In Vivo Elektro Mätningar på Mouse ischiasnerver
Summary
Mätningar av nervledningsegenskaper in vivo exemplifiera ett kraftfullt verktyg för att karakterisera olika djurmodeller av neuromuskulära sjukdomar. Här presenterar vi ett enkelt och tillförlitligt protokoll genom vilka elektrofysiologiska analys på ischiasnerver av sövda möss kan utföras.
Abstract
Elektrofysiologiska studier tillåter en rationell klassificering av olika neuromuskulära sjukdomar och är till hjälp, tillsammans med neuropatologiska tekniker, i förståelsen av den underliggande patofysiologin 1. Här beskriver vi en metod för att utföra elektrofysiologiska studier på mus ischiasnerver in vivo.
Djuren sövdes med isofluran i syfte att säkerställa analgesi för de testade mössen och ostört arbetsmiljö under mätningarna som tar ungefär 30 min / djur. En konstant kroppstemperatur på 37 ° C upprätthålls av en värmeplatta och kontinuerligt mätt genom en rektal termosonden 2. Dessutom är ett elektrokardiogram (EKG) rutinmässigt registreras under mätningarna för att kontinuerligt övervaka fysiologiska tillstånd av de undersökta djuren.
Elektrofysiologiska inspelningar utförs på ischiasnerven, den största nerven av the perifera nervsystemet (PNS), som levererar musen bakbenet med både motoriska och sensoriska fiberområden. I våra protokoll, ischiasnerver kvar på plats och därför inte behöver extraheras eller utsatta, vilket gör mätningar utan några negativa nerv irritationer tillsammans med faktiska inspelningar. Med hjälp av lämpliga nålelektroder 3 Vi utför både proximala och distala nerv stimuli, registrera de överförda potentialer med avkänningselektroderna på gastrocnemius muskler. Efter databearbetning, tillförlitlig och mycket konsekventa värden för nervledningshastighet (NCV) och föreningen motor aktionspotentialen (CMAP), de viktigaste parametrarna för kvantifiering av brutto perifer nerv funktion, som kan uppnås.
Introduction
Elektrofysiologiska mätningar är ett oumbärligt verktyg för att undersöka den funktionella integriteten hos perifera nerver i både kliniska och laboratoriemiljöer. Hos människor är ett stort antal av neuromuskulära sjukdomar och neuropatier förlita diagnostiskt på elektrofysiologiska mätningar. Genom att mäta nervegenskaper såsom ledningshastighet eller möjliga amplituder hos signalen, är det möjligt att karakterisera den grova ursprunget för perifera nervsjukdomar.
Den nervledningshastighet är starkt beroende av snabb signalutbredning aktiveras av myelination. Därför demyeliniserande processer i allmänhet visar minskad ledningshastigheter 4. Substansen motor aktionspotential (CMAP) – korrelerar med antalet funktionella axoner – är en indikator för axonal skada när minskas betydligt 5.
Sålunda genom elektrofysiologiska metoder etiologin för perifer nervskadakan särskiljas, som till ärftliga neuropatier 6,7, diabetisk neuropati 8,9, kronisk inflammatorisk demyeliniserande polyneuropatier (CIDP) 10, eller metaboliska neuropatier 11.
Normalt, i den mänskliga ansökan icke-invasiv inspelningar på sural eller ulnar nerven är att föredra. I möss, är det enkelt att analysera nerv egenskaper ischiasnerven, den största nerven i det perifera nervsystemet (PNS) som innehåller både stora – och finkalibriga axoner i den motoriska och sensoriska system.
Proceduren som demonstreras här är en snabb, enkel och tillförlitlig metod för att mäta alla standardvärden relevanta för elektrofysiologi på perifera nerver i intakta musen. Genom att ta inspelningar från en bevarad organism, är fysiologiska tillstånd av nerv miljö garanteras.
Protocol
Representative Results
Discussion
Den beskrivna protokollet ger en enkel och tillförlitlig metod för att bestämma ischiasnervledningsegenskaper på sövda möss utan att behöva utsätta nerven av intresse. Dock orsakar denna experimentella förfarande vävnadsskada genom nålstick. Det är därför en rimlig möjlighet att offra djuren efter att ha avslutat inspelningarna. Men jämfört med andra mer invasiva procedurer som kräver exponeringen av nerven innan inspelningarna, är vävnadsskada jämförelsevis liten 3,14. Därför upprepad…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av SFB 604, DFG MO 1421/2-1 och Krebshilfe 107.089 (HM). AS är mottagare av en Young Investigator Award från Barnens Tumör Foundation (New York, USA).
Materials
| Concentric Needle Electrodes (Stimulation) | Natus Medical Incorporated San Carlos, CA 94070, USA |
9013S0901 | |
| Digital Ring Electrodes (Recording) | Natus Medical Incorporated San Carlos, CA 94070, USA |
9013S0302 | |
| ToM – Tower of Measurement (A/D converter) | GJB Datentechnik GmbH, Langewiesen, Germany | ||
| AtisaPro, Data acquisition & analysis software | GJB Datentechnik GmbH, Langewiesen, Germany | ||
| HSE-Stimulator T | Hugo Sachs Elektronik, Hugstetten, Germany | ||
References
- Kimura, J. 3rd ed. Electrodiagnosis in Diseases of Nerve and Muscle. , (2001).
- Rutkove, S. B. Effects of temperature on neuromuscular electrophysiology. Muscle Nerve. 24, 867-882 (2001).
- Xia, R. H., Yosef, N., Ubogu, E. E. Dorsal caudal tail and sciatic motor nerve conduction studies in adult mice: technical aspects and normative data. Muscle Nerve. 41, 850-856 (2010).
- Zielasek, J., Martini, R., Toyka, K. V. Functional abnormalities in P0-deficient mice resemble human hereditary neuropathies linked to P0 gene mutations. Muscle Nerve. 19, 946-952 (1996).
- Raynor, E. M., Ross, M. H., Shefner, J. M., Preston, D. C. Differentiation between axonal and demyelinating neuropathies: identical segments recorded from proximal and distal muscles. Muscle Nerve. 18, 402-408 (1995).
- Pareyson, D., Scaioli, V., Laura, M. Clinical and electrophysiological aspects of Charcot-Marie-Tooth disease. Neuromol. Med. 8, 3-22 (2006).
- Schulz, A., et al. Merlin isoform 2 in neurofibromatosis type 2-associated polyneuropathy. Nat. Neurosci. 16, 426-433 (2013).
- Lamontagne, A., Buchthal, F. Electrophysiological studies in diabetic neuropathy. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 33, 442-452 (1970).
- Andersen, H., Nielsen, J. F., Nielsen, V. K. Inability of insulin to maintain normal nerve function during high-frequency stimulation in diabetic rat tail nerves. Muscle Nerve. 17, 80-84 (1994).
- Magda, P., et al. Comparison of electrodiagnostic abnormalities and criteria in a cohort of patients with chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy. Arch. Neurol. 60, 1755-1759 (2003).
- Lindberg, R. L., et al. Motor neuropathy in porphobilinogen deaminase-deficient mice imitates the peripheral neuropathy of human acute porphyria. J. Clin. Invest. 103, 1127-1134 (1999).
- Massey, J. M. Electromyography in disorders of neuromuscular transmission. Sem. Neurol. 10, 6-11 (1990).
- Stalberg, E., Falck, B. The role of electromyography in neurology. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 103, 579-598 (1997).
- Osuchowski, M. F., Teener, J., Remick, D. Noninvasive model of sciatic nerve conduction in healthy and septic mice: reliability and normative data. Muscle Nerve. 40, 610-616 (2009).
- Oh, S. S., Hayes, J. M., Sims-Robinson, C., Sullivan, K. A., Feldman, E. L. The effects of anesthesia on measures of nerve conduction velocity in male C57Bl6/J mice. Neurosci. Lett. 483, 127-131 (2010).
- Dilley, A., Lynn, B., Pang, S. J. Pressure and stretch mechanosensitivity of peripheral nerve fibres following local inflammation of the nerve trunk. Pain. 117, 462-472 (2005).
- Vleggeert-Lankamp, C. L., et al. Electrophysiology and morphometry of the alpha- and beta-fiber populations in the normal and regenerating rat sciatic nerve. Exp. Neurol. 187, 337-349 (2004).
