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Article de méthode

Mesure de l'activité répétée des muscles respiratoires et la ventilation dans les modèles murins de maladies neuromusculaires

13.2K vues

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DOI :

10.3791/55599

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17 avril 2017

 ,  ,  , 

* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Cet article présente un procédé pour des mesures répétées de la ventilation et de l'activité des muscles respiratoires dans un comportement librement modèle de souris de la sclérose latérale (ALS) amyotrophique tout au long de la progression de la maladie avec la pléthysmographie du corps entier et électromyographie via un dispositif de télémétrie implanté.

Résumé

Accessoires muscles respiratoires aident à maintenir une bonne ventilation lorsque la fonction de la membrane est altérée. Le protocole suivant décrit une méthode pour les mesures répétées pendant des semaines ou des mois d'activité des muscles respiratoires accessoires tout en mesurant la ventilation dans un non-anesthésié, se comportant librement souris. La technique comprend l'implantation chirurgicale d'un émetteur radio et l'insertion de conducteurs d'électrode dans les muscles trapèzes scalènes et à mesurer l'activité électromyographique des muscles inspiratoires. La ventilation est mesurée par pléthysmographie du corps entier, et le déplacement des animaux est évaluée par vidéo et est synchronisé avec l'activité électromyographique. Les mesures de l'activité musculaire et la ventilation dans un modèle de souris de la sclérose latérale amyotrophique sont présentés pour montrer comment cet outil peut être utilisé pour étudier comment les changements respiratoires de l'activité musculaire au fil du temps et d'évaluer l'impact de l'activité musculaire sur la ventilation. Les méthodes décrites peuvent easily être adapté pour mesurer l'activité d'autres muscles ou d'évaluer l'activité des muscles respiratoires accessoires dans les modèles de souris supplémentaires de maladie ou d'une blessure.

Introduction

Accessoires muscles respiratoires (ARMs) augmentent la ventilation pendant les périodes de forte demande (par exemple, exercice) et aident à maintenir une bonne ventilation lorsque la fonction de diaphragme est compromise suite à une blessure ou d'une maladie 1, 2. Bien que les modifications de la fonction de la membrane ont été bien décrites dans les patients de la sclérose latérale amyotrophique (SLA) et des modèles de souris 3, 4, 5, 6, on sait beaucoup moins sur l&#....

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Protocole

Les procédures expérimentales ont été approuvées par le Centre médical Hôpital pour enfants de Cincinnati institutionnel de protection des animaux et le Comité d'utilisation et menées en conformité avec le NIH Guide pour les soins et l'utilisation des animaux de laboratoire.

1. Préparation de l'appareil télémétrique chirurgie des implants

  1. Revêtir un équipement de protection individuelle (c. -à- gommages, couvre-chaussures, robe, filet de cheveux, masque et gants chirurgicaux).
    NOTE: Cette chirurgie nécessite un champ stérile.
  2. Allumer l'incubateur (incubateur humidificateur / bébé asservi réglé à 29 ° C) et ....

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Résultats

Le protocole décrit a été utilisé pour implanter un dispositif de télémétrie et d'enregistrer scalène et trapèzes EMG, WBP et vidéo d'un SOD1 (G93A) la souris modèle SLA. Les périodes où l'animal est inactif (par exemple, ne se déplace pas) ont été identifiés à l' aide de l'enregistrement vidéo et confirmé par l'absence d'activité liée au mouvement dans la trace WBP (figure 3A). Les périodes inactives comprennent le temps passé dans l.......

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Discussion

La procédure démontrée ici permet la mesure non invasive (après l'implantation chirurgicale initiale de l'émetteur) de l'activité des muscles respiratoires et la ventilation sur plusieurs mois dans le même animal. Cette technique présente plusieurs avantages par rapport aux techniques classiques EMG chez les souris anesthésiés: 1) les expériences nécessitent moins de souris et offrent la possibilité d'enregistrer des données sur le même site dans une souris unique à travers les étapes de la maladie (au l.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n'ont rien à dévoiler.

Remerciements

Soutien à ce travail a été fourni par un centre médical de l'hôpital Cincinnati Children Award de fiduciaire de SAC et une subvention de formation NIH (T32NS007453) à VNJ

....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
B6.Cg-Tg (SOD1*G93A)1 Gur/JJackson Laboratory4435
Chambre de pléthysmographieBuxco Respiratory Products/ Data Sciences International601-1425-001
Récepteurs de télémétrie (modèle RPC-1)Data Sciences International272-6001-001
Pompe à débit de polarisation (modèle BFL0500)Data Sciences International601-2201-001
ACQ-7000 USBData Sciences InternationalPNM-P3P-7002XS
Dataquest A.R.T. Data Exchange MatrixData SciencesInternational 271-0117-001
Nouveau système d’analyse PonemahData Sciences InternationalPNM-POST-CFG
Ponemah Physiology Platform Logiciel d’acquisition v5.20Data Sciences InternationalPNM-P3P-520
Ponemah Unrestrained Whole Breath Plethysmography analysis package v5.20Data Sciences InternationalPNM-URP100W
Configuré Ponemah Software SystemData Sciences InternationalPNM-P3P-CFG
Analysis Module (URP)Data Sciences InternationalPNM-URP100W
Universal AmplifierData Sciences International13-7715-59
Sync BoardData Sciences International271-0401-001
Câble de synchronisationData Sciences International274-0030-001
Transducer-Pressure BuxcoData Sciences International600-1114-001
DébitmètreData Sciences International600-1260-001
Aimant et radio inclus dans le kitde démarrage F20-EETData Sciences International276-0400-001
Caméra vidéo Axis P1363  ;   ;Data Sciences International275-0201-001
Terg-A-ZymeFisher Scientific50-821-785Détergent enzymatique
ActrilMinntech Corporation78337-000
Microscope de dissection stéréo stérilisant chimique (modèle MEB126)Leica10-450-508
Humidificateur/incubateur pour nourrissonsservocommandé OHMEDA Ohio Care Plus6600-0506-803
TL11M2-F20-EET TransmetteursData Sciences International270-0124-001
Dumont #2 Pince à laminectomie - Pointes standard/Droite/12 cm (x2)  ;Fine Scientific Instruments11223-20Pour la manipulation des fils
Dumont #2 Pince à laminectomie - Pointes standard/Droite/12 cm (x2)Fine Scientific Instruments11223-20Pour la chirurgie
Pince à motif étroit - Dentelée/Courbée/12 cmFine Scientific Instruments17003-12
Ciseaux à ressort - Coupe dure/Droite/Tranchante/12,5 cm/6 mm TranchantFine Scientific Instruments15124-12
Ciseaux de séparation des tissus - Droits/Émoussés-Émoussés/11,5 cmInstruments scientifiques fins14072-10
Ciseaux fins - Coupe dure/Courbe/Tranchant-Tranchant/9 cm  ;Fine Scientific Instruments14058-11Pour couper les fils et couper les ongles
Manche de scalpel #3World Precision Instruments500236
Lame de scalpelFine Scientific Instruments10010-00Pour la préparation des capuchons de plomb
Polysorb Tressé Suture résorbableCovidenD4G1532XPour enrouler les fils de l’émetteur
Gluture  ;Zoetis Inc.6606-65-1Adhésif cyanoacrylate
3 mL Insert Tip pour seringue - SoftVitality Medical118030055
Aiguille 25 G (x2)Becton Dickinson and Co.305-145
Applicateurs à pointe de cotonHenry Schein Santé animale100-9175
Andis Easy Cut Hair Clipper SetAndis049-06-0271Rasoir électrique vendu chez Target
IsofluraneHenry Schein Santé animale29404Anesthésique  ;
Alcool isopropylique 70 %Soin prioritaire 1MS070PC
Dermachlor 2 % Gommage médical (chlorohexidine 2 %)Butler Schein55482
Larmes artificiellesHenry Schein Santé animale48272Lubrifiant Pommade ophtalmique
Graisse sous videDow Corning Corporation1597418
Couverture d’eauJorVetJOR784BN

Références

  1. Johnson, R. A., Mitchell, G. S. Common mechanisms of compensatory respiratory plasticity in spinal neurological disorders. Respir Physiol Neurobiol. 189 (2), 419-428 (2013).
  2. Sieck, G. C., Gransee, H. M. Respiratory Muscles: Structure, Function & Regulation.....

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Réimpressions et autorisations

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