Tibial Nerve Transection - un modèle standardisé pour dénervation induit l'atrophie musculaire chez les souris

Summary

Le modèle de la section du nerf tibial est un modèle bien toléré, validé et reproductible de l'atrophie du muscle squelettique. Le protocole chirurgical de modèle est décrit et démontré dans C57Black6 souris.

Abstract

Le modèle de la section du nerf tibial est un modèle bien toléré, validé et reproductible de dénervation induit une atrophie du muscle squelettique chez les rongeurs. Bien qu'à l'origine développé et largement utilisé chez le rat en raison de sa grande taille, le nerf tibial chez la souris est assez grand qu'il peut être facilement manipulé avec soit écraser ou transsection, laissant les branches du nerf péronier et sural du nerf sciatique intact et préservant ainsi leurs muscles cibles. Ainsi, ce modèle offre l'avantage d'induire moins de morbidité et empêchement de la marche que le modèle de section du nerf sciatique et permet également aux chercheurs d'étudier les mécanismes biologiques physiologiques, cellulaires et moléculaires qui régissent le processus d'atrophie musculaire chez les souris génétiquement modifiées. Le nerf tibial fournit les jumeaux, soléaire et des muscles plantaires, de sorte que son transsection permet l'étude du muscle squelettique dénervé composé de fibres à contraction rapide de type II et / ou le type de contraction lente Ifibres. Ici, nous démontrons le modèle de section du nerf tibial chez la souris C57Black6. Nous évaluons l'atrophie du muscle jumeau interne, comme un muscle représentant, à 1, 2 et 4 semaines après la dénervation par la mesure de poids de muscle et de type surface de la section de fibre spécifique sur paraffine coupes histologiques immunocolorées pour la myosine de contraction rapide.

Introduction

Dénervation du muscle squelettique en raison d'une blessure traumatique des nerfs périphériques, une maladie ou une intervention pharmacologique, entraîne la perte immédiate de la fonction contractile musculaire volontaire. Muscle commence de façon concomitante à l'atrophie et cette atrophie est réversible si opportun, réinnervation de bonne qualité se produit ^1,2. En l'absence de réinnervation, myofiber atrophie progresse, et les changements biologiques irréversibles dans le muscle se produit pas avec la fibrose musculaire et la mort de fibres musculaires. Ici, nous démontrons le modèle du nerf tibial transsection, un modèle de dénervation induit une atrophie musculaire et la fibrose, chez la souris. Ce modèle permet aux scientifiques d'étudier les mécanismes biologiques physiologiques, cellulaires et moléculaires qui sous-tendent l'atrophie musculaire in vivo dans les muscles jumeaux et soléaire. Si, historiquement, utilisé principalement chez le rat, une application plus récente de ce modèle à élimination directe et les lignes de souris transgéniques en particulier, permet aux enquêteurs d'évaluer le rôle de leurnotamment les protéines (s) d'intérêt dans l'induction, le développement et la maintenance, ou encore la résolution de l'atrophie musculaire et la fibrose in vivo.

Le nerf tibial est un nerf périphérique moteur et sensoriel mixte dans la patte arrière des rongeurs, et est l'une des trois branches terminales du nerf sciatique. Résection du nerf tibial denervates les jumeaux, soléaire et les muscles plantaires (et les trois petits muscles fléchisseurs profonds du pied, y compris jambier postérieur, fléchisseurs des orteils et fléchisseur hallicus longus), et est un modèle bien normalisés et validés chez le rat ^3,4 . Les muscles jumeaux et soléaire peuvent facilement être disséqués à des moments série poster section du nerf tibial, fixées et traitées pour l'évaluation de l'histologie des muscles et des fibres musculaires morphométriques, ou le flash gelé pour l'extraction de l'ARN du muscle et de protéines dans le but d'étudier, par exemple, les réseaux de signalisation cellulaires régulant l'atrophie musculaire. Le gastrocnemius muscle est un type musculaire de fibres mixtes (type I et de type II, bien que majoritairement de type II) et le muscle soléaire est composée d'une grande proportion de fibres de type I, fournissant ainsi les muscles à contraction rapide et lente à la fois pour l'évaluation ^{de 5,6.} Le modèle de la section du nerf tibial est adapté pour étudier le processus de dénervation induit une atrophie musculaire, tant à court terme (jours) ⁷ et à long terme (quelques semaines ou mois) ^4,8.

Contrairement au modèle de section du nerf sciatique (un second modèle de dénervation induit une atrophie musculaire couramment utilisé chez les rongeurs), section du nerf tibial induit moins de morbidité chez l'animal, ce qui en fait un modèle plus attrayant. Résection du nerf sciatique denervates tous les muscles de la jambe (en dessous du genou) et le pied, ce qui nuit à la capacité de l'animal à déambuler ^2, tandis que la section transversale du nerf tibial laisse les branches du nerf péronier et sural du nerf sciatique intact, préservant ainsileurs muscles cibles et les territoires sensoriels. La souris est incapable de flex plantaires ou inverser le pied, mais est capable de déambuler facilement et le poids porte également sur les deux membres postérieurs, ce qui diminue considérablement la morbidité du modèle. Études d'analyse évaluant la démarche habitudes de marche ont été réalisées chez le rat après les blessures de nerf tibial et sciatique et démontrer que l'encombrement et poids roulement est mieux préservée avec des blessures tibial ^9,10. En outre, dans le modèle de section du nerf tibial, le nerf sciatique poplité externe peut être mobilisé à un moment ultérieur et transféré en tant que source de réinnervation retard, si la conception de l'étude nécessite ^3. En revanche, réinnervation retard dans le modèle de section du nerf sciatique nécessite l'utilisation d'une greffe de nerf au déficit du nerf sciatique, très augmentant considérablement la difficulté technique du modèle et de limiter son utilisation aux chirurgiens qualifiés.

Alors que le nerf tibial modèle transsection récessite familiarité de l'opérateur avec la technique opératoire stérile dans la chirurgie des animaux, à la fois le nerf tibial et les muscles du mollet, il innerve sont facilement accessibles et identifiables pour la manipulation, de sorte que les personnes qui ne sont pas des chirurgiens, ou très expérimentés avec la chirurgie des animaux, peuvent facilement maîtriser ce modèle .

Protocol

Avant d'utiliser ce modèle, les enquêteurs doivent avoir reçu l'approbation du protocole chirurgical de l'utilisation des animaux de leur institution organe. Le modèle est approuvé par le comité d'éthique de la recherche, Hamilton Health Sciences Corporation, l'Université McMaster (AUP # 10-04-24) et est effectuée en stricte conformité avec les recommandations du Conseil canadien de protection des animaux. 1. Préparation de la souris Peser la souris….

Representative Results

Section du nerf tibial denervates les jumeaux, soléaire et des muscles plantaires du mollet. Ici, nous évaluons le développement de l'atrophie du muscle jumeau interne, comme un muscle représentant. Muscle gastrocnémien ont été récoltés dans 2-3 mois vieux C57Black 6 souris (Jackson Laboratories) dénervées pour 1, 2 ou 4 semaines. poids musculaires diminuent progressivement (figure 1), comme le fait la section de fibres de type II à contraction rapide du muscle (figure 2),<…

Discussion

Le modèle de la section du nerf tibial de la dénervation induit une atrophie du muscle squelettique est un modèle couramment utilisé et bien validé chez le rat. Nous avons adapté ce modèle pour une utilisation chez la souris, ce qui permet à l'enquêteur de tirer profit de l'existence de souris génétiquement modifiées et d'étudier le processus d'atrophie musculaire in vivo en l'absence de protéines essentielles à la régulation de la masse musculaire ^7,8. Les muscles…

Materials

			Reagents and Materials
10-0 Nylon suture	Ethicon	2850G
5-0 Vicryl suture	Ethicon	J553G
			Equipment
Spring microdissecting scissors	Fine Surgical Tools	15021-15
Ultra fine forceps	Fine Surgical Tools	11370-40
Non locking micro needle holder (driver)	Fine Surgical Tools	12076-12
Spring retractor	Fine Surgical Tools	17000-02