Bir Şok Grid Kullanımı olmadan Kemirgen Egzersiz Endurance Değerlendirilmesi: Zorla Egzersiz Alternatif Bir
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
Laboratuvar fare modelleri kullanarak, dayanıklılık egzersiz metabolik yararları sorumlu moleküler yollar tanımlanabilir başlıyor. Farelerde egzersiz dayanıklılık değerlendirmek için en yaygın yöntem bir şok ızgara ile donatılmış motorlu bir koşu bandı üzerinde çalışan zorla kullanmaktadır. Çalışan çıkın Hayvanlar bir elektrikli ayak şoku bir ızgara üzerine hareketli koşu bandı kemer tarafından itilir; Negatif uyaran kaçmak için, fareler, kayış üzerinde çalışan döner. Ancak, şok cihazının kullanımı kaçınma ve psikolojik stres çalışan dayanıklılık nicelendirilmesi, hem de egzersiz sonrası serum hormon ve sitokin seviyeleri ölçümleri etkilemesi engelleyebilir. Burada, göstermek ve bir şok ızgara kullanan olmadan bir motorlu koşu bandı üzerinde naif C57BL / 6 laboratuvar fareleri çalışan dayanıklılığı ölçmek için zarif bir yöntem doğrulamak. Farenin koşu bandı için preacclimated, bunlar yürüyüşü ile gönüllü çalışacak her mous özgü hızlarıör. Şok ızgara kullanımı fare bölümünde çalıştırmak için gönüllü istekli hassasiyet ile birleştiğinde bir dil basacağı, kullanan bir operatör tarafından nazik teşviki ile değiştirilir. Zaman-to-tüketilmesi, her fare için çalışan ölçülmesi için net uç noktaları tanımlanır ve bu yayvan duruş ve zor nefes alma gibi yorgunluktan davranışsal belirtileri yansıtılır. Bu yöntem aynı zamanda deneysel parametrelerin stres karıştırıcı etkilerini azaltır insani bir arıtma olduğunu.
Introduction
Obezite, insülin direnci ve tip 2 diyabet ABD ve dünya çapında nüfus 1-4 hem sağlığı üzerinde derin etkilere neden birbiriyle metabolik bozukluklar vardır. Dayanıklılık önleyebilir idman, yanı sıra tedavi, bu şartlar, 5,6. Ayrıca, yürüme hızı ve dayanıklılık değerlendirilmesi insan denekler 7 klinik olarak tanı Düşkünlük, sarkopeni testleri ve kronik obstrüktif akciğer hastalığı gibi diğer hastalıkların sonuçlarını kullanılmaktadır.
Vücut kompozisyonu ve insülin duyarlılığına dayanıklılık egzersiz yararlı etkileri altında yatan biyokimyasal yollar gelişmiş veya egzersiz kapasitesi 8-11 azaltılabilir görüntüleyebilen genetik veya farmakolojik değiştirilmiş fareleri kullanarak, aydınlatılamamıştır başlıyor. Ancak, birçok tür çalışmalar 8-11 çalıştırmak için fareler zorlamak için şok ızgara ile donatılmıştır motorlu koşu bandı kullanmıştır. Çalışan çıkın Hayvanlar itilirBir elektrik ayak şoku, bir ızgara üzerinde hareket eden kayış bandı; Negatif uyaran kaçmak için, fareler, kayış üzerinde çalışan döner. Bu tür prosedürler deneysel parametreleri 12 etkileyen faktörler olarak psikolojik stres ve kaçınma davranışlarını tanıtmak olabilir. In kafes tekerlek çalışan bir ışın kırılma cihazı veya kantitatif kullanılarak bu ayaktan etkinliğinin miktarının belirlenmesi ve ölçüm dayanıklılık için diğer yöntemler, sirkadyen sikluslarda, anksiyete, istenmeyen eğitim veya yiyecek davranış 12-16 arayan modülasyonu ile şaşırtıcı olabilmektedir. Ayrıca, bu işlemler tek konut, fareler için psikolojik stres başka bir kaynak gerektirir. Bu nedenle, stres tarafından eleştirilmiştir, egzersiz dayanıklılık doğrudan ölçüm gereklidir.
Bu endişeleri gidermek için, bizim laboratuvar geliştirdik ve maksimal koşu kapasitesini değerlendirmek için bir yöntem valide ve equi bir motorlu koşu bandı kullanarak eğitimsiz, naif farelerde hız çalışan korumuşturBir şok ızgara ile pped. Şok ızgara olarak ikamet çalışan kayış, sonunda alanı, daha sonra geri kalan fareler için bir platform olur ve aparat uzaklaştırılana kadar oturmak çalıştırmak için çöp fareler için bir yer sağlar. Fareler nazik vurma kullanarak veya fare bölümünde çalıştırmak için gönüllü istekli hassasiyet ile birleştiğinde bir dil basacağı, dokunmanın insan bir gözlemci tarafından çalıştırmak için teşvik edilmektedir. Bu yöntem, kas kaynaklı sitokin interlökin-15 (IL-15) 16,17 ekspresyonu açısından farklılık genetik olarak modifiye edilmiş ve kontrol C57BL / 6 fareleri arasındaki egzersiz dayanıklılık farkları değerlendirmek için kullanılmıştır. Bu yöntem bir şok ızgara kullanımından kaynaklanan negatif takviye karıştırıcı etkilerini azaltan bir insani arıtma olduğunu.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada tarif edilen bir şok ızgara kullanılmadan motorlu bir koşu bandı kullanılarak deney farelerinde gönüllü çalışan dayanıklılığı değerlendirmek için bir yöntemdir. Bu yöntem da egzersiz dayanıklılık 16,17 altında yatan faktörler ifade farka neden olur ve sitokin IL-15 ekspresyonunda farklı C57BL / 6 farelerinin alt hatları arasındaki farklılıkları ortaya çıkarabilir. Ilkelerine uygun olarak "Üç R '" laboratuar hayvanları bilim, bu yöntem bir şok ızgara…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yaşlanma Temel Biyoloji VA Puget Sound Sağlık Sisteminin, Mükemmeliyet Washington Nathan Şok Merkezi Üniversitesi Transgenik Kaynak Çekirdeği Liyakat İnceleme # Gazi İşleri Bakanlığı (EKK) den BX001026 ve kaynakların ve tesislerin kullanımı ile desteklenen (NIA # 5P30AG-013280) ve Washington Diyabet Endokrinoloji Araştırma Merkezi'nin Üniversitesi (NIH # P30 DK-17047). Biz Cynthia Pekow DVM ve Kari L. Koszdin DVM, VA Puget Sound, yazının yararlı yorum sağlanan teşekkür ederim.
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. |
References
- Hill, J. A., Wyatt, H. R., Reed, G. W., Peters, J. C. Obesity and the environment: where do we go from here?. Science. 299 (5608), 853-855 (2003).
- Kahn, S. E., Hull, R. L., Utzschneider, K. M. Mechanisms linking obesity to insulin resistance and type 2 diabetes. Nature. 444 (7121), 840-846 (2006).
- Van Gaal, L. F., Mertens, I. L., De Block, C. E. Mechanisms linking obesity with cardiovascular disease. Nature. 444 (7121), 875-880 (2006).
- Pischon, T., Nothlings, U., Boeing, H. Obesity and cancer. Proc Natl Acad Sci USA. 67 (2), 128-145 (2008).
- Benton, C. R., Wright, D. C., Bonen, A. PGC-1α-mediated regulation of gene expression and metabolism: Implications for nutrition and exercise prescriptions. Appl. Physiol. Nutr. Metab. 33 (5), 843-862 (2008).
- Handschin, C., Spiegelman, B. M. The role of exercise and PGC1alpha in inflammation and chronic disease. Nature. 454 (7203), 463-469 (2008).
- Vasunilashorn, S., et al. Use of the Short Physical Performance Battery score to predict loss of ability to walk 400 meters: analysis from the InCHIANTI study. J. Gerontol. A Biol. Med. Sci. 64 (2), 223-229 (2009).
- Wang, Y. X., et al. Regulation of muscle fiber type and running endurance by PPARδ. PLoS Bio. 2 (10), e294 (2004).
- LeBrasseur, N. K., et al. Myostatin inhibition enhances the effects of exercise on performance and metabolic outcomes in aged mice. J. Gerontol. A Biol. Med. Sci. 64 (9), 940-948 (2009).
- Burch, N., et al. Electric pulse stimulation of cultured murine muscle cells reproduces gene expression changes of trained mouse muscle. PLoS ONE. 5 (6), e10970 (2010).
- Li, L., et al. Mitochondrial biogenesis and peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator-1α (PGC-1α) deacetylation by physical activity. Diabetes. 60 (1), 157-167 (2011).
- Knab, A. M., et al. Repeatability of exercise behaviors in mice. Physiol. & Behavior. 98 (4), 433-440 (2009).
- He, Y., et al. IL-15 Receptor deletion results in circadian changes of locomotor and metabolic behavior. J. Mol. Neurosci. 41 (2), 315-321 (2010).
- Wu, X., Hsuchou, H., Kastin, A. J., Rood, J. C., Pan, W. Essential role of interleukin-15 receptor in normal anxiety behavior. Brain Behav. Immun. 24 (8), 1340-1346 (2010).
- Pistilli, E. E., et al. Loss of IL-15 receptor α alters the endurance, fatigability, and metabolic characteristics of mouse fast skeletal muscles. J. Clin. Invest. 121 (8), 3120-3132 (2011).
- Quinn, L. S., Anderson, B. G., Conner, J. D., Wolden-Hanson, T. W. IL-15 overexpression promotes endurance, oxidative energy metabolism, and muscle PPARδ, SIRT1, PGC-1α, and PGC-1β expression in male mice. Endocrinology. 154 (1), 232-245 (2013).
- Quinn, L. S., Anderson, B. G., Conner, J. D., Wolden-Hanson, T., Marcell, T. J. IL-15 is required for post-exercise induction of the pro-oxidative mediators PPARdelta and SIRT1. Endocrinology. , (2013).
- Ward, J. M., Anver, M. R., Mahler, J. F., Devor-Henneman, D. E., Ward, J. M., Mahler, J. F., Maronpot, R. R., Sundberg, J. P. Chapter 13, Pathology of mice commonly used in genetic engineering (C57BL/6; 129; B6,129; and FVB/N). The Pathology of Genetically Engineered Mice. , 161-179 (2000).
- Lightfoot, J. T., Turner, M. J., Debate, K. A., Kleeberger, S. R. Interstrain variation in murine aerobic capacity. Med. Sci. Sports Exerc. 33 (12), 2053-2057 (2001).
- Turner, M. J., Kleeberger, S. R., Lightfoot, J. T. Influence of genetic background on daily running-wheel activity differs with aging. Physiol. Genomics. 22 (1), 76-85 (2005).
- Haight, T. J., van der Laan, M. J., Manini, T., Tager, I. B. Direct effects of leisure-time physical activity on walking speed. J. Nutr. Health Aging. 17 (8), 666-673 (2013).
- Studenski, S. Gait speed and survival in older adults. JAMA. 305 (1), 50-58 (2011).
- Jacobsen, K. R., Kalliokoski, O., Teilmann, A. C., Hau, J., Abelson, K. S. The effect of isoflurane anaesthesia and vasectomy on circulating corticosterone and ACTH in BALB/c mice. Gen. Comp. Endocrinol. 179 (3), 406-413 (2012).
- Sellers, T. L., Jaussi, A. W., Yang, H. T., Heninger, R. W., Winder, W. W. Effect of the exercise-induced increase in glucocorticoids on endurance in the rat. J. Appl. Physiol. 65 (1), 173-178 (1988).
- Cook, M. D., et al. Forced treadmill exercise training exacerbates inflammation and causes mortality while voluntary wheel training is protective in a mouse model of colitis. Brain Behav. Immun. 33, 46-56 (2013).
