Большеберцовой Перерезка Нерв - стандартную модель для доступа индуцированную денервацией атрофии скелетных мышц у мышей
Summary
Большеберцовой модели перерезки нерва хорошо переносятся, проверены, и воспроизводимые модели атрофии скелетных мышц. Модель хирургического протокола описаны и продемонстрированы в C57Black6 мышей.
Abstract
Большеберцового нерва модель пересечение является хорошо переносимым, проверять и воспроизводимые модели индуцированную путем денервации атрофию скелетных мышц у грызунов. Хотя первоначально разработан и широко используется в крысу из-за его больших размеров, большеберцового нерва у мышей достаточно большой, что его можно легко манипулировать с помощью либо раздавить или рассечение, оставив малоберцовой и икроножной нервные ветви седалищного нерва нетронутым и тем самым сохраняя их мышцы цель. Таким образом, эта модель предлагает преимущества индуцировать меньше заболеваемости и препятствием к передвижению чем седалищного нерва модель рассечения, а также позволяет исследователям изучать физиологические, клеточные и молекулярные биологические механизмы, регулирующие процесс атрофии мышц у генетически модифицированных мышей. Большеберцового нерва поставляет икроножной, камбаловидной мышцы и подошвенной мышцы, так что его пересечение позволяет исследовать денервированного скелетных мышц состоит из быстрые волокна типа волокон II и / или замедленного типа I подергиваниеволокон. Здесь мы показываем, большеберцовой модели перерезки нерва в C57Black6 мыши. Мы определяем атрофия икроножных мышцах, как представитель мышцы, через 1, 2 и 4 недели после денервации мышцы путем измерения веса и типа волокна конкретной площади поперечного сечения на парафин гистологические иммуноокрашиванию для быстрого миозина подергивания.
Introduction
Скелетные денервации мышцы, из-за травматического повреждения периферического нерва, болезнь или фармакологического вмешательства, приводит к немедленному потерю мышечной добровольный сократительной функции. Мышцы одновременно начинает атрофироваться и эта атрофия обратима, если своевременной, качественной реиннервация происходит 1,2. При отсутствии реиннервации, миофибрилл атрофии прогрессирует, и необратимые изменения биологических в мышце происходят с фиброз мышц и мышечных волокон смерти. Здесь мы показываем, большеберцовой модели перерезки нерва, модель денервацией индуцированной атрофии скелетных мышц и фиброза у мышей. Эта модель позволяет ученым изучать физиологические, клеточные и молекулярные биологические механизмы, лежащие в основе атрофии мышц в естественных условиях в икроножной и камбаловидной мышц. В то время как исторически использовались преимущественно в крысах, более поздние применение этой модели в нокаут и трансгенных линий мышей частности, позволяет исследователям оценить роль ихконкретный белок (белки), представляющие интерес в индукции, развитие и поддержание или, альтернативно, разрешение, атрофия мышц и фиброза в естественных условиях.
Большеберцовый нерв является смешанным моторно-сенсорной периферического нерва у грызунов задние конечности, и является одной из трех ветвей терминала седалищного нерва. Перерезка большеберцового нерва denervates икроножной, камбаловидной и подошвенной мышцы (и три маленьких глубоких мышц сгибателей стопы в том числе задней большеберцовой, длинного сгибателя пальцев и длинного сгибателя hallicus) и является хорошо стандартизацию и апробацию модели у крыс 3,4 . Икроножной и камбаловидной мышцы можно легко расчлененный на последовательные моменты времени после большеберцовой рассечения нерва, фиксировали и обрабатывали для оценки гистологии мышц и мышечных волокон морфометрии или быстро замораживали для извлечения мышц РНК и белка с целью изучения, например, клеточных сигнальных сетей регулирующих атрофию мышц. GAstrocnemius мышц является смешанным мышечного типа волокна (тип I и тип II, хотя преимущественно тип II) и камбаловидной мышце состоит из большую долю волокон типа I, тем самым обеспечивая быстрых и медленных мышечных за оценку 5,6. Большеберцовой модели перерезки нерва подходит для изучения процесса денервации атрофию мышц и в короткий срок (в днях) 7 и долгосрочные (от недель до месяцев) 4,8.
В отличие от модели седалищный нерв пересечение (вторая модель индуцированную путем денервации атрофию мышц, обычно используемые в грызунов), большеберцовой рассечения нерва вызывает меньше осложнений у животных, что делает его более привлекательным модели. Перерезка седалищного нерва denervates все мышцы ног (ниже колена) и ног, нарушая способность животного передвигаться на 2, тогда как перерезка большеберцового нерва оставляет малоберцовой и икроножной нервные ветви седалищного нерва нетронутым, что позволяет сохранитьих целевые мышцы и сенсорные территорий. Мыши не в состоянии подошвенной гибкого или инвертировать ногой, но способен передвигаться легко и веса несет одинаково с обеих задних конечностей, тем самым значительно уменьшая заболеваемость модели. Походка анализ исследований по оценке походки были выполнены у крыс после большеберцовой и седалищного нерва травм и продемонстрировать, что размеры и вес несущих лучше сохраняется с травмой голени 9,10. Кроме того, в большеберцовой модель рассечения нерва, малоберцовый нерв может быть мобилизован в более поздний момент времени и передается в качестве источника задержкой реиннервации, если исследование конструкция требует 3. В отличие от этого, задержка реиннервации в седалищный нерв модель пересечение требует использования нерва трансплантата на седалищный нерв дефицит, очень значительно увеличивает техническую сложность модели и ограничивает его использование для квалифицированных хирургов.
В то время как модель большеберцовой перерезки нерва Requires знакомство оператора стерильной оперативной техники в хирургии животных, как большеберцового нерва и икроножные мышцы Он иннервирует легко доступны и идентифицируемых для манипуляций, так что лица, не являющиеся хирургов или опытных животных с хирургией, может легко освоить эту модель .
Protocol
Representative Results
Discussion
Большеберцовой модели перерезки нерва денервацией индуцированной атрофии скелетных мышц является обычно используемым и хорошо проверенных модели у крыс. Мы адаптировали эту модель для использования в мышах, что позволяет следователю, чтобы воспользоваться наличием генетически мод?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана грантами от CIHR исследований нервно-мышечной партнерства (JNM – 90959, для JAEB).
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 |
Riferimenti
- Fu, S. Y., Gordon, T. Contributing factors to poor functional recovery after delayed nerve repair: prolonged denervation. J. Neurosci. 15, 3886-3895 (1995).
- Kobayashi, J., Mackinnon, S. E., Watanabe, O., Ball, D. J., Gu, X. M., Hunter, D. A., Kuzon, W. M. The effect of duration of muscle denervation on functional recovery in the rat model. Muscle Nerve. 20, 858-866 (1997).
- Bain, J. R., Veltri, K. L., Chamberlain, D., Fahnestock, M. Improved functional recovery of denervated skeletal muscle after temporary sensory nerve innervation. Neuroscienze. , 103-503 (2001).
- Batt, J., Bain, J., Goncalves, J., Michalski, B., Plant, P., Fahnestock, M., Woodgett, J. Differential gene expression profiling of short and long term denervated muscle. FASEB J. 20, 115-117 (2006).
- Sher, J., Cardasis, C. Skeletal muscle fiber types in the adult mouse. Acta Neurol. Scand. 54, 45-56 (1976).
- Agbulut, O., Noirez, P., Beaumont, F., Butler-Browne, G. Myosin heavy chain isoforms in postnatal muscle development of mice. Biol. Cell. 95, 399-406 (2003).
- Nagpal, P., Plant, P. J., Correa, J., Bain, A., Takeda, M., Kawabe, H., Rotin, D., Bain, J. R., Batt, J. A. The ubiquitin ligase nedd4-1 participates in denervation-induced skeletal muscle atrophy in mice. PLoS ONE. 7, e46427 (2012).
- Plant, P. J., Bain, J. R., Correa, J. E., Woo, M., Batt, J. Absence of caspase-3 protects against denervation-induced skeletal muscle atrophy. J. Appl. Physiol. 107, 224-234 (2009).
- Varejao, A. S., Meek, M. F., Ferreira, A. J., Patricio, J. A., Cabrita, A. M. Functional evaluation of peripheral nerve regeneration in the rat: walking track analysis. J. Neurosci. Methods. 108, 1-9 (2001).
- Willand, M. P., Holmes, M., Bain, J., Fahnestock, M., de Bruin, H. Electrical muscle stimulation after immediate nerve repair reduces muscle atrophy without affecting reinnervation. Muscle Nerve. 48, 219-225 (2013).
- Sterne, G. D., Coulton, G. R., Brown, R. A., Green, C. J., Terenghi, G. Neurotrophin-3-enhanced nerve regeneration selectively improves recovery of muscle fibers expressing myosin heavy chains 2b. J. Cell Biol. 139, 709-715 (1997).
- Plant, P. J., North, M. L., Ward, A., Ward, M., Khanna, N., Correa, J., Scott, J. A., Batt, J. Hypertrophic airway smooth muscle mass correlates with increased airway responsiveness in a murine model of asthma. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 46, 532-540 (2012).
- Bain, J. R., Mackinnon, S. E., Hunter, D. A. Functional evaluation of complete sciatic, peroneal, and posterior tibial nerve lesions in the rat. Plast. Reconstr. Surg. 83, 129-138 (1989).
- Hare, G. M., Evans, P. J., Mackinnon, S. E., Best, T. J., Midha, R., Szalai, J. P., Hunter, D. A. Walking track analysis: utilization of individual footprint parameters. Ann. Plast. Surg. 30, 147-153 (1993).
- McLean, J., Batt, J., Doering, L. C., Rotin, D., Bain, J. R. Enhanced rate of nerve regeneration and directional errors after sciatic nerve injury in receptor protein tyrosine phosphatase sigma knock-out mice. J. Neurosci. 22, 5481-5491 (2002).
- Richner, M., Bjerrum, O. J., Nykjaer, A., Vaegter, C. B. The spared nerve injury (SNI) model of induced mechanical allodynia in mice. J. Vis. Exp. (54), e3092 (2011).
- Rogoz, K., Lagerstrom, M. C., Dufour, S., Kullander, K. VGLUT2-dependent glutamatergic transmission in primary afferents is required for intact nociception in both acute and persistent pain modalities. Pain. 153, 1525-1536 (2012).
- Thornell, L. E. Sarcopenic obesity: satellite cells in the aging muscle. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 14, 22-27 (2011).
