Name: دراسة تأثير الملوثات البيئية المستنشقة على وظيفة حاسة الشم في الفئران (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-13T13:40:00.000+00:00
Duration: 4 min
Description: اكتشف اختبارات سلوكية لتقييم تأثير الملوثات البيئية المستنشقة على وظيفة حاسة الشم في الفئران. تستخدم الطريقة اختبار الطعام المدفون وتجربة تمييز الروائح الاجتماعية مع تسجيل فيديو دقيق.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

تم دعم هذا العمل ماليا من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (82204088 ، 82273669) ومؤسسة العلوم الطبيعية في مقاطعة شاندونغ ، الصين (ZR2021QH209).

استخدمنا ذكور الفئران C57BL / 6J (العمر: 6-8 أسابيع ؛ الوزن: 20-22 جم) لجميع الاختبارات السلوكية. تعرضت الفئران لظروف ثابتة (أي درجة الحرارة ، 23 ± 1 درجة مئوية ؛ الرطوبة ، 55٪ ± 5٪ ، ودورة الضوء والظلام 12/12 ساعة مع إضاءة الأضواء في الساعة 7:00). تم إجراء جميع الاختبارات السلوكية بين الساعة 10:00 و 17:00. تمت الموافقة على جميع التجارب على من قبل لجنة الأخلاقيات التابعة للجنة المهنية للتجارب على بجامعة تشينغداو. بعد فترة تأقلم لمدة أسبوع 1 ، تعرضت جميع الفئران للملوثات البيئية القابلة للاستنشاق.
1. التعرض للملوثات
<ol><li>الإدارة عن طريق الأنف عن طريق التقطير<ol><li>حل الملوثات البيئية القابلة للاستنشاق في محلول ملحي 0.9٪. استخدم محلول كبريتات الزنك بنسبة 5٪ مرة واحدة ، والذي ثبت أنه يسبب اختلال وظيفي في حاسة الشم17. بالنسبة للفئران الضابطة، يتم تطبيق محلول ملحي طبيعي بنسبة 0.9٪.</li>
		<li>تخدير الفأر عن طريق الحقن داخل الصفاق من 1 ٪ بنتوباربيتال الصوديوم18 وتقييم عمق التخدير باستخدام منعكس قرصة إصبع القدم. ضع مرهم الطبيب البيطري على عيون الفأر لمنع الجفاف. ضع الماوس على ظهره على سطح مائل ، مع توجيه الرأس لأسفل.</li>
		<li>باستخدام مسدس ماصة ، قم بتطبيق 10 ميكرولتر من المحلول في فتحة أنف واحدة من الماوس ، مما يسمح باستنشاق المحلول بشكل طبيعي في تجويف الأنف.</li>
		<li>لضمان رفاهية الماوس ومنع أي إزعاج محتمل ، كرر استنشاق فتحة الأنف الأخرى بعد فاصل زمني مدته 10 دقائق.</li>
		<li>في 3 أيام بعد تناوله عن طريق الأنف عن طريق التقطير في الفئران ، قم بإجراء اختبار الطعام المدفون.</li>
	</ol></li>
</ol>2. اختبار الطعام المدفون
<ol><li>نفذ الحرمان من الطعام في 18-24 ساعة قبل الاختبار عن طريق إزالة جميع كريات تشاو من قادوس الطعام في القفص المنزلي. تغيير مواد الفراش للفئران. لا تقم بإزالة زجاجة الماء.</li>
	<li>رتب جدول التشغيل كما هو موضح أدناه.<ol><li>في 1 ساعة قبل بدء الاختبار ، خذ القفص الذي يحتوي على الفئران إلى غرفة العمليات للراحة.</li>
		<li>ترتيب غرفة العمليات خلال هذه الفترة. استخدم أقفاص الفئران القياسية البلاستيكية الشفافة وقم بتمييزها على أنها A لأنها تخلق بيئة مألوفة. استخدم قفص الاختبار وقم بتمييزه على أنه B ، وهو قفص سنجاب قياسي شفاف PVC. ضع علامة على القفص الشائع المستخدم لوضع الفئران بعد التجربة على أنه القفص C.</li>
		<li>قم بتغطية الأقفاص A و B ب 3 سم من مواد الفراش وقم بقياسها بمسطرة. رتب الأقفاص جنبا إلى جنب ، بمسافة 0.5 متر بين كل قفص (الشكل 1).</li>
		<li>حدد المنطقة التجريبية على أنها منطقة نصف قطرها 2 m، ويكون المركز هو مركز الأقفاص. حدد المنطقة خارج نطاق 2 م كمنطقة مراقبة.</li>
		<li>احتفظ بالقفص C والأقفاص التي تحتوي على فئران غير مختبرة بعيدا عن المنطقة التجريبية قدر الإمكان.</li>
	</ol></li>
	<li>سجل الوقت للعثور على الطعام كما هو موضح أدناه.<ol><li>حدد موقعا عشوائيا في القفص B ، ودفن الطعام 1 سم تحت سطح الفراش ، وقم بتنعيم سطح الفراش.</li>
		<li>ضع الماوس في القفص A لمدة 4 دقائق. انقل الفئران إلى القفص B في نهاية التوقيت ، وقم بتشغيل جهاز الفيديو ، والعودة إلى منطقة المراقبة.</li>
		<li>عندما يلتقط الماوس كتلة الطعام بمقدمة مقدمته ، أوقف تسجيل الفيديو. في بعض الحالات ، يمكن رؤية الفئران تأكل ورؤوسها منحنية فوق الطعام. يشير هذا السلوك أيضا إلى نجاح التجربة ، حتى لو كان الماوس لا يحمل الطعام بمقدمة قدمه.</li>
		<li>تسجيل البيانات. سجل الوقت من ملامسة الحصيرة الموجودة أسفل القفص B حتى يتم العثور على طعام لكل ماوس. إذا لم تجد الفئران الطعام بعد 4 دقائق ، فقم بتسجيل وقت البحث كوقت تأخير قدره 240 ثانية.</li>
		<li>ضع الماوس في القفص C بعد الاختبار.</li>
		<li>أخرج العلف من القفص B وضعه في كيس مغلق. استبدل الطعام في القفص B واختبر الماوس التالي بعد تغيير مادة الفراش ، كما هو موضح أدناه.<ol><li>بالنسبة للفئران الموجودة في نفس القفص ، اختبر بنفس مجموعة مواد الفراش في القفص B. بالنسبة للفئران في أقفاص مختلفة ، قم بتنظيف القفص بالكحول واستبدل مواد الفراش.</li>
		</ol></li>
		<li>أضف العلف والماء إلى الفئران بعد التجربة. أداء تجربة التمييز رائحة الاجتماعية 1 يوم في وقت لاحق. ملاحظة: يجب ارتداء الأقنعة طوال العملية ، ويجب تغيير القفازات الشفافة بعد انتهاء كل فأر من التجربة لتجنب انتقال الرائحة قدر الإمكان. حافظ على سعة الحركات صغيرة قدر الإمكان لتجنب إجهاد الماوس.</li>
	</ol></li>
</ol>3. تجربة التمييز بين الرائحة الاجتماعية
<ol><li>جمع البول<ol><li>جمع بشكل منفصل البول من الفئران الذكور الناضجة جنسيا والفئران الإناث والقسمة في أنابيب بأحجام متساوية19. حزمة في أنابيب الطرد المركزي الدقيقة 2 مل مع 300 ميكرولتر من البول في كل أنبوب.</li>
		<li>تخزين العينات في -80 درجة مئوية حتى الاستخدام. هز الأنابيب لتوزيع العينة بالتساوي بعد الذوبان. لا تذوب العينة وتجمدها بشكل متكرر.</li>
	</ol></li>
	<li>رتب جدول التشغيل كما هو موضح أدناه.<ol><li>في 1 ساعة قبل بدء الاختبار ، خذ القفص الذي يحتوي على الفئران إلى غرفة العمليات للراحة.</li>
		<li>رتب غرفة العمليات خلال هذه الفترة كما هو موضح في الخطوات 2.2.2-2.2.5.</li>
	</ol></li>
	<li>سجل الوقت للعثور على البول كما هو موضح أدناه.<ol><li>اصنع أخدودا بشريط لاصق حول كل من الجانبين العريضين للقفص B كبيرا بما يكفي لحمل أنبوب الطرد المركزي الدقيق الذي يحتوي على 300 ميكرولتر من بول الذكور والإناث. ضع الأنابيب واحتفظ بغطاءي الأنبوب مغلقين في الوقت الحالي.</li>
		<li>ضع الماوس في القفص A واضبط العد التنازلي لمدة 4 دقائق. افتح أنبوبي القفص B في نهاية التوقيت.</li>
		<li>انقل الماوس إلى الموضع الأوسط للقفص B ، على نفس المسافة من الأنبوبين ، ثم قم بتشغيل معدات تسجيل الفيديو وتراجع برفق وببطء إلى منطقة المراقبة.</li>
		<li>عندما يشم الماوس جدار الأنبوب / الفم أو حتى داخل الأنبوب ، يتم شم رائحة الأنبوب بنجاح. في هذا الوقت ، اضغط على ساعة الإيقاف وسجل الوقت كوقت شم الأنبوب (M s) ، ثم استمر في تسجيل وقت الإقامة (X s) حتى يتحرك الماوس بعيدا عن الأنبوب.</li>
		<li>استمر في توقيت الوقت الذي تستنشق فيه الأنبوب الآخر. عندما يشم الماوس جدار الأنبوب / الفم أو حتى داخل الأنبوب ، يتم شم رائحة الأنبوب بنجاح. اضغط على ساعة الإيقاف وسجل الوقت المستغرق لشم رائحة الأنبوب الآخر (N s) ، ثم استمر في تسجيل وقت الإقامة (Y s) حتى يتحرك الماوس بعيدا عن الأنبوب.</li>
		<li>انقل الماوس إلى القفص C في نهاية التجربة.</li>
		<li>قم بتغيير أنابيب البول ومواد الفراش في القفص B بعد كل اختبار للفأر. ضع بول الفئران المستخدم في كيس نظيف حسب الجنس.</li>
		<li>قم بتغيير القفازات واختبر الماوس التالي كما هو موضح أعلاه.</li>
	</ol></li>
	<li>قم بإجراء التجربة في المختبر بدون رائحة واضحة. تجنب المنتجات الشخصية التي تنبعث منها روائح قوية. ارتد القفازات والأقنعة طوال العملية لتجنب عبور الرائحة قدر الإمكان. حافظ على سعة الحركات صغيرة قدر الإمكان لتجنب إجهاد الماوس.</li>
</ol>

تقييم ضعف حاسة الشم في الفئران بسبب الملوثات البيئية المستنشقة

<ol><li>Schäfer, L., Schriever, V. A., Croy, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+olfactory+dysfunction%3A+causes+and+consequences%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Tissue+Res%22%5BJournal%5D)">Human olfactory dysfunction: causes and consequences.</a> Cell Tissue Res. 383 (1), 569-579 (2021).</li>
<li>Keller, A., Malaspina, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hidden+consequences+of+olfactory+dysfunction%3A+a+patient+report+series%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Ear+Nose+Throat+Disord%22%5BJournal%5D)">Hidden consequences of olfactory dysfunction: a patient report series.</a> BMC Ear Nose Throat Disord. 13 (1), 8(2013).</li>
<li>Schroeter, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+physiological+computational+fluid+dynamics+models+to+predict+interspecies+nasal+dosimetry+of+inhaled+acrolein%5BTitle%5D)+AND+%22Inhal+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Application of physiological computational fluid dynamics models to predict interspecies nasal dosimetry of inhaled acrolein.</a> Inhal Toxicol. 20 (3), 227-243 (2008).</li>
<li>Schroeter, J. D., Garcia, G. J., Kimbell, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+computational+fluid+dynamics+approach+to+assess+interhuman+variability+in+hydrogen+sulfide+nasal+dosimetry%5BTitle%5D)+AND+%22Inhal+Toxicol%22%5BJournal%5D)">A computational fluid dynamics approach to assess interhuman variability in hydrogen sulfide nasal dosimetry.</a> Inhal Toxicol. 22 (4), 277-286 (2010).</li>
<li>Keyhani, K., Scherer, P. W., Mozell, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Numerical+simulation+of+airflow+in+the+human+nasal+cavity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech+Eng%22%5BJournal%5D)">Numerical simulation of airflow in the human nasal cavity.</a> J Biomech Eng. 117 (4), 429-441 (1995).</li>
<li>Hahn, I., Scherer, P. W., Mozell, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Velocity+profiles+measured+for+airflow+through+a+large-scale+model+of+the+human+nasal+cavity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Velocity profiles measured for airflow through a large-scale model of the human nasal cavity.</a> J Appl Physiol. 75 (5), 2273-2287 (1993).</li>
<li>Zhang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exposure+to+particulate+matter+air+pollution+and+Anosmia%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Netw+Open%22%5BJournal%5D)">Exposure to particulate matter air pollution and Anosmia.</a> JAMA Netw Open. 4 (5), e2111606(2021).</li>
<li>Ekström, I. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmental+air+pollution+and+olfactory+decline+in+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Health+Perspect%22%5BJournal%5D)">Environmental air pollution and olfactory decline in aging.</a> Environ Health Perspect. 130 (2), 27005(2022).</li>
<li>Adams, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nitrogen+dioxide+pollution+exposure+is+associated+with+olfactory+dysfunction+in+older+U.S.+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Int+Forum+Allergy+Rhinol%22%5BJournal%5D)">Nitrogen dioxide pollution exposure is associated with olfactory dysfunction in older U.S. adults.</a> Int Forum Allergy Rhinol. 6 (12), 1245-1252 (2016).</li>
<li>Prah, J. D., Benignus, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decrements+in+olfactory+sensitivity+due+to+ozone+exposure%5BTitle%5D)+AND+%22Percept+Mot+Skills%22%5BJournal%5D)">Decrements in olfactory sensitivity due to ozone exposure.</a> Percept Mot Skills. 48 (1), 317-318 (1979).</li>
<li>Shi, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+exposure+to+environmental+pollutant+ammonia+causes+damage+to+the+olfactory+system+and+behavioral+abnormalities+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Chronic exposure to environmental pollutant ammonia causes damage to the olfactory system and behavioral abnormalities in mice.</a> Environ Sci Technol. 57 (41), 15412-15421 (2023).</li>
<li>Hernández-Soto, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+intermittent+hypoxia+alters+main+olfactory+bulb+activity+and+olfaction%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Chronic intermittent hypoxia alters main olfactory bulb activity and olfaction.</a> Exp Neurol. 340, 113653(2021).</li>
<li>Islam, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odor+preference+and+olfactory+memory+are+impaired+in+Olfaxin-deficient+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Odor preference and olfactory memory are impaired in Olfaxin-deficient mice.</a> Brain Res. 1688, 81-90 (2018).</li>
<li>Wang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inducible+and+conditional+activation+of+ERK5+MAP+kinase+rescues+mice+from+cadmium-induced+olfactory+memory+deficits%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotoxicology%22%5BJournal%5D)">Inducible and conditional activation of ERK5 MAP kinase rescues mice from cadmium-induced olfactory memory deficits.</a> Neurotoxicology. 81, 127-136 (2020).</li>
<li>Chamero, P., Leinders-Zufall, T., Zufall, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+genes+to+social+communication%3A+molecular+sensing+by+the+vomeronasal+organ%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Neurosci%22%5BJournal%5D)">From genes to social communication: molecular sensing by the vomeronasal organ.</a> Trends Neurosci. 35 (10), 597-606 (2012).</li>
<li>Mohrhardt, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Signal+detection+and+coding+in+the+accessory+olfactory+system%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Senses%22%5BJournal%5D)">Signal detection and coding in the accessory olfactory system.</a> Chem Senses. 43 (9), 667-695 (2018).</li>
<li>Liu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Type+3+adenylyl+cyclase+in+the+MOE+is+involved+in+learning+and+memory+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Type 3 adenylyl cyclase in the MOE is involved in learning and memory in mice.</a> Behav Brain Res. 383, 112533(2020).</li>
<li>Li, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyhexamethylene+guanidine+aerosol+triggers+pulmonary+fibrosis+concomitant+with+elevated+surface+tension+via+inhibiting+pulmonary+surfactant%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hazard+Mater%22%5BJournal%5D)">Polyhexamethylene guanidine aerosol triggers pulmonary fibrosis concomitant with elevated surface tension via inhibiting pulmonary surfactant.</a> J Hazard Mater. 420, 126642(2021).</li>
<li>Yang, M., Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simple+behavioral+assessment+of+mouse+olfaction%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Protoc+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Simple behavioral assessment of mouse olfaction.</a> Curr Protoc Neurosci. , Chapter 8, Unit 8.24 (2009).</li>
<li>Huang, K. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zinc+oxide+nanoparticles+induce+eosinophilic+airway+inflammation+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hazard+Mater%22%5BJournal%5D)">Zinc oxide nanoparticles induce eosinophilic airway inflammation in mice.</a> J Hazard Mater. 297, 304-312 (2015).</li>
<li>Burd, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphological+study+of+the+effects+of+intranasal+zinc+sulfate+irrigation+on+the+mouse+olfactory+epithelium+and+olfactory+bulb%5BTitle%5D)+AND+%22Microsc+Res+Tech%22%5BJournal%5D)">Morphological study of the effects of intranasal zinc sulfate irrigation on the mouse olfactory epithelium and olfactory bulb.</a> Microsc Res Tech. 24 (3), 195-213 (1993).</li>
<li>Zou, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+to+measure+olfactory+behavior+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Protoc+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Methods to measure olfactory behavior in mice.</a> Curr Protoc Toxicol. 63, 1-21 (2015).</li>
<li>Ryalls, J. M. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anthropogenic+air+pollutants+reduce+insect-mediated+pollination+services%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Pollut%22%5BJournal%5D)">Anthropogenic air pollutants reduce insect-mediated pollination services.</a> Environ Pollut. 297, 118847(2022).</li>
<li>Schiffman, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Livestock+odors%3A+implications+for+human+health+and+well-being%5BTitle%5D)+AND+%22J+Anim+Sci%22%5BJournal%5D)">Livestock odors: implications for human health and well-being.</a> J Anim Sci. 76 (5), 1343-1355 (1998).</li>
<li>Albrechet-Souza, L., Gilpin, N. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+predator+odor+avoidance+model+of+post-traumatic+stress+disorder+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">The predator odor avoidance model of post-traumatic stress disorder in rats.</a> Behav Pharmacol. 30, 2 and 3-Spec Issue 105-114 (2019).</li>
<li>Davies, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inactivation+of+medial+prefrontal+cortex+or+acute+stress+impairs+odor+span+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Learn+Mem%22%5BJournal%5D)">Inactivation of medial prefrontal cortex or acute stress impairs odor span in rats.</a> Learn Mem. 20 (12), 665-669 (2013).</li>
<li>Landers, M. S., Sullivan, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+development+and+neurobiology+of+infant+attachment+and+fear%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The development and neurobiology of infant attachment and fear.</a> Dev Neurosci. 34 (2-3), 101-114 (2012).</li>
<li>Drobyshevsky, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antenatal+insults+modify+newborn+olfactory+function+by+nitric+oxide+produced+from+neuronal+nitric+oxide+synthase%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Antenatal insults modify newborn olfactory function by nitric oxide produced from neuronal nitric oxide synthase.</a> Exp Neurol. 237 (2), 427-434 (2012).</li>
<li>Arbuckle, E. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Testing+for+odor+discrimination+and+habituation+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Testing for odor discrimination and habituation in mice.</a> J Vis Exp. (99), e52615(2015).</li>
</ol>

يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.

تقدم هذه المقالة بروتوكولين أساسيين مصممين للتقييم السريع لضعف حاسة الشم في الفئران. تؤدي الملوثات البيئية المتنوعة القابلة للاستنشاق إلى مستويات متميزة من الخلل الوظيفي الشمي في الفئران. يتم استخدام اختبار الطعام المدفون لتقييم القدرة على اكتشاف الروائح المتطايرة ، بينما تقوم تجربة التمييز الاجتماعي للرائحة بتقييم قدرة على تمييز الروائح الاجتماعية المختلفة وتمييزها. يعمل البروتوكول هنا على تقييم الآثار السامة للملوثات البيئية على وظيفة حاسة الشم.
تمتلك الملوثات البيئية المستنشقة ، بما في ذلك الأوزون والأمونيا وعادم الديزل ، روائح قد تؤثر على إدراك الفئران الشمي أثناء استنشاق العينة23,24. من الأهمية بمكان ملاحظة أن إجراء التجارب السلوكية على الفئران فور انتهاء التعرض يمكن أن يؤدي إلى نتائج سلبية كاذبة22. لمعالجة هذا القلق ، قمنا بتنفيذ تدابير لتعزيز الموثوقية التجريبية. على وجه التحديد ، تم تنظيف الأقفاص جيدا ، وتم استبدال مواد الفراش بعد فترة التعرض. بعد ذلك ، أجريت تجارب سلوكية بفاصل 24 ساعة بعد التعرض22. يهدف هذا التعديل الإجرائي إلى ضمان نتائج دقيقة وذات مغزى.
في تجربة دفن الطعام ، كانت المعلمة الرئيسية هي الوقت الذي تستغرقه الفئران لتحديد موقع الطعام المخفي. تجدر الإشارة إلى أن الفئران المجهدة تميل إلى إظهار نشاط متزايد وانخفاض التركيز أثناء الاختبار ، مما قد يؤدي إلى نتائج إيجابية خاطئة25،26،27،28. لذلك ، من الضروري التأكد من أن الفئران تظل هادئة ولا تتعرض لضغط لا داعي له أثناء مرحلة الاختبار. لتجنب أي تداخل محتمل ، تم نقل الفئران من مساكنها إلى منطقة الاختبار قبل 1 ساعة من التجربة. تم اتخاذ هذه الخطوة للسماح للفئران بالتأقلم وتقليل التوتر. لتسهيل التسجيل الدقيق للوقت ، تم تنشيط مسجل الفيديو عندما تم إدخال الفئران إلى القفص التجريبي B ، ثم تراجع المراقبون على الفور إلى منطقة المراقبة. تم وضع المراقبين على مسافة مثالية تبلغ 2 متر من القفص ، مما يضمن مراقبة واضحة دون التسبب في اضطراب. تضمنت معايير تحديد اكتشاف الطعام الناجح حالات استخدمت فيها الفئران أقدامها الأمامية أو ثنت رؤوسها على الطعام. اعتبر كلا السلوكين مؤشرا على العثور على الطعام ، بما يتماشى مع المعايير المقبولة على نطاق واسع19. في الحالات التي تحتاج فيها فئران متعددة ضمن نفس مجموعة الجرعة إلى الاختبار ، تم التأكد من أنها لم تتم إعادتها إلى قفص التربية الأصلي ولكن تم وضعها مؤقتا في قفص C عادي. فقط بعد اختبار جميع الفئران في نفس القفص ، أعيدوا بشكل جماعي إلى مساكنهم الأصلية. نظرا للرائحة المحتملة للأطعمة التي تم اختبارها ، تم اتخاذ الاحتياطات اللازمة لتخزينها في أكياس محكمة الإغلاق مسبقا وإعادة إغلاقها أو وضعها في حاويات محكمة الإغلاق بعد الاستخدام. تم تنفيذ هذه التدابير للحفاظ على سلامة الظروف التجريبية وضمان نتائج موثوقة.
في تجارب تمييز الرائحة الاجتماعية ، من الضروري استخدام عينات البول المشتقة من الفئران الناضجة جنسيا19. يعتمد تحديد النضج الجنسي على عمر الفئران ، وهي معلمة تختلف باختلاف سلالات الفئران. بعد الجمع ، يوصى بتخزين بول الذكور والإناث بشكل منفصل في الثلاجة عند -80 درجة مئوية. استخدمت الدراسات السابقة ساعات الإيقاف لأغراض التوقيت. ومع ذلك ، كان لهذه الطريقة قيود ، مثل وجود المراقبين على مسافة كبيرة من القفص التجريبي ، مما أدى إلى مشاكل محتملة مثل الملاحظات غير الواضحة والتوقيت غير الدقيق19،22،29. ولمواجهة هذه التحديات، قمنا بتحسين إجراءات التوقيت من خلال دمج معدات الفيديو بدلا من ساعات التوقيت. لا يسهل هذا التعديل الحصول على بيانات أكثر دقة فحسب ، بل يتيح أيضا جمع البيانات من مجموعات تجريبية متعددة.
في هذه التجارب ، تم استخدام جهاز الفيديو لتسجيل سلوك الفئران ، والذي يتميز بتقليل معدل الإطارات للفيديو وتمكين المراقبين من تسجيل وقت أنشطة السلوك المختلفة للفئران بشكل أكثر دقة ، مما يعوض النقص الذي لم يتمكن المراقبون من ملاحظة سلوك الفئران في منطقة المراقبة. ومع ذلك ، فإن عيب استخدام معدات تسجيل الفيديو هو أن وقت التحليل سيزداد. في نهاية التجربة ، احتجنا إلى مشاهدة الفيديو مرة أخرى لتسجيل وقت الأنشطة السلوكية المختلفة لكل فأر. عندما يكون عدد الفئران كبيرا ، من الضروري تحليل فيديو كل ماوس ، مما سيزيد من عبء العمالة في المختبر.
تشير نتائج البحوث إلى أن الملوثات البيئية المختلفة القابلة للاستنشاق يمكن أن تؤثر سلبا على وظيفة حاسة الشم. تقدم هذه الورقة نهجا سريعا وغير معقد ودقيق بشكل معقول لتقييم السمية الشمية المرتبطة بالملوثات البيئية القابلة للاستنشاق. هذه الطريقة حاسمة في إجراء تقييمات المخاطر للخلل الوظيفي الشمي المنسوب إلى الملوثات البيئية في البشر.

برز ضعف حاسة الشم كمصدر قلق جدير بالملاحظة للصحة العامة ويرتبط بشكل مستقل بزيادة خطر الإصابة بالأمراض التنكسية العصبية. يمكن أن تؤثر هذه الحالة سلبا على الرفاه العام ، وتساهم في تطور أعراض الاكتئاب ، وتؤدي إلى انخفاض نوعية الحياة. لوحظ تأثيره بشكل بارز في التصور المتغير للطعام ، وإعاقة التواصل الاجتماعي ، والمشاعر السلبية المتزايدة1. تم اعتبار عوامل مختلفة ، بما في ذلك مرض الجيوب الأنفية ، وعدوى الجهاز التنفسي العلوي ، وإصابات الدماغ الرضحية ، من المساهمين في ضعف حاسة الشم لدى البشر2. والجدير بالذكر أن الملوثات البيئية القابلة للاستنشاق مثل PM2.5 ، والتي تقدر بتراوحها من 2٪ إلى 16٪ ، تدخل الجسم من خلال الهواء المستوحى ، وتجتاز تجويف الأنف ، وتصل إلى مناطق محددة مخصصة لحاسة الشم حيث يتم ترسبها3،4،5،6،7. تشير النتائج الحديثة إلى أن الملوثات البيئية القابلة للاستنشاق ، بما في ذلك PM2.5 والأمونيا ، يمكن أن تضر بالفعل بالخلايا العصبية الحسيةالشمية 8،9،10. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من التحقق للتأكد مما إذا كان هذا الضرر يؤدي مباشرة إلى خلل في حاسة الشم. ومن ثم، فإن التقييم الدقيق لآثار الملوثات البيئية القابلة للاستنشاق على وظيفة حاسة الشم له أهمية خاصة.
حاليا ، تستخدم العديد من مختبرات الأبحاث الفئران كنموذج فقاري بديل للتجارب السلوكية التي تهدف إلى فهم التغيرات في وظيفة حاسة الشم11،12،13،14. تم اختيار الفئران كنظام نموذجي مفضل للتحقيق في الاتصالات الكيميائية للفقاريات ، ويظهر حساسية شمية ملحوظة حاسمة للبحث عن الطعام والتواصل الاجتماعي15. علاوة على ذلك ، فإن مجموعة الأدوات المتطورة باستمرار لمراقبة سلوك الفئران والتأثير عليه جعلت هذا النوع جذابا بشكل استثنائي للبحث في وظيفة حاسة الشم16.
في هذه الدراسة ، استخدمنا اختبار الطعام المدفون وتجربة تمييز الرائحة الاجتماعية لتقييم ضعف حاسة الشم في نموذج فأر معرض لملوثات بيئية قابلة للاستنشاق. لتعزيز دقة التقييم ، اخترنا الطريقة الأكثر تمثيلا لتقييم الوظيفة الشمية. قمنا بتحسين هذه الطريقة بشكل منهجي لضمان البساطة والوضوح ، مما يسمح لنا بقياس مدى الخلل الشمي الناجم عن الملوثات البيئية القابلة للاستنشاق بشكل فعال.

<table><tbody><tr><td>0.5-10 مو ؛ L  ماصة دقيقة قابلة للتعديل</td><td>Eppendorf ، ألمانيا</td><td>3123000225</td><td>تقطير داخل الأنف</td></tr><tr><td>0.9٪ محلول ملحي</td><td>Solarbio</td><td>7647-14-5</td><td>إذابة الملوثات</td></tr><tr><td>كبريتات الزنك اللامائية</td><td>Macklin</td><td>7733-02-0</td> كشف <td></td></tr><tr><td>أنبوب الطرد المركزي للفئران (2 مل)</td> <td>Biosharp Incorporated</td><td>BS-20-M</td><td>مكان</td></tr><tr><td>البول التوازن الإلكتروني</td><td>Changzhou Ohaus Co. </td><td>EX125DZH</td><td>الوزن التخدير والملوثات</td></tr><tr><td>GraphPad Prism</td><td>GraphPad Software</td><td>8.0.1</td><td>التحليل الإحصائي</td></tr><tr><td>كاشف الغبار المحمول</td><td>TSI &amp; nbsp ؛ مدمج</td><td>DuatTrak <img alt="المعادلة 1" src="/%20files%20/%20ftp_upload%20/%2066818%20/%2066818eq01.jpg" style="الهامش: تلقائي ؛ ">8532</td><td>الفئران المعرضة للاستنشاق</td></tr><tr><td>معدات تسجيل الفيديو</td><td>Apple Inc.</td><td>iPhone 6s Plus</td><td>تم تسجيل وقت نشاط الفئران</td></tr><tr><td>Vortex خلاط</td><td>Haimen Kylin-Bell Lab Instruments Co.</td><td>Vortex-5 </td><td>مزيج الحل</td></tr></tbody></table>

دراسة تأثير الملوثات البيئية المستنشقة على وظيفة حاسة الشم في الفئران

Studying the Effects of Inhaled Environmental Pollutants on Olfactory Function in Mice

ضعف حاسة الشم هو مشكلة صحية عامة كبيرة ويتنبأ بشكل مستقل بخطر الإصابة بالأمراض التنكسية العصبية. قد يؤدي التعرض للملوثات البيئية المستنشقة إلى إضعاف حاسة الشم ؛ وبالتالي، هناك حاجة ملحة إلى أساليب لتقييم آثار التعرض للملوثات البيئية المستنشقة على حاسة الشم. الفئران هي نماذج مثالية للتجارب الشمية بسبب نظامها الشمي المتطور للغاية وخصائصها السلوكية. لتقييم آثار التعرض للملوثات البيئية المستنشقة على وظيفة حاسة الشم في الفئران ، يتم توفير اختبار مفصل للأغذية المدفونة وتجربة تمييز الرائحة الاجتماعية ، بما في ذلك إعداد التجربة ، واختيار وبناء المرافق التجريبية ، وعملية الاختبار ، ومؤشرات الوقت. وفي الوقت نفسه ، تتم مناقشة معدات ضبط الوقت والتفاصيل التشغيلية والبيئة التجريبية لضمان نجاح الفحص. تستخدم كبريتات الزنك كعلاج لإثبات جدوى النهج التجريبي. يوفر البروتوكول عملية تشغيلية بسيطة وواضحة لتقييم آثار الملوثات البيئية المستنشقة على وظيفة حاسة الشم في الفئران.

الملوثات البيئية القابلة للاستنشاق تضعف وظيفة حاسة الشم في الفئران. ثبت أن الزنك الجوي المنبعث من المحارق والسيارات هو ملوث مستنشق يمكن أن يؤدي إلى التهاب الرئة التحسسي20. تعتبر كبريتات الزنك أحد المركبات النموذجية التي تسبب اختلال وظيفي في حاسة الشم21. لذلك ، نستخدم كبريتات الزنك كعلاج لتعريض الفئران عن طريق تقطير الأنف واختباره باستخدام اختبار الطعام المدفون وتجربة تمييز الرائحة الاجتماعية. في اختبار دفن الطعام ، استغرق الأمر أكثر من 240 ثانية للفئران المعرضة لكبريتات الزنك للعثور على الطعام مقارنة بالمجموعة الضابطة (الشكل 2). عادة ما تجد الفئران المحرومة من الطعام مع حاسة الشم الطبيعية الطعام المدفون في غضون 1 دقيقة. عندما طورت الفئران خلل وظيفي في حاسة الشم ، استغرق الأمر وقتا أطول للعثور على الطعام أو حتى لم تتمكن من العثور على الطعام. بالمقارنة مع المجموعة الضابطة ، استغرقت الفئران في المجموعة المكشوفة وقتا أطول للعثور على الطعام ، مع بعض الحالات التي لم يتمكنوا فيها من العثور على الطعام في غضون 240 ثانية ، مما يشير إلى تلف الوظيفة الشمية.
لوحظت نتائج مماثلة في تجربة التمييز بين الرائحة الاجتماعية. في الفئران المعرضة لكبريتات الزنك ، لا يمكن شم بول الذكور أو الإناث خلال وقت المراقبة المحدد (الشكل 3 أ). بعد الوقت المحدد ، استنشقت الفئران المعرضة لكبريتات الزنك بول الإناث والذكور لفترة وجيزة ، لكن وقت الاستنشاق كان أقل بكثير من وقت الفئران الضابطة (الشكل 3 ب). عندما يتم تقديم كميات متساوية من بول الإناث والذكور في نفس الوقت ، تفضل الفئران الذكور عادة بول الإناث22. احتاجت الفئران في المجموعة المكشوفة إلى وقت أطول للتمييز بين بول الإناث والذكور أو حتى لم تستطع التمييز بينهما. على وجه التحديد ، بالمقارنة مع المجموعة الضابطة ، قضت الفئران في المجموعة المكشوفة وقتا أطول في شم رائحة البول وقضت وقتا أقصر بالقرب من البول.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66818/66818fig01.jpg"> الشكل 1: تخطيط جدول العمليات. تم الاحتفاظ بالأقفاص A و B على مسافة 0.5 متر. تم التحكم في معدات تسجيل الفيديو فوق القفص B بواسطة حامل الهاتف المحمول ، وتم تعديل مجال الفيديو لتسجيل البيئة الداخلية للقفص. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66818/66818fig01large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66818/66818fig02.jpg"> الشكل 2: نتائج اختبار الطعام المدفون. التحليل الإحصائي للفئران الضابطة والفئران المعرضة لكبريتات الزنك بحثا عن الطعام. وجدت الفئران في المجموعة الضابطة طعاما في غضون 30 ثانية ، ووجدت الفئران المعرضة لكبريتات الزنك طعاما لأكثر من 240 ثانية ، والتي تم حسابها على أنها 240 ثانية. تم استخدام عينة مستقلة من اختبار t لمقارنة الاختلافات بين المجموعتين. يتم تقديم البيانات كمتوسط ± SD (n = 3 الفئران لكل مجموعة) ؛ ** ص &lt; 0.01. إذا لم يعثر أي على الطعام بعد 240 ثانية ، فقد تم تسجيل وقت العثور على الطعام على أنه 240 ثانية ، كما كان الحال مع جميع المعالجة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66818/66818fig02large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66818/66818fig03.jpg"> الشكل 3: تجربة تمييز الرائحة الاجتماعية. أ: التحليل الإحصائي للفئران الضابطة والفئران المعرضة لكبريتات الزنك بحثا عن البول. وجدت الفئران في المجموعة الضابطة البول في غضون 30 ثانية ، وقضت الفئران المعرضة لكبريتات الزنك أكثر من 240 ثانية في البحث عن بول الإناث أو الذكور ، والذي تم احتسابه على أنه 240 ثانية. إذا لم يعثر أي حيوان على قارورة البول بعد 240 ثانية ، فقد تم تسجيل وقت العثور على القارورة على أنه 240 ثانية ، كما كان الحال مع جميع الحيوانات المعالجة. (ب) تم تحليل وقت البقاء الملامس للبول إحصائيا للفئران الشاهدة والفئران المعرضة لكبريتات الزنك. تم استخدام عينة مستقلة من اختبار t لمقارنة الاختلافات بين المجموعتين. يتم تقديم البيانات بمتوسط ± SD (n = 3 فئران لكل مجموعة) ؛ ** ص &lt; 0.01 ، * ص &lt; 0.5. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66818/66818fig03large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

تقدم هذه الورقة وصفا مفصلا لاختبار الطعام المدفون وتجربة تمييز الرائحة الاجتماعية لتقييم آثار التعرض للملوثات البيئية المستنشقة على وظيفة الشم في الفئران.

Olfactory impairment is a significant public health problem and independently predicts the risk of neurodegenerative diseases. Inhaled environmental ...

studying-effects-inhaled-environmental-pollutants-on-olfactory

Research

JoVE Journal

Environment

البيئة

وقد أدت الأساسية ، وخصائص فريدة من نوعها حتى الآن لنظام القوارض الشم لدراسة المتزايد بين الأحياء. ثم يتم تقييم بسيطة نسبيا من وظيفتها المطلوبة أيضا. نحن هنا وصف اختبارات حساسة بالنسبة للتوصيف حساسية الماوس الشمية والتفضيل.

السلوكية اختبار الشم في الماوس الكبار

يوفر هذا البروتوكول وصفا خطوة بخطوة مفصل للإجراءات المطلوبة لتنفيذ القياسات الميكانيكا الجهاز التنفسي وكذلك تقييم استجابة مجرى الهواء المستنشق إلى ميثاكولين في الفئران باستخدام تقنية التذبذب القسري (flexiVent؛ SCIREQ المؤتمر الوطني العراقي، مونتريال، QC ، كندا).

تقييم ميكانيكا الجهاز التنفسي في الفئران باستخدام تقنية التذبذب القسري

ضعف في وظيفة حاسة الشم هو سمة شائعة في العديد من الاضطرابات التنكسية العصبية بما في ذلك مرض باركنسون ومرض الزهايمر وهنتنغتون. في هذه المقالة ، نصف مجموعة من الاختبارات لتقييم تمييز حاسة الشم واكتشافها في الفئران والتي يمكن استخدامها لقياس قدرات حاسة الشم في نماذج الفئران للأمراض التنكسية العصبية.

فحوصات حاسة الشم لنماذج من الماوس مرض الاعصاب

الهدف من هذا البروتوكول هو توفير طرق آلية لتحديد أمراض الرئة المزمنة في نموذج الفئران لمرض الانسداد الرئوي المزمن. يتضمن البروتوكول تعريض الفئران لدخان السجائر (CS) ، وقياس وظيفة الرئة ، وتضخيم الرئتين ، واستخدام طرق قياس المرض لقياس انتفاخ الرئة وإعادة تشكيل مجرى الهواء الصغير في الفئران.

القياس الآلي للالرئوي وانتفاخ الرئة ومجرى الهواء الصغيرة في إعادة عرض السجائر الفئران المعرضة للدخان

تصف هذه المخطوطة بروتوكولا لفحص النظام الشمي للقوارض. سيسمح اختبار التعود الشمي / التخلي عن الرائحة للمحققين بتحديد ما إذا كان الفأر يعتاد على رائحة معروضة بشكل متكرر وما إذا كان الفأر يظهر التخلي عن الرائحة عند تقديم رائحة جديدة.

اختبار لرائحة التمييز والتعويد في الفئران

نقدم اختبارا شميا بسيطا وغير متحيز في الفئران. باستخدام هذا البروتوكول ، يمكن تقييم التمييز الشمي والتفضيل والتجنب والحساسية لرائحة جديدة مقارنة بالماء في جلسات سلوكية فردية. يشار إلى هذه الطريقة لمجرب واحد ويعتمد التحليل على معالجة الفيديو بمساعدة الكمبيوتر.

بسيطة والشم اختبار لالفئران بمساعدة الحاسوب

تصف هذه الدراسة نجاح توليد نموذج جديد للحيوان مرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD) وذلك بتعريض الفئران لتركيزات عالية من الأوزون مرارا وتكرارا.

جيل طراز انسداد الشعب الهوائية المزمن في الفئران بالتعرض للأوزون المتكررة

وهنا، نقوم بتدريب الفئران على مهمة تعلم النقابي لاختبار تمييز رائحة. كما يسمح هذا البروتوكول للدراسات المتعلقة بالتغييرات الهيكلية الناجمة عن التعلم في الدماغ.

إجراء اختبار موضوعي واستنساخه من التعلم حاسة الشم والتمييز في الفئران

والهدف من هذه المادة تقديم وصف مفصل للإجراءات الموصى بها لتقييم وظيفة الجهاز التنفسي في الفئران واعية بليثيسموجرافي غرفة مزدوجة.

تقييم وظيفة الجهاز التنفسي في الفئران واعية بغرفة مزدوجة بليثيسموجرافي

يوضح هذا البروتوكول دراسة الآثار المرضية الفسيولوجية لدخان السجائر (CS) مع نظام التعرض لاستنشاق الجسم بالكامل (WBI) (WBIS) الذي تم بناؤه داخليا. يمكن لهذا النظام أن يعرض الحيوانات ل CS في ظل ظروف قابلة للتكرار خاضعة للرقابة للبحث عن الآثار بوساطة CS على انتفاخ الرئة وورم الدم.

التعرض لدخان السجائر في الفئران باستخدام نظام استنشاق الجسم كله

اكتشف اختبارات سلوكية لتقييم تأثير الملوثات البيئية المستنشقة على وظيفة حاسة الشم في الفئران. تستخدم الطريقة اختبار الطعام المدفون وتجربة تمييز الروائح الاجتماعية مع تسجيل فيديو دقيق.

دراسة تأثير الملوثات البيئية المستنشقة على وظيفة حاسة الشم في الفئران

استكشف المزيد من الفيديوهات