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Microendoscopy detects altered muscular contractile dynamics in a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis.
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2020-01-16 , DOI: 10.1038/s41598-019-56555-z Xuefeng Chen 1 , Gabriel N Sanchez 2, 3 , Mark J Schnitzer 4, 5, 6 , Scott L Delp 1, 2
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2020-01-16 , DOI: 10.1038/s41598-019-56555-z Xuefeng Chen 1 , Gabriel N Sanchez 2, 3 , Mark J Schnitzer 4, 5, 6 , Scott L Delp 1, 2
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Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal disease involving motor neuron degeneration. Effective diagnosis of ALS and quantitative monitoring of its progression are crucial to the success of clinical trials. Second harmonic generation (SHG) microendoscopy is an emerging technology for imaging single motor unit contractions. To assess the potential value of microendoscopy for diagnosing and tracking ALS, we monitored motor unit dynamics in a B6.SOD1G93A mouse model of ALS for several weeks. Prior to overt symptoms, muscle twitch rise and relaxation time constants both increased, consistent with a loss of fast-fatigable motor units. These effects became more pronounced with disease progression, consistent with the death of fast fatigue-resistant motor units and superior survival of slow motor units. From these measurements we constructed a physiological metric that reflects the changing distributions of measured motor unit time constants and effectively diagnoses mice before symptomatic onset and tracks disease state. These results indicate that SHG microendoscopy provides a means for developing a quantitative, physiologic characterization of ALS progression.
中文翻译：
显微内窥镜检测肌萎缩侧索硬化症小鼠模型中肌肉收缩动力学的改变。
肌萎缩侧索硬化症（ALS）是一种涉及运动神经元变性的致命疾病。 ALS 的有效诊断和对其进展的定量监测对于临床试验的成功至关重要。二次谐波发生（SHG）显微内窥镜检查是一种用于对单运动单位收缩进行成像的新兴技术。为了评估显微内窥镜检查在诊断和跟踪 ALS 方面的潜在价值，我们对 ALS B6.SOD1G93A 小鼠模型的运动单位动态进行了数周的监测。在出现明显症状之前，肌肉抽搐增加和松弛时间常数均增加，这与快速疲劳运动单位的损失一致。随着疾病的进展，这些效应变得更加明显，这与快速抗疲劳运动单位的死亡和慢速运动单位的存活率较高是一致的。根据这些测量结果，我们构建了一个生理指标，该指标反映了测量的运动单位时间常数的变化分布，并在症状出现之前有效地诊断小鼠并跟踪疾病状态。这些结果表明 SHG 显微内窥镜检查提供了一种对 ALS 进展进行定量、生理学表征的方法。
更新日期：2020-01-16
中文翻译：
显微内窥镜检测肌萎缩侧索硬化症小鼠模型中肌肉收缩动力学的改变。
肌萎缩侧索硬化症（ALS）是一种涉及运动神经元变性的致命疾病。 ALS 的有效诊断和对其进展的定量监测对于临床试验的成功至关重要。二次谐波发生（SHG）显微内窥镜检查是一种用于对单运动单位收缩进行成像的新兴技术。为了评估显微内窥镜检查在诊断和跟踪 ALS 方面的潜在价值，我们对 ALS B6.SOD1G93A 小鼠模型的运动单位动态进行了数周的监测。在出现明显症状之前，肌肉抽搐增加和松弛时间常数均增加，这与快速疲劳运动单位的损失一致。随着疾病的进展，这些效应变得更加明显，这与快速抗疲劳运动单位的死亡和慢速运动单位的存活率较高是一致的。根据这些测量结果，我们构建了一个生理指标，该指标反映了测量的运动单位时间常数的变化分布，并在症状出现之前有效地诊断小鼠并跟踪疾病状态。这些结果表明 SHG 显微内窥镜检查提供了一种对 ALS 进展进行定量、生理学表征的方法。
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