This research was supported by the Intramural Research Program of the NIH, The National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDDK), Grant 1Z01 DK011006. We wish to thank Michele Allen for providing technical assistance, Eleni Solomos for editorial assistance, and the NIH veterinary and animal care staff for providing care for the mice used in developing this method.

이 절차는 국립 당뇨병 연구소 소화기 계통 및 신장 질환 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었다. 1. 준비 <ol><li> , 시험을하기 전에 각 마우스의 신속한 식별 할 수있는 모든 쥐의 꼬리 훈련 및 식별 부호로 테스트 할 문신합니다. 참고 :이 단계는 선택 사항입니다. 영구 마커 또는 다른 식별 방법 문신의 대안으로 사용될 수있다. </li><li> (:, 교육 및 시험 전반에 걸쳐 일관성을 유지하기 위해 10 ° 경사의 권장 각도)과 전기 충격 주파수를 설정 교육 및 테스트 마우스에 앞서, 디딜 방아는 평평한 표면에 있고 경사 원하는 각도로 디딜 방아로 설정되었는지 확인 강도는 적절하게 (권장 : 2 Hz에서, 1.22 mA). 참고 : 사용되는 전기 충격은 장갑을 끼지 않은 손가락으로 터치하고 박동 괴로움에서 제공한다 온화한 따끔 거림 감각보다 더 이상 생산되지해야합니다이온 (200 밀리 초를 지속 각각의 충격으로). </li><li> 교육 및 테스트 기간 동안 배설물 boli과 소변을 수집하는 정육점 종이의 깨끗한 시트 또는 러닝 머신에서 흡수 패드를 놓습니다. </li><li> 충격 그리드에서 종이 또는 디딜 방아 하우징 (즉, 디딜 방아 차선을 덮고있는 투명한 플라스틱 뚜껑)의 세 번째 통해 흡수 패드를 멀리 놓습니다. 주 :이 단계는 선택적이지만, 어두운 공간을 생성하며 트레드밀의 하부를 방지하기위한 추가 용기를 제공 할 수있다. </li><li> 계획은 훈련 기간 동안 추가로 동기를 부여하기 위해 와이어 브러시를 사용하는 경우, 해당 일 전에 교육 세션을 시작하기에 쉽게 사용할 수 있도록. </li><li> 피로를 유도 및 / 또는 완화에 대한 약물이나 방법을 사용할 수 있으며 제조 또는 단계 2.14 동안 수행 될 수 있는지 확인하십시오. </li></ol> 2. 교육 마우스는 러닝 머신을 사용하는 참고 : 교육은 쥐를 보장 할 필요가있다디딜 방아 및 작업에 익숙하고 시험했을 때 적절하게 수행 할 수 있습니다. 마우스의 대부분은 자주 충격을 받거나 그렇지 않으면 모든 교육 세션 동안 제대로 수행하는 훈련중인 경우, 추가 교육 세션을 수행해야합니다. 첫 날에, 대부분의 마우스는 수회 충격한다. 훈련의 두 번째 날에 의해, 마우스는 거의 그리드와 접촉을하지해야합니다. 마우스가 지속적으로 빈약 한 교육 성과를 표시하는 경우, 그것은 연구에서 제거해야합니다. 암컷 C57BL / 6NCr 마우스, 이는 드문 (1 % 미만 불량 트레이닝 성능으로 인해 연구에서 제거 된)이지만, 다른 균주 훈련 동안 다르게 수행 할 수 있음을 유의해야한다. <ol><li> 디딜 방아 오프 (0 m / 분으로 설정 속도)로, 개별적으로 마우스 디딜 방아의 별도의 차선에 꼬리와 장소 마우스로 쥐를 들어 올립니다. 즉시 디딜 방아에 각 마우스를 배치 한 후 해당 그리드의 전원을 켭니다. O를 직접 배치되는 마우스 확인n은 러닝 머신 벨트. 참고 : 각 마우스 꼬리에 의해 유지되는 시간과 거리의 양 (견고한 플랫폼에 서 예를 들어, 와이어 케이지 덮개를 마우스 러닝 머신에 마우스를 전송 및 / 또는 허용하기 전에 디딜 방아 근처 케이지를 배치하여 최소화해야한다 )가 디딜 방아 근처와 실험이 디딜 방아에 배치 할 준비가 될 때까지. </li><li> 마우스 자유롭게 1-3 분 동안 각 마우스가 차선을 탐험 및 / 또는 그리드에서 하나 이상의 충격을받은 때까지 러닝 머신을 탐색 할 수 있습니다. </li><li> 러닝 머신의 전원을 켜고은 (약 1.5 3.0 m / 분)으로 이동하기 시작 때까지 천천히 속도를 향상시킬 수 있습니다. 그들이 산책을 시작하도록 모든 쥐를 모니터링합니다. 마우스가 도보를 시작하거나 충격 그리드 향해 걸어하지 않는 경우, 와이어 브러시 또는 꼬리 간지러워와 마우스를 눌러 개입 할 준비를합니다. </li><li> 천천히 8m / 분 러닝 머신 속도를 향상시킬 수 있습니다. 타이머를 시작하고 모니터링 동작을 계속합니다. </li><li> 에 러닝 머신 속도를 증가9m / 5 분에서 분, 10m / 7 분에서 분, 10 분의 러닝 머신을 중지합니다. </li><li> 마우스 잠시 후, 디딜 방아를 찾아 제거하고 그 케이지에 각을 반환 할 수 있습니다. </li><li> 알코올 디딜 방아와 그리드를 청소하고 러닝 머신 아래에 종이 또는 흡수 패드를 교체합니다. </li><li> 추가 쥐를 훈련을 반복 2.7을 통해 2.1 단계를 반복합니다. 참고 : 알코올은 러닝 머신에서 새로운 마우스를 배치하기 전에 건조하도록 허용합니다. </li><li> 교육의 두 번째 날에, 2.1 단계를 반복합니다. 러닝 머신의 전원을 켜고 10m / 분의 속도를 향상시킬 수 있습니다. 타이머를 시작합니다. 참고 : 러닝 머신 속도는 훈련의 첫날보다 더 빠른 속도로 증가 될 수있다. </li><li> 10 분에서 5 분에 11m / 분 12m / 분 러닝 머신의 속도를 증가, 15 분의 러닝 머신을 중지합니다. </li><li> 마우스를 제거하고 자신의 새장에 반환. </li><li> 알코올 디딜 방아와 그리드를 청소하고 러닝 머신 아래에 종이 또는 흡수 패드를 교체합니다. 추가 쥐를 훈련을 반복 2.12 통해 2.9 단계. </li><li>둘째 날과 동일하게 훈련 추가적인 일 (1 일)을 수행한다. 참고 :이 단계는 선택 사항이지만 (동성 및 변형) 대부분 또는 모든 마우스 작업과 디스플레이 어려움을 훈련되는 경우에 좋습니다. 그들은 (훈련의 하나의 추가 하루, 즉) 3 일 동안 훈련을받은 경우 훈련의 추가 이하 일 자신의 두 번째 훈련 하루 동안 성능과 기간에 따라 적합 할 수 있지만 마우스는 일반적으로 3 단계에서 잘 수행 할 수 있습니다 2.14 단계. </li><li> 적어도 하나의 하루는 3 단계로 진행하기 전에하는 마우스는 디딜 방아에 더 노출이없는 통과 할 수 있습니다. 주 : 사용 않음 약물 (들)를 유도 및 / 또는 피로이 단계 동안 투여되어야 완화. 주 :이 기간의 길이는 다양하고 피로를 감소 시키거나 제거하기 위해, 피로 및 / 또는 테스트 간섭을 유도하는데 사용될 수있다. 훈련을 마친 후 마우스에게 7 일 이상을 테스트하는 경우, 파일럿 연구는 추천합니다사용하는 마우스는 테스트 기간 동안 수행되는지 확인합니다. </li></ol> 3. 러닝 머신 피로 시험 참고 :이 테스트에서, 피로와 같은 행동은 &quot;피로 영역&quot;에서 연속 5 초 지출로 정의된다. 피로 영역은 약 1 바디 충격 격자의 길이뿐만 아니라, 격자 자체 내 트레드밀 벨트의 일부를 포위하는 영역으로 정의된다. 테스트에 앞서,이 영역을 서술 점은 디딜 방아 차선의 상부 또는 측면에 마크를 적용하여 같이 실험에 분명하다 있는지 확인합니다. <ol><li> 12m / 분으로 러닝 머신의 속도를 설정합니다. 디딜 방아를 시작하지 마십시오. 그리드의 전원이 꺼져 있는지 충격을 확인합니다. </li><li> 개별적으로 디딜 방아의 별도의 차선에 마우스를 놓습니다. 바로 러닝 머신에서 각각의 마우스를 배치 한 후 해당 그리드를 켭니다. </li><li> 동시에 디딜 방아와 스톱워치를 시작합니다. 참고 : 마우스를 제거하는 것을 제외하고 테스트하는 동안 개입하지 마십시오그 (3.5 단계 참조) 제거를위한 기준을 만족. </li><li> 표 1에 나타낸 바와 같이 러닝 머신 속도를 높입니다. 조심스럽게 테스트를 통해 모든 쥐를 관찰합니다. 참고 : 디딜 방아는 표 1에 속도는 성인 여성 C57BL / 6NCr 마우스에서 관찰에 기초하여 선택되었다. 높은 러닝 머신의 속도는 운동 마우스 (예를 들어, 이계 CD-1 마우스) 더 이상 적합 할 수있다. </li><li> 마우스가 5 연속 초 동안 피로 영역에 남아있는 경우, 즉시 러닝 머신에서 마우스를 제거하고 시간을 기록하고 실행 거리. </li><li> 더 마우스 러닝 머신에 남아없는 경우, 디딜 방아를 중지합니다. 알코올 디딜 방아와 그리드를 청소하고 러닝 머신 아래에 종이 또는 흡수 패드를 교체합니다. </li><li> 추가 마우스를 테스트하기 위해 반복 3.6을 통해 3.1 단계를 반복합니다. 참고 :이 단계는 선택 사항입니다. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

현재의 프로토콜은 피로와 같은 행동을 측정하기 위해 마우스 디딜 방아를 사용하는 방법에 대해 설명합니다. 이 방법은 VWRA, 피로와 같은 행동의 일반적인 임상 시험에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. VWRA 생쥐 시험 장치와 상호 작용하도록 선택하는 것이 필요하다. 그 결과, 마우스의 몇몇 균주 근친 거의 휠 (16)과 상호 작용하지 않으며이 활성 피로 - 유도 된 저하를 식별하기 어렵거나 ?...

피로는 크게 삶의 질을 감소시킬 수있다, 사람들의 다양한 영향을 미치며, 자주 불분명하거나 알 수없는 병인이 있습니다. 암과 관련된 피로 (CRF)은, 예를 들어, 치료를 받고있는 암 환자의 대다수에 의해 발생되는 암 처리 완료 검출 암 (1)의 부재 후 장시간 지속 할 수있다. 또한, 피로는 만성 피로 증후군, 우울증, 당뇨, 섬유 근육통 등 다양한 다른 질병과 장애에서 눈에 띄는 증상이기도하다. 다행히, 피로를 경험하는 사람들을 돕는 할 수있는 비 약물 학적 중재가 (예를 들면, 운동은 일부 유방암 환자 2,3에 대한 CRF를 줄일 수 있습니다)하지만, 많은 사람들은 여전히 효과적인 치료 부족하다. 또한, CRF에 대한 기존의 약물 치료는 경우 전혀 효과가 4-7 광범위 것으로 확인되지 않았다. 치료 필요와 드루의 부족에도 불구하고g의 치료 방법은 피로의 임상 분석은 특히 동물 모델에서, 새로운 피로 치료 부족의 발견과 개발에 도움이됩니다. 설치류 연구를위한 피로의 유일한 전임상 시험 법 중 하나는 쥐 또는 다른 설치류가 실행중인 휠과 일상 실행중인 활동이 기록에 무료로 액세스 권한을 부여하는 자발적인 휠 실행 활동 (VWRA) 9-15이다. 많은 연구에서 VWRA는 실험군에서 측정 된 신체 활동의 감소로 (VWRA 또는 현재의 프로토콜 중 하나에서) 정의 된 피로와 같은 동작과 피로 같은 행동의 유일한 척도이다. VWRA 피로처럼 행동 유용한 길이 측정을 제공 할 수 있지만 비교적 낮은 처리량 분석은 근친 마우스 계통 (16) 사이에 상당한 차이 실행이며, 동작 테스트 성능의 변화를 일으킬 수있는 주체는 각각 수용 할 필요 17-19. 이러한 가정 케이지 행동 감시와 같은 다른 분석하고,분석은 또한 연속적인 데이터 수집을 제공 할 수 있고 피사체 쌍 (20)에 수납하는 일부 시스템은 허용 할 수있다. 이러한 분석은 휠 실행 같은, 또한 낮은 스루풋이고, 유틸리티가 있지만, 피로와 같은 동작을 검출하는 수단으로 덜 민감 할 수 있고. VWRA 달리 마우스 트레드밀 검사 자발적인 활동에 의존하지 않고 높은 처리량을 허용하는 짧은 시간 내에 완료 될 수있다. VWRA에 비해,이 테스트는 외부 동기 부여를 사용합니다. 특히, 그들이 실행 중단해야 감전 생쥐를 제공하기 위해 이동하는 벨트의 뒷면에 위치한 대전 금속 격자는 일반적으로 존재한다. 이 충격 그리드뿐만 아니라, 마우스, 괴롭히는 파고, 또는 손, 브러시, 또는 다른 도구를 터치하고 공기의 짧은 퍼프를 지시하는 등 여러 가지 다른 방법을 통해 러닝 머신에서 실행하도록 동기를 부여 할 수있다. 대신 피로, 마우스 러닝 머신 테스트는 자주 측정하는 데 사용되는 호기성 및 / 또는 anaerobic의 운동 능력 21-25. 마우스는 더 전기 충격을 탈출하는 수단으로 러닝 머신에서 실행을 계속할 수없는 또는 내키지 때까지 실행할 동기를 부여한다. 마우스가 고갈에 대한 기준을 만족하는 경우 테스트는 종료된다. 이러한 프로토콜에서, 마우스 사실 생리적 피로에 도달 할 수 있도록, 피로에 대한 기준은 종종 충격 그리드의 위에 누워 다섯 연속 초 지출 반복 혐오 자극의 얼굴에 계속 실행 실패로 정의된다. 따라서, 피로와 같은 행동으로 인해 시험을 종료하기위한 외부 동기를 부여하고 기준의 강한 혐오 성격에 전형적인 디딜 방아 시험에 마스킹 될 수있다. 흥미롭게도, 및 설치류 러닝 머신을 사용하여 많은 다른 연구와 달리, 최근 게시 쥐 (26) 사회적 스트레스의 효과 검사의 일부로서 사용 된 디딜 방아의 피로 시험의 또 다른 버전을 설명합니다. 이 그룹에서 사용하는 방법은 현저히 달랐다 비록 CUrrent 프로토콜 (즉, 그들은 하나의 차선 러닝 머신을 사용 및 테스트 종료에 대한 기준으로 전기 충격의 10 초를 필요), 그들의 연구는 마우스 러닝 머신을 사용하여 빠르고 간단하게 피로 시험 개발의 유틸리티와 관심을 강조한다. 피로 차륜 주행 이외 수단 루틴 행동의 변화에​​ 의해 검출 될 가능성이 높다. CRF는 CRF (27)없이 사람들보다, 근전도 분석에 의해 결정되는 환자, 근육 피로의 적은 금액으로 지친 느낌. 또한, 감소 된 동기는에서 언급 된 인간의 피로 (28, 29)을 측정하는 여러 가지 척도에 의해 측정된다. 따라서, 피로와 같은 행동의 유용한 임상 분석은 생리적 기능 이외의 측정에 기초하여 건강하고 피로 마우스 구분과 동기 부여에 안 모호한 감소한다. VWRA의 한계와 다른 분석을 피하면서, 현재의 방법 워싱턴을 그 목적을 달성하기 위해마우스 러닝 머신 테스트를 적용하여 개발 s의. 이 방법은 러닝 머신에서 실행 쥐를 만들 수있는 유일한 외부 동기 등의 충격 그리드를 사용합니다. 마우스는 빠르게 그리드는 혐오 자극을 제공하고 실행할 때 즉시 그것에서 어떤 거리를 러닝 머신에 배치 할 때 그것에서 벗어나 유지할 것을 배운다. 마우스는 피로 할 때, 그들은 대신에 프론트 엔드를 향해 속도를 유지하는 러닝 머신의 뒤쪽으로 점점 더 많은 시간을 보내고. 따라서,이 프로토콜에서 테스트 완료 기준은 지정된 피로 영역에서 연속 5 초간 지출 (즉, 충격 그리드를 포함하는 충격 그리드로부터 일체 길이 범위 및 트레드밀의 후방). 이는 훈련 후 다수 또는 실제 충격을받을 마우스 없이도 그리드의 혐오 성질을 이용한다. (상기 정의 된 바와 같은) 테스트 생쥐보다 오히려 피로 전류 기준을 사용을 완료 할 수 있도록하여,이 방법은 다소의 최대 (또는 거의 최대) 생리 기능보다 피로와 같은 거동을 측정하기 위해 트레드밀을 사용하는 수단을 제공한다. 따라서,이 방법은 마우스의 피로와 같은 행동의 간단한, 높은 처리량 분석을 제공 할 수 있고 피로와 같은 행동의 다른 분석에 독립적 인 또는 보완 조치로 중 하나를 제공 할 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>Exer 3/6 Animal Treadmill</td><td>Columbus Instruments</td><td>1050-RM Exer-3/6</td><td></td></tr><tr><td>Stopwatch</td><td>Daigger</td><td>EF24490M&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Wire brush</td><td>Fisher Scientific</td><td>03-572-5</td><td></td></tr><tr><td>Compressed air</td><td>Dust-Off</td><td>FALDSXLPW</td><td></td></tr><tr><td>Absorbent pads</td><td>Daigger</td><td>EF2175CX&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Butcher paper</td><td>Newell Paper Company</td><td>4620510</td><td></td></tr><tr><td>Alcohol (70%)</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP82011</td><td></td></tr></tbody></table>

the treadmill fatigue test: a simple, high-throughput assay of fatigue-like behavior for the mouse

피로는 많은 질병 및 장애에서 눈에 띄는 증상이며 많은 사람들에게 삶의 질을 감소시킨다. 명확한 발병 기전과 적절하게 모든 환자에서 피로를 치료하기 위해 현재의 개입의 실패의 부족은 새로운 치료 옵션에 대한 필요성을 남긴다. 치료의 필요성 및 유망한 새로운 치료를 식별하는 데 전임상 연구의 중요성에도 불구하고, 피로의 몇 가지 임상 분석을 사용할 수 있습니다. 또한, 피로 같은 동작 자발적 차륜 주행을 평가하기 위해 사용 된 가장 일반적인 임상 시험은, 피로를 경감 약물에 민감하지 않을 수 있으며, 마우스의 몇몇 균주로 사용하기에 적합하지 않으며, 상대적으로 낮은 스루풋을 갖는다. 현재의 프로토콜은 소설, 피로와 같은 행동, 디딜 방아의 피로 시험의 비 자발적 임상 분석을 설명하고, 인간과 피로에 피로를 일으키는 것으로 알려진 화학 요법 약물로 치료 쥐 피로 같은 동작을 검출에 효능의 증거를 제공 애니 마에서 -처럼 행동LS. 피로와 같은 행동과 잠재적 인 개입 따라서 새로운 치료 옵션의 빠른 발견을 허용, 짧은 기간 동안 쥐의 더 많은 수에서 평가 될 수있는이 분석은, 휠 실행에 도움이 대안이 될 수있다.

이 프로토콜은 피로와 같은 행동이 디딜 방아를 사용하여 마우스에서 측정 할 수 있습니다. 이 섹션에 제시된 데이터는 훈련의 현재 프로토콜 (도 1a 및도 1c는 제외)을 사용하여 마우스의 3 별도 그룹을 시험하여 얻었다. 피로를 유도하기 위해, 5- 플루오로 우라실 (5-FU)은, 공지 된 세포 독성 화학 요법 약물이 인간 (30) 및 마우스 (10, 13)?...

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The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse

Fatigue is a common, undertreated and frequently poorly-understood symptom in many diseases and disorders. New preclinical assays of fatigue may help to improve current understanding and future treatment of fatigue. To that end, the current protocol provides a novel means of measuring fatigue-like behavior in the mouse.

디딜 방아 피로 시험 : 마우스에 대한 피로와 같은 행동 간단한, 높은 처리량 분석

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of ...

the-treadmill-fatigue-test-simple-high-throughput-assay-fatigue-like

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Behavior

18.5K 조회수.  National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health. Fatigue is a common, undertreated and frequently poorly-understood symptom in many diseases and disorders. New preclinical assays of fatigue may help to improve current understanding and future treatment of fatigue. To that end, the current protocol provides a novel means of measuring fatigue-like behavior in the mouse.

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A Mouse Model of Fatigue Induced by Peripheral Irradiation

Cancer-related fatigue (CRF) is a distressing and costly condition that often affects patients receiving cancer treatments, including radiation therapy. Here we describe a method using targeted peripheral irradiation to induce fatigue-like behavior in mice. With appropriate shielding, the irradiation targets the lower abdominal/pelvic region of the mouse, sparing the brain, in an effort to model radiation treatment received by individuals with pelvic cancers. We deliver an irradiation dose that is sufficient to induce fatigue-like behavior in mice, measured by voluntary wheel-running activity (VWRA), without causing obvious morbidity. Since wheel running is a normal, voluntary behavior in mice, its use should have little confounding effect on other behavioral tests or biological measures. Hence, wheel running can be used as a feasible outcome measure in understanding the behavioral and biological correlates of fatigue. CRF is a complex condition with frequent comorbidities, and likely has causes related both to cancer and its various treatments. The methods described in this paper are useful for investigating radiation-induced changes that contribute to the development of CRF and, more generally, to explore the biological networks that can explain the development and persistence of a peripherally-triggered but centrally-driven behavior like fatigue.

We describe a method using targeted peripheral irradiation to induce fatigue-like behavior in mice. The selected non-lethal irradiation dose leads to a week-long reduction in voluntary wheel-running activity.

주변 방사선 조사에 의해 유도 된 피로의 마우스 모델

Cancer-related fatigue (CRF) is a distressing and costly condition that often affects patients receiving cancer treatments, including radiation therapy. ...

연구

암 연구학

Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a severe and progressive muscle wasting disorder for which no cure is available. Nevertheless, several potential pharmaceutical compounds and gene therapy approaches have progressed into clinical trials. With improvement in muscle function being the most important end point in these trials, a lot of emphasis has been placed on setting up reliable, reproducible, and easy to perform functional tests to pre clinically assess muscle function, strength, condition, and coordination in the mdx mouse model for DMD. Both invasive and noninvasive tests are available. Tests that do not exacerbate the disease can be used to determine the natural history of the disease and the effects of therapeutic interventions (e.g. forelimb grip strength test, two different hanging tests using either a wire or a grid and rotarod running). Alternatively, forced treadmill running can be used to enhance disease progression and/or assess protective effects of therapeutic interventions on disease pathology. We here describe how to perform these most commonly used functional tests in a reliable and reproducible manner. Using these protocols based on standard operating procedures enables comparison of data between different laboratories.

Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

The primary outcome measure in clinical trials for neuromuscular disorders is generally improved muscle function. Therefore, assessing the effect of potential therapeutic compounds on muscle performance pre clinically in mouse models is of great importance. We here describe several functional tests to address this.

의 기능적 성능을 평가<em&gt; MDX</em&gt; 마우스 모델

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a severe and progressive muscle wasting disorder for which no cure is available. Nevertheless, several potential ...

행동분석학

Getting to Compliance in Forced Exercise in Rodents: A Critical Standard to Evaluate Exercise Impact in Aging-related Disorders and Disease

There is a major increase in the awareness of the positive impact of exercise on improving several disease states with neurobiological basis; these include improving cognitive function and physical performance. As a result, there is an increase in the number of animal studies employing exercise. It is argued that one intrinsic value of forced exercise is that the investigator has control over the factors that can influence the impact of exercise on behavioral outcomes, notably exercise frequency, duration, and intensity of the exercise regimen. However, compliance in forced exercise regimens may be an issue, particularly if potential confounds of employing foot-shock are to be avoided. It is also important to consider that since most cognitive and locomotor impairments strike in the aged individual, determining impact of exercise on these impairments should consider using aged rodents with a highest possible level of compliance to ensure minimal need for test subjects. Here, the pertinent steps and considerations necessary to achieve nearly 100% compliance to treadmill exercise in an aged rodent model will be presented and discussed. Notwithstanding the particular exercise regimen being employed by the investigator, our protocol should be of use to investigators that are particularly interested in the potential impact of forced exercise on aging-related impairments, including aging-related Parkinsonism and Parkinson&#8217;s disease.

Exercise may alleviate behavioral impairments associated with neurodegenerative diseases. Studies of the mechanisms underlying exercise-mediated effects have increased in disease models, but the neurobiological background accompanying these diseases, specifically aging, is likely not considered. Here, we illustrate measures to increase the likelihood of a successful exercise paradigm in aged rats.

설치류에 강제 운동에 준수에 도착 : 긴요 한 표준 노화 관련 질환과 질병에 운동 미치는 영향을 평가하기 위해

There is a major increase in the awareness of the positive impact of exercise on improving several disease states with neurobiological basis; these ...

Assessment of Murine Exercise Endurance Without the Use of a Shock Grid: An Alternative to Forced Exercise

Using laboratory mouse models, the molecular pathways responsible for the metabolic benefits of endurance exercise are beginning to be defined. The most common method for assessing exercise endurance in mice utilizes forced running on a motorized treadmill equipped with a shock grid. Animals who quit running are pushed by the moving treadmill belt onto a grid that delivers an electric foot shock; to escape the negative stimulus, the mice return to running on the belt. However, avoidance behavior and psychological stress due to use of a shock apparatus can interfere with quantitation of running endurance, as well as confound measurements of postexercise serum hormone and cytokine levels. Here, we demonstrate and validate a refined method to measure running endurance in na&#239;ve C57BL/6 laboratory mice on a motorized treadmill without utilizing a shock grid. When mice are preacclimated to the treadmill, they run voluntarily with gait speeds specific to each mouse. Use of the shock grid is replaced by gentle encouragement by a human operator using a tongue depressor, coupled with sensitivity to the voluntary willingness to run on the part of the mouse. Clear endpoints for quantifying running time-to-exhaustion for each mouse are defined and reflected in behavioral signs of exhaustion such as splayed posture and labored breathing. This method is a humane refinement which also decreases the confounding effects of stress on experimental parameters.

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.

충격 그리드를 사용하지 않고 쥐과 운동 지구력의 평가 : 강제 운동에 대한 대안

Using laboratory mouse models, the molecular pathways responsible for the metabolic benefits of endurance exercise are beginning to be defined. The most ...

Short Session High Intensity Interval Training and Treadmill Assessment in Aged Mice

High intensity interval training (HIIT) is emerging as a therapeutic approach to prevent, delay, or ameliorate frailty. In particular short session HIIT, with regimens less than or equal to 10 min is of particular interest as several human studies feature routines as short as a few minutes a couple times a week. However, there is a paucity of animal studies that model the impacts of short session HIIT. Here, we describe a methodology for an individually tailored and progressive short session HIIT regimen of 10 min given 3 days a week for aged mice using an inclined treadmill. Our methodology also includes protocols for treadmill assessment. Mice are initially acclimatized to the treadmill and then given baseline flat and uphill treadmill assessments. Exercise sessions begin with a 3 min warm-up, then three intervals of 1 min at a fast pace, followed by 1 min at an active recovery pace. Following these intervals, the mice are given a final segment that starts at the fast pace and accelerates for 1 min. The HIIT protocol is individually tailored as the speed and intensity for each mouse are determined based upon initial anaerobic assessment scores. Additionally, we detail the conditions for increasing or decreasing the intensity for individual mice depending on performance. Finally, intensity is increased for all mice every two weeks. We previously reported in this protocol enhanced physical performance in aged male mice and here show it also increases treadmill performance in aged female mice. Advantages of our protocol include low administration time (about 15 min per 6 mice, 3 days a week), strategy for individualizing for mice to better model prescribed exercise, and a modular design that allows for the addition or removal of the number and length of intervals to titrate exercise benefits.

Short session (&#8804;10 min) high intensity interval training (HIIT) is emerging as an alternative to longer exercise modalities, yet the shorter variants are rarely modeled in animal studies. Here, we describe a 10 min, 3 day a week, uphill treadmill HIIT protocol that enhances physical performance in male and female aged mice.

짧은 세션 높은 강도 간격 훈련과 세 쥐에서 디딜 방 아 평가

High intensity interval training (HIIT) is emerging as a therapeutic approach to prevent, delay, or ameliorate frailty. In particular short session HIIT, ...

A Method to Study the Impact of Chemically-induced Ovarian Failure on Exercise Capacity and Cardiac Adaptation in Mice

The risk of cardiovascular disease (CVD) increases in post-menopausal women, yet, the role of exercise, as a preventative measure for CVD risk in post-menopausal women has not been adequately studied. Accordingly, we investigated the impact of voluntary cage-wheel exercise and forced treadmill exercise on cardiac adaptation in menopausal mice. The most commonly used inducible model for mimicking menopause in women is the ovariectomized (OVX) rodent. However, the OVX model has a few dissimilarities from menopause in humans. In this study, we administered 4-vinylcyclohexene diepoxide (VCD) to female mice, which accelerates ovarian failure as an alternative menopause model to study the impact of exercise in menopausal mice. VCD selectively accelerates the loss of primary and primordial follicles resulting in an endocrine state that closely mimics the natural progression from pre- to peri- to post-menopause in humans. To determine the impact of exercise on exercise capacity and cardiac adaptation in VCD-treated female mice, two methods were used. First, we exposed a group of VCD-treated and untreated mice to a voluntary cage wheel. Second, we used forced treadmill exercise to determine exercise capacity in a separate group VCD-treated and untreated mice measured as a tolerance to exercise intensity and endurance.

Two exercise paradigms were tested on a newly developed chemically induced menopausal mouse model to examine the impact of menopause on exercise capacity and cardiac adaption to exercise.

쥐의 운동 능력과 심장 적응에 화학적으로 유도 된 난소 실패의 영향을 연구하는 방법

The risk of cardiovascular disease (CVD) increases in post-menopausal women, yet, the role of exercise, as a preventative measure for CVD risk in ...

의학

Measuring Skeletal Muscle Thermogenesis in Mice and Rats

Skeletal muscle thermogenesis provides a potential avenue for better understanding metabolic homeostasis and the mechanisms underlying energy expenditure. Surprisingly little evidence is available to link the neural, myocellular, and molecular mechanisms of thermogenesis directly to measurable changes in muscle temperature. This paper describes a method in which temperature transponders are utilized to retrieve direct measurements of mouse and rat skeletal muscle temperature.
Remote transponders are surgically implanted within the muscle of mice and rats, and the animals are given time to recover. Mice and rats must then be repeatedly habituated to the testing environment and procedure. Changes in muscle temperature are measured in response to pharmacological or contextual stimuli in the home cage. Muscle temperature can also be measured during prescribed physical activity (i.e., treadmill walking at a constant speed) to factor out changes in activity as contributors to the changes in muscle temperature induced by these stimuli.
This method has been successfully used to elucidate mechanisms underlying muscle thermogenic control at the level of the brain, sympathetic nervous system, and skeletal muscle. Provided are demonstrations of this success using predator odor (PO; ferret odor) as a contextual stimulus and injections of oxytocin (Oxt) as a pharmacological stimulus, where predator odor induces muscle thermogenesis, and Oxt suppresses muscle temperature. Thus, these datasets display the efficacy of this method in detecting rapid changes in muscle temperature.

Mice and rats are surgically implanted with remote temperature transponders and then habituated to the testing environment and procedure. Changes in muscle temperature are measured in response to pharmacological or contextual stimuli in the home cage or during prescribed physical activity (i.e., treadmill walking at a constant speed).

마우스와 쥐의 골격근 열발생 측정

Skeletal muscle thermogenesis provides a potential avenue for better understanding metabolic homeostasis and the mechanisms underlying energy expenditure. ...

Visualization of MG53-mediated Cell Membrane Repair Using in vivo and in vitro Systems

Repair of acute injury to the cell membrane is an elemental process of normal cellular physiology, and defective membrane repair has been linked to many degenerative human diseases. The recent discovery of MG53 as a key component of the membrane resealing machinery allows for a better molecular understanding of the basic biology of tissue repair, as well as for potential translational applications in regenerative medicine. Here we detail the experimental protocols for exploring the in vivo function of MG53 in repair of muscle injury using treadmill exercise protocols on mouse models, for testing the ex vivo membrane repair capacity by measuring dye entry into isolated muscle fibers, and for monitoring the dynamic process of MG53-mediated vesicle trafficking and cell membrane repair in cultured cells using live cell confocal microscopy.

Visualization of MG53-mediated Cell Membrane Repair Using in vivo and in vitro Systems

Described here are protocols used to visualize the dynamic process of MG53-mediated cell membrane repair in whole animals and at the cellular level. These methods can be applied to investigate the cell biology of plasma membrane resealing and regenerative medicine.

사용 MG53 - 중재 세포막 수리의 시각화 생체내에과 체외에서 시스템

Repair of acute injury to the cell membrane is an elemental process of normal cellular physiology, and defective membrane repair has been linked to many ...

생물학

A Rat Model of Central Fatigue Using a Modified Multiple Platform Method

In this article, we introduced a rat model of central fatigue using the modified multiple platform method (MMPM). The Multiple Platform box was designed as a water tank with narrow platforms on the bottom. The model rats were put into the tank and stood on the platforms for 14 h (18:00 - 8:00) per day for a consecutive 21 days, with a blank control group set for contrast. At the end of modeling, rats in the model group showed an obvious fatigued appearance. To assess the model, we performed several behavioral tests, including the open field test (OFT), the elevated plus maze (EPM) test, and the exhaustive swimming (ES) test. The results showed that anxiety, spatial cognition impairment, poor muscle performance, and declined voluntary activity presented in model rats confirm the diagnosis of&#160;central fatigue. Changes of the central neurotransmitters also verified the result. In conclusion, the model successfully simulated central fatigue, and future study with the model may help reveal the pathological mechanism of the disease.

Here, we present a protocol to introduce a rat model of central fatigue using the modified multiple platform method (MMPM).

쥐 모델에 수정 사용 하 여 중앙 피로의 여러 플랫폼 메서드

In this article, we introduced a rat model of central fatigue using the modified multiple platform method (MMPM). The Multiple Platform box was designed ...

신경과학

Real-Time Electrocardiogram Monitoring During Treadmill Training in Mice

Regular physical exercise is a major contributor to cardiovascular health, influencing various metabolic as well as electrophysiological processes. However, in certain cardiac diseases such as inherited arrhythmia syndromes, e.g., arrhythmogenic cardiomyopathy (ACM) or myocarditis, physical exercise may have negative effects on the heart leading to a proarrhythmogenic substrate production. Currently, the underlying molecular mechanisms of exercise-related proarrhythmogenic remodeling are largely unknown, thus it remains unclear which frequency, duration, and intensity of exercise can be considered safe in the context of disease(s).
The proposed method allows to study proarrhythmic/antiarrhythmic effects of physical exercise by combining treadmill training with real-time monitoring of the ECG. Implantable telemetry devices are used to continuously record the ECG of freely moving mice over a period of up to 3 months both at rest and during treadmill training. Data acquisition software with its analysis modules is used to analyze basic ECG parameters such as heart rate, P wave duration, PR interval, QRS interval, or QT duration at rest, during and after training. Furthermore, heart rate variability (HRV) parameters and occurrence of arrhythmias are evaluated. In brief, this manuscript describes a step-by-step approach to experimentally explore exercise induced effects on cardiac electrophysiology, including potential proarrhythmogenic remodeling in mouse models.

Electrocardiogram (ECG) is the key variable to understanding cardiac electrophysiology. Physical exercise has beneficial effects but may also be harmful in the context of cardiovascular diseases. This manuscript provides a method of recording real-time ECG during exercise, which can serve to investigate its effects on cardiac electrophysiology in mice.

생쥐의 러닝머신 훈련 중 실시간 심전도 모니터링

Regular physical exercise is a major contributor to cardiovascular health, influencing various metabolic as well as electrophysiological processes. ...