本实验方案介绍了一种基于经济型摇床平台装置的小鼠睡眠剥夺诱导方法。该装置已被证实可有效干扰小鼠脑电图（EEG）显示的睡眠模式，并诱导与睡眠剥夺相关的代谢和分子变化。
需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用
本文内容
摘要
摘要
昼夜节律紊乱是指外部环境或行为与内源性分子钟之间失去同步，会显著损害健康。睡眠剥夺是导致昼夜节律紊乱最常见的原因之一。已有多种方法（例如水面平台、轻柔操作、滑动杆装置、旋转滚筒、轨道摇床等）被报道用于在小鼠中诱导睡眠剥夺，以研究其对健康的影响。本研究介绍了一种小鼠睡眠剥夺的替代方法。设计了一种基于自动化摇床平台的装置，该装置成本低廉，可高效地在可调节的时间间隔内对群养小鼠进行睡眠剥夺。该装置能诱导出典型的睡眠剥夺特征性变化，同时引发的应激反应最小。因此，该方法可能有助于研究人员探究睡眠剥夺对多种疾病发病机制的影响及其潜在机制。此外，当需要并行运行多个睡眠剥夺装置时，该方法提供了一种经济高效的解决方案。
引言
昼夜节律紊乱是指外部环境或行为与内源性生物钟之间的不同步。最常见的昼夜节律紊乱原因是睡眠剥夺1。睡眠剥夺不仅对人类健康产生负面影响，还显著增加多种疾病的风险，包括癌症2和心血管疾病3。然而，睡眠剥夺有害作用的潜在机制在很大程度上仍不清楚，建立睡眠剥夺模型对于深入理解这一问题至关重要。
已报道多种用于小鼠睡眠剥夺的方法，例如使用水平台4、轻柔干预5、滑动横杆装置6、旋转滚筒7以及笼具震荡方案5,8,9。滑动横杆装置通过自动推动横杆在笼底来回移动，迫使小鼠不断跨越横杆而保持清醒。笼具震荡方案则是将笼具置于实验室轨道摇床上，从而高效干扰睡眠。尽管这些方法具有自动化和高效的特点，但在需要并行运行多个设备时成本较高，尤其对于需要大量睡眠剥夺小鼠进行昼夜节律基因谱分析的特定研究设计而言更为显著。另一方面，水平台法和轻柔干预法成本较低且操作简便，是常用的睡眠剥夺诱导方法。然而....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
方案
本研究中的所有动物实验方案均经上海交通大学医学院仁济医院实验动物福利伦理委员会批准。实验选用8至10周龄的雄性C57BL/6J小鼠。动物购自商业来源（见材料表）。构建该装置所需的主要部件列于图1A中。
1. 睡眠剥夺装置的制备
- 使用螺丝（参见材料表）将一根50 cm带槽钢制导轨的一端固定在一根40 cm带槽钢制导轨的中部，形成T形结构；重复此步骤，制作两个相同的T形结构（图1B-a）。
- 将两个T形结构平行竖立，相距30 cm，并使用螺丝通过一根30 cm可与螺丝配合的钢制圆柱体（参见材料表）连接两个T形结构的底部（图1B-b）。
- 在两个T形结构之间放置一个钢制矩形平台（20 × 25 cm）（参见材料表）（图1B-c）。
注意：若无法获得指定尺寸的现成钢制矩形平台，可通过焊接2 mm厚的扁钢自行制....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
结果
用于小鼠睡眠剥夺的既定装置如图1D所示。在开始睡眠剥夺后的第7天，脑电图（EEG）和肌电图（EMG）监测16结果显示，该装置显著减少了小鼠的睡眠时间并延长了清醒时间（图2A-D）。同时，当前实验方案显著增加了脑内腺苷的累积以及Homer1a的mRNA水平（图2E，F），这两者是睡眠剥夺成功实施的标志物17。使用ELISA试剂盒18检测发现，当前睡眠剥夺方案对血清皮质酮水平无显著影响（图2G）。经过7天的睡眠剥夺后，小鼠的体重和胸腺重量均显著下降（图3A-
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
讨论
小鼠睡眠剥夺模型对于研究睡眠紊乱对多种疾病的影响至关重要，包括心血管疾病21、精神疾病22和神经系统疾病23。在现有小鼠睡眠剥夺策略中，通过反复短期中断睡眠的物理方法最为常用5,7,12。这些物理方法包括使用水平台4、轻柔干预5、滑动横杆装置6,24、旋转滚筒7或轨道摇床8,9,2.......
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
本工作获得了国家自然科学基金（82230014、81930007、82270342）、上海市优秀学术带头人计划（18XD1402400）、上海市科学技术委员会（22QA1405400、201409005200、20YF1426100）、上海浦江人才计划（2020PJD030）、上海市卫生健康系统优秀青年人才计划（2023-62）、上海老年医学与医学临床研究中心（19MC1910500）以及蚌埠医学院研究生创新计划（Byycxz21075）的资助。
....访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 1.5 mL 微量离心管 | Axygen | MCT-150-C-S | |
| 50 mL 离心管 | NEST | 602002 | |
| 腺苷 ELISA 试剂盒 | 瑞凡科技 | RF8885 | |
| 动物笼具 | 泽亚科技 | MJ2 | |
| 血糖仪 | 鱼跃 | 580 | |
| C57BL/6J 小鼠 | 杰思杰实验动物 | N/A | 年龄：8–10 周 |
| 连杆 | 盛翔科技 | N/A | 长度： 20 cm |
| 冷却风扇 | 黎明 | EFB0805VH | 供电电压：5 V；功耗：1.2 W；风量：26.92 cfm；尺寸：40 mm × 40 mm × 56 mm |
| 皮质酮 ELISA 试剂盒 | Elabscience | E-OSEL-M0001 | |
| 脑电图/肌电图记录与分析系统 | Pinnacle Technology | 8200-K1-iSE3 | |
| 异氟烷 | RWD | 20071302 | |
| 蚊式止血钳 | FST | 13011-12 | 手术器械 |
| 电机及电机支架 | 明阳 | MY36GP-555 | 供电电压：24 V 直流；轴径：8 mm；最大输出扭矩：100 Kgf·cm；最大输出转速：10 rpm |
| NanoDrop 2000c | Thermo Scientific | NanoDrop 2000c | |
| 电源适配器 | 明阳 | QiYe-0243 | 输入电压：110–220 V 交流；输出电压：24 V 直流；输出电流：2 A；线缆长度：2 m |
| qPCR 商业试剂盒 | 诺唯赞 | Q711-02 | |
| qPCR 检测设备 | 罗氏 | 480 | |
| 带螺钉兼容钢制圆筒的矩形平台 | 定制 | N/A | 宽度：20 cm；长度：25 cm；圆筒长度：30 cm；厚度：2 mm |
| 逆转录 RNA 为 cDNA 商业试剂盒 | 诺唯赞 | R323-01 | |
| 螺钉与螺母 | 固万基 | N/A | 内径：6 mm，12 mm |
| 螺钉兼容钢制圆筒 | 定制 | N/A | 长度：300 mm |
| 带槽钢制通道 | 定制 | N/A | 长度：400 mm 或 500 mm，厚度：2 mm |
| 时间继电器 | 力翔 | DH48S-S | 供电电压：110–220 V 交流；计量单位：小时、分钟、秒；触点配置：双刀双掷（DPDT） |
| TRIzol | 诺唯赞 | R401-01 |
参考文献
- Yang, D. F., et al. Acute sleep deprivation exacerbates systemic inflammation and psychiatry disorders through gut microbiota dysbiosis and disruption of circadian rhythms. Microbiological Research. 268, 127292(2023).
- Alanazi, M. T., Alanazi, N. T., Alfadeel, M. A., Bugis, B. A.
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
重印与许可
标签
