הערכה של Murine תרגיל סיבולת ללא השימוש ברשת הלם: אלטרנטיבי לתרגיל בכפייה

Summary

A method to assess exercise endurance in laboratory mice without the use of a shock grid is demonstrated. This method is a humane refinement that can decrease the confounding effects of stress on experimental parameters.

Abstract

שימוש במודלים של עכברי מעבדה, המסלולים המולקולריים האחראים להטבות מטבולים של פעילות אירובית מתחילים להיות מוגדרים. השיטה הנפוצה ביותר להערכת סיבולת תרגיל בעכברים מנצלת נאלצה לרוץ על הליכון ממונע מצויד ברשת הלם. בעלי חיים שהפסיקו ריצה נדחפים על ידי חגורת הליכון המרגש על רשת המספקת הלם רגל חשמלי; כדי להימלט מהגירוי השלילי, העכברים לחזור לריצה על החגורה. עם זאת, הימנעות התנהגות ומתח נפשי עקב שימוש במתקן הלם חשמלי יכולים להפריע לכמת את סיבולת ריצה, כמו גם מדידות לבלבל של רמות הורמונים וציטוקינים בסרום postexercise. הנה, אנחנו מדגימים ולאמת שיטה מעודנת למדוד סיבולת ריצה בC57BL / 6 עכברי מעבדה נאיביים על הליכון ממונע ללא ניצול רשת הלם. כאשר העכברים preacclimated להליכון, הם רצים מרצון עם הליכה במהירויות ספציפית לכל mousדואר. שימוש ברשת ההלם הוא הוחלף על ידי עידוד עדין על ידי מפעיל אנושי באמצעות כפיס עץ, בשילוב עם רגישות לנכונות וולונטריות לרוץ על החלק של העכבר. נקודות קצה ברורות לכימות זמן ריצה לתשישות לכל עכבר מוגדרים ובאו לידי ביטוי בסימנים התנהגותיים של תשישות כגון תנוחת רגליה פשוקות ונשימה מאומצת. שיטה זו היא עידון אנושי שגם מקטין את תופעות של הבלבול של לחץ על פרמטרים של ניסוי.

Introduction

השמנה, עמידות לאינסולין, וסוכרת מהסוג 2 הם הפרעות בחילוף חומרים הקשורים זה שיפעיל השפעה עמוקה על הבריאות של ארה"ב ובאוכלוסיות בעולם ^1-4. אימוני סיבולת יכול למנוע, כמו גם לטיפול, ^5,6 תנאים אלה. יתר על כן, הערכה של מהירות הליכה וסיבולת מנוצלות בדיקות קליניות לאבחון כלחולשה, sarcopenia, ואת ההשלכות של הפרעות אחרות כגון מחלת ריאות חסימתית כרונית, בבני אדם ^7.

התהליכים הביוכימיים שבבסיס את ההשפעות המיטיבות של פעילות אירובית על הרכב גוף ורגישות לאינסולין מתחילים הובהרו, באמצעות עכברים גנטיים או פרמקולוגית שונה המציגים משופר או מופחת יכולת הגופנית ^8-11. עם זאת, מחקרים רבים כאלה מנוצלים הליכונים ממונעים מצוידים ברשתות הלם לכפות עכברים לרוץ ^8-11. בעלי חיים שהפסיקו ריצה נדחפים על ידיחגורת הליכון המרגש על רשת המספקת הלם רגל חשמלי; כדי להימלט מהגירוי השלילי, העכברים לחזור לריצה על החגורה. נהלים אלה עשויים להציג את לחץ פסיכולוגי והימנעות התנהגות כגורמים מבלבלים משפיעים פרמטרים ניסיוניים ^12. שיטות אחרות של סיבולת מדידה, כגון לכמת את פעילות אמבולטורי באמצעות מנגנון הקורה הפסקה או לכמת את ריצת גלגל בכלוב, עשויות להיות מבולבלות על ידי אפנון של מחזורי היממה, חרדה, אימון שלא במתכוון, או מזון מחפש התנהגות ^12-16. יתר על כן, נהלים אלה מחייבים דיור אחת, מקור נוסף ללחץ פסיכולוגי לעכברים. לכן, יש צורך במדידה ישירה של סיבולת תרגיל לא מבולבלת על ידי מתח.

כדי לייתר את החששות האלה, המעבדה שלנו פיתחה ומאומתים שיטה להעריך את יכולת ריצה מקסימלי ומתמשכת מהירות ריצה בעכברים מאומנים, נאיביים באמצעות הליכון ממונע לא שוהpped עם רשת הלם. החלל בסוף מסילת הריצה, שבו רשת ההלם בדרך כלל מתגוררת, ואז הופך פלטפורמה לעכברים לשאר, ומספק מקום לעכברים שמסרבים לרוץ לשבת עד הוסר מהמכשיר. עכברים מעודדים מנוהלים על ידי משקיף אדם באמצעות הקשה עדינה או נגיעה עם כפיס עץ, בשילוב עם רגישות לנכונות וולונטריות לרוץ על החלק של העכבר. שיטה זו נעשתה שימוש כדי לכמת הבדלים בסיבולת גופנית בין C57BL / 6 עכברים גנטי שונה ולשלוט שונים בביטוי של ציטוקינים הנגזרים שריר interleukin-15 (IL-15) ^16,17. שיטה זו היא עידון אנושי שמקטין את תופעות של הבלבול של חיזוק שלילי שנגרם על ידי שימוש ברשת הלם.

Protocol

ההליך המתואר כאן אושר על ידי ועדת סאונד מוסדי טיפול בבעלי חיים והשימוש VA Puget, ועומד במדריך ILAR לטיפול והשימוש בחי מעבדה. .1 ניסויי הכנה להחליט מראש אם דם או אוסף רקמות מייד לאחר הפעיל…

Representative Results

הליך זה למדידת סיבולת תרגיל משקף במדויק את הפרופיל המולקולרי וחילוף חומרים של זנים שונים של C57BL עכברים / 6 שנבדלים בביטוי של ציטוקינים IL-15 16,17. עכברים מהונדסים שביטוי יתר של IL-15 תערוכה (עכברי TG IL-15) גדלו באופן משמעותי לרוץ לתשישות פעמים השוואה לקבוצת ביקורת littermate, ?…

Discussion

שתואר כאן הוא שיטה להערכת סיבולת ריצה מרצון בעכברי מעבדה באמצעות הליכון ממונע ללא שימוש ברשת הלם. שיטה זו יכולה לחשוף הבדלים בין תתי ענפים של C57BL עכברים / 6 שנבדלים בביטוי של ציטוקינים IL-15, אשר בתורו גורם להבדלים בביטוי של גורמים העומדים בבסיס ^16,17 סיבולת תרגיל. בק?…

Materials

Open Rodent Treadmill Exer-3/6	Columbus Instruments, Columbus OH	1050RM	This catalog number is for models without shock grid. Shock grids can be removed manually from older models (Eco 3/6)
Sani Cloth Germicidal Towlettes	PDI- Professional Disposables, Inc., Orangeburg, NY	n/a; usually ordered through local facility	Contains 10% isopropyl alcohol; any equivalent product can be used.
Tongue depressors	any local supplier	n/a
Laboratory timer	any supplier	n/a
IL-15 TG mice*	JAX, Bar Harbor, ME	o11002	Murine IL-15 transgene expressed from modified human alpha-skeletal actin promotor with altered signal sequence to facilitate secretion.
C57BL/6J mice (wild-type)*	JAX, Bar Harbor, ME	ooo664	Control mice for IL-15 TG
IL-15 KO mice*	Taconic Farms, Germantown, NY	4269-M	Homozygous IL-15 "knockout" mice on C57BL/6 background
C57BL/6NTac (wild-type)*	Taconic Farms, Germantown, NY	B6-M	Control mice for IL-15 KO
*Optional; mouse lines and treatments can be specific to the experimental protocol.