तंत्रिका चालन की माप neurodegeneration के माउस मॉडलों का आकलन करने के लिए एक उपयोगी उपकरण है, लेकिन यह अक्सर ही hindlimbs में sciatic तंत्रिका को उत्तेजित करने के लिए लागू किया जाता है. यहां, हम एक तकनीक का वर्णन करने के लिए यौगिक मांसपेशी कार्रवाई क्षमता (CMAP) में vivo में माउस forelimb मांसपेशियों innervated बाहु जाल द्वारा मापने के लिए ।
तंत्रिका axon की कार्यक्षमता का आकलन neuromuscular विकारों की प्रगति के बारे में विस्तृत जानकारी प्रदान करता है । Electrophysiological रिकॉर्डिंग मनुष्यों और कुतर मॉडलों में तंत्रिका चालन को मापने के लिए एक संवेदनशील दृष्टिकोण प्रदान करते हैं । चूहों में electromyography के लिए तकनीकी संभावनाओं को व्यापक करने के लिए, सुई इलेक्ट्रोड का उपयोग कर forelimb में बाहु जाल तंत्रिका से यौगिक मांसपेशी कार्रवाई संभावितों (CMAPs) की माप यहाँ वर्णित है. CMAP रिकॉर्डिंग उत्तेजक के बाद hindlimbs में sciatic तंत्रिका पहले वर्णित किया गया है । नव शुरू की विधि यहां एक अतिरिक्त साइट पर तंत्रिका चालकता के मूल्यांकन के लिए अनुमति देता है, और इस प्रकार neuromuscular कार्यशीलता का एक और अधिक गहन सिंहावलोकन प्रदान करता है । तकनीक दोनों कार्यात्मक axons और myelination स्तर के सापेक्ष संख्या के बारे में जानकारी प्रदान करता है । जिससे, इस विधि दोनों axonal रोगों के साथ ही demyelinating शर्तों का आकलन करने के लिए लागू किया जा सकता है । यह न्यूनतम इनवेसिव विधि तंत्रिका के निष्कर्षण की आवश्यकता नहीं है और इसलिए यह अनुदैर्ध्य अनुवर्ती एक ही जानवर में अप के लिए दोहराया माप के लिए उपयुक्त है । इसी तरह की रिकॉर्डिंग नैदानिक setups में किया जाता है के लिए विधि की शोधों प्रासंगिकता पर जोर ।
इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी मोटर ंयूरॉन विकारों, plexopathies, न्यूरोपैथी, neuromuscular जंक्शन विकारों, और myopathies जैसे neuromuscular विकारों में एक नैदानिक उपकरण के रूप में प्रयोग किया जाता है । पेशीशोषी पार्श्व स्केलेरोसिस (ALS) में, जिसमें मुख्य रूप से मोटर न्यूरॉन्स प्रभावित होते हैं, axonal क्षति और मांसपेशी पक्षाघात1 तंत्रिका चालन अध्ययन (CMAP) पर कम एनसीएस आयाम में परिलक्षित होते हैं. Charcot में मैरी टूथ रोग (CMT) दोनों axonal अध कि और ग्रासलेल्या एनसीएस2का उपयोग परिधीय नसों में अनुमान लगाया जा सकता है । इस तकनीक के निदान की पुष्टि के रूप में अच्छी तरह के रूप में रोग प्रगति3,4का मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । एनसीएस axonal विकृति है, जो कार्रवाई संभावित आयाम5के परिमाण से मुजे है, और ग्रासलेल्या की हद तक-जो कम आचरण वेग में परिणाम, लंबे समय तक बाहर विलंब, या आचरण ब्लॉक के अनुमान को सक्षम 6.
CMAP माप मनुष्यों और चूहों दोनों में तंत्रिका आचरण का मूल्यांकन करने के लिए एक तेजी से और संवेदनशील तरीका है । रोगियों में जबकि एनसीएस विभिन्न साइटों पर नियमित रूप से प्रदर्शन कर रहे हैं अलग नसों और मांसपेशियों को रिकॉर्ड करने के लिए, चूहों में, CMAP माप आमतौर पर केवल sciatic तंत्रिका hindlimbs में तंत्रिका कार्यक्षमता का आकलन करने के लिए किया जाता है. हालांकि, कुछ जानवरों के अध्ययन में यह CMAP रिकॉर्ड करने के लिए लाभप्रद होगा दोनों में सामने-और hindlimbs, उदाहरण के लिए, अंतर के बीच रोग प्रगति का पालन करने के लिए-और hindlimbs ALS माउस मॉडल में.
यहाँ, हम सुई इलेक्ट्रोड का उपयोग चूहों के forelimbs से CMAPs रिकॉर्डिंग के लिए एक विधि का परिचय. इसके अतिरिक्त, हम सुई इलेक्ट्रोड के साथ इसी तरह, hindlimbs से CMAPs को मापने के लिए एक दृष्टिकोण प्रदान करते हैं । रिंग इलेक्ट्रोड्स के साथ hindlimbs से CMAPs का माप पहले7,8प्रस्तुत किया गया है. सुई इलेक्ट्रोड का उपयोग कर CMAPs की रिकॉर्डिंग एक तेजी से मापने विधि है, यह फर के शेविंग की आवश्यकता नहीं है, और दोनों हिंद को मापने के लिए प्रक्रिया-और forelimbs एक अनुभवी शोधकर्ता के लिए पशु प्रति केवल 10 मिनट लगते हैं. इसके अलावा, इस ंयूनतम इनवेसिव दृष्टिकोण दोहराया माप के लिए संभव है अनुदैर्ध्य अनुवर्ती पशुओं में कई नसों के ऊपर की अनुमति है ।
संवेदनशील रिकॉर्डिंग तरीकों रोग प्रगति और विशेष रूप से ंयूरॉन विकारों के पशु मॉडल में एक चिकित्सा की प्रभावकारिता का आकलन करने के लिए आवश्यक हैं । CMAPs का निर्धारण एक न्यूनतम इनवेसिव electrophysiological तकनीक है, जो नियमित रूप से क्लीनिक में और प्रयोगात्मक setups में neuromuscular और neuropathic विकारों3,18में तंत्रिका चालन का आकलन करने के लिए प्रयोग किया जाता है । यहाँ, हम forelimb के बाहु जाल तंत्रिका में तंत्रिका चालन को मापने के क्रम में चूहों में CMAP रिकॉर्डिंग के लिए एक उपंयास आवेदन का वर्णन । प्रस्तुत विधि की अनुमति देता है एक और अधिक बहुमुखी और neurodegeneration के माउस मॉडल में ंयूरॉन समारोह के विस्तृत अनुदैर्ध्य आकलन ।
सुई इलेक्ट्रोड थोड़ा और अधिक अंगूठी इलेक्ट्रोड से आक्रामक रहे हैं और विशेष रूप से अनुदैर्ध्य अध्ययन देखभाल में ऊतक नुकसान को कम करने के लिए लिया जाना चाहिए. विधि का एक संभावित दोष एक तंत्रिका या मांसपेशी भेदी से चोट के परिणामस्वरूप है । हालांकि, इलेक्ट्रोड के सावधान चमड़े के नीचे स्थान के बाद, चोट और मांसपेशियों और नसों के विघटन को रोका जा सकता है । अंगूठी इलेक्ट्रोड का उपयोग कर विधि के विपरीत, यहाँ प्रस्तुत विधि शरीर के बड़े हिस्से से फर के शेविंग की आवश्यकता नहीं है. एक परिणाम के रूप में, वहां कोई असुविधा या पशु के लिए thermoregulation पर प्रभाव है ।
इलेक्ट्रोड की स्थिति CMAP आयाम और विलंब के सही और लगातार रिकॉर्डिंग के लिए महत्वपूर्ण है. यह इलेक्ट्रोड की स्थिति के लिए सलाह दी जाती है और प्रत्येक साइट पर दो से तीन माप करने के लिए पुष्टि करें कि अधिक से अधिक उत्तेजना और प्रतिक्रियाओं हासिल कर रहे हैं । सही रिकॉर्डिंग biphasic curves के रूप में चित्र 2में प्रदर्शित उत्पादन करना चाहिए । विधि का मानकीकरण करने के लिए, तंत्रिका चोट के बिना गैर ट्रांसजेनिक चूहों इष्टतम उत्तेजना के लिए उचित और लगातार इलेक्ट्रोड स्थिति स्थापित करने के लिए सबसे अच्छा मॉडल हैं. पुन: प्रयोज्य सुई इलेक्ट्रोड दोहराया उपयोग के लिए उपयुक्त हैं, तो वे नियमित रूप से निष्फल रहे हैं, जैसे जानवरों के बीच 20 मिनट के लिए glutaraldehyde के साथ, और तीक्ष्णता के लिए निरीक्षण किया ।
स्वस्थ वयस्क चूहों में, CMAP प्रस्तुत विधि के साथ दर्ज आयाम आमतौर पर 80-100 एमवी sciatic तंत्रिका और बाहु जाल उत्तेजक के बाद कर रहे हैं । इस अंगूठी इलेक्ट्रोड के साथ मापा प्रतिक्रियाओं से विशेष रूप से बड़ा है, क्योंकि वहाँ एक उच्च प्रतिबाधा है कि 20-40 एमवी8,19,20के परिणाम का उत्पादन करता है कि अंगूठी इलेक्ट्रोड के लिए त्वचा की वजह से है. ALS माउस मॉडलों में, sciatic तंत्रिका उत्तेजक या झोले के अंग में बाहु जाल 10-30 एमवी को कम करने के बाद CMAP आयाम. CMAP आयाम की भयावहता21विकास के दौरान CMAP आयाम बढ़ जाती है के बाद से युवा जानवरों में छोटा है ।
विधि है कि हम यहां का वर्णन विशेष रूप से ALS के माउस मॉडलों में उपयोगी है, जिसमें वितंत्रीभवन, और बाद में मोटर घाटे, forelimbs13में से hindlimbs में पहले हो । वितंत्रीभवन के अलावा, विधि reinnervation जो CMAP आयाम में रोका या मंदबुद्धि गिरावट के रूप में निर्धारित किया जाता है पता लगा सकता है । लक्षण शुरुआत की उम्र में पहले से ही hindlimbs की मांसपेशियों में CMAP आयाम में नाटकीय कमी आगे रोग प्रगति का पालन करने में बाधा; के रूप में CMAP आयाम रोग के प्रारंभिक चरण में बहुत कम मूल्यों तक पहुँचने, वे आगे रोग प्रक्रिया के दौरान कमी नहीं है. इसके विपरीत, axonal हानि forelimbs के बाहु जाल तंत्रिका में एक धीमी गति से प्रगति और रोग की एक लंबी अवधि में रोग प्रगति को मापने के लिए एक और अधिक संवेदनशील विकल्प प्रस्तुत करता है । इसके अलावा, कम पतित forelimbs चिकित्सीय दृष्टिकोण का आकलन है कि axonal समारोह को बढ़ाने पर उद्देश्य के लिए एक अधिक शक्तिशाली साइट प्रदान कर सकता है ।
यह स्पष्ट है कि प्रस्तुत तकनीक neuromuscular विकारों के माउस मॉडलों के लक्षण वर्णन के लिए उपंयास संभावनाएं प्रदान करता है । sciatic तंत्रिका और बाहु जाल से सुई इलेक्ट्रोड के साथ CMAP रिकॉर्डिंग axonal नुकसान और हिंद में ग्रासलेल्या-के रूप में अच्छी तरह के रूप में forelimbs में आकलन करने के लिए एक तेजी से और reproducible विधि है. विधि की संवेदनशीलता से पहले भी उल्लेखनीय मोटर घाटे दर्ज किया जा सकता है axonal घाटे का पता लगाने में सक्षम बनाता है, और इस तरह इन दोषों के प्रारंभिक ठहराव की अनुमति देता है । इसके अलावा, दोहराया परीक्षण की संभावना आवश्यक पशुओं की संख्या कम कर देता है और एक व्यक्तिगत जानवर में विभिंन स्थलों पर neuromuscular और neuropathic रोगों की प्रगति का एक विस्तृत सिंहावलोकन प्रदान करता है ।
The authors have nothing to disclose.
इस शोध को कू Leuven (‘ फ्यूचर ओपनिंग ‘ और C1), साइंटिफिक रिसर्च Flanders (FWO-Vlaanderen), द थियरी Latran फाउंडेशन, द एसोसिएशन Belge contre लेस विकृतियों न्यूरो-Musculaires (ABMM), के लिए फंड का सपोर्ट दिया गया है, दमदार Dystrophy एसोसिएशन (एमडीए), द एण्ड ALS एसोसिएशन एण्ड द ALS लिगा (बेल्जियम) । PVD को FWO-Vlaanderen का एक वरिष्ठ investigatorship मानती हैं. आरपी केंद्रीय उपचारात्मक क्लिनिक (सीआरसी) आयरलैंड से अनुदान द्वारा समर्थित था और वर्तमान में आयरलैंड के राष्ट्रीय विश्वविद्यालय (नुई) और FWO का समर्थन किया है ।
Resuable subdermal needle electrode, Pl/Ir | Technomed | TE/S61-434 | The Needle is 13 mm (0.51") in length, 0.4 mm (27G) in diameter |
Natus electrodiagnostic system | Natus Neurology | UltraPro S100 | EMG device |
Synergy | Natus Neurology | version 20.1.0.100 | EMG software for UltraPro S100 |
Physitem Controller | Rothacher-Medical GmbH | TCAT-2LV | Heating pad |
combi-vet Base Anesthesia System Digital Flowmeter with TEC 3 Vaporize | Rothacher & Partner | CV 30-301-D | Isoflurane Vaporizer and flowmeter |
Iso-Vet 1000 mg/g | Piramal Healthcare UK Limited | AP/DRUGS/220/96 | Isoflurane |
SOD1-G93A mice | The Jackson Laboratory | #002726 | ALS tg and non-tg control littermates, only females |
PrP-hFUS-WT3 mice | The Jackson Laboratory | #017916 | ALS tg and non-tg control littermates, all groups balanced for males and females |
C57BL/6Jax mice | The Jackson Laboratory | #000664 | Non-tg mice for axotomy, male and female |
C61-PMP22 mice | Mouse line was generously donated by Prof. M. Sereda (The Max Planck Institute of Experimental Medicine, Göttingen, Germany). | CMT tg and non-tg control littermates, all groups balanced for males and females |