionnement des cellules β qui constitue une menace importante pour la santé mondiale1. L’exercice est une intervention cruciale dans la prise en charge du diabète de type 2. De nombreuses études ont montré que les méthodes d’exercice traditionnelles chinoises, telles que le Tai Chi et le Ba Duan Jin, améliorent considérablement la glycémie et la qualité de vie des personnes atteintes de DT2 2,3,4,5. Pour exécuter ces mouvements, l’entraîneur doit maintenir une position stable du corps et des articulations pendant un certain temps. La position statique est maintenue en effectuant des contractions musculaires statiques, ce que l’on appelle communément la force statique6.
Cependant, le mécanisme d’intervention de l’entraînement en force statique dans le DT2 n’a pas été clarifié. Pour répondre à cette question, l’expérimentation animale est indispensable. Pendant les exercices isométriques, les muscles sont activés, maintiennent une longueur constante et atteignent en toute sécurité une tension maximale7. Dans les expériences d’entraînement à la force statique, l’animal d’essai doit effectuer des contractions musculaires isométriques et maintenir cet état de contraction musculaire. La mise en œuvre d’un entraînement de force statique sur des souris, des rats et d’autres animaux de laboratoire est devenue un gros problème dans la recherche. Tout d’abord, les animaux ont du mal à obéir aux ordres et à contracter leurs muscles au besoin. Deuxièmement, il est difficile pour l’animal de maintenir une position stable sous la résistance, et l’objectif de la contraction musculaire isométrique ne peut pas être atteint. Tout en laissant les animaux s’entraîner au besoin, il est important de répondre aux préoccupations liées au bien-être des animaux, telles que le soulagement du stress et de l’anxiété, la minimisation de la douleur et l’amélioration des conditions générales. Ce protocole se rapporte à un modèle d’entraînement statique pour les rats 8,9, et nous présentons ici un dispositif simple pour l’entraînement statique des souris. Lorsque les pattes arrière des souris sont levées, leurs muscles abdominaux se contractent en raison du réflexe de redressement, les pattes avant saisissent la barre transversale à l’avant, puis les membres avant et arrière se contractent contre la gravité. Les souris ne peuvent pas bouger après avoir saisi la barre courte, ce qui fait que leurs muscles sont dans un état de contraction isométrique.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acrylic boards</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Transparent acrylic boards with 5mm thickness. The size should be larger than 20cm&#215;20cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boxes</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Two boxes of the same height (15~20cm)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ELISA KIT</td>
			<td></td>
			<td>H203-1-2</td>
			<td>Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot melt glue gun</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Avoid touching the gun head to cause burns</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Knives</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>No special requirement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metformin tablets</td>
			<td></td>
			<td>1396309</td>
			<td>Sigma</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>scissors</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>No special requirement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sticks</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Several wooden sticks with a diameter of 3mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptozotocin</td>
			<td></td>
			<td>S0130</td>
			<td>Sigma</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tape</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>No special requirement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transmission Electron Microscope (TEM)</td>
			<td></td>
			<td>HT7700</td>
			<td>HITACHI&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

static strength training method for type 2 diabetic mice

Le traitement du diabète sucré de type 2 (DT2) est une difficulté majeure pour améliorer la santé des patients. L’exercice est l’une des principales interventions pour le DT2. L’entraînement en force statique est l’une des principales formes de sports traditionnels en Chine. La recherche montre que l’entraînement en force statique est une méthode clinique efficace pour l’intervention contre le DT2, mais il n’existe aucun dispositif expérimental adapté à l’entraînement statique chez la souris. L’une des difficultés du passage de la recherche clinique à la recherche fondamentale est de concevoir des dispositifs expérimentaux adaptés. Afin d’étudier plus en détail le mécanisme de l’intervention d’entraînement statique dans le DT2, une méthode simple de fabrication d’un dispositif d’entraînement statique pour les souris est présentée dans cet article. Cet appareil présente les avantages d’un fonctionnement simple, d’un matériau bon marché et d’une grande faisabilité. Des études antérieures menées dans le cadre de ce protocole ont montré que l’entraînement statique peut réduire efficacement la glycémie et améliorer la fonction mitochondriale des cellules musculaires squelettiques chez les souris T2DM. L’objectif de l’introduction de ce dispositif est de promouvoir la recherche sur le mécanisme de l’exercice traditionnel dans l’intervention du DT2 et de jeter les bases de l’intervention quantitative de l’exercice.

Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a chronic disease characterized by insulin resistance and &#946;-cell dysfunction that is a significant threat to global health1. Exercise is a crucial intervention in the management of type 2 diabetes. Numerous studies have shown that traditional Chinese exercise methods, such as Tai Chi and Ba Duan Jin, significantly improve blood glucose levels and quality of life for individuals with T2DM2,3,4,5. To execute these movements, the trainer must maintain a stable body and joint position for a period of time. The static position is sustained by performing static muscle contractions, which is commonly referred to as static strength6.
However, the mechanism of static strength training intervention in T2DM has not been clarified. To answer this question, animal experiments are essential. During isometric exercises, muscles are activated, maintain a constant length, and safely achieve maximum tension7. In experiments with static strength training, the test animal is required to perform isometric muscle contractions and to maintain this state of muscular contraction. How to implement static strength training on mice, rats, and other laboratory animals has become a big problem in research. First, animals struggle to obey commands and contract their muscles as required. Secondly, it is difficult for the animal to maintain a stable position under resistance, and the purpose of isometric muscle contraction cannot be achieved. While letting animals train as required, it is important to address concerns related to animal welfare, such as relieving stress and anxiety, minimizing pain, and improving overall conditions. This protocol pertains to a static training model for rats8,9, and here we introduce a simple device for static training of mice. When the hind legs of mice are lifted, their abdominal muscles contract due to the righting reflex, the forepaws grasp the cross-bar in front, and then the front and back limbs contract against gravity. The mice cannot move after grasping the short bar, resulting in their muscles being in a state of isometric contraction.

Author Spotlight: Advancing Diabetes Research with Static Exercise Training in Mice

Méthode d’entraînement en force statique pour les souris diabétiques de type 2

En suivant le protocole ci-dessus, les membres postérieurs de la souris sont fixes et les membres antérieurs saisissent de manière autonome la barre avant. L’amplitude de mouvement étroite maintient la souris dans une position relativement fixe. Il peut être confirmé que les muscles des souris se contractent en touchant les muscles de leur abdomen et de leurs pattes. Ceci est cohérent avec la nécessité de l’état de contraction musculaire isométrique dans l’entraînement de force statique. L’entraîneme...

Watch this Scientific Journal Video about Author Spotlight: Advancing Diabetes Research with Static Exercise Training in Mice at JoVE.com

Ce protocole fournit une méthode simple pour fabriquer des équipements d’entraînement statique pour les souris. L’appareil maintient la contraction isométrique musculaire des membres des souris afin de vérifier l’effet d’intervention de l’exercice traditionnel sur le diabète de type 2 (DT2) et fournit une nouvelle thérapie par l’exercice pour le traitement clinique du DT2.

The treatment of type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a major difficulty in improving patient health. Exercise is one of the main interventions for T2DM. ...

La thérapie par l’exercice est reconnue comme un moyen important de traiter le diabète dans le monde entier. Dans des essais cliniques précédents, nous avons confirmé que les exercices chinois non traditionnels peuvent soulager efficacement le symptôme du diabète de type 2 chez les patients. Par conséquent, nous avons conçu cette étude pour essayer de comprendre comment fonctionne l’exercice traditionnel.Afin d’étudier l’effet de l’exercice sur le diabète et d’obtenir plus d’informations, nous utilisons des techniques telles que le mélange métabolique et transcrit en mélange pour nos recherches. Les mécanismes moléculaires affectant le diabète de type 2 sont très complexes, y compris plusieurs voies génétiques, métaboliques et inflammatoires, mais le défi est d’identifier et de choisir une certaine voie pour traiter la maladie de la meilleure façon possible sans avoir d’effets secondaires.