يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

نموذج الفأر من التعب المستحث بواسطة الطرفية تشعيع

7.6K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/55145

⸱

مارس 17, 2017

 ,  ,  , 
1Symptom Biology Unit, National Institute of Nursing Research, National Institutes of Health, 2Murine Phenotyping Core, National Heart, Lung, and Blood Institute, National Institutes of Health

في هذه المقالة

ملخص

نحن تصف طريقة استخدام التشعيع الطرفية المستهدفة للحث على سلوك مثل التعب في الفئران. جرعة التشعيع غير قاتلة المختارة يؤدي إلى انخفاض لمدة أسبوع في النشاط تشغيل عجلة الطوعي.

الملخص

الاجهاد الناجم عن السرطان (CRF) هو حالة مؤلمة ومكلفة في كثير من الأحيان يؤثر على المرضى الذين يتلقون علاجات السرطان، بما في ذلك العلاج الإشعاعي. نحن هنا تصف طريقة استخدام التشعيع الطرفية المستهدفة للحث على سلوك مثل التعب في الفئران. مع التدريع المناسب، وأشعة يستهدف المنطقة / أسفل البطن الحوض من الفأرة، تشفق على الدماغ، وذلك في محاولة لنموذج العلاج الإشعاعي من قبل الأفراد مع السرطان الحوض الواردة. نحن تقديم جرعة التشعيع غير كافية للحث على سلوك مثل التعب في الفئران، ويقاس النشاط التطوعي التي تعمل عجلة (VWRA)، دون التسبب في الإصابة بالأمراض واضح. منذ عجلة دوارة هو طبيعي، والسلوك الإرادي في الفئران، وينبغي أن يكون استخدامه القليل تأثير الخلط في اختبارات سلوكية أخرى أو تدابير البيولوجية. وبالتالي، عجلة دوارة يمكن استخدامها كإجراء نتائج مجدية في فهم يرتبط السلوكية والبيولوجية من التعب. CRF هو حالة معقدة مع زملاء المتكررحالة مرضية، وعلى الأرجح لديها أسباب تتعلق على حد سواء لمرض السرطان والعلاجات المختلفة. الطرق الموضحة في هذه الورقة هي مفيدة لتحقيق التغييرات الناجمة عن الإشعاع التي تساهم في تطوير CRF، وبشكل أعم، لاستكشاف شبكات البيولوجية التي يمكن أن تفسر التنمية واستمرار سلوك أثار-محيطيا ولكن مدفوعا مركزيا مثل التعب .

المقدمة

الاجهاد الناجم عن السرطان (CRF) هو حالة مؤلمة ومكلفة في كثير من الأحيان يؤثر على المرضى الذين يتلقون علاجات السرطان 1. التعب هو لا يتناسب مع النشاط الأخير ولا تخف من الراحة، ويترافق ذلك مع طائفة واسعة من الاضطرابات ذات الصلة بالمزاج، والدافع، والانتباه، والإدراك 2. الأسباب البيولوجية للCRF غير معروفة، على الرغم من أنه قد ثبت في كثير من الحالات لربط مع مستويات الالتهاب وخلوى، وأيضا في بعض الحالات مع مستويات الهيموجلوبين وظيفة أنظمة هرمون المختلفة (انظر Saligan وآخرون (3) لمراجعة البيولوجية دراسات CRF).

الدراسات التي تسيطر عليها باستخدام النماذج الحيوانية ضرورية لفهم السلوك وعلم الأحياء المرتبطة بهذا الشرط المعقدة. في حين 4 أو 5 ذات الصلة العلاج الكيميائي ذات الصلة الورم، 6 الدهونوقد درس igue في نماذج القوارض، وسبب القصور الكلوي قد تكون المعاملة محددة. للتحقيق في CRF ذات الصلة للعلاج الإشعاعي، وقد وضعت مجموعتنا مؤخرا نموذج الفأر من الإشعاع الناجم عن التعب 7. وعلى النقيض من نماذج CRF الحالية التي تنطوي على الدماغ أو الكلي إشعاع الجسم 8، 9، يستكشف هذا النموذج كيف يمكن لتغير في السلوك مدفوعة مركزيا، مثل التعب، ويمكن أن يكون سببها إجراء أشعة المستهدفة محيطيا.

تم تصميم الإجراء الموضح هنا لنموذج العلاج الإشعاعي تعطى للمرضى الذين يعانون من سرطان الحوض، وذلك باستخدام التدريع الرئيسي لاستهداف المنطقة / أسفل البطن الحوض مع التشعيع. ومع ذلك، من خلال تعديل التدريع الرصاص أو موقعها بالنسبة لحيوانات التجارب، يمكن تكييف هذا الإجراء لنموذج تشعيع أجزاء أخرى من الجسم. يستخدم-تشغيل عجلة الطوعي النشاط (VWRA) لقياس مثل التعب behavioص. لأنه سلوك طوعي والعادي 10، وينبغي أن يسمح للالاستخدام المتزامن من الاختبارات السلوكية والبيولوجية الأخرى. لقد وجدنا أن تشعيع الطرفية غير كافية للحد من VWRA في الفئران دون التسبب في الإصابة بالأمراض العلني 7. التجارب في المستقبل مع هذا النموذج قد تساعد في الكشف عن آثار الإشعاع الطرفية على الإشارات البيولوجية المناعية وغيرها، فضلا عن التغييرات اللاحقة في الجهاز العصبي المركزي التي يمكن أن تنتج العجز المرتبطة CRF.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

بيان الأخلاق: وافقت هذه الدراسة من قبل المعاهد الوطنية للصحة (NIH) رعاية الحيوان واللجنة الاستخدام. تم تدريب جميع المحققين يشاركون في التعامل مع الحيوانات وقياس نتائج الدراسة بشكل صحيح من قبل مكتب المعاهد الوطنية للصحة لرعاية الحيوان واستخدام والقومي للقلب والرئة والدم المعهد الفئران Phenotyping الأساسية. وكانت جميع جوانب التجارب على الحيوانات، والإسكان، والظروف البيئية المستخدمة في هذه الدراسة وفقا لدليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية 11.

1. السكن والحيوانات التجريبية

ملاحظة: بيت الذكور C57BL / 6 الفئران (ما يقرب من خمسة أسابيع من العمر عند وصولهم) بشكل فردي في كافة مراحل التجربة وتوفير libitum الإعلانية الحصول على الغذاء والماء. وتحفظ كل أقفاص على دورة ضوء الظلام 00:12 ساعة مع المرحلة الخفيفة التي تبدأ في الساعة 6 صباحا ومرحلة مظلمة في 06:00.

  1. التعرف على الفئران والتنازل عنها لتهوية القياسية الفرديةأقفاص د الماوس. اسمحوا 24 ساعة بعد إجراء تحديد للانتعاش.
    ملاحظة: يوصى الوشم الذيل كوسيلة لتحديد الهوية للقضاء على إمكانية أن علامة الأذن يمكن أن ننشغل في عجلة دوارة. وشم رقم على ذيل كل فأر، مع عدد من ذيل مطابقة عدد مكتوبة على قفص الفأر.
  2. السماح الفئران حتى يتأقلم لأقفاصها لا يقل عن ثلاثة أيام أخرى، والتعامل مع كل فأر بلطف لمدة ثلاث دقائق في اليوم الواحد.

2. تشغيل عجلة التأقلم والأساس

  1. إدخال الفئران لأقفاص VWRA الفردية، ومجهزة عجلة دوارة متصلة الالكترونية المضادة للتسجيل المستمر لكل منهما.
    ملاحظة: جميع عدادات عجلة الاتصال بالكمبيوتر من خلال واجهة USB واحد (انظر قائمة المواد). برامج الكمبيوتر بحساب عدد دورات العجلة، المسافة المقطوعة، ومتوسط ​​السرعة في كل فترة زمنية محددة من إجمالي duratio محددن. بمجرد أن يتوقف التسجيل، يتم حفظ البيانات تلقائيا على حد سواء كما نص وكما جداول البيانات.
  2. بدء تسجيل VWRA من خلال واجهة برامج الكمبيوتر. تعيين تسجيل فترات ساعة واحدة والمدة إلى خمسة أيام على الأقل. مواصلة تسجيل VWRA لمدة خمسة أيام على الأقل.
    ملاحظة: في نهاية الخطوة 2.2، ينبغي لجميع الفئران تحقيق مبلغ ثابت نسبيا من النشاط اليومي عجلة دوارة. إذا لم يكن كذلك، ثم تحديد واستبعاد أي القيم المتطرفة.
  3. وقف VWRA تسجيل من خلال واجهة البرنامج، وعودة الفئران لأقفاصها القياسية هو موضح في الخطوة 1.1 (أقفاص دون تشغيل العجلات).
  4. بطريقة عشوائية الفئران إما إلى السيطرة الشام المشع أو مجموعات المشع.

3. تشعيع

ملاحظة: نفذ الخطوات التالية لجميع الفئران في المجموعتين، مرة واحدة يوميا لمدة ثلاثة أيام متتابعة. علاج الفئران في نفس الترتيب كل يوم.

  1. تخدير كل الماوس عن طريق الحقن داخل الصفاقالكيتامين (100 ملغ / كلغ) وزيلازين (10 ملغ / كلغ) الخليط.
  2. تأكيد التخدير مع قرصة أخمص قدميها، واستخدام مرهم على العينين لمنع جفاف بينما تحت التخدير.
  3. نقل الماوس تخدير في جهاز التدريع الرصاص. ترتيب الماوس في التدريع بحيث يتم كشفها فقط منطقة الحوض / أسفل البطن.
    ملاحظة: يتكون التدريع اثنين من الرصاص "الصناديق"، مع مساحة مفتوحة ضيق بين أن يسمح التعرض للإشعاع لمنطقة صغيرة، مستهدفة من الفأرة (انظر الشكل 1).
  4. استخدام الشريط الطبية لتأمين قاعدة ذيل الماوس في موقف داخل التدريع.
    ملاحظة: الخطوة 3.4 هو اختياري، ولكن يمكن القيام بذلك تساعد على ضمان أن موقف الماوس لا يتغير خلال الخطوة التالية.
  5. نقل الجهاز التدريع في irradiator، وضمان أن موقف الحيوان داخل التدريع المحافظة.
  6. إذا كان الماوس في المجموعة التشعيع، وتقديم 800 CGY في دوسمعدل (ه) من حوالي 110 CGY / دقيقة. إذا كان الماوس في السيطرة على المجموعة الشام التشعيع، وترك الماوس في irradiator غير نشط لما يعادلها من زمن.
    ملاحظة: سوف الإعدادات irradiator الأمثل تعتمد على جهاز معين. معدل جرعة من 110 CGY / دقيقة تسليمها من مصدر السيزيوم 137 هو معدل الجرعة المركزي للirradiator المستخدمة هنا. تم تعديل وقت التعرض للوصول إلى الجرعة الإجمالية المطلوبة من 800 CGY.
  7. إزالة الماوس من irradiator والتدريع، ومن ثم إعادته إلى القفص، معيار الأصلي المذكورة في الخطوة 1.1.
  8. مراقبة مستمرة الماوس حتى استعاد وعيه كافية للحفاظ على الاستلقاء القصية.

4. الناجمة عن الإشعاع قياس التعب

  1. في اليوم بعد الانتهاء من ثلاثة أيام متتالية من الإشعاع، ونقل الفئران لأقفاص VWRA الفردية هو موضح في الخطوة 2.1.
  2. سجل VWRA، كما هو موضح في الخطوة 2.2، باستثناء هنا وضع تسجيلمدة أكثر من 15 يوما. في نهاية ال 15 يوما، يدويا إيقاف VWRA تسجيل من خلال واجهة البرنامج.
    ملاحظة: البيانات من كل فترة تسجيل وحفظ تلقائيا جداول البيانات، كل منها يتضمن دوران، وبعد المسافة، وقياسات للسرعة لجميع الحيوانات (الأعمدة) وعلى جميع فترات (صفوف) طوال فترة التسجيل. في نهاية التجربة، هناك نوعان من جداول البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة برنامج تسجيل: واحد للVWRA قبل التشعيع، واحدة للVWRA بعد التشعيع.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

تم تشغيل ثلاث دفعات من الفئران من خلال بروتوكول المذكورة أعلاه. كان هناك ما مجموعه 16 صورية و 20 المشع (2400 CGY، 3 × 800 CGY / يوم) الفئران. بعد ثلاثة أيام متتالية من تشعيع، أظهرت مجموعة المشع إلى خفض كبير VWRA مقارنة صورية (التدابير المتكررة مختلطة أنوفا: الأثر الرئيسي من العلاج بالإشعاع، F 1،13 = 19.233، P <0.001). وكان تأثير كبير لسبعة أيام الأولى بعد التشعيع (الآثار الرئيسية بسيطة، ف <0.05 مع تصحيح بونفيروني)، مع أدنى مسافة VW...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

وصفناها بروتوكول باستخدام أشعة الطرفية المستهدفة للحث على الحد من VWRA في الفئران دون التباس الاعتلال أو الوفاة. الأهم من ذلك، جهاز التدريع بسيط يسمح التشعيع في هذا البروتوكول لاستهداف المنطقة المطلوبة على الدوام، ومحاكاة العلاج الإشعاعي من قبل المرضى الذين يعانون من سرطان الحوض وردت بها. وعلى النقيض من نماذج CRF الحالية التي تنطوي على الدماغ أو الكلي إشعاع الجسم 8، 9، وهذا النموذج يستكشف كيف يمكن إجراء أشعة المستهدفة محيط...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

وأيد هذا البحث من قبل شعبة جماعية بحوث، المعهد الوطني للأبحاث التمريض والمعاهد الوطنية للصحة.

شكر وتقدير

فإن الكتاب أود أن أشكر ميشيل ألين من الوطني للقلب والرئة والدم المعهد (NHLBI) التابع للمعاهد الوطنية للصحة (NIH) لتبادل بسخاء خبرتها في طرق phenotyping الفئران ولها المساعدة التقنية الجارية، وكذلك ل تيموثي هانت من NHLBI لمساعدتنا في تطوير جهاز التدريع. ويدعم هذه الدراسة من قبل شعبة جماعية البحوث في المعهد الوطني للبحوث التمريض من المعاهد الوطنية للصحة، وجزء من المحاكمة التحقق من صحة تدعمه منحة من الأورام التمريض مؤسسة المجتمع.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
C57BL / 6 الفئراننهرتشارلز 027 (http://www.criver.com/products-services/basic-research/find-a-model/c57bl-6n-mouse)
الكيتامين هيدروكلوريد بوتني100 مجم / مل محلول مخزون
زيلازين حمض الهيدروكلوريكمختبراتلويد 100 مجم / مل
وشم القوارضAIMSATS-3http://animalid.com/lab-animal-identification-systems/ats-3-general-rodent-tattoo-system
جهاز حماية من الرصاص(حسب الطلب)درع من الرصاص بسمك بوصة واحدة مرتبة على شكل صندوقين بسمك بوصة واحدة بينهما للإشعاع المستهدف
حاوية حماية زجاج شبكي(حسب الطلب)حاوية زجاج شبكي مملوءة بالستايروفوم. قواطع الستايروفوم تثبت درع الرصاص في مكانه.
GammaCell 40 ExactorBest Theratronicshttp://www.theratronics.ca/product_gamma40.html
RAD Disk UltraBest Theratronicshttp://www.theratronics.ca/product_rad.html
ماوس غرفة عجلةالفردي Lafayette Instrument Company# 80820http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=980
عداد عجلة النشاط ل مراقبة الكمبيوترLafayette Instrument Company# 86061http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1052
كابل معياري لعدادات العجلاتLafayette Instrument Company# 86051-7http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1046
واجهة كمبيوتر USB لعدادات عجلات النشاط شركةLafayette Instrument#86056Ahttp://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1047
برنامج مراقبة عجلة النشاطشركة لافاييت للأدوات# 86065http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1053
رمز سلالة نظام النشاط

المراجع

  1. Minton, O., et al. Cancer-related fatigue and its impact on functioning. Cancer. 119, Suppl 11. 2124-2130 (2013).
  2. Bower, J. E. Cancer-related fatigue--mechanisms, risk factors, and treatments. Nat Rev Clin Oncol. 11 (10), 597-609 (2014).
  3. Saligan, L. N., et al. The biology of cancer-related fatigue: a review of the literature. Support Care Cancer. 23 (8), 2461-2478 (2015).
  4. Norden, D. M., et al. Tumor growth increases neuroinflammation, fatigue and depressive-like behavior prior to alterations in muscle function. Brain Behav Immun. 43, 76-85 (2015).
  5. Ray, M. A., Trammell, R. A., Verhulst, S., Ran, S., Toth, L. A. Development of a mouse model for assessing fatigue during chemotherapy. Comp Med. 61 (2), 119-130 (2011).
  6. Zombeck, J. A., Fey, E. G., Lyng, G. D., Sonis, S. T. A clinically translatable mouse model for chemotherapy-related fatigue. Comp Med. 63 (6), 491-497 (2013).
  7. Renner, M., et al. A murine model of peripheral irradiation-induced fatigue. Behav Brain Res. 307, 218-226 (2016).
  8. Van der Meeren, A., Lebaron-Jacobs, L. Behavioural consequences of an 8 Gy total body irradiation in mice: Regulation by interleukin-4. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 79 (2), 140-143 (2001).
  9. York, J. M., et al. The biobehavioral and neuroimmune impact of low-dose ionizing radiation. Brain Behav Immun. 26 (2), 218-227 (2012).
  10. Meijer, J. H., Robbers, Y. Wheel running in the wild. Proc Biol Sci. 281 (1786), (2014).
  11. The Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , 8th Edition, National Research Council of the National Academies. (2011).
  12. Heredia, L., Torrente, M., Domingo, J. L., Colomina, M. T. Individual housing and handling procedures modify anxiety levels of Tg2576 mice assessed in the zero maze test. Physiol Behav. 107 (2), 187-191 (2012).
  13. Varty, G. B., Paulus, M. P., Braff, D. L., Geyer, M. A. Environmental enrichment and isolation rearing in the rat: effects on locomotor behavior and startle response plasticity. Biol Psychiatry. 47 (10), 864-873 (2000).
  14. Pham, T. M., Brene, S., Baumans, V. Behavioral assessment of intermittent wheel running and individual housing in mice in the laboratory. J Appl Anim Welf Sci. 8 (3), 157-173 (2005).
  15. Knab, A. M., et al. Repeatability of exercise behaviors in mice. Physiol Behav. 98 (4), 433-440 (2009).
  16. Novak, C. M., Burghardt, P. R., Levine, J. A. The use of a running wheel to measure activity in rodents: relationship to energy balance, general activity, and reward. Neurosci Biobehav Rev. 36 (3), 1001-1014 (2012).
  17. Mineur, Y. S., Belzung, C., Crusio, W. E. Effects of unpredictable chronic mild stress on anxiety and depression-like behavior in mice. Behav Brain Res. 175 (1), 43-50 (2006).
  18. Perhach, J. L. Jr, Barry, H. 3rd Stress responses of rats to acute body or neck restraint. Physiol Behav. 5 (4), 443-448 (1970).
  19. Iwakawa, M., et al. Different radiation susceptibility among five strains of mice detected by a skin reaction. J Radiat Res. 44 (1), 7-13 (2003).
  20. Travis, E. L., Peters, L. J., McNeill, J., Thames, H. D. Jr, Karolis, C. Effect of dose-rate on total body irradiation: lethality and pathologic findings. Radiother Oncol. 4 (4), 341-351 (1985).
  21. Duran-Struuck, R., Dysko, R. C. Principles of bone marrow transplantation (BMT): providing optimal veterinary and husbandry care to irradiated mice in BMT studies. J Am Assoc Lab Anim Sci. 48 (1), 11-22 (2009).
  22. Duran-Struuck, R., et al. Differential susceptibility of C57BL/6NCr and B6.Cg-Ptprca mice to commensal bacteria after whole body irradiation in translational bone marrow transplant studies. J Transl Med. 6, 10(2008).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

استحثاث الإرشادالجري الطوعي على العجلةالعلاج الإشعاعيالإرهاق المرتبط بالسرطانالتدريع بالرصاصبروتوكول التخديرقياس الجري الطوعي على العجلةالإشعاع الوهمي
نموذج الفأر من التعب المستحث بواسطة الطرفية تشعيع
تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.