Name: 建立小鼠睡眠剥夺装置 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-09-22T14:10:00.000+00:00
Duration: 5 min 5 s
Description: 学习使用T型摇杆平台装置在小鼠中建立睡眠剥夺模型。该方法成本低廉、自动化程度高，可有效诱导脑电图睡眠模式改变及代谢变化，为神经科学研究提供可靠工具。

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

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。

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
<ol>
	<li>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）。</li>
	<li>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）。</li>
	<li>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厚的扁钢自行制作。</li>
	<li>使用螺丝将平台上的30 cm可与螺丝配合的钢制圆柱体两端分别固定在两个T形结构顶部下方10 cm处安装的轴承上（图1B-d）。</li>
	<li>使用螺丝将一个电机支架（参见材料表）固定在其中一个T形结构顶部下方25 cm处（图1B-e）。 
	注意：也可使用结构胶替代螺丝，将电机支架固定在T形结构上。</li>
	<li>使用螺丝将电机（参见材料表）安装在电机支架上（图1B-f）。</li>
	<li>使用自锁带将一个散热风扇（参见材料表）固定在T形结构上，位于电机下方（图1B-g）。</li>
	<li>使用螺丝将连杆的轴承端固定在面向电机的平台角落处（图1B-h）。</li>
	<li>使用螺丝将连杆的另一端固定在电机的转轴上（图1B-i）。</li>
	<li>使用电钻在塑料容器或标准动物笼具（参见材料表）的四个角各钻两个4 mm的孔，并在笼具左侧钻两个4 mm的孔和一个下方的6 mm孔（图1B-j）。</li>
	<li>通过角落的孔，使用自锁带将笼具固定在矩形平台上（图1B-k）。</li>
	<li>使用电钻在50 mL离心管盖上钻一个5 mm的孔，并插入带有球阀的长喷嘴以防止漏水。 
	注意：若定制水瓶存在困难，水凝胶可作为供水的替代方案。</li>
	<li>通过左侧的两个4 mm孔，使用自锁带将定制的水瓶固定在笼具左侧，使喷嘴穿过6 mm的孔（图1B-l）。</li>
	<li>将电源适配器的输出电线连接至电机的两个接线端（图1B-l）。 
	注意：将电线连接至电机接线端时无特定极性要求。</li>
	<li>将电源适配器的输入电线连接至时间接触器（图1B-m）。</li>
</ol>
2. 诱导睡眠剥夺
<ol>
	<li>分别按下时间接触器左侧和右侧最右侧的加号按钮（参见材料表），直至两侧机械计数器上均显示&#34;M&#34;（图1C-a）。</li>
	<li>分别按下时间接触器左侧和右侧中间的加号按钮，直至两侧机械计数器上均显示&#34;5M&#34;（图1C-b）。</li>
	<li>按下时间接触器左侧最左侧的加号按钮，直至左侧机械计数器上显示&#34;15M&#34;（图1C-c）。 
	&#8203;注意：此时时间接触器将以循环模式运行，开启15分钟，关闭5分钟。</li>
	<li>将小鼠放入笼中，并自由供应水和食物。</li>
	<li>为时间接触器和冷却风扇接通电源。 
	注意：平台现在将以10 rpm的转速摆动。</li>
	<li>每天在授时因子时间0（ZT0）称量每只小鼠的体重。 
	&#8203;注意：光照时间为上午8点（ZT0）至晚上8点（ZT12）。</li>
</ol>
3. 口服葡萄糖耐量试验
<ol>
	<li>通过尾静脉采血，测定禁食小鼠的空腹血糖水平。</li>
	<li>使用1 mL注射器，按每公斤体重2 g的剂量，将葡萄糖溶液腹腔注射至每只小鼠体内。</li>
	<li>在注射葡萄糖后15分钟、30分钟、60分钟和120分钟，分别通过尾静脉采集血样，并检测血糖水平。</li>
	<li>实验结束后，将小鼠放回笼中，自由摄食和饮水。</li>
</ol>
4. 脑组织的采集
<ol>
	<li>将小鼠暴露于异氟烷（2%）中3-5分钟，待充分麻醉后断头处死。</li>
	<li>暴露颅骨，并使用手术剪在颅骨上做1厘米的垂直切口。</li>
	<li>使用蚊式止血钳（见材料表）移除颅骨，以暴露脑组织。</li>
	<li>用弯头镊子轻柔地将整个脑组织从颅腔中取出。 
	注：脑组织的移除应遵循当地的政策规定。</li>
	<li>用冷的磷酸盐缓冲液（1x PBS，4 °C）清洗脑组织。</li>
	<li>将完整的脑组织在液氮中速冻，然后转移至-80 °C长期保存。 
	&#8203;注：在-80 °C保存条件下，速冻脑组织至少可稳定保存6个月。</li>
</ol>
5. 采用聚合酶链式反应（PCR）检测基因表达
<ol>
	<li>在 4 °C 或冰上解冻脑组织。</li>
	<li>将组织转移至 1.5 mL 微量离心管中，并使用基于 TRIzol 的方法提取总 RNA13。</li>
	<li>RNA 提取后，使用分光光度计（参见 材料表）测定 RNA 浓度。</li>
	<li>使用商业试剂盒将总 RNA（1 µg）逆转录为互补 DNA（cDNA）14。</li>
	<li>通过实时逆转录聚合酶链反应测定基因表达水平15。</li>
</ol>

<ol><li>Yang, D. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+sleep+deprivation+exacerbates+systemic+inflammation+and+psychiatry+disorders+through+gut+microbiota+dysbiosis+and+disruption+of+circadian+rhythms%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiological+Research%22%5BJournal%5D)">Acute sleep deprivation exacerbates systemic inflammation and psychiatry disorders through gut microbiota dysbiosis and disruption of circadian rhythms.</a> Microbiological Research. 268, 127292(2023).</li>
<li>Alanazi, M. T., Alanazi, N. T., Alfadeel, M. A., Bugis, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+deprivation+and+quality+of+life+among+uterine+cancer+survivors%3A+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Supportive+Care+In+Cancer+%3A+Official+Journal+of+the+Multinational+Association+of+Supportive+Care+In+Cancer%22%5BJournal%5D)">Sleep deprivation and quality of life among uterine cancer survivors: systematic review.</a> Supportive Care In Cancer : Official Journal of the Multinational Association of Supportive Care In Cancer. 30 (3), 2891-2900 (2022).</li>
<li>Tobaldini, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep%2C+sleep+deprivation%2C+autonomic+nervous+system+and+cardiovascular+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+and+Biobehavioral+Reviews%22%5BJournal%5D)">Sleep, sleep deprivation, autonomic nervous system and cardiovascular diseases.</a> Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 74, 321-329 (2017).</li>
<li>Arthaud, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paradoxical+%28REM%29+sleep+deprivation+in+mice+using+the+small-platforms-over-water+method%3A+polysomnographic+analyses+and+melanin-concentrating+hormone+and+hypocretin%2Forexin+neuronal+activation+before%2C+during+and+after+deprivation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Sleep+Research%22%5BJournal%5D)">Paradoxical (REM) sleep deprivation in mice using the small-platforms-over-water method: polysomnographic analyses and melanin-concentrating hormone and hypocretin/orexin neuronal activation before, during and after deprivation.</a> Journal of Sleep Research. 24 (3), 309-319 (2015).</li>
<li>Saré, R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+sleep+restriction+in+developing+male+mice+results+in+long+lasting+behavior+impairments%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+In+Behavioral+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Chronic sleep restriction in developing male mice results in long lasting behavior impairments.</a> Frontiers In Behavioral Neuroscience. 13, 90(2019).</li>
<li>Roman, V., Vander Borght, K., Leemburg, S. A., Vander Zee, E. A., Meerlo, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+restriction+by+forced+activity+reduces+hippocampal+cell+proliferation%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Sleep restriction by forced activity reduces hippocampal cell proliferation.</a> Brain Research. 1065 (1-2), 53-59 (2005).</li>
<li>Zhao, H. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+sleep+restriction+induces+cognitive+deficits+and+cortical+beta-amyloid+deposition+in+mice+via+BACE1-antisense+activation%5BTitle%5D)+AND+%22CNS+Neuroscience+%26+Therapeutics%22%5BJournal%5D)">Chronic sleep restriction induces cognitive deficits and cortical beta-amyloid deposition in mice via BACE1-antisense activation.</a> CNS Neuroscience & Therapeutics. 23 (3), 233-240 (2017).</li>
<li>Lord, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+life+sleep+disruption+potentiates+lasting+sex-specific+changes+in+behavior+in+genetically+vulnerable+Shank3+heterozygous+autism+model+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Autism%22%5BJournal%5D)">Early life sleep disruption potentiates lasting sex-specific changes in behavior in genetically vulnerable Shank3 heterozygous autism model mice.</a> Molecular Autism. 13 (1), 35(2022).</li>
<li>Sinton, C. M., Kovakkattu, D., Friese, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validation+of+a+novel+method+to+interrupt+sleep+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Validation of a novel method to interrupt sleep in the mouse.</a> Journal of Neuroscience Methods. 184 (1), 71-78 (2009).</li>
<li>Rotenberg, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+after+immobilization+stress+and+sleep+deprivation%3A+common+features+and+theoretical+integration%5BTitle%5D)+AND+%22Critical+Reviews+in+Neurobiology%22%5BJournal%5D)">Sleep after immobilization stress and sleep deprivation: common features and theoretical integration.</a> Critical Reviews in Neurobiology. 14 (3-4), 225-231 (2000).</li>
<li>Kim, T. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Melatonin+modulates+adiponectin+expression+on+murine+colitis+with+sleep+deprivation%5BTitle%5D)+AND+%22World+Journal+of+Gastroenterology%22%5BJournal%5D)">Melatonin modulates adiponectin expression on murine colitis with sleep deprivation.</a> World Journal of Gastroenterology. 22 (33), 7559(2016).</li>
<li>Barf, R. P., Scheurink, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+disturbances+and+glucose+homeostasis%5BTitle%5D)+AND+%22European+Endocrinology%22%5BJournal%5D)">Sleep disturbances and glucose homeostasis.</a> European Endocrinology. 7, 14-18 (2011).</li>
<li>Rio, D. C., Ares, M., Hannon, G. J., Nilsen, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Purification+of+RNA+using+TRIzol+%28TRI+reagent%29%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harbor+Protocols%22%5BJournal%5D)">Purification of RNA using TRIzol (TRI reagent).</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2010 (6), (2010).</li>
<li>Libus, J., Štorchová, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+cDNA+generated+by+reverse+transcription+of+total+RNA+provides+a+simple+alternative+tool+for+quantitative+RT-PCR+normalization%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechniques%22%5BJournal%5D)">Quantification of cDNA generated by reverse transcription of total RNA provides a simple alternative tool for quantitative RT-PCR normalization.</a> Biotechniques. 41 (2), 156-164 (2006).</li>
<li>Nolan, T., Hands, R. E., Bustin, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+mRNA+using+real-time+RT-PCR%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Quantification of mRNA using real-time RT-PCR.</a> Nature Protocols. 1 (3), 1559-1582 (2006).</li>
<li>Mang, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+a+piezoelectric+system+as+an+alternative+to+electroencephalogram%2Felectromyogram+recordings+in+mouse+sleep+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Evaluation of a piezoelectric system as an alternative to electroencephalogram/electromyogram recordings in mouse sleep studies.</a> Sleep. 37 (8), 1383-1392 (2014).</li>
<li>Maret, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Homer1a+is+a+core+brain+molecular+correlate+of+sleep+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Homer1a is a core brain molecular correlate of sleep loss.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 104 (50), 20090-20095 (2007).</li>
<li>Li, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Olfactory+deprivation+hastens+Alzheimer-like+pathologies+in+a+human+tau-overexpressed+mouse+model+via+activation+of+cdk5%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+neurobiology%22%5BJournal%5D)">Olfactory deprivation hastens Alzheimer-like pathologies in a human tau-overexpressed mouse model via activation of cdk5.</a> Molecular neurobiology. 53, 391-401 (2016).</li>
<li>Sousa, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Invariant+Natural+Killer+T+cells+resilience+to+paradoxical+sleep+deprivation-associated+stress%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%2C+Behavior%2C+and+Immunity%22%5BJournal%5D)">Invariant Natural Killer T cells resilience to paradoxical sleep deprivation-associated stress.</a> Brain, Behavior, and Immunity. 90, 208-215 (2020).</li>
<li>Zhao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disruption+of+circadian+rhythms+by+shift+work+exacerbates+reperfusion+injury+in+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Disruption of circadian rhythms by shift work exacerbates reperfusion injury in myocardial infarction.</a> Journal of the American College of Cardiology. 79 (21), 2097-2115 (2022).</li>
<li>Miller, M. A., Cappuccio, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inflammation%2C+sleep%2C+obesity+and+cardiovascular+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Vascular+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Inflammation, sleep, obesity and cardiovascular disease.</a> Current Vascular Pharmacology. 5 (2), 93-102 (2007).</li>
<li>Minkel, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+deprivation+potentiates+HPA+axis+stress+reactivity+in+healthy+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Health+Psychology%22%5BJournal%5D)">Sleep deprivation potentiates HPA axis stress reactivity in healthy adults.</a> Health Psychology. 33 (11), 1430(2014).</li>
<li>Bishir, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+deprivation+and+neurological+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22BioMed+Research+International%22%5BJournal%5D)">Sleep deprivation and neurological disorders.</a> BioMed Research International. 2020, 5764017(2020).</li>
<li>Franken, P., Tobler, I., Borbély, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+temperature+and+EEG+slow-wave+activity+in+the+rat%3A+analysis+of+vigilance+state+related+changes%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Archiv+%3A+European+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Cortical temperature and EEG slow-wave activity in the rat: analysis of vigilance state related changes.</a> Pflugers Archiv : European Journal of Physiology. 420 (5-6), 500-507 (1992).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+chronic+sleep+fragmentation+on+wake-active+neurons+and+the+hypercapnic+arousal+response%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Effects of chronic sleep fragmentation on wake-active neurons and the hypercapnic arousal response.</a> Sleep. 37 (1), 51-64 (2014).</li>
<li>Jones, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early-life+sleep+disruption+increases+parvalbumin+in+primary+somatosensory+cortex+and+impairs+social+bonding+in+prairie+voles%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Advances%22%5BJournal%5D)">Early-life sleep disruption increases parvalbumin in primary somatosensory cortex and impairs social bonding in prairie voles.</a> Science Advances. 5 (1), (2019).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

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...

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，水平台法无法实现对预设的剥夺-休息周期的自动控制10,11，而轻柔干预则需要研究人员持续保持警觉以干扰小鼠睡眠。此外，其他方法如旋转滚筒可能因社会隔离或应激因素而产生混杂效应12。
受轨道摇床法的启发，我们旨在介绍一种基于摇摆平台装置的小鼠睡眠剥夺实验方案。该方法成本低廉、效果显著、应激性小、可控性强且可实现自动化。根据我们的实际条件，当前方案所构建的摇摆平台装置成本约为轨道摇床的十分之一。该装置能有效干扰群养小鼠的睡眠，并在应激反应最小的情况下诱导出典型的睡眠剥夺特征性变化。该方法特别适用于致力于研究睡眠剥夺对多种疾病发病机制的影响及其潜在机制的研究人员，尤其是在需要同时进行多组睡眠剥夺实验的研究中具有重要应用价值。

<table><tbody><tr><td>1.5 mL 微量离心管</td><td>Axygen</td><td>MCT-150-C-S</td><td></td></tr><tr><td>50 mL 离心管</td><td>NEST</td><td>602002</td><td></td></tr><tr><td>腺苷 ELISA 试剂盒</td><td>瑞凡科技</td><td>RF8885</td><td></td></tr><tr><td>动物笼具</td><td>泽亚科技</td><td>MJ2</td><td></td></tr><tr><td>血糖仪</td><td>鱼跃</td><td>580</td><td></td></tr><tr><td>C57BL/6J 小鼠</td><td>杰思杰实验动物</td><td>N/A</td><td>年龄：8–10 周</td></tr><tr><td>连杆</td><td>盛翔科技</td><td>N/A</td><td>长度：&amp;nbsp; 20 cm</td></tr><tr><td>冷却风扇</td><td>黎明</td><td>EFB0805VH</td><td>供电电压：5 V；功耗：1.2 W；风量：26.92 cfm；尺寸：40 mm × 40 mm × 56 mm</td></tr><tr><td>皮质酮 ELISA 试剂盒</td><td>Elabscience</td><td>E-OSEL-M0001</td><td></td></tr><tr><td>脑电图/肌电图记录与分析系统</td><td>Pinnacle Technology</td><td>8200-K1-iSE3</td><td></td></tr><tr><td>异氟烷</td><td>RWD</td><td>20071302</td><td></td></tr><tr><td>蚊式止血钳</td><td>FST</td><td>13011-12</td><td>手术器械</td></tr><tr><td>电机及电机支架</td><td>明阳</td><td>MY36GP-555</td><td>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</td></tr><tr><td>NanoDrop 2000c</td><td>Thermo Scientific</td><td>NanoDrop 2000c</td><td></td></tr><tr><td>电源适配器</td><td>明阳</td><td>QiYe-0243</td><td>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</td></tr><tr><td>qPCR 商业试剂盒</td><td>诺唯赞</td><td>Q711-02</td><td></td></tr><tr><td>qPCR 检测设备</td><td>罗氏</td><td>480</td><td></td></tr><tr><td>带螺钉兼容钢制圆筒的矩形平台</td><td>定制</td><td>N/A</td><td>宽度：20 cm；长度：25 cm；圆筒长度：30 cm；厚度：2 mm</td></tr><tr><td>逆转录 RNA 为 cDNA 商业试剂盒</td><td>诺唯赞</td><td>R323-01</td><td></td></tr><tr><td>螺钉与螺母</td><td>固万基</td><td>N/A</td><td>内径：6 mm，12 mm</td></tr><tr><td>螺钉兼容钢制圆筒</td><td>定制</td><td>N/A</td><td>长度：300 mm</td></tr><tr><td>带槽钢制通道</td><td>定制</td><td>N/A</td><td>长度：400 mm 或 500 mm，厚度：2 mm</td></tr><tr><td>时间继电器</td><td>力翔</td><td>DH48S-S</td><td>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）</td></tr><tr><td>TRIzol</td><td>诺唯赞</td><td>R401-01</td><td></td></tr></tbody></table>

建立一种用于小鼠睡眠剥夺的装置

Establishing a Device for Sleep Deprivation in Mice

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。

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-</stron...

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。

昼夜节律紊乱是指外部环境或行为与内源性分子钟之间的不同步，这种不同步……

睡眠剥夺产生有害影响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增进对此类机制的理解至关重要。该方法成本低廉、效果显著、应激性小、可控性强且可实现自动化。本实验方案使我们能够构建一种基于摇床平台的装置，其成本约为我们可获取的轨道摇床的十分之一。首先，用螺丝将一根50厘米长的带槽钢制导轨的一端固定在一根40厘米长的带槽钢制导轨的中部，形成T形结构。将两个T形结构直立放置，间距为30厘米。使用螺丝将结构底部与一个30厘米长、可与螺丝固定的钢制圆柱连接。然后在两个T形结构之间放置一个钢制矩形平台。用两个轴承固定一根30厘米长、可与螺丝固定的钢制圆柱的每一端。使用螺丝将电机支架固定在T形结构顶部向下25厘米处。然后用螺丝将电机安装到该电机支架上。在电机下方的T形结构上，使用自锁紧带固定一个散热风扇。使用螺丝将连杆的轴承端固定在朝向电机的平台角落，另一端固定在电机轴上。接下来，使用电钻在塑料容器的每个角落各钻两个4毫米的孔。在容器左侧，再钻两个4毫米的孔，以及一个下方的6毫米孔。使用自锁带穿过塑料容器角上的钻孔，将其固定在矩形平台。使用自锁带穿过塑料容器左侧两个直径四毫米的孔，将水瓶固定在塑料容器左侧，喷嘴穿过六毫米的孔。现在将电源适配器的输出电线连接到电机的两个端子上。然后将输入导线连接到时间接触器。分别按压时间接触器左半部分和右半部分最右侧的符号按钮，直至两侧的机械计数器上均显示 M。接着按压时间接触器左右两半部分中间的符号按钮，直至机械计数器上显示 5M。通过按压时间接触器左侧半部分最左侧的按钮，直到左侧机械计数器显示15M，完成此设置。接着，将小鼠放入笼中。然后启动时间接触器和冷却风扇的电源。在开始睡眠剥夺后的第7天，脑电图（EEG）和肌电图（EMG）监测显示，睡眠剥夺装置显著减少了小鼠的睡眠时间，并延长了清醒时间。与对照组相比，脑内腺苷蓄积和Homer1a mRNA水平等有效睡眠剥夺标志物水平升高。然而，血清皮质酮水平未见显著变化。经过七天的睡眠剥夺后，观察到小鼠体型、体重和胸腺重量显著下降。此外，睡眠剥夺后小鼠的葡萄糖耐受能力显著受损。睡眠剥夺还导致脑内钟控基因表达模式发生显著改变，表明分子钟机制受到干扰。连杆的平衡以及连杆在钢制矩形平台与电机之间的相对位置是最重要的因素。研究人员可利用该技术探究睡眠剥夺对各种健康状况的影响及其潜在机制。

establishing-a-device-for-sleep-deprivation-in-mice

Research

科研

JoVE Journal

Medicine

医学

建立小鼠睡眠剥夺装置

来源：Kodani, S.，等．在监测小鼠睡眠/觉醒状态期间对神经环路进行光遗传学操控．J. Vis. Exp.

光遗传学操控小鼠睡眠到觉醒转换中的神经环路

本视频演示了一种在麻醉小鼠中植入脑电图（EEG）和肌电图（EMG）电极组件的实验方案。该过程包括将小鼠固定于立体定位仪上，在颅骨正中切开皮肤，钻出电极孔位，并固定电极组件以进行信号记录。小鼠苏醒恢复后，利用所记录的信号分析其睡眠-觉醒行为。...

通过脑电图和肌电图记录分析小鼠睡眠行为

在自由活动的小鼠中记录脑电图（EEG）和肌电图（EMG）是将行为与睡眠和觉醒的生理状态相关联的关键步骤。本文所述的实验方案提供了一种基于电缆的系统，用于在小鼠中获取脑电图和肌电图记录。...

用于测量小鼠睡眠的多导生理记录操作流程

本文介绍了描述小鼠非快速眼动睡眠期间神经和心脏变量时间动态的实验与分析方法，这些变量可调节睡眠对声学刺激的反应性。...

量化睡眠小鼠谱功率与心率的极慢动态变化

我们开发了一种评估小鼠在全身麻醉过程中福利状况的方案。该方案分析了一系列反映福利水平的行为学参数以及糖皮质激素代谢物。本方案可作为一种通用工具，以科学且以动物为中心的方式评估实验操作的严重程度。...

使用全身麻醉的小鼠程序中系统性评估其健康状况

我们介绍了一种基于活动性监测的高通量睡眠测量方法，该方法通过动物在栖息笼内的活动情况进行睡眠评估。与传统的基于脑电图（EEG）的方法相比，该方法具有多项优势。该方法在总睡眠时间的测定方面已得到充分验证，可作为监测人类疾病啮齿类动物模型中睡眠状况的有力工具。...

非侵入性、高通量测定啮齿类动物睡眠时长

我们介绍一种称为温和处理的睡眠剥夺技术，即当观察到小鼠出现睡眠行为时，研究人员会轻柔地刺激它们。该方法是一种强有力的工具，可让研究者探讨发育期间长期睡眠限制对未来大脑生理和行为可能产生的影响。...

通过温和处理法对幼鼠进行慢性睡眠剥夺

本文介绍了在监测小鼠睡眠/觉醒状态期间，对特定类型神经元进行光遗传学操控的方法，并以我们近期关于终纹床核的研究为例进行说明。...

在监测小鼠睡眠/觉醒状态期间对神经环路进行光遗传学操控

本文提供了一种使用固定装置对慢性固定小鼠诱导类抑郁行为的简化且标准化的实验方案。此外，还介绍了用于验证抑郁状态诱导的行为学和生理学技术。...

一种用于诱导小鼠抑郁样行为的慢性制动应激方案

本文介绍了一种通过电控轨道式旋转装置建立的慢性睡眠片段化（CSF）模型，该模型可诱导年轻野生型小鼠出现明确的认知功能障碍和类似焦虑的行为。该模型可用于探索慢性睡眠障碍及其相关疾病的发生机制。...

使用振动轨道转子建立诱导年轻野生型小鼠认知功能障碍和类焦虑行为的慢性睡眠片段化模型

学习使用T型摇杆平台装置在小鼠中建立睡眠剥夺模型。该方法成本低廉、自动化程度高，可有效诱导脑电图睡眠模式改变及代谢变化，为神经科学研究提供可靠工具。

建立一种用于小鼠睡眠剥夺的装置

探索更多视频