Name: Ein chronisches Schlaffragmentierungsmodell mit vibrierendem Orbitalrotor, um kognitives Defizit und Angst-ähnliches Verhalten bei jungen Wild-Typ-Mäusen zu induzieren (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-09-22T13:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 23 s
Description: Erfahren Sie ein chronisches Schlaffragmentierungsmodell mit vibrierendem Orbitalrotor zur Induktion kognitiver Defizite und angstähnlichen Verhaltens bei jungen Wildtyp-Mäusen.

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Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (61327902-6 an W. Wang und 81801318 an F.F. Ding) unterstützt. Wir würdigen Dr. Sigrid Veasy für die Einrichtung des SF-Experimentalsystems und die freundliche Bereitstellung technischer Details. Wir würdigen Dr. Maiken Nedergaard für lehrreiche Kommentare für verwandte Experimente.

Dieses Protokoll wurde vom Institutional Animal Care and Use Committee des Tongji Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology genehmigt.
1. Mäuse-Screening und Vorbereitung für das Experiment
<ol><li>Wählen Sie wildtypisierte Erwachsene (8–10 Wochen alt) männliche Mäuse mit einem Gewicht von 20–28 g für das gesamte Experiment aus. HINWEIS: Wildtyp C57BL/6 Mäuse werden vom Hubei Research Center for Laboratory Animals, Hubei, China, gewonnen.</li>
	<li>Weisen Sie alle Mäuse dem CSF und der Kontrollgruppe zu. Haus 3–5 Mäuse in jedem Käfig, um sozialen Isolationstress zu vermeiden. Die Anzahl der Mäuse, die in den Kontrollkäfigen untergebracht sind, wird mit der Anzahl der Mäuse in den gekoppelten CSF-Käfigen abgeglichen. HINWEIS: Mäuse in denselben Gruppenkäfigen werden gepoolt, um Verhaltensexperimente durchzuführen.</li>
	<li>Suchen Sie die Kontrollkäfige im selben Raum mit den CSF-Käfigen, um die Umgebung und die Arbeitseffekte identisch zu halten.</li>
	<li>Nummerieren und markieren Sie die Mäuse in jeder Gruppe auf ihren Ohren mit einem Ohrschild für Überwachungszwecke.</li>
	<li>Halten Sie Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit zwischen 21–23 °C und 35 %–60 % aufrecht.</li>
	<li>Erhalten Sie die Umgebung im 12-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus (8:00 Uhr– 20:00 Uhr Light-ON, 20:00 Uhr–8:00 Uhr Light-OFF), um eine verzerrte Wirkung auf den normalen Schlafrhythmus bei Mäusen zu vermeiden.</li>
	<li>Minimieren Sie das Rauschen und die Interferenzen, während der Forscher im Modellierungsraum anwesend ist.</li>
	<li>Stellen Sie Mäusen ausreichend Nahrung und Wasser zur Verfügung. Verwenden Sie lange Düsen mit Kugelhahnspitzen auf Wasserflaschen, um Wasseraustritte auf den Plattformbewegungen zu verhindern. Befestigen Sie die Wasserflasche auf dem Käfig mit einer Feder, um die Verwerfung der Flasche während des Rotorlaufs zu vermeiden.</li>
</ol>2. Vorbereitung und Einstellung des Orbitalrotors
<ol><li>Bereiten Sie einen elektrisch gesteuerten Orbitalrotor mit vergrößerter Plattform (67 cm x 110 cm) vor, auf dem höchstens 10 Käfige platziert werden können.</li>
	<li>Stellen Sie den Orbitalrotor während der Light-ON-Phase (8:00 Uhr–20:00 Uhr) ein, der von einem Programmtimer gesteuert wird, d. h. der Zeit, in der Mäuse den Großteil ihres täglichen Schlafes aufweisen.</li>
	<li>Stellen Sie den Orbitalrotor mit einer Drehzahl von 110 Umdrehungen pro Minute und einem sich wiederholenden Zyklus von 10 s-on, 110 s-off gesteuert mit einem Solid-State-Timer. HINWEIS: Die Tragfähigkeit der Plattform beträgt 50 kg. Die feste Amplitude des Rotorhorizonts vibriert 2,5 cm.</li>
	<li>Befestigen Sie die CSF-Käfige auf der Rotorplattform durch dicke Federn, um eine Verwerfung von Käfigen bei Plattformdrehungen zu verhindern.</li>
</ol>3. Chronische Schlaffragmentierung Modellierung und Überwachung
<ol><li>Legen Sie Käfige des CSF und der Kontrollmäuse vor den Experimenten für eine Woche in den Modellierungsraum, damit sich Mäuse an die Umgebung anpassen können.</li>
	<li>Stellen Sie zu Beginn der Modellierung sicher, dass alle Mäuse während der Orbitalrotationen freien Zugang zu Nahrung und Wasser haben.</li>
	<li>Beachten Sie zu Beginn der Modellierung mindestens 1 h, um sicherzustellen, dass der Orbitalrotor im Getriebe arbeitet.</li>
	<li>Während der Modellierungsphase überprüfen Sie, ob der Orbitalrotor ordnungsgemäß funktioniert und Mäuse alle 2 Tage, um sicherzustellen, dass Mäuse genügend Nahrung und Wasser haben. Wechseln Sie die Bettung der Käfige wöchentlich.</li>
	<li>Während der Modellierungszeit wiegen Sie die Mäuse wöchentlich um 8:00 Uhr, wenn Sie die Bettwäsche wechseln. Entfernen Sie die Mäuse mit signifikantem Gewichtsverlust aus der Modellierung, und auch aus den experimentellen Gruppen. HINWEIS: Signifikanter Gewichtsverlust ist definiert als mit einem Gewicht von weniger als 20 g dauert für 2 Wochen.</li>
	<li>Entfernen Sie während der gesamten Modellierungssitzungen den Aggressor, falls vorhanden, aus dem Käfig und auch aus den experimentellen Gruppen.</li>
	<li>Nach Beendigung der Modellierung, weiterhin pflegen und füttern die Mäuse im ursprünglichen Raum.</li>
</ol>4. Morris Wasserlabyrinth (MWM) Test
<ol><li>Vorbereitung auf den Test<ol>
<li>Bereiten Sie das Gerät eines kreisförmigen Tanks mit warmem Wasser (20–23 °C) gefüllt.</li>
		<li>Hängen Sie vier Zeichen mit verschiedenen Formen und Farben auf dem Vorhang um den Tank in vier Quadranten Richtungen als Fernsichtreferenz. Lassen Sie das Wasser durch Zugabe von Milchpulver undurchsichtig erscheinen.</li>
		<li>Finden Sie eine Plattform in der Mitte des südwestlichen Quadranten.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Der Trainingstest<ol>
<li>Untervorbehalt von Mäusen zwischen 8:00 Uhr und 12:00 Uhr jeden Tag über einen 5-tägigen Trainingszeitraum.</li>
		<li>Lassen Sie jede Maus in das Wasser mit Blick auf die Seitenwand an einem von vier Quadranten in vier Versuchen. Lassen Sie die Maus in jeder Testversion 60 s schwimmen, um die Plattform zu finden. Wenn die Maus nicht in der Lage ist, auf dem Bahnsteig innerhalb von 60 s zu erreichen, führen Sie es auf die Plattform und dort für 15 s zu bleiben.</li>
		<li>Verwenden Sie ein Video-Tracking-System, um automatisch die Escape-Latenz von Mäusen aufzuzeichnen, um die versteckte Plattform zu finden.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Der Sondentest<ol>
<li>Führen Sie den Sondentest am sechsten Tag nach 5 Trainingstage durch.</li>
		<li>Entfernen Sie die Plattform. Lassen Sie jede Maus aus dem nordöstlichen Quadranten und lassen Sie es für 60 s schwimmen</li>
		<li>Verwenden Sie ein Video-Tracking-System, um die Track-Daten von Mäusen automatisch aufzuzeichnen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. Neuartiger Objekterkennungstest (NOR)
<ol><li>Die vertraute Phase<ol>
<li>Legen Sie Mäuse in einen Tank (Länge 30 cm, Breite 28 cm, Höhe 35 cm) nacheinander, die zwei Kopien von Objekten (A1 und A2) enthält. Lassen Sie die Mäuse frei erforschen (10 min pro Versuch).</li>
		<li>Verwenden Sie ein Video-Tracking-System, um die Track-Daten von Mäusen automatisch aufzuzeichnen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Die Testphase<ol>
<li>Führen Sie die Testprüfung nach einer Verzögerung von 1 h der vertrauten Phase durch. Ersetzen Sie eines der Originalobjekte durch ein neuartiges Objekt ("Roman") im Tank, bei dem das andere Objekt unverändert bleibt. Bringen Sie die Mäuse in den Tank zurück und lassen Sie sie 5 min pro Versuch erforschen.</li>
		<li>Verwenden Sie ein Video-Tracking-System, um automatisch die Zeit aufzuzeichnen, die für die Erkundung jedes Objekts durch jede Maus aufgewendet wird. HINWEIS: Die Erkundung des Objekts wird durch Lecken, Schnüffeln, Kauen oder Bewegen von Vibrissae bestimmt, während die Nase auf das Objekt und weniger als 1 cm vom Objekt ausgerichtet wird. Der Diskriminierungsindex (DI) wird mit der Gleichung (TN - TF)/(TN + TF) berechnet, wobei TN = Zeit für die Erforschung des "neuen" Objekts und TF = Zeit, die für die Erkundung des "vertrauten" Objekts aufgewendet wird.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. Offener Feldtest (OFT)
<ol><li>Bereiten Sie das Gerät eines Tanks (30 cm x 28 cm x 35 cm) vor.</li>
	<li>Legen Sie während des Tests jede Maus in die Mitte des Tanks und lassen Sie sie 5 min frei erkunden. Reinigen Sie den Tank nach jeder Studie mit 75% Ethanol, um die Resteffekte der vorherigen Maus zu vermeiden.</li>
	<li>Verwenden Sie ein Video-Tracking-System, um die Track-Daten von Mäusen automatisch aufzuzeichnen.</li>
</ol>7. Erzwungener Schwimmtest (FST)
<ol><li>Bereiten Sie das Gerät eines offenen zylindrischen Gefäßes vor, das Wasser (20–23 °C) enthält, das 15 cm tief ist.</li>
	<li>Legen Sie während des Tests jede Maus in den Zylinder und lassen Sie sie dort für 6 min bleiben.</li>
	<li>Verwenden Sie ein Videospursystem, um die Immobilitätszeit während der letzten 4 min des Tests mit jeder Maus automatisch aufzuzeichnen. HINWEIS: Die Maus ist entschlossen, unbeweglich zu sein, wenn sie aufhört zu kämpfen und im Wasser schwimmt, so dass nur Bewegungen, die notwendig sind, um ihren Kopf über Wasser zu halten.</li>
</ol>8. Datenanalyse
<ol><li>Analysieren Sie Daten mit statistischer Analysesoftware (z. B. GraphPad Prism 6.0).</li>
	<li>Geben Sie alle Daten als mittels dem ± SEM aus.</li>
	<li>Vergleichen Sie die Escape-Latenz im MWM-Test zwischen zwei Gruppen mit zwei-Wege-ANOVA mit wiederholten Maßnahmen gefolgt von Bonferroni-Posttests. Andere Vergleiche zwischen dem GFK und den Kontrollgruppen werden durch nicht gepaarte t-Tests bestimmt.</li>
	<li>Berücksichtigen Sie die Unterschiede signifikant, wenn P < 0,05 in allen Tests.</li>
</ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben.

Zu den kritischen Schritten des aktuellen Protokolls gehören die Einrichtung von Schlaffragmentierungsmaschinen mit den optimierten Parametern entsprechend dem Studienzweck und die Aufrechterhaltung der Mäuse in komfortablen und ruhigen Lebensbedingungen während der gesamten Modellierungssitzungen. Es ist auch wichtig, das richtige Timing zu entscheiden, um die Schlaffragmentierung zu unterbrechen oder zu stoppen und Verhaltenstests für diese Mäuse zu arrangieren. Wie andere Schlafmanipulationsmodelle ist es wichtig, das...

Schlafstörungen sind zunehmend sowohl bei Patienten mit schlafstörenden Bedingungen als auch bei gesunden Menschen mit schlafstörenden Ereignissen häufig. Es wurde beobachtet, dass Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen, chronischen Schmerzen, emotionalem Stress, Erkrankungen des Atmungssystems, Erkrankungen des Harnsystems usw. in der Regel über unangenehme Schlaferfahrungen klagen1,2,3,4,5. Obstruktive Schlafapnoe (OSA), periodische Gliedmaßenbewegungen im Schlaf (PLMS), SchlaferhaltungSchlaflosigkeit unter anderen Schlafstörungen sind die häufigsten Ursachen, die Schlaffragmentierung induzieren6,7. In den Industrieländern hat OSA eine Prävalenz von über 5% bis 9% bei der erwachsenen Bevölkerung und 2% in der Kinderbevölkerung8,9,10. Unterdessen gibt es einen wachsenden Anteil der gesunden Bevölkerung, die aufgrund der übermäßigen Nutzung von Smartphones, unregelmäßigen Schlafgewohnheiten, lästigen Geräuschen und Arbeitsaufgaben wie Nachtschichten für Pflegekräfte Schlafstörungen erleben. Schlaf ist anerkannt, wichtig für Die Hirnabfallclearance11,12, Speicherkonsolidierung13,14, metabolisches Gleichgewicht15,16, unter vielen anderen physiologischen Prozessen. Dennoch ist noch weitgehend unbekannt, ob langfristige Schlafstörungen zu irreversiblen Pathogenese-Veränderungen bei gesunden Menschen führen und ob es sich um die Ätiologie oder einen Faktor bei der Entwicklung von Erkrankungen des zentralen Nervensystems wie neurodegenerativen Erkrankungen in ein paar Jahren handelt. Unser Ziel ist es, ein experimentelles Modell zu berichten, das stabiles und offensichtliches kognitives Defizit und angstähnliches Verhalten bei jungen Wildtyp-Mäusen nach einer 2-monatigen Schlaffragmentierungsbehandlung erzeugt. Dieses Modell würde zur Beantwortung der oben aufgeführten wissenschaftlichen Fragen angewendet.
Schlafstörungen werden als potenzieller Risikofaktor für die Entwicklung von Alzheimer (AD) oder Demenz aufgeführt. Kang et al. fanden und beschrieben zuerst die Exazerbation der AD-Pathologie um 6 h akuten Schlafentzug17. Danach berichteten viele andere Studien, dass Schlafentzug oder Fragmentierung die Pathogenese in transgenen AD-Mäusemodellen18,19,20verschlimmern könnte. Allerdings haben nur sehr wenige Forscher die Folgen von Schlafstörungen bei jungen Wildtyp-Mäusen untersucht; das heißt, ob Schlafstörungen zu AD-ähnlichem Verhalten oder pathologischen Veränderungen bei jungen Wildtypmäusen führen. In unserer jüngsten Veröffentlichung berichteten wir, dass 2 Monate Schlaffragmentierung ein offensichtliches räumliches Gedächtnisdefizit und angstähnliches Verhalten induzierten, sowie eine erhöhte intrazelluläre Amyloid-β (A) Akkumulation sowohl im Kortex als auch im Hippocampus bei 2-3 Monate alten Wildtypmäusen21. Wir beobachteten auch veränderte Expressionsniveaus von Endosome-Autophagosome-Lysosom-Signalsignalen und Mikroglia-Aktivierung, die den pathologischen Veränderungen ähnelte, die bei APP/PS1-Mäusen21,22berichtet wurden.
Dieses vorgestellte Schlaffragmentierungsprotokoll (SF) wurde von Sinton et al.23 validiert und von Li et al.24modifiziert. Kurz gesagt, ein Orbitalrotor, der bei 110 Umdrehungen pro Minute vibriert, unterbricht den Schlaf für 10 s alle 2 min während der Light-ON-Phase (8:00 Uhr–20:00 Uhr). Die Veränderung der Schlafstruktur in diesem Modell wurde zuvor durch elektrophysiologische Schlafaufzeichnungen charakterisiert und von Li et al.24berichtet, was auf eine signifikante Zunahme der Wachzeit und eine Abnahme des schnellen Augenbewegungsschlafes (REM) während der Light-ON-Phase hindeutet, wobei die Gesamten schlaf- und Wachzeiten (in 24 Stunden) nach mehr als 4 Wochen Modellierung24unbeeinflusst blieben. Derzeit sind Gesamtschlaf oder teilweiseSchlafentzug die am häufigsten verwendeten Schlafmanipulationsmodelle. Der gesamte Schlafentzug wird in der Regel durch eine anhaltende schonende Handhabung oder die Exposition des Tieres gegenüber neuartigen Objekten durchgeführt, alternativ durch kontinuierliches Drehen eines Balkens oder eines laufenden Laufbandes25,26,27,28,29. Aus ethischen Gründen ist die Gesamtschlafentzug in der Regel kürzer als 24 h. Das am häufigsten angewandte Modell für partielle Schlafentzug ist die Wasserplattformmethode, die in erster Linie REM-Schlaf30,31,32abtut. Andere Ansätze, die entweder ein Laufband oder einen Balken verwenden, der entlang der Unterseite des Käfigs fegt, könnten Schlaffragmentierung auslösen, wenn sie in festen Intervallen eingestellt werden33,34,35,36,37,38. Es ist bemerkenswert, dass SF den Schlaf unterbricht und zeitweise für Erregung in allen Schlafstadien24führt. Einer der herausragenden Vorteile dieses CSF-Modells, das Orbitalrotor aufträgt, ist, dass es kontinuierlich für Monate durchgeführt werden kann, automatisch von Maschinen gesteuert, was häufige Verarbeitungsarbeiten täglich außer bei regelmäßiger Überwachung vermeidet. Darüber hinaus würde das Gerät erlauben, mehrere Käfige von Mäusen unter uniformierten Eingriffen gleichzeitig zu modellieren. Während der gesamten Modellierungssitzungen werden Mäuse in ihren Hauskäfigen mit üblichen Einstreu- und Nistmaterialien untergebracht, während einige andere Methoden eine Exposition gegenüber diversifizierten Umgebungen und unvermeidlichem Stress erfordern.
Die Schlaffragmentierung war zuvor durch die Schlafmanipulationsmethode gekennzeichnet, die häufige Erregungen während der Schlafphase und einen erheblichen Schlafrückpris während der Wachphase nachahmt. In einigen Literaturen wurde CSF als Tiermodell für OSA39,40angesehen. In dieser Studie basiert die Begründung der gewählten Häufigkeit der Erregung 30 Mal pro Stunde auf der Beobachtung von Erregungsindizes bei Patienten mit mittelschwerer bis schwerer Schlafapnoe. Es wurde beobachtet, dass 4 Wochen Schlaffragmentierung signifikant erhöhte hyperkapnische Erregung Latenz und die taktile ErregungSchwelle, die mindestens 2 Wochen nach der Genesung dauern könnte24. Dieser Phänotyp wurde durch die aufdeckende aktivierungsreduktion von c-fos bei noradrenergen, orexinergen, histaminergen und cholinergen Wake-aktiven Neuronen als Reaktion auf Hyperkapnien sowie reduzierte katecholaminerge und orexinerge Projektionen in den cingulat cortex24erklärt. Es ist jedoch notwendig zu beachten, dass das wichtigste Merkmal in OSA Hypoxie durch Atemwegsverstopfung verursacht ist, die zu Schlafstörungen41,42führt. Schlafstörungen und sich wiederholende Hypoxie interagieren bei OSA-Pathogenese wechselseitig miteinander. Daher ist die Schlaffragmentierung allein möglicherweise nicht in der Lage, alle wichtigen Funktionen von OSA bei Mäusen vollständig zu demonstrieren.
Hierin präsentieren wir ein standardisiertes Protokoll zur Modellierung der chronischen Schlaffragmentierung bei jungen Wildtypmäusen. Kognitives Defizit und Angst-ähnliche sowie depressionsähnliche Verhaltensweisen nach der CSF-Behandlung wurden von Morris Wasserlabyrinth, Neuartige Objekterkennung, Open Field Test und Erzwungener Schwimmtest bewertet. Es ist wichtig zu beachten, dass dieses Modell als Ganzes genommen werden sollte, die Phänotypen von dysregulierten Schlafmuster erzeugt, kognitives Defizit, und Angst-ähnlicheverhalten. Das aktuelle Modell könnte möglicherweise angewendet werden, 2) Weitere Untersuchung der funktionellen oder molekularen Pathogenese-Mechanismen, die durch chronische Schlafstörungen bei jungen Mäusen ohne genetische Veranlagung induziert werden, 2) Ermittlung des direkten Weges, der zu neurodegeneration durch Schlafstörungen führt, 3) Erforschung der Therapeutika zur Verbesserung der durch chronische Schlafstörungen induzierten Phänotypen, 4) Untersuchung der intrinsischen Schutz-/Ausgleichsmechanismen bei Wildtyp-Mäusen bei chronischer Schlafstörung, 5)

<table><tbody><tr><td>Any-Maze-Verhaltensverfolgungssystem</td><td>Stoelting, Inc,</td> <td>USA-Ein</td> <td>Video-Tracking-System, das zur Aufzeichnung der Verhaltensspur von Mäusen verwendet wurde.</td></tr><tr><td>C57BL/6J-Mäuse</td><td>Hubei Research Center for Laboratory Animals, Hubei, China.</td><td>-</td><td>gesunde männliche C57BL/6J-Mäuse im Alter von 10-12 Wochen wurden vom Hubei Research Center for Laboratory Animals gekauft</td></tr><tr><td>Graphpad Prism 6.0 Software</td><td>Graphpad Software, Inc.USA-Graphpad</td><td></td> <td>Prism 6.0 Software wurde verwendet, um statistische Diagramme zu zeichnen.</td></tr><tr><td>Morris Wasserlabyrinth System</td><td>Shanghai XinRuan Information Technology Co., Ltd, China</td><td>XR-XM101</td><td>Das System wurde verwendet, um Morris Wasserlabyrinth Test</td></tr> durchzuführen <tr><td>Orbial Rotor</td><td>Shanghai ShiPing Laboratory Equipment Co., Ltd, China</td><td>SPH-331</td><td>Der Orbitalrotor wurde verwendet, um das Modell der chronischen Schlaffragmentierung</td></tr><tr><td>zu etablieren Festkörper-Timer</td><td>OMRON Corporation, Kyoto, Japan</td><td>H3CR-F8-300</td><td>Die Festkörperzeit wurde verwendet, um die Frequenz und Zeit des laufenden Rotors zu steuern</td></tr><tr><td>Glänzender Tank aus Holz</td><td></td> <td>-</td> <td>Länge 30 cm, Breite 28 cm, Höhe 35 cm Der Tank wurde verwendet, um einen offenen Feldtest und einen neuartigen Objekterkennungstest durchzuführen</td></tr></tbody></table>

ein chronisches schlaffragmentierungsmodell mit vibrierendem orbitalrotor, um kognitives defizit und angst-ähnliches verhalten bei jungen wild-typ-mäusen zu induzieren

A Chronic Sleep Fragmentation Model using Vibrating Orbital Rotor to Induce Cognitive Deficit and Anxiety-Like Behavior in Young Wild-Type Mice

Schlafstörungen sind in der Regel in Derpopulationen als chronische Krankheit oder als beklagtes Ereignis weit verbreitet. Chronische Schlafstörungen sollen eng mit der Pathogenese von Krankheiten, insbesondere neurodegenerativen Erkrankungen, in Verbindung gebracht werden. Kürzlich fanden wir heraus, dass 2 Monate Schlaffragmentierung die Alzheimer-Krankheit (AD) -ähnliche verhaltens- und pathologische Veränderungen bei jungen Wildtyp-Mäusen einleitete. Hierbei stellen wir ein standardisiertes Protokoll zur Erreichung einer chronischen Schlaffragmentierung (CSF) vor. Kurz gesagt, CSF wurde durch einen Orbitalrotor induziert, der bei 110 Umdrehungen pro Minute vibrierte und mit einem sich wiederholenden Zyklus von 10 s-on, 110 s-off, während der Light-ON-Phase (8:00 AM–8:00 PM) kontinuierlich für bis zu 2 Monate arbeitet. Beeinträchtigungen des räumlichen Lernens und Gedächtnisses, angstartiges, aber nicht depressives Verhalten bei Mäusen als Folgen der CSF-Modellierung wurden mit Morris Wasserlabyrinth (MWM), Novel Object Recognition (NOR), Open field test (OFT) und Forced swimming test (FST) bewertet. Im Vergleich zu anderen Schlafmanipulationen minimiert dieses Protokoll die Handhabungsarbeiten und maximiert die Modellierungseffizienz. Es produziert stabile Phänotypen bei jungen Wildtyp-Mäusen und kann potenziell für eine Vielzahl von Forschungszwecken erzeugt werden.

Alle repräsentativen Ergebnisse und Zahlen wurden aus unserer aktuellen Publikation21wiedergegeben. Die Wiederverwendung der Zahlen wurde von der ursprünglichen Zeitschrift zugelassen.
Das gesamte experimentelle Design wird in der Reihenfolge der Zeit dargestellt, die das Timing der CSF-Modellierung, Verhaltenstests von MWM, NOR, OFT und FST angibt (Abbildung 1A). Wir erhielten jede Woche Gewichte von Mäusen aus dem CSF und den Kontrollgrup...

Hier wird ein Protokoll für das Modell der chronischen Schlaffragmentierung (CSF) vorgestellt, das durch einen elektrisch gesteuerten Orbitalrotor erreicht wird, der bei jungen Wildtypmäusen bestätigtes kognitives Defizit und angstähnliches Verhalten auslösen könnte. Dieses Modell kann angewendet werden, um die Pathogenese chronischer Schlafstörungen und damit verbundener Störungen zu erforschen.

Ein chronisches Schlaffragmentierungsmodell mit vibrierendem Orbitalrotor, um kognitives Defizit und Angst-ähnliches Verhalten bei jungen Wild-Typ-Mäusen zu induzieren

Sleep disturbance is generally common in populations as a chronic disease or a complained event. Chronic sleep disturbance is proposed to be closely ...

Chronische Schlafstörungen führen zur Pathogenese neurodegenerativer Erkrankungen. Wir möchten ein einfaches, stabiles und langfristiges Protokoll zur Verfügung stellen, um häufige Unterbrechungen während des menschlichen Schlafs zu modellieren, um diese Frage zu beantworten. Diese Mäuse minimieren den Handhabungsaufwand und die künstlichen Käufer.Es kann Interventionen zwischen Mäusen innerhalb derselben Versuchsgruppe und zwischen verschiedenen Experimenten standardisieren, um wiederholbare Verhaltens- und pathologische Ergebnisse zu erzielen. Dieses Modell kann auf eine Vielzahl von Krankheitsmodellen wie Depressionen und Alzheimer angewendet werden, um die Auswirkungen chronischer Schlafstörungen bei Vorliegen einer Grunderkrankung zu untersuchen. Beginnen Sie mit der zufälligen Zuweisung von drei bis fünf 20 bis 28 Gramm schweren, 8 bis 10 Wochen alten adulten männlichen Wildtyp-Mäusen in CSF-Modellierungs- und Kontrollkäfige, um Stress bei sozialer Isolation zu vermeiden.Halten Sie beide Gruppen von Käfigen im selben Raum mit einer Luftfeuchtigkeit von 21 bis 23 Grad Celsius und einer Luftfeuchtigkeit von 35 bis 60 % mit einem 12-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus, um eine identische Umgebung zu erhalten. Versorgen Sie die Mäuse dann mit ausreichend Futter und Wasser, indem Sie lange Düsen mit Kugelhahnspitzen an den Wasserflaschen verwenden, um ein Austreten von Wasser bei den Bewegungen der Plattform zu verhindern, und die Wasserflaschen mit einer Feder auf jedem Käfig befestigen, um ein Verrutschen der Flaschen während der Drehung zu vermeiden. Programmieren Sie für die Modellierung der chronischen Schlaffragmentierung einen elektrisch gesteuerten Orbitalrotor mit einer 67 x 110 Zentimeter großen Plattform, der während der 8:00 Uhr morgens läuft.bis 20:00 Uhr Lichtphase und stellen Sie mit einem Halbleiter-Timer die Rotordrehzahl auf 110 Umdrehungen pro Minute ein, um einen sich wiederholenden Zyklus von 10 Sekunden ein- und 110 Sekunden aus zu erreichen. Verwenden Sie dicke Federn, um die CSF-Käfige auf der Rotorplattform zu befestigen, um eine Verschiebung der Käfige bei der Drehung der Plattform zu verhindern und sicherzustellen, dass der Zugang zu Futter und Wasser während der Orbitaldrehungen aufrechterhalten wird.Beobachten Sie nach dem Aufbau des Modellsystems die Käfige mindestens eine Stunde lang, um sicherzustellen, dass der Orbitalrotor ordnungsgemäß funktioniert. Wiegen Sie die Mäuse während der Modellierungsphase wöchentlich um 8:00 Uhr, wenn Sie die Einstreu wechseln, und entfernen Sie bei Bedarf alle Aggressoren aus den Käfigen.Am Ende der Modellierungszeit fahren Sie mit der Unterbringung und Fütterung der Mäuse im Modellierungsraum fort. Um zwischen 8:00 Uhr und 12:00 Uhr einen Morris Water Maze-Test durchzuführen.Lassen Sie fünf Tage lang jeden Tag eine Maus nach der anderen in einen kreisförmigen Tank frei, der mit 20 bis 23 Grad Celsius heißem Wasser in einem von vier Quadranten für jeden Versuch gefüllt ist. Verwenden Sie während der Testphase ein Video-Tracking-System, um die Fluchtlatenz jeder Maus aufzuzeichnen, wenn sie versucht, zur Plattform zu schwimmen. Wenn die Maus die Plattform nicht innerhalb von 60 Sekunden finden kann, führe das Tier zur Plattform.Lass ihn 15 Sekunden lang auf der Plattform bleiben, bevor du ihn in seinen Käfig zurückbringst. Entfernen Sie am sechsten Tag nach dem Training die Plattform aus dem Wassertank und lassen Sie die Maus aus dem nordöstlichen Quadranten für eine letzte Schwimmperiode von 60 Sekunden pro Tier frei. Nach der CSF-Modellierung wurden keine Unterschiede in den Gewichten der Mäuse zwischen der Kontroll- und der Versuchsgruppe beobachtet.Die CSF-Gruppe zeigt im Vergleich zu den Kontrolltieren über einen Zeitraum von fünf Trainingstagen im Morris Water Maze eine geringere Lokalisierung der Plattform. Im Sondentest verbrachten die Liquormäuse proportional signifikant weniger Zeit im Zielquadranten und überquerten den vorherigen Plattformstandort seltener ohne beobachtbaren Schwimmgeschwindigkeitsunterschied. In der bekannten Phase des neuartigen Objekterkennungstests gibt es keinen signifikanten Unterschied in der Gesamtexplorationszeit zwischen der CSF- und der Kontrollgruppe oder in der Explorationszeit zwischen den Objekten A1 und A2 in einer der beiden Gruppen.In der Testphase ist der Diskriminationsindex der CSF-Mäuse im Vergleich zu dem der Kontrolltiere deutlich reduziert. Bei diesen repräsentativen Auswertungen im Freilandtest und im erzwungenen Schwimmtest verbrachte die Liquorgruppe während des Tests weniger Zeit in der zentralen Zone als die Kontrollgruppe. Liquormäuse zeigten auch eine längere Gesamtbewegungsstrecke innerhalb des Tanks, was auf eine erhöhte spontane Aktivität nach der Modellierung hindeutet.Nichtsdestotrotz induzierte die Liquormodellierung kein depressionsähnliches Verhalten, wie durch nicht signifikante Unterschiede in der Immobilitätszeit zwischen den beiden Gruppen, die einem erzwungenen Schwimmtest unterzogen wurden, bestätigt wurde. Die Auswahl eines geeigneten Vibrationszyklus und der Modellierungsdauer sowie eines geeigneten Zeitplans für die Liquorbehandlung und die Identifizierung des Phänotyps sind wichtig für den Erfolg dieses Experiments. Traditionelle Schlafentzugsprotokolle erfordern viel Arbeit und die meist für akute oder kurzfristige Modellierungen.Dieses Protokoll ermöglicht die Untersuchung eines pathologischen Mechanismus der leichten, aber lang anhaltenden Schlafstörung.

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Forschung

JoVE Journal

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Verhalten

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Eine Ratte Modell der zentralen Ermüdung mit einem modifizierten mehrere Plattform-Methode

Wir beschreiben eine Hochdurchsatz-Methode zur Messung der Schlaf durch Activity based Überwachung Haus-Käfig. Diese Methode bietet Vorteile gegenüber herkömmlichen EEG-basierten Methoden. Es kann ist gut für die Bestimmung der gesamten Schlafdauer validiert und ein mächtiges Werkzeug, Schlaf in Nager-Modelle der menschlichen Krankheit zu überwachen.

Nicht-invasive High-Throughput-Bestimmung der Schlafdauer bei Nagern

Wir beschreiben eine Schlaf Entbehrungen Technik bekannt als schonende Behandlung wo Ermittler sanft Mäuse jederzeit prod Schlafverhalten beobachtet wird. Diese Methode ist ein leistungsfähiges Werkzeug, das erlaubt es den Forschern, die Auswirkungen zu untersuchen, die chronische Schlaf Einschränkung während der gesamten Entwicklung auf zukünftige Gehirnphysiologie und das Verhalten haben kann.

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Optogenetische Manipulation von neuronalen Schaltkreisen während der Überwachung von Schlaf-/Wachzustanden bei Mäusen

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Erfahren Sie ein chronisches Schlaffragmentierungsmodell mit vibrierendem Orbitalrotor zur Induktion kognitiver Defizite und angstähnlichen Verhaltens bei jungen Wildtyp-Mäusen.

Ein chronisches Schlaffragmentierungsmodell mit vibrierendem Orbitalrotor, um kognitives Defizit und Angst-ähnliches Verhalten bei jungen Wild-Typ-Mäusen zu induzieren (Video) | JoVE Journal

Ein chronisches Schlaffragmentierungsmodell mit vibrierendem Orbitalrotor, um kognitives Defizit und Angst-ähnliches Verhalten bei jungen Wild-Typ-Mäusen zu induzieren

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