Valutazione della murini esercizio di resistenza senza l'uso di una griglia Shock: Un'alternativa alla Esercizio forzato
Summary
A method to assess exercise endurance in laboratory mice without the use of a shock grid is demonstrated. This method is a humane refinement that can decrease the confounding effects of stress on experimental parameters.
Abstract
Utilizzando modelli di topo di laboratorio, i meccanismi molecolari responsabili dei benefici metabolici di esercizio di resistenza cominciano a essere definiti. Il metodo più comune per valutare l'esercizio di resistenza nei topi utilizza costretto esecuzione su un tapis roulant motorizzato provvisto di una griglia shock. Animali che smettono di esecuzione sono spinti dal nastro in movimento tapis roulant su una griglia che offre una scossa elettrica piede; per sfuggire stimolo negativo, i topi tornano a correre sul nastro. Tuttavia, il comportamento di evitamento e stress psicologico dovuto all'uso di un apparato di shock possono interferire con la quantificazione di resistenza in esecuzione, così come le misure di confondere i livelli di ormone e di citochine sieriche postexercise. Qui, noi dimostrare e validare un metodo raffinato per misurare la resistenza in esecuzione in naïve C57BL / 6 topi di laboratorio su un tapis roulant motorizzato senza utilizzare una griglia shock. Quando i topi sono preacclimated al tapis roulant, che corrono volontariamente con andatura accelera specifico per ogni mouse. Uso della griglia ammortizzatore è sostituito dal delicato incoraggiamento da un operatore umano utilizzando un abbassalingua, accoppiato con sensibilità alla volontà volontario per eseguire da parte del mouse. Endpoint chiari per quantificare i tempi di esaurimento per ogni mouse esecuzione sono definiti e riflettono in segni comportamentali di esaurimento come la postura strombato e respiro affannoso. Questo metodo è un perfezionamento umano che riduce anche gli effetti confondenti dello stress sui parametri sperimentali.
Introduction
L'obesità, insulino-resistenza e diabete di tipo 2 sono disordini metabolici correlati che esercitano profondi effetti sulla salute sia negli Stati Uniti e le popolazioni di tutto il mondo 1-4. Esercizio di resistenza può prevenire, così come trattare, queste condizioni di 5,6. Inoltre, la valutazione della velocità di deambulazione e la resistenza sono utilizzate come test clinici diagnostici per fragilità, sarcopenia, e le conseguenze di altri disturbi come la malattia polmonare ostruttiva cronica, in soggetti umani 7.
I percorsi biochimici alla base degli effetti benefici di esercizio di resistenza sulla composizione corporea e la sensibilità all'insulina stanno cominciando da chiarire, utilizzando topi geneticamente o farmacologicamente modificati che display migliorato o ridotto la capacità di esercizio 8-11. Tuttavia, molti di questi studi hanno utilizzato tapis roulant motorizzati dotati di griglie d'urto per costringere i topi a correre 8-11. Animali che smettono di esecuzione sono spinti dala cinghia in movimento tapis roulant su una griglia che offre una scossa elettrica piede; per sfuggire stimolo negativo, i topi tornano a correre sul nastro. Tali procedure possono introdurre stress psicologico e comportamento di evitamento come fattori di confondimento che influenzano parametri sperimentali 12. Altri metodi di misurazione di resistenza, come la quantificazione dell'attività ambulatoriale utilizzando un apparato trave-break o quantificazione di in-gabbia corsa della ruota, possono essere confusi dalla modulazione dei cicli circadiani, ansia, formazione involontaria, o cibo comportamento di ricerca 12-16. Inoltre, queste procedure richiedono una custodia ad una, un'altra fonte di stress psicologico per i topi. Pertanto, è necessaria una misura diretta di esercizio di resistenza non confusi da stress.
Per ovviare a questi problemi, il nostro laboratorio ha sviluppato e validato un metodo per valutare la massima capacità di esecuzione e durature in esecuzione velocità non allenati, topi naïve utilizzando un tapis roulant motorizzato non equipped con una griglia shock. Lo spazio alla fine del tappeto scorrevole, dove la griglia di shock risiede abitualmente, allora diventa una piattaforma per i topi a riposo, e fornisce un posto per topi che rifiutano di correre a sedersi fino rimossa dall'apparecchio. I topi sono incoraggiati a correre da un osservatore umano per mezzo picchiettando leggermente o toccare con un abbassalingua, insieme con la sensibilità alla disponibilità volontaria per l'esecuzione da parte del mouse. Questo metodo è stato utilizzato per quantificare le differenze di esercizio di resistenza tra geneticamente modificati e controllare C57BL / 6 topi che differiscono nell'espressione del muscolo citochina derivata interleuchina-15 (IL-15) 16,17. Questo metodo è un perfezionamento umano che diminuisce gli effetti confondenti di rinforzo negativo causati da un uso di una griglia di shock.
Protocol
Representative Results
Discussion
Qui descritto è un metodo per valutare la resistenza esecuzione volontaria nei topi di laboratorio utilizzando un tapis roulant motorizzato senza l'uso di una griglia di shock. Questo metodo può rivelare differenze tra sub-linee di C57BL / 6 topi che differiscono nella espressione della citochina IL-15, che a sua volta provoca differenze nell'espressione dei fattori che sottendono esercizio di resistenza 16,17. In linea con i principi della "Tre cuori in R" nel laboratorio di scienze anima…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Supportato da Merit Review # BX001026 dal Department of Veterans Affairs (LSQ), e l'uso di risorse e strutture in Health Care VA Puget Sound System, il Core transgenico risorse presso l'Università di Washington Nathan Shock Centro di Eccellenza in Biologia di base di invecchiamento (NIA # 5P30AG-013.280), e l'Università di Washington Diabete Endocrinologia Research Center (NIH # P30 DK-17047). Ringraziamo Cynthia Pekow DVM e Kari L. Koszdin DVM, VA Puget Sound, fornito utili commenti sul manoscritto.
Materials
| Open Rodent Treadmill Exer-3/6 | Columbus Instruments, Columbus OH | 1050RM | This catalog number is for models without shock grid. Shock grids can be removed manually from older models (Eco 3/6) |
| Sani Cloth Germicidal Towlettes | PDI- Professional Disposables, Inc., Orangeburg, NY | n/a; usually ordered through local facility | Contains 10% isopropyl alcohol; any equivalent product can be used. |
| Tongue depressors | any local supplier | n/a | |
| Laboratory timer | any supplier | n/a | |
| IL-15 TG mice* | JAX, Bar Harbor, ME | o11002 | Murine IL-15 transgene expressed from modified human alpha-skeletal actin promotor with altered signal sequence to facilitate secretion. |
| C57BL/6J mice (wild-type)* | JAX, Bar Harbor, ME | ooo664 | Control mice for IL-15 TG |
| IL-15 KO mice* | Taconic Farms, Germantown, NY | 4269-M | Homozygous IL-15 "knockout" mice on C57BL/6 background |
| C57BL/6NTac (wild-type)* | Taconic Farms, Germantown, NY | B6-M | Control mice for IL-15 KO |
| *Optional; mouse lines and treatments can be specific to the experimental protocol. |
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