Method Article

建立小鼠睡眠剥夺装置

DOI:

10.3791/65157

⸱

September 22nd, 2023

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1Department of Cardiology, The First Affiliated Hospital of Bengbu Medical College, 2Department of Cardiology, Ren Ji Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University

In This Article

Summary

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本方案概述了一种用于建立用于诱导小鼠睡眠剥夺的基于摇杆平台的具有成本效益的摇杆平台的装置的方法。该设备已被证明可有效导致脑电图 （EEG） 证明的睡眠模式中断，以及诱导与睡眠剥夺相关的代谢和分子变化。

Abstract

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昼夜节律紊乱是指外部环境或行为与内源性分子钟不同步，严重损害健康。睡眠不足是昼夜节律紊乱的最常见原因之一。据报道，各种方式（例如，水上平台、轻柔处理、滑动杆室、旋转鼓、轨道振动器等）可诱导小鼠睡眠剥夺，以研究其对健康的影响。目前的研究引入了一种小鼠睡眠剥夺的替代方法。设计了一种基于自动摇杆平台的设备，该设备具有成本效益，并且可以在可调节的时间间隔内有效地扰乱群居小鼠的睡眠。该装置以最小的应激反应诱导睡眠剥夺的特征性变化。因此，这种方法可能对有兴趣研究睡眠剥夺对多种疾病发病机制的影响和潜在机制的研究人员有用。此外，它还提供了一种经济高效的解决方案，特别是当需要多个睡眠剥夺设备并行运行时。

Introduction

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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。昼夜节律紊乱的最常见原因之一是睡眠剥夺1.睡眠不足不仅会对人类健康产生负面影响，还会显着增加患多种疾病的风险，包括癌症2 和心血管疾病3。然而，睡眠剥夺的有害影响背后的机制在很大程度上仍然未知，建立睡眠剥夺模型对于加强我们在这方面的理解至关重要。

已经报道了各种剥夺小鼠睡眠的方法，例如使用水平台4，轻柔处理5，滑动杆室6，旋转鼓7和笼式搅拌协议5,8,9。滑动杆室自动扫过笼子底部的杆，迫使老鼠走过它们并保持清醒。笼子搅拌方案包括将笼子放在实验室轨道振动器上，从而有效地中断睡眠。虽然这些方法是自动且有效的，但当需要多个设备并行运行时，它们可能会很昂贵，特别是对于涉及昼夜节律基因分析所需的大量睡眠不足小鼠的特定研究设计。另一方面，水平台和温和的处理方案是通常用于诱导睡眠剥夺的更便宜、更简单的方法。然而，水平台....

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Protocol

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本研究所有动物实验方案均获得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。该研究使用了年龄在8至10周之间的雄性C57BL / 6J小鼠。这些动物是从商业来源获得的（见 材料表）。 图1A列出了建立设备所需的主要部件。

1.睡眠剥夺装置的制备

  1. 用螺钉将 50 cm 开槽钢槽的一端固定在 40 cm 开槽钢槽的中间（见材料表），制成 T 形结构;重复该过程并制作两个这样的T形结构（图1B-a）。
  2. 使两个 T 形结构平行向上站立 30 厘米，并使用螺钉将两个 T 形结构的底部与 30 厘米的螺钉兼容钢圆柱体（见材料表）连接（图 1B-b）。
  3. 在两个 T 形结构之间放置一个钢制矩形平台（20 × 25 厘米）（见材料表）（图 1B-c）。
    注意: 如果没有指定尺寸的即用型钢矩形平台，可以通过焊接 2 毫米厚....

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Results

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图1D显示了用于小鼠睡眠剥夺的既定装置。在睡眠剥夺开始后的第 7 天，脑电图 （EEG） 和肌电图 （EMG） 监测16 表明该装置显着缩短了小鼠的睡眠持续时间并增加了清醒持续时间（图 2A-D）。同时，目前的方案显着增加了大脑中 Homer1a 的腺苷积聚和 mRNA 水平（图 2E，F），这是成功睡眠剥夺的标志 17。使用 ELISA 试剂盒18，我们观察到血清皮质酮水平没有因当前的睡眠剥夺方案而显着改变（图 2G）。睡眠剥夺 7 天后，身体和胸腺重量显着下降（图 3A-D

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Discussion

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睡眠剥夺的小鼠模型对于研究睡眠中断对各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。在小鼠现有的睡眠剥夺策略中，涉及重复短期睡眠中断的物理方法是最常用的5,7,12。这些物理方法包括使用水平台4、轻柔处理5、滑动杆室6、24、旋转鼓7或轨道振动器8、9、

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Disclosures

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作者没有什么可透露的。

Acknowledgements

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本研究得到了国家自然科学基金（82230014,81930007,82270342）、上海市杰出学术带头人计划（18XD1402400）、上海市科学技术委员会（22QA1405400,201409005200,20YF1426100）、上海浦江人才计划（2020PJD030）、上海老龄医学临床研究中心（19MC1910500）和蚌埠医学院研究生创新计划资助（Byycxz21075）。

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
1.5 mL 微量离心管AxygenMCT-150-C-S
50 mL 离心管NEST602002
腺苷 ELISA 试剂盒瑞帆科技RF8885
动物笼泽雅科技MJ2
血糖仪玉悦580
C57BL/6J 小鼠洁思杰实验动物N/A年龄：8-10周
连杆ShengXiang TechN/A长度：  20 cm
冷却风扇LiMingEFB0805VH电源电压：5 V;功耗：1.2 W;空气流量：26.92 cfm;尺寸：40 mm * 40 mm * 56 mm
皮质酮 ELISA 试剂盒ElabscienceE-OSEL-M0001
EEG/EMG 记录和分析系统Pinnacle Technology8200-K1-iSE3
异氟烷RWD20071302
蚊止血器FST13011-12手术器械
电机和电机支架MingYangMY36GP-555电源电压：24 V dc;轴直径：8 mm;最大输出扭矩：100 Kgf.cm;最大输出速度：10 rpm
NanoDrop 2000cThermo ScientificNanoDrop 2000c
电源适配器MingYangQiYe-0243输入电压：110-220V 交流;输出电压：24 V dc;输出电流： 2 A;电缆长度：2 m
qPCR 商业试剂盒VazymeQ711-02
qPCR 测量设备Roche480
矩形平台，附有螺丝兼容的钢瓶定制N/A宽度：20 cm;长度：25 cm;圆筒长度：30 cm，厚度：2 mm
将 RNA 反向转换为 cDNA 商业试剂盒VazymeR323-01
螺丝和螺母GuwanjiN/A内径：6 mm、12 mm
螺丝兼容钢圆柱体定制N/A长度：300 mm
开槽钢槽定制N/A长度：400 mm 或 500 mm，厚度：2 mm
时间接触器LiXiangDH48S-S电源电压：110-220 V ac;测量单位：时、分、秒;触点配置：DPDT
TRIzolVazymeR401-01

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. 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).
  2. Alanazi, M. T., Alanazi, N. T., Alfadeel, M. A., Bugis, B. A.

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