神経筋疾患のマウスモデルにおいて呼吸筋活動および換気の繰り返し測定
Summary
本稿では、移植された遠隔測定装置を介して全身プレチスモグラフィと電と疾患の進行を自由に行動、筋萎縮性側索硬化症（ALS）のマウスモデルにおいて換気および呼吸筋活動の繰り返し測定のための方法を紹介します。
Abstract
アクセサリー呼吸筋は、絞り機能が損なわれたときに換気を維持するのに役立ちます。同時に、非麻酔に換気を測定しながら以下のプロトコルは、自由にマウスを行動、アクセサリー呼吸筋活動の数週間または数ヶ月にわたって繰り返し測定するための方法を記載しています。技術は、無線送信機の外科的移植を含み、電極の挿入は、これらの吸息筋の筋電活動を測定するために斜角と僧帽筋につながります。換気は、全身プレチスモグラフィにより測定され、動物の動きを映像によって評価され、筋電図活動と同期しています。筋萎縮性側索硬化症のマウスモデルにおける筋活動と換気の測定は、このツールは、時間の経過とともにどのように呼吸筋活動の変化を調査するために使用することができ、換気の筋活動の影響を評価する方法を示すために提示されています。記載されている方法は、電子ことができますasily他の筋肉の活性を測定したり、病気やけがの追加のマウスモデルに付属呼吸筋の活動を評価するために適合させます。
Introduction
アクセサリー呼吸筋（腕が）高い需要（ 例えば、運動）の時代に換気を高め、絞り機能が損傷または疾患1、2次危険にさらされたとき、換気を維持するのに役立ちます。絞り機能の変化は十分にはるかに少ない筋萎縮性側索硬化症（ALS）の患者およびマウスモデル3、4、5、6、に記載されているが、ALSにおけるアームの活性または機能について知られています。しかし、一つの研究腕を募集ALS患者がないではない7と同様のダイヤフラム不全のものより良好な予後を持っていることが示唆されました。また、ARM活性がダイヤフラム麻痺8の場合には呼吸するのに十分です。これらの研究は、ARMの機能を強化するための戦略がbreathiを向上させる可能性があることを示します神経筋疾患、脊髄損傷、または絞り機能が損なわれている他の条件を患っている患者ではNG。しかし、呼吸のためのARM動員を制御するメカニズムは不明な点が多いです。病気や怪我の動物モデルで時間をかけて呼吸機能およびARM活性の変化を測定するための方法は、アームが募集されている方法を研究するだけでなく、ARM動員および換気を改善するための治療法を評価するために必要とされています。また、絞り機能の進行性の喪失と一致アームの増加した活性は、ALS 7、9、10のような神経筋疾患における疾患進行のために有用なバイオマーカーであり得ます。
このプロトコルは、（最初の手術後）非侵襲的にする方法を説明して繰り返し目覚め、行動マウスで呼吸筋や換気の活性を測定します。筋電の同期化の録音Y（EMG）、全身プレチスモグラフィー（WBP）、およびビデオは研究者は、ARM活性衝撃換気のどの変化を評価するために、被写体が静止し、または移動しているときを決定することを可能にします。この方法の主な利点は、EMGを測定するためのいくつかの代替方法は、麻酔を必要とする、および/または端末の手順11、12、13であるのに対し、それは、覚醒、行動マウスで行うことができることです。経時的な覚醒マウスにおけるEMG活動の記録は、マウスを捕捉システム14、15にワイヤにより係留されるEMGリードの慢性注入によって達成されてもよいです。マウスを係留する通常の移動や動作に干渉する可能性があり、標準のプレチスモグラフィーチャンバーと互換性がないため、記載された方法は、無線で収集システムにEMG信号を送信する遠隔測定装置を使用します。送信することができますバッテリ電力を節約するために磁石をオンまたはオフにし、数ヶ月にわたってEMG活動の繰り返し測定を可能にします。このプロトコルは、容易に異なる筋肉につながるEMGを挿入することによって、追加の呼吸器または非呼吸筋の活動を測定するように適合させることができます。あるいは、2点のリードの一方はスリープ状態を評価するために、または発作活動16を識別するために、EEG活性を測定するために使用することができます。この技術は、正常ALSのマウスモデルにおける疾患の進行を通して、安静時のARM活性の変化を測定し、健康なマウス10でARMの活動を駆動する重要な神経細胞を識別するために使用されてきました。
Protocol
Representative Results
Discussion
ここに示された手順は同じ動物で何ヶ月にわたる呼吸筋の活動と換気の（送信機の初期外科的移植後の）非侵襲的な測定が可能になります。この技術は、麻酔したマウスにおける標準EMG技術に勝るいくつかの利点を有する：1）実験は、より少ないマウスを必要とし）の代わりに、異なる疾患段階で複数のマウスを使用する（病期を横切る単一のマウスに同じサイトからのデータを記録する能…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品のサポートはVNJにSACおよびNIH訓練助成金（T32NS007453）へシンシナティ小児病院医療センターの受託者賞によって提供されました
Materials
| B6.Cg-Tg (SOD1*G93A)1 Gur/J | Jackson Laboratory | 4435 | |
| Plethysmography Chamber | Buxco Respiratory Products/ Data Sciences International | 601-1425-001 | |
| Telemetry Receivers (Model RPC-1) | Data Sciences International | 272-6001-001 | |
| Bias Flow Pump (Model BFL0500) | Data Sciences International | 601-2201-001 | |
| ACQ-7000 USB | Data Sciences International | PNM-P3P-7002XS | |
| Dataquest A.R.T. Data Exchange Matrix | Data Sciences International | 271-0117-001 | |
| New Ponemah Analysis System | Data Sciences International | PNM-POST-CFG | |
| Ponemah Physiology Platform Acqusition software v5.20 | Data Sciences International | PNM-P3P-520 | |
| Ponemah Unrestrained Whole Breath Plethysmography analysis package v5.20 | Data Sciences International | PNM-URP100W | |
| Configured Ponemah Software System | Data Sciences International | PNM-P3P-CFG | |
| Analysis Module (URP) | Data Sciences International | PNM-URP100W | |
| Universal Amplifier | Data Sciences International | 13-7715-59 | |
| Sync Board | Data Sciences International | 271-0401-001 | |
| Sync Cable | Data Sciences International | 274-0030-001 | |
| Transducer-Pressure Buxco | Data Sciences International | 600-1114-001 | |
| Flow Meter | Data Sciences International | 600-1260-001 | |
| Magnet and Radio included in F20-EET Starter Kit | Data Sciences International | 276-0400-001 | |
| Axis P1363 Video Camera | Data Sciences International | 275-0201-001 | |
| Terg-A-Zyme | Fisher Scientific | 50-821-785 | Enzyme Detergent |
| Actril | Minntech Corporation | 78337-000 | Chemical Sterilant |
| Stereo Dissecting Microscope (Model MEB126) | Leica | 10-450-508 | |
| Servo-Controlled Humidifier/Infant Incubator | OHMEDA Ohio Care Plus | 6600-0506-803 | |
| TL11M2-F20-EET Transmitters | Data Sciences International | 270-0124-001 | |
| Dumont #2 Laminectomy Forceps – Standard Tips/Straight/12cm (x2) | Fine Scientific Instruments | 11223-20 | For handling wires |
| Dumont #2 Laminectomy Forceps – Standard Tips/Straight/12cm (x2) | Fine Scientific Instruments | 11223-20 | For surgery |
| Narrow Pattern Forceps- Serrated/Curved/12cm | Fine Scientific Instruments | 17003-12 | |
| Spring Scissors – Tough Cut/Straight/Sharp/12.5cm/6mm Cutting Edge | Fine Scientific Instruments | 15124-12 | |
| Tissue Separating Scissors – Straight/Blunt-Blunt/11.5cm | Fine Scientific Instruments | 14072-10 | |
| Fine Scissors – Tough Cut/Curved/Sharp-Sharp/9 cm | Fine Scientific Instruments | 14058-11 | For cutting wires and clipping nails |
| Scalpel Handle #3 | World Precision Instruments | 500236 | |
| Scalpel Blade | Fine Scientific Instruments | 10010-00 | For preparing lead caps |
| Polysorb Braided Absorbable suture | Coviden | D4G1532X | For coiling transmitter leads |
| Gluture | Zoetis Inc. | 6606-65-1 | Cyanoacrylate adhesive |
| 3 mL Syring Slip Tip – Soft | Vitality Medical | 118030055 | |
| 25G Needle (X2) | Becton Dickinson and Co. | 305-145 | |
| Cotton Tipped Applicators | Henry Schein Animal Health | 100-9175 | |
| Andis Easy Cut Hair Clipper Set | Andis | 049-06-0271 | Electrical Razor sold at Target |
| Isoflurane | Henry Schein Animal Health | 29404 | Anesthetic |
| Isopropyl Alcohol 70% | Priority Care 1 | MS070PC | |
| Dermachlor 2% Medical Scrub (chlorohexidine 2%) | Butler Schein | 55482 | |
| Artificial Tears | Henry Schein Animal Health | 48272 | Lubricant Opthalmic Ointment |
| Vacuum grease | Dow Corning Corporation | 1597418 | |
| Water Blanket | JorVet | JOR784BN |
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