方法文章

使用电梯垂直运动和摩天轮旋转评估大鼠被动运动的自主性和行为效应

DOI：

10.3791/59837

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2020年2月7日

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1School of Biomedical Engineering, Faculty of Engineering, University of Sydney, 2Department of Physics, City University of Hong Kong, 3Department of Nautical Injury Prevention, Faculty of Navy Medicine, Second Military Medical University, 4State Key Laboratory of Marine Pollution (SKLMP), City University of Hong Kong, 5Department of Biomedical Sciences, College of Veterinary Medicine and Life Sciences, City University of Hong Kong, 6Department of Materials Science and Engineering, City University of Hong Kong

本文内容

摘要

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

提出了使用电梯垂直运动和摩天轮旋转来评估啮齿动物被动运动自主和行为影响的协议。

摘要

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

本研究的总体目标是利用电梯垂直运动和摩天轮旋转装置评估啮齿动物被动运动的自主和行为影响。这些测定有助于确认自主神经系统的完整性和正常功能。它们与基于排便计数、露天检查和平衡梁交叉的定量测量相结合。这些测定的优点是其简单性、可重复性和定量行为测量。这些测定的局限性是，自主反应可能是非庭面性疾病的表征，并且需要一个功能性前庭系统。这些测定的详细程序将大大有助于检查运动病等疾病。

引言

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

运动病（MS）由于异常的视庭刺激导致自主反应，引起症状，如胃外不适，恶心和/或呕吐1。根据目前的理论，运动病可能是由感觉冲突或神经元不匹配引起的，因为接收的综合运动信息不同于预期的环境内部模型2、3或姿势不稳定，就像在支航船上4、5。尽管在运动病和前庭自主功能6、7、8、9、10、11、12方面取得了重大进展，但未来的研究可以通过标准化评估协议加以帮助。评估标准被动运动的自主效应将大大有助于研究运动病的成因和预防。本研究的总体目标是评估啮齿动物被动运动的自主性和行为效应。动物模型，如啮齿动物，允许简单的实验操作（例如，被动运动和药物）和行为评估，可用于研究运动病的病因。在这里，我们提供了一个详....

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方案

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本研究和程序由第二军医大学动物实验伦理委员会（中国上海）根据《实验室动物护理和使用指南》（美国国家研究委员会、美国国家研究委员会、1996).

1. 动物

  1. 使用两个月的斯普拉格-道利（SD）大鼠（200~250克）。对于每个行为测定，使用一组单独的大鼠。始终使用单独的控制和实验组。
    注: 有两个自主测试:EVM 和 FWR。EVM除了一个对照组（=4）之外，还有三个条件，三个行为测定（平衡光束、排便计数和开场=3），每只大鼠8个，总共96只（4 x 3 x 8）。FWR除了一个对照组（=2）之外，还有一个条件，即三个行为测定（平衡光束、排便计数和开场=3），每只大鼠有8只，总共48只（2 x 3 x 8）。我们总共报告144只老鼠。
  2. 笼啮齿动物在恒定的25°C温度和60%~70%的湿度下。
  3. 房屋啮齿动物在12小时/12小时光/暗周期与获得食物和饮用水的解放。
    注:由于以下协议是行为实验，因此应轻柔地处理大鼠。处理动物时应用双手与身体和后背支撑，以免引起焦虑。
  4. 在黑暗中执行实验（EVM 和 FWR）和评估测定（平衡光束和开场评估），以尽量减少视觉提示。

2. 电梯垂直运动装置

  1. 在完全黑暗中执行电梯垂直运动程序，以尽量减少视觉提示。
  2. 将啮齿动物放入 Plexiglas 盒（22.5 ....

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结果

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图 2显示了横向所用时间的代表性平衡光束结果。为了在平衡梁10上达到稳定性能，大鼠连续训练了3天。随后一天，对大鼠进行平衡光束性能评估。在图的 y 轴中，我们为啮齿动物穿越天轮平衡梁、电梯垂直运动和控制组以进行演示目的的秒数。

图 3显示了代表性的排便计数结果。对于电梯垂直运动，除了一个称为静态组的对照组外，大鼠处于三个不同的旋转组之一，分别为 0.8 Hz、0.4 Hz 和 0.2 Hz 垂直运动。我们运动周期的等价如下: 频率 = 0.8Hz = 1/0.8 = 0.1250s = 1250 ms， 频率 = 0.4Hz = 1/0.4 = 0.2500s = 2500 ms，频率 = 0.2Hz = 1/0.2 = 0.5000s = 5000 ms. EVM 的排便量显著增加（单向方差分析，F（3，31） = 20.2306，p <0.00001）。赫兹垂直运动的变化增加了0.4 Hz.......

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讨论

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本研究描述了使用电梯垂直运动和摩天轮旋转评估啮齿动物对被动运动的自主反应。这些设备和程序可以很容易地采用到其他啮齿动物和一些修改的测定存在，以确认前庭功能在不同的情况下，如在药理挑战或外科干预。前庭刺激引起的MS研究导致理论认为，感觉冲突或神经元不匹配引起的视觉信息，不同于预期的环境内部模型2，3导致自主反应导致症状，如外显不适，恶心和/或呕吐1。进一步的理论已经勾勒出姿势的不稳定性，就像发生在一艘支航船4，5上一样，会引起自主反应。尽管取得了这些重大进展，但评估协议（如电梯垂直运动和摩天轮旋转）仍能帮助这些问题。

平衡光束的关键步骤是训练。老鼠必须有动力，并有信心跨越横梁;否则，平衡（即前庭完整性）不会在评估期内衡量。对于有兴趣检查焦虑14、17或

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披露

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

提交人没有宣布任何财务或非财务利益冲突。FWR器件在中国拥有专利:ZL201120231912.1。

致谢

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

这项工作部分得到香港研究资助局、早期职业计划、#21201217项目与C.L.的部分支持。FWR器件在中国拥有专利:ZL201120231912.1。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
电梯垂直运动装置定制定制 电梯垂直运动装置，按所需规格
Ethovision）诺达思信息技术视频跟踪软件
摩天轮旋转装置定制所需规格的定制摩天轮旋转装置
乳胶、聚乙烯或丁腈手套AMMEX使用未涂粉的手套 8 mil
开阔场地箱定制带红外摄像头的深色有机玻璃箱
大鼠或小鼠JAX 实验室任何小型啮齿动物
小型啮齿动物笼Tecniplast1284L
木梁和凳子根据所示规格定制
动物运动纽源（ 定制木梁和凳子

参考文献

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Balaban, C. D. Vestibular autonomic regulation (including motion sickness and the mechanism of vomiting). Current Opinion in Neurology. 12, 29-33 (1999).
  2. Reason, J. T. Motion sickness adaptation: a neural mismatch model.

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Autonomic Nervous SystemBalance Beam TrainingDefecation CountingOpen Field TestVestibular SystemRodent BehaviorMotion Sickness

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