Summary
Herz-Kreislauf Training und anregend Erfahrungen in einem komplexen Umfeld haben positive Auswirkungen auf mehrere Maßnahmen der Neuroplastizität im Gehirn von Nagetieren. Dieser Artikel wird die Umsetzung dieser Maßnahmen als "superintervention" diskutieren, die Radfahr und Umwelt Komplexität kombiniert und die Grenzen dieser Interventionen begegnen.
Abstract
Aerobic - Übungen (zB Rad läuft (WR) ausgiebig in der Tierforschung) einen positiven Einfluss auf viele Maßnahmen von neuroplastische Potenzial im Gehirn, wie der Zahl der adulten Neurogenese, Angiogenese, und die Expression von neurotrophen Faktoren bei Nagern. Dieser Eingriff wurde auch Verhaltens- und neuroanatomische Aspekte der negativen Auswirkungen von teratogens (dh Entwicklungs Exposition gegenüber Alkohol) und altersbedingte Neurodegeneration bei Nagetieren zu mildern gezeigt. Umwelt Komplexität (EG) wurde mit zahlreichen neuroplastische Vorteile in kortikalen und subkortikalen Strukturen zu erzeugen, dargestellt und können mit Radfahr gekoppelt werden, um die Proliferation und das Überleben von neuen Zellen im erwachsenen Hippocampus zu erhöhen. Die Kombination dieser beiden Maßnahmen bietet eine robuste "superintervention" (WR-EC), die in einem Bereich von Nagetiermodellen von neurologischen Störungen durchgeführt werden kann. Wir werden die Umsetzung von WR / EG und ihren konstituierenden diskutieren inInterventionen für den Einsatz als leistungsfähigeren therapeutische Intervention bei Ratten, die das Tiermodell der pränatalen Exposition gegenüber Alkohol beim Menschen verwendet wird. Wir werden diskutieren, auch, welche Elemente der Verfahren unbedingt notwendig sind für die Eingriffe und welche verändert werden kann, abhängig von der Frage des Experimentators oder Einrichtungen.
Introduction
Aufzucht in verschiedenen Umgebungen ist seit langem bekannt in verschiedenen Maßnahmen von neurologischen Wellness Veränderungen zu verursachen. Viele Studien Blick auf die positiven Auswirkungen der in einer komplexen Umgebung (EG) Aufzucht mit bahnbrechende Forschung von Diamond und Rosenzweig beginnen (zB 1, 2) und Greenough (Beispielsweise 3, 4). EG hat sich gezeigt , 6 im Gehirn 5, eine unbestreitbare positive Auswirkungen auf die synaptische und zelluläre Veränderungen zu haben, 7. EG kann eine Vielzahl von Hirnregionen beeinflussen , einschließlich der Hippocampus 8, 9 und visuellen Kortex 10, 11, ventralen Striatum 12, 13, sowiewie Gehirn weite Neuroimmun - Funktion (in 14 überprüft). Von besonderem Interesse ist aus den Untersuchungen an Hippocampus entwickelt , wenn es wurde gezeigt , dass die EG die Überlebensrate der erwachsenen geborenen Körnerzellen des Gyrus dentatus durch dendritische Plastizität 9, 13 zu erhöhen. Dieser letzte Punkt hat angibt viel Interesse auf Grund der wachsenden Körper der Literatur gesammelt , dass Ausdauertraining adulten Neurogenese sowohl in der gesunden und geschädigten Gehirn 15, 16, 17, 18 fördert. Radfahr (WR) ist eine einfache Form der freiwilligen kardiovaskuläre Aktivität zu implementieren , die in Nagetiermodellen von neurologischen Erkrankungen als vorteilhaft gezeigt hat, oder Alterungs 17, 19, 20. WR wirkt sich auf die Expression von Wachstumsfaktoren sowohl im zentralen und peripheren Nervensystem 21, 22, 23.
Die Kombination von (später) WR und EG in eine "superintervention" (WR-EC) (dh 12 Tagen um 30 Tage in EG des WR) bietet eine robuste Zunahme des Hippocampus - adulten Neurogenese und ein verlängertes Überleben der neu proliferierten Zellen 8, die die Wirkung der einzelnen Komponenten erreicht im Tiermodell von FASD nicht (siehe unten). Da beide Komponenten von WR-EC eine Vielfalt von Strukturen innerhalb des Gehirns 13 beeinflussen (WR in 22 überprüft, überprüft EC in 24), die Umsetzung dieser Maßnahme leicht zu Nagetiermodellen beider Entwicklungs- und späteren Leben Beginn Modelle von neurologischen angewendet werden kann , Beeinträchtigung (zB neonatale Exposition Alkohol, Altern, Stress frühen Leben).
nt "> Integration von WR-EC in den Jugendlichen und jungen Erwachsenen Perioden (dh postnatalen Tag 30 bis 72) können einige der negativen Auswirkungen eines Rattenmodell der fetalen Alkohol - Spektrum - Störungen verbessern (FASDs) 8 Eine Sammlung von Studien haben. gezeigt , dass 31 bis Alkohol aus postnatalen Tag (PD) 4 bis 9 Anzeige erhebliche Defizite in neuroanatomischen Maßnahmen wie dendritischen Komplexität 25, des Kleinhirns Entwicklung 26, 27 und Neuroimmun - Ansprechbarkeit 28 sowie Manifestationen von beeinträchtigter Lernen und Gedächtnis 29, 30, ausgesetzt Nagetiere . Auch eine reduzierte Menge an Alkohol - Exposition innerhalb dieses Zeitfensters (dh PD 7 bis 9) nicht mehr auf Defizite in Lernen und Gedächtnis führen bei jugendlichen und erwachsenen Ratten 32 , während einige Strukturen sig sehenwerten Beeinträchtigung neuroanatomische 27. Viele dieser Defizite - zusätzlich zu Verhaltensstörungen bei Hippocampus-abhängigen Aufgaben - wurden 8, 33 oder WR allein 25, 31 nach Exposition mit diesem WR-EC Paradigma gemildert. Obwohl allein WR eine weit verbreitete Intervention gewesen ist, hat sich die Kombination von WR-EG noch nicht in der Literatur trotz seiner Fähigkeit verwendet worden 8 die relativ kürzer fristigen Vorteile der WR aufrecht zu erhalten. Dieser Artikel wird die Umsetzung des WR-EG-Intervention während der Adoleszenz zu diskutieren. Obwohl dieses Paradigma im Kontext der frühen postnatalen Exposition Alkohol verwendet wird, kann es zu verschiedenen Nagetiermodellen eingeführt werden, um Gehirnpotenziale neuroplasticity in den Modellen von Hirnerkrankungen zu beurteilen.Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Ethik-Statement: Das folgende Protokoll von der Institutional Animal Care und Use Committee (IACUC) der University of Delaware genehmigt wurde.
1. Entwicklungs Exposure (oder Modell von Binge-wie Ethanol Exposure)
- Auf PD3 bestimmen das Geschlecht eines jeden Tieres und Quer fördern alle Tiere bei Bedarf Wurfgröße (8 Tiere) und Geschlechtsverteilung (4 Rüden: 4 Frauen) konsistent zu halten in jedem Wurf.
HINWEIS: Es ist wichtig, Wurfgröße und Geschlechtsverteilung so konsistent wie möglich experimentelle verwechselt zu halten zu vermeiden. Obwohl dieses Protokoll 8 Welpen (4 Männer und 4 Frauen) verwendet pro Wurf, alternative Wurfgrößen oder Geschlechtsverteilungen können auf die Bedürfnisse des experimentellen Design angepasst werden. - Subkutan injizieren eine kleine Menge von schwarzen Tusche in die Pfoten in jedem Wurf Tiere zu identifizieren.
- Pseudo-Zufallsprinzip zuweisen Würfe als Versuchs (mit 50% Alkohol-exponierten (AE) und 50% Sham-intubiert Kontrolle (SI) pups) oder säugen Regelung (SC) (Tiere, die, Schwanz Clipping oder Trennung Protokolle von PD 4 keine Intubation unterziehen - 9, außer für den täglichen Wiegen und Ohr-Stanzen).
- Um eine konsistente Gruppengröße behalten, weisen doppelt so viele experimentelle Würfe als SC Würfe.
- Wiegen Sie jedes Tier zurückkehren es dann in seinen Heimkäfig. Tierwiegung sollte täglich während der Intubationsdauer (PD 4-9) auftreten.
- Entfernen Sie den ganzen Wurf aus dem Damm.
- Legen Sie Welpen auf Heizkissen.
- Das Gewicht jedes einzelnen Welpen.
- Auf PD4, nachdem jedes Tier mit einem Gewicht von die notwendige Alkoholmenge für insgesamt 5,25 g / kg / Tag pro jedem Tier (basierend auf pup Gewicht von Schritt 1.4) 8 berechnen.
- Verabreichen Alkohol als 11,9% Ethanol-in-Milchersatz (vol / vol).
- Beginnend um 9 Uhr, entfernen Sie von der Mutter zu einer Zeit, ein Wurf Welpen.
- Verabreichen Sie die Ethanol-in-Milch zu jedem AE pup
- Sham-intubieren jeder SI Welpe 8.
- Wiederholen Sie die Schritte 1.5. durch 1.8. Für jeden experimentellen Wurf.
- Zwei Stunden nach der ersten Dosis, wiederholen Sie den Dosiervorgang (Schritte 1.5 bis 1.8) für einen zweiten Alkohol-Dosis.
- Eineinhalb Stunden nach der zweiten Dosis Alkohol (der Punkt , an dem Spitzen täglichen Blutalkoholgehalt erreicht wird), zu sammeln und Zentrifuge Blut aus den AE und SI Welpen über Schwanz für zukünftige Blutalkoholgehalt Analyse Clipping - 35.
- Sammeln Sie 60 ul Blut.
- Legen Sie Blut in einem 1 ml Reaktionsgefäß. Zentrifuge Blut bei 1,5 g für 25 min.
- Vorsichtig sammeln für zukünftige Blutalkoholgehalt Analyse der Überstand Serum aus dem Zentrifugenröhrchen und sparen.
- Wiederholen Sie den Dosiervorgang (Schritte 1,5 bis 1,8) unter Verwendung von Milch anstelle von Ethanol-in-Milch Ernährungsdefizite in AE von Pflege Unfähigkeit zu verhindernWelpen.
- Führen Sie eine Gesamtzahl von 2 zusätzlichen Milchdosen 2 h auseinander liegen, auf PD 4.
- Wiederholen Sie die Schritte 1.4 bis 1.12 (außer Schritt 1.11) auf PD 5 bis 9.
- Nach dem abschließenden Ergänzungsmilchdosis auf PD9, Punsch Ohr alle Welpen zur Identifikation in der EG-Käfig.
- Koordinaten gestanzt Ohr mit einem gewissen Maß an Streu - Nummer oder Kennung (zB ungeraden Würfe innerhalb einer Kohorte würde ihr linkes Ohr bekommen gestanzt , während Tiere aus geradzahlige Würfe würden ihre rechte Ohr bekommen gestanzt). Dadurch wird es einfacher, Tiere zu identifizieren, in dem EG-Käfig sollte mehrere Tiere aus verschiedenen Würfen haben die gleiche pawmark Muster.
2. Weaning
- Auf PD 23, Haus alle Tiere in Käfigen von 2 - 3.
- Stellen Sie sicher, dass alle im selben Käfig untergebracht Tiere gleichen Geschlechts sind.
- Fügen Sie ein SC, ein SI, und ein AE Tier pro Käfig, wenn möglich.
- Minimieren Sie die Anzahl der Käfiggenossen than sind aus dem gleichen Wurf.
- Stellen Sie sicher, dass alle Tiere für den Zugriff auf Nahrung und Wasser in der Lage sind.
3. Rad-Lauf
- Auf PD30, weisen die Hälfte der Käfige mit den Tieren zu WR. Haus diese Tiere in Käfigen mit einem freien Zugang zu befestigten Edelstahl Laufrad.
- Stellen Sie sicher, dass die Räder einen Zähler haben die Gesamtzahl der Umdrehungen zu beurteilen.
- Wiegen Sie alle Tiere auf PD 30 und PD 36.
- Überprüfen Sie die Anzahl der Umdrehungen jedes Rades um 9 Uhr jeden Tag.
- Lassen Sie Tiere in ihrem jeweiligen Gehäuse Zustand für 12 Tage.
4. Umwelt Komplexität
- Bereiten Sie die EG-Käfig vor 9.00 Uhr an dem Tag, an PD 42 für Versuchstiere entspricht.
- Holen Sie sich ein 30 "x 18" x 36 "verzinkte Stahlkäfig.
HINWEIS: Der Käfig mehrere Ebenen haben sollte, der Lage sein, das Gewicht von mehreren Ratten unterstützen, mit Standard gefüllt werdenBettwäsche und haben mehrere Standorte Wasserflaschen und Futterspender zu befestigen. - Setzen Sie neue, bunte Objekte von variablen Größen und Formen in den Käfig.
- Legen Sie 6 große Spielzeug in der EG-Käfig. Stellen Sie sicher, dass jedes Spielzeug groß genug für 3 oder mehr Ratten ist mit gleichzeitig zu interagieren.
- Legen Sie 6 Medium Spielzeug in der EG-Käfig. Stellen Sie sicher, dass jedes Spielzeug ist groß genug für 3 bis 4 Ratten mit gleichzeitig zu interagieren.
- Legen Sie eine Menge (mindestens 20) von kleiner Spielzeug im EG-Käfig.
- Verwenden Sie Spielzeug mit unterschiedlichen Farben, Formen, Größe usw. Neuheit dieser Intervention kritisch ist (siehe Diskussion).
- Legen Sie zwei Gerichte von Lebensmitteln an entgegengesetzten Enden des Käfigs.
- Platzieren zwei Flaschen Wasser an den gegenüberliegenden Enden des Käfigs.
- Holen Sie sich ein 30 "x 18" x 36 "verzinkte Stahlkäfig.
- Um 9 Uhr am PD 42, wiegen alle Tiere und die WR Tiere auf den EG-Käfig zu verlagern. 12 Tiere - Jedes EG-Käfig sollte 9 enthalten.
- Stellen Sie sicher, dass keine Tiere haben beide die gleiche pawmark und Ohr-punch Muster.
- Überprüfen Sie alle Lebensmittel und Wasser täglich.
- Alle zwei Tage entfernen Sie das Spielzeug aus dem EG-Käfig und ersetzen sie (gemäß Schritt 4.1.2.).
- Alle drei Tage, reinigen Sie die EG-Käfig.
- Entfernen Sie die Tiere aus dem EG-Käfig und legte sie in temporären Haltekäfigen von 2 - 3 Tiere.
- Entfernen all der Betten aus dem Boden des Käfigs.
- Bringen Sie die gleiche Spielzeug in den Käfig, es sei denn dieser Tag mit dem Spielzeug Ersatz Zeitplan übereinstimmt (nach 4.4 zu Schritt.).
- Ersetzen Sie alle Lebensmittel und Wasser.
- Ersetzen Sie die Ratten in den EG-Käfig.
5. Collect Tissue
HINWEIS: Gewebesammlung (zB Perfusion mit Paraformaldehyd) und Speicherung (beispielsweise Gefrieren, Paraffineinbettung) kann mit einer Vielzahl von Methoden durchgeführt werden. Im Folgenden wird der Prozess der Perfusion mit 4% Paraformaldehyd in 0,1 M Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung (4% Paraformaldehyd in PBS erklären) Lösung 8.
Achtung: Paraformaldehyd ist krebserregend und können auch Hautreizungen, allergische Hautreaktionen oder Augenschäden verursachen. Verwenden Sie geeignete Schutzbrille / Hautschutz.
- Expose eine Ratte in einer Zeit, um das Tier zu betäuben leicht zu Isofluran.
- Intraperitoneal injizieren, um die Ratte mit 2 ml / kg Ketamin / Xylazin-Mischung (1,5 ml Xylazin mit 10 ml Ketamin gemischt).
HINWEIS: Ketamin und Xylazin beide auf Lager Konzentrationen von 100 mg / ml vor Injektions Mischung kombiniert. - Sobald Ratte nicht mehr reagiert, perfundieren das Tier mit 0,1 M phosphatgepufferter Salzlösung (PBS; pH = 7,2), gefolgt von 4% Paraformaldehyd in PBS (pH = 7,2).
- Entfernen Sie Gehirn und Speicher in 4% Paraformaldehyd in PBS bei 4 ° C für 48 Stunden.
- Nach 2 Tagen Übertragung auf Lösung von 30% Sucrose zugesetzt 4% Paraformaldehyd in PBS bei 4 ° C.
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Representative Results
Um die Wirkung des Super Intervention beurteilen zu können, müssen wir die Auswirkungen jedes seiner Bestandteile zu finden - WR und EC - auf unserer Maßnahmen von Interesse. Die 1 bis 3 (unten) in einer früheren Publikation erschien 8 dieses Paradigma nutzen. Abbildung 4 erschien in einer Doktorarbeit 36. Diese Daten zeigen die Auswirkungen der WR-EC auf Hippokampus-adulten Neurogenese im Gyrus dentatus. Alle Grafiken illustrieren Gruppe Mittel, mit Fehlerbalken einen einzigen Standardfehler vom Mittelwert anzeigt. Abbildung 1 zeigt Anstieg der Zellproliferation nach dem WR Teil unserer Intervention, was darauf hinweist , dass die WR Komponente der zunehmenden Zellproliferation in der DG des Hippocampus in der Regel zu entwickeln, früh Leben betont und Alkohol-exponierten Tieren robust fähig ist. Figur 2zeigt die Fähigkeit von EG-Überleben von erwachsenen erzeugten Zellen in der DG in Tieren zu erhöhen, die neonatal entweder Stress oder Alkohol ausgesetzt waren. Abbildung 3 zeigt die Zunahme in Zellen , die in einem neuronalen Phänotyp differenzieren, was darauf hinweist , dass WR-EC - Proliferation und das Überleben von erwachsenen geborene Gyrus dentatus Körnerzellen in Tieren erhöhen können , die Neugeborenen Kontakt mit Alkohol oder Intubation Stress unterziehen, Verwicklung es als Therapeutikum Rettungs Defizite in Hippokampus-adulte Neurogenese. Schließlich 4 bestätigt der WR-EC Wirkung auf dendritischen Plastizität: die Länge der Double-positive Dendriten dentatus Körnerzellen in AE Ratten Gyrus nicht mehr verschieden von Kontrolle. Blutalkoholkonzentration (BAK) auf PD 4 betrug 321,19 ± 14,03 mg / dl (Mittelwert ± SEM), vergleichbar mit anderen Studien mit dieser Exposition Paradigma 28, 37. Frühere Studien haben gezeigt, dass die Tiere aüberqueren diese Behandlungsgruppen unterscheiden sich nicht in Abständen während WR 15 laufen.
Abbildung 1. WR Kräftig erhöht die Zellproliferation in der hippokampalen DG. Mikroskopische Aufnahmen zeigen Unterschiede in der Zellproliferation in der DG auf PD42 (die Einstellung der WR) als mit Brom-desoxyuridin (BrdU) in AE Tieren nach WR (A) und den sozialen Wohnungsbau (B) markiert. WR erhöht robust Zellwucherungen unabhängig von neonatalen Behandlung (C). Ein Zwei-Wege - ANOVA zeigte einen Haupteffekt der Gehäusezustand (WR vs. SH) (F 1,40 = 19,703, p <0,001), während keine signifikanten Haupteffekt der postnatalen Behandlung (SC vs. SI vs. AE) oder Interaktion zwischen den beiden Faktoren wurden beobachtet. Post-hoc-Vergleiche wurden als Tukey-Tests durchgeführt. Alle Werte REPREMittelwert ± Standardfehler des Mittelwerts (SEM) gesendet. * P <0,05, #P <0,01. Diese Zahl wurde von Hamilton et al wiedergegeben. 2012 8. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 2. WR Gefolgt von EC - Rettungen Defizite in der das Überleben der Zellen Nach neonatale Exposition Alkohol oder Sham Stress. Mikroskopische Aufnahmen zeigen Unterschiede in mit BrdU in AE Tiere von WR-EC (A) und der sozialen Bedingungen untergebracht (B) injiziert mit BrdU auf PD41 markierten Zellen. In Gesellschaft untergebracht Tiere zeigten eine Abnahme folgende Alkoholexposition gegen Kontrollen zu säugen. Tiere unterziehen die WR-EC superintervention Display erhöht die Überlebensrate der Zellen nach PD4 wuchernden1 in beiden SI und AE - Gruppen (C). Ein Zwei-Wege - ANOVA zeigte einen Haupteffekt der Gehäusezustand (WR vs. SH) (F 1,29 = 11,402, p <0,01) und eine signifikante Interaktion zwischen postnatale Behandlung und Wohnungszustand (F 1,29 = 3,870, p < 0,05), während kein signifikanter Haupteffekt der postnatale Behandlung (SC vs. SI vs. AE) beobachtet wurde. Ein Einweg-ANOVA innerhalb SH Tiere zeigten eine Haupteffekt der postnatale Behandlung (F 1,19 = 3,727, p <0,05) , während ein one-way ANOVA innerhalb WREC Tiere keine signifikanten Unterschiede zwischen den postnatale Behandlungen ergab. Post-hoc-Vergleiche wurden als Tukey-Tests durchgeführt. Alle Werte repräsentieren den Mittelwert ± SEM bedeuten. * P <0,05, #P <0,01. Diese Zahl wurde von Hamilton et al wiedergegeben. 2012 8. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieses figu anzuzeigenRe.
Abbildung 3. WR-EC - Rettungen Defizite in der Neurogenese Nach neonatale Exposition Alkohol oder Sham Stress. Co-Lokalisation von BrdU (grün) Ausdruck und NeuN (rot) in hippocampalen Körnerzellen. Fluoreszierende konfokalen Bilder wurden folgende immunhistochemischen Verfahren erworben. BrdU wurde auf PD41 Gewebe injiziert wurde am PD72 gesammelt. Sowohl BrdU und NeuN wurden in der DG (A, B) beobachtet. Obwohl SC Tiere keine signifikante Zunahme der Anzahl von wuchernden Neuronen zeigten beide AE und SI Tiere eine Erhöhung der Neurogenese zeigte im Vergleich nach dem WR-EG - Paradigma (wie durch Doppelmarkierung mit BrdU und NeuN angegeben) zu sozial gebrachten Tiere (C) . Ein Zwei-Wege - ANOVA zeigte einen Haupteffekt der Gehäusezustand (WR vs. SH) (F 1,28 = 20,48, p <0,001), während keine signifikante Haupt effect postnatale Behandlung (SC vs. SI gegen AE) oder Wechselwirkung zwischen den beiden Faktoren wurden nicht beobachtet. Post-hoc-Vergleiche wurden als Tukey-Tests durchgeführt. Alle Werte repräsentieren den Mittelwert ± SEM bedeuten. * P <0,05, #P <0,01. Diese Zahl wurde von Hamilton et al wiedergegeben. 2012 8. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 4. WR-EC - Rettungen Defizite in Dendritische Komplexität der Hippocampus DG Zellgranula. Sholl Analysen von dendritischen Kreuzungen zeigen WR-EC verbessernde Wirkung auf dendritischen Komplexität im Gyrus dentatus von erwachsenen Ratten nach neonatale Exposition Alkohol. In den sozialen Wohnungsbau Bedingungen haben AE Tiere eine verringerte Anzahl der DG Körnerzell Dendriten Kreuzungen relativ zu Kontrolltieren (a). Gehäuse in WREC erhöht die Anzahl der Kreuzungen in AE Tiere in Bezug auf sozial untergebracht Kontrollen (b). AE Tiere in unserem WREC Paradigma aufgezogen zeigen ähnliche Anzahl von Kreuzungen relativ in WREC untergebracht zu Kontrolltieren (c). Wiederholt messen ANOVAs wurden auf den Daten in jedem Graphen durchgeführt wird. Panel A zeigt einen Haupteffekt der postnatale Behandlung (F 1,11 = 6,265, p = 0,029). Tafel B zeigt einen Trend zu einem Haupteffekt zwischen Wohnbedingungen (F 1,6 = 4,181, p = 0,087). Panel c zeigt keinen signifikanten Unterschied zwischen SC und AE Tieren im WREC Gehäuse Zustand. Alle Post-hoc-Vergleiche wurden als Tukey-Tests durchgeführt. Alle Werte repräsentieren den Mittelwert ± SEM bedeuten. ^ P <0,01, * p <0,05. Diese Zahl wurde von Hamilton reproduziert, 2012 36.pg "target =" _ blank "> Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
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Discussion
In dem obigen Protokoll haben wir gezeigt, eine sinnvolle Intervention folgende neuroanatomischen Defizite Neugeborenen Alkoholexposition zu retten. Dieser Eingriff kann aufgrund der Robustheit der jede der Komponenten des Eingriffs in anderen Tiermodellen als Therapeutikum verwendet werden. Freiwilligen kardiovaskuläre Aktivität in Form von WR wurde 38 mehrere Verhaltensergebnisse gezeigt profitieren, 39 und funktionelle Kunststoff Veränderungen in Gehirnregionen wie dem Hippocampus ( beschrieben in 40) induzieren. Dies ist zum Teil auf die Expression von Wachstumsfaktoren und andere neuroprotektive Mechanismen im Hirnparenchym in beiden Nagern und Menschen 21, 41. Zur Unterstützung dieser Effekte kann EC vorteilhaft zelluläre 6, 11, 42, 43 induzieren, Strukturelle 2 und pharmakologische 12, 44 Veränderung bei Nagern.
Damit WR in diesem besonderen Modell des menschlichen Syndrom maximal wirksam zu sein, ist es wichtig, für die Tiere freiwillig Zugang zu einem funktionellen Laufrades zu haben; täglich Rad sollte der Zugang für einen längeren Zeitraum 45 mindestens 10-12 h pro Tag und vorzugsweise 24 h dauern (einige negativen Auswirkungen des Ausscheidens aus dem Laufrad berichtet). Das WR-Paradigma dauert 12 Tage für die Kombination von WR und EG zu ermöglichen, in der Adoleszenz und im frühen Erwachsenenalter zu passen. Die Dauer, Alter bei Exposition und Modalität der Ausübung (neben anderen Faktoren) können Einfluss auf die Wirksamkeit der Übung als eine therapeutische Intervention 46, und solche kritischen Faktoren sollten berücksichtigt werden , wenn dieses Protokoll oder ein anderes WREC Paradigma zur Umsetzung der Planung. Ein wesentlicher Bestandteil dieser EG-Paradigma ist die nichtVelty der mehrere Objekte in der Umwelt und der sozialen Interaktion (in 14, 47 überprüft). Daher ist es kritisch für die Elemente in diesem Paradigma alle 48 h ersetzt. Basierend auf der Notwendigkeit für mehrere Elemente, die Interaktion mit den Einzelteilen und deren Erforschung und soziale Interaktion, finden wir, dass unsere Anzahl von einzigartigen Gegenständen, die Häufigkeit der Artikel Ersatz, und die Anzahl der Käfiggenossen ausreichend ist, therapeutische Ergebnisse zu den neuroanatomischen Maßnahmen zu induzieren dass wir beurteilen. Wir fanden heraus, dass eine kontinuierliche Exposition für 30 Tage ist besser geeignet Defizite durch neonatale Exposition Alkohol als begrenzte Exposition Wechselwirkung zu einer neuen Umgebung induziert zu überwinden.
Das Ziel dieses Protokolls ist es, ein WREC Paradigma einzuführen, die sowohl das Herz-Kreislauf Bewegung und Umwelt Neuheit Komponenten aus Kunststoff Intervention anspricht. Aus diesem Grund werden wir die Änderung ansprechen, die auf die paradig vorgenommen werden könnenm sondern würde auf Änderungen hinweisen, dass die Art und Weise verändern können, die Tiere als auch die experimentellen Schlussfolgerungen im Paradigma interagieren, die gezogen werden können. Eine mögliche Änderung wäre die Einführung von Rädern auf die EC-Umgebung ausgeführt wird. Dabei wäre es schwierig, die relativen Beiträge der einzelnen Komponenten zu bestimmen. Es wäre zudem schwierig sein, um sicherzustellen, dass alle Tiere in teilnehmen sowohl den WR-Komponenten und EG-Komponenten des Paradigmas als Gehäuse von 8 - 10 Tiere zusammen für EG erforderlich ist. Da jedoch die langfristigen Zugang zu Bewegung in der Wirksamkeit dieser Intervention kritisch 45 können weitere Forschung , um die optimale Verhältnis von WR Zugang zu EC Zugriffsadresse (obwohl die Verfahren , die in diesem Protokoll robust neuroanatomische und Verhaltens Auswirkungen 8 gezeigt haben, 33) . Änderungen an einzelnen Positionen innerhalb der EG-Umgebung verwendet werden, sind akzeptabel, aber es ist critical für die Elemente interessant sein, komplex, Roman, anregend und häufig aktualisiert 14.
Dieses Paradigma enthält mehrere angeborene Einschränkungen in unseren Händen, die berücksichtigt werden sollten, wenn diese "Super-Intervention" zur Umsetzung der Planung. Eine Einschränkung auf den WR-Komponente des Paradigmas ist die Unfähigkeit, den Abstand von den einzelnen Tieren führen zu beurteilen. Einer der offensichtlichen und unkompliziert Lösungen würden eine individuelle Unterbringung der Tiere während WR Komponente sein. Es muss jedoch betont werden , dass die einzelnen Gehäuse weithin als schädlich für Tiere akzeptiert und können sogar direkt die wohltuende Wirkung des Radfahr 48 entgegenzuwirken. Eine zusätzliche alternative (obwohl zeitaufwendig und unvollständig), um Videoaufzeichnung zu allen Zeiten das Laufrad wäre, daß die Tiere Zugang haben. Dies würde in einem Käfig eine eindeutige Kennung für jedes Tier erfordern (zB Malerei einzigartige Farben oder patterns auf dem Fell eines jeden Tieres) 49. Diese Technik wäre noch unter dem Vorbehalt verwechselt mehrerer Tiere gleichzeitig das Rad nutzen. Eine ähnliche Schwierigkeit trägt zu EG, wenn es um Lebensmittel beschränken einzelne Tiere schwierig wird (ohne die Zeitdauer der Nahrungsaufnahme zu begrenzen). Um die Auswirkungen dieser verringern, würden wir gefolgt Gehäuse in EG für eine volle 30 Tage durch eine sofortige Nahrungsmittelbeschränkung Paradigma empfehlen. Erweiterte Zeitmengen aus der EG-Induced Plasticity hemmen könnte, die während dieses Paradigma auftritt.
Wie bereits erwähnt, ist die Bedeutung dieses Artikels für konsistente Charakterisierung des EC-Paradigma und dessen Umsetzung folgenden Kreislauftraining in Form von WR zu ermöglichen. Zurück EG Paradigmen haben Tiere EG - Gehäuse ohne Einwirkung von WR 12, 50 ausgesetzt, WR innerhalb des EG - Käfig für eine kürzere Zeit 51oder mit weniger Tieren 52, oder die Tiere wurden in einer EG - Umgebung für eine längere Zeit mit weniger häufigen Wechsel von Käfig Artikel 13 ausgesetzt. Es ist wahrscheinlich, dass die positiven Effekte der EG die induzierte Plastizität von WR in einem zeitlich relevanten Zeitfenster erfordern langfristigen Nutzen zu zeigen. Auf diese Weise glauben wir, dass jeweils für 12 und 30 Tage WR und EC-Kopplung für eine möglichst vorteilhafte und präzise Eingriffe ermöglicht.
An diesem Punkt hat sich die Verwendung dieses Modells auf die Jugendlichen und jungen Erwachsenen Zeitperioden begrenzt. Eine weitere Untersuchung der Robustheit dieser Intervention in verschiedenen Stadien und die Ontogenese von neuroplastischen Nutzen sollten in Zukunft noch weiter untersucht werden. Zusätzlich wird die Verwendung von verschiedenen Entwicklungsdefizite stark gefördert, da dies bei der Entwicklung wirksamer therapeutischer Interventionen für Personen betroffen durch solche Störungen unterstützen. Zurück Literatur demonstrated unabhängige Effekte von WR oder EG über die adulte Neurogenese, Lernen und Gedächtnis, oder Angst-ähnliche Verhaltensweisen in einem genetischen Mausmodell der Angst 53. Die Robustheit dieser beiden Interventionen und der synergistische Effekt der EG für die Integration in ein breites Spektrum von Forschungsfragen , die kurzfristigen Auswirkungen der erhöhten WR-induzierten Vorteile (dh Hippocampus - Zellproliferation und Neurogenese) macht es gut balanciert , aufrecht zu erhalten.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Female Time-pregnant Long Evans Rats | Envigo (Formerly: Harlan, Inc.) | Average litter size is 8 - 10 pups | |
| Black India Ink | Higgins (Chartpak, Inc.) | 44201 | |
| Syringes and Injection Needles | Becton, Dickinson and Company (BD) | Assorted | For injection of pawmarking ink, administration of milk-alcohol solution |
| Ear Punch | Kent Scientific Corporation | INS750076 | |
| Running Wheels | Wahmann Labs | Wahmann Running Wheel is discontinued. One per cage. | |
| EC Cage | Martin's Cages, Inc. | R-695 | |
| Small EC Toys | Assorted | ||
| Medium EC Toys | Assorted | Should be able to fit 1 - 2 rats inside of/on top of object | |
| Large EC Toys | Assorted | Should be able to fit 3 or more rats inside of/on top of object |
References
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