Nous décrivons une méthode utilisant une irradiation périphérique cible pour induire le comportement de la fatigue chez les souris. La dose d'irradiation non létale choisie conduit à une réduction de la semaine de l'activité de roue en cours d'exécution volontaire.
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Article de méthode
Un modèle de souris de la fatigue induite par périphérique Irradiation
Dans cet article
Résumé
Résumé
la fatigue liée au cancer (CRF) est une condition pénible et coûteuse qui affecte souvent les patients recevant des traitements du cancer, y compris la radiothérapie. Nous décrivons ici une méthode utilisant une irradiation périphérique cible pour induire le comportement de la fatigue chez les souris. Avec un blindage approprié, l'irradiation cible la région abdominale / pelvienne inférieure de la souris, épargnant le cerveau, dans un effort pour modéliser le traitement de rayonnement reçue par les individus atteints de cancers pelviens. Nous livrons une dose d'irradiation qui est suffisante pour induire un comportement de fatigue chez les souris, mesurée par l'activité de roue en cours d'exécution volontaire (VWRA), sans provoquer la morbidité évidente. Depuis la roue en cours d'exécution est un comportement volontaire normale chez la souris, son utilisation devrait avoir peu d'effet de confusion sur d'autres tests de comportement ou des mesures biologiques. Par conséquent, la roue en cours d'exécution peut être utilisé comme une mesure de résultat possible dans la compréhension des corrélats comportementaux et biologiques de la fatigue. CRF est une condition complexe avec co fréquentesmorbidités, et probablement a des causes liées à la fois au cancer et à ses divers traitements. Les méthodes décrites dans le présent document sont utiles pour l'étude des changements induits par les radiations qui contribuent au développement de la CRF et, plus généralement, d'explorer les réseaux biologiques qui peuvent expliquer le développement et la persistance d'un comportement périphériquement déclenché, mais au centre-driven comme la fatigue .
Introduction
La fatigue liée au cancer (CRF) est une condition pénible et coûteuse qui affecte souvent les patients recevant des traitements du cancer 1. La fatigue est ni proportionnelle à l' activité récente , ni atténué par le repos, et il est associé à une grande variété de troubles liés à l' humeur, la motivation, l' attention et la cognition 2. Les causes biologiques de la CRF sont inconnues, mais il a été montré dans de nombreux cas en corrélation avec les niveaux de l' inflammation et de cytokines, également dans certains cas , le taux d'hémoglobine et la fonction des différents systèmes d'hormones (voir SALIGAN et al. 3 pour un examen de la diversité biologique études de CRF).
Des études contrôlées utilisant des modèles animaux sont nécessaires pour comprendre le comportement et la biologie associée à cette condition complexe. Alors que 4 ou 5 liée à la chimiothérapie liée à la tumeur, 6 graissesIgue a été étudié dans des modèles de rongeurs, l'étiologie de la CRF peut être spécifique à un traitement. Pour étudier CRF liées à la radiothérapie, notre groupe a récemment mis au point un modèle de souris de la fatigue induite par irradiation 7. Contrairement aux modèles de CRF existants impliquant cerveau ou une irradiation corporelle totale 8, 9, ce modèle explore comment un changement de comportement au centre-driven, comme la fatigue, peut être déclenchée par une procédure d'irradiation périphériquement ciblée.
La procédure décrite ici est conçue pour modéliser la radiothérapie administrée à des patients atteints d'un cancer pelvien, en utilisant un blindage de plomb pour cibler la région abdominale / pelvienne inférieure à l'irradiation. Cependant, en modifiant le blindage de plomb ou de sa mise en place par rapport à des animaux de laboratoire, cette procédure pourrait être adapté pour modéliser l'irradiation des autres parties du corps. activité de roue en cours d'exécution volontaire (VWRA) est utilisé pour mesurer la fatigue comme behavior; parce qu'il est un comportement volontaire et normal 10, il devrait permettre l'utilisation simultanée d'autres tests comportementaux et biologiques. Nous avons trouvé que l' irradiation périphérique est suffisante pour réduire VWRA chez les souris sans provoquer la morbidité manifeste 7. Les expériences futures avec ce modèle peut aider les effets de l'irradiation périphérique sur la signalisation biologique immunitaire et d'autres, ainsi que les changements en aval dans le système nerveux central qui peut produire des déficits associés à la CRF révèlent.
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Protocole
Déclaration éthique: Cette étude a été approuvée par le National Institutes of Health (NIH) de protection des animaux et l'utilisation du Comité. Tous les chercheurs qui participent à la manipulation des animaux et la mesure des résultats de l'étude ont été correctement formés par le Bureau NIH de soin et l'utilisation des animaux et le National Heart, Lung, and Blood Institute murin phénotypage de base. Tous les aspects de l' expérimentation animale, le logement, et les conditions environnementales utilisées dans cette étude étaient en conformité avec le Guide pour le soin et l' utilisation des animaux de laboratoire 11.
1. Logement et animaux expérimentaux
NOTE: Maison mâle C57BL / 6 (environ cinq semaines à l' arrivée) individuellement tout au long de l'expérience et de fournir un accès ad libitum à la nourriture et de l' eau. Toutes les cages sont maintenus sur un cycle de lumière-obscurité 12:12 h avec la phase légère à partir de 6 h et phase d'obscurité à 18 heures.
- Identifier les souris et les affecter à ventiler norme individuelled cages de souris. Attendre 24 heures après la procédure d'identification pour la récupération.
REMARQUE: tatouage Tail est recommandé comme un moyen d'identification pour éliminer la possibilité qu'une étiquette d'oreille pourrait se coincer dans une roue qui tourne. Tatouage un numéro sur la queue de chaque souris, avec le numéro sur la queue correspondant au numéro inscrit sur la cage de la souris. - Permettre à des souris pour acclimater à leurs cages pendant au moins trois jours, la manipulation de chaque souris doucement pendant une période de trois minutes par jour.
2. Exécution Roue Acclimatation et Baseline
- Introduire les souris à des cages de VWRA individuelles, chacune équipée d'une roue de roulement reliée à un compteur électronique pour l'enregistrement continu.
REMARQUE: Tous les compteurs roue se connectent à un ordinateur via une interface USB unique (voir la liste des matériaux). Le logiciel calcule le nombre de tours de roue, la distance parcourue et la vitesse moyenne pour chaque intervalle de temps désigné du duratio total spécifién. Une fois l'enregistrement arrête, les données sont automatiquement enregistrées à la fois sous forme de texte et les tableurs. - Initier l'enregistrement de VWRA via l'interface logicielle de l'ordinateur. Réglez l'enregistrement des intervalles à une heure et la durée d'au moins cinq jours. Continuer l'enregistrement VWRA pendant au moins cinq jours.
NOTE: A la fin de l'étape 2.2, toutes les souris doivent obtenir une quantité relativement constante de l'activité quotidienne roue de roulement. Sinon, identifier et exclure les valeurs aberrantes. - Arrêter l'enregistrement VWRA via l'interface du logiciel, et le retour de la souris dans leurs cages standard décrites dans l'étape 1.1 (cages sans courir roues).
- Randomize souris soit dans le contrôle sham-irradiés ou des groupes irradiés.
3. irradiation
Remarque: Effectuez les étapes suivantes pour toutes les souris dans les deux groupes, une fois par jour pendant trois jours consécutifs. Traiter les souris dans le même ordre chaque jour.
- Anesthésier chaque souris par injection intrapéritonéale deune kétamine (100 mg / kg) et de xylazine mélange (10 mg / kg).
- Confirmer l'anesthésie avec une pincée de pointe et d'utiliser la pommade sur les yeux pour prévenir la sécheresse sous anesthésie.
- Transférer la souris anesthésiés dans un dispositif de blindage de plomb. Disposer la souris dans le blindage de sorte que seule la région pelvienne / abdominale inférieure est exposée.
NOTE: Le blindage est composé de deux chefs de file des «boîtes» , avec un espace ouvert étroit entre qui permet l' exposition aux rayonnements à une petite région, ciblée de la souris (voir Figure 1). - Utilisez du ruban adhésif médical pour fixer la base de la queue de la souris en position dans le blindage.
REMARQUE: L'étape 3.4 est facultative, mais cela peut aider à assurer que la position de la souris ne change pas au cours de l'étape suivante. - Transporter le dispositif de protection dans l'irradiateur, veiller à ce que la position de l'animal dans le blindage est maintenu.
- Si la souris est dans le groupe d'irradiation, de livrer 800 cGy à dostaux d'e d'environ 110 cGy / min. Si la souris est dans le groupe de contrôle sham-irradiation, laissez la souris dans l'irradiateur inactif pendant le temps équivalent.
REMARQUE: les paramètres de irradiateur optimales dépendront du dispositif particulier. Le taux de 110 cGy / min livré à partir d' une source de Césium 137 de dose est le débit de dose central de l'irradiateur utilisée ici. Le temps d'exposition a été ajustée pour atteindre la dose totale désirée de 800 cGy. - Retirez la souris de l'irradiateur et le blindage, puis le retourner à son origine, cage standard mentionné dans l'étape 1.1.
- Surveiller en permanence la souris jusqu'à ce qu'il ait repris connaissance suffisante pour maintenir décubitus sternale.
4. radio-induite fatigue Mesure
- Le jour après l'achèvement de trois jours successifs d'irradiation, transférer les souris dans leurs cages individuelles VWRA décrites à l'étape 2.1.
- Enregistrement VWRA, comme décrit à l'étape 2.2, à l'exception ici de programmer l'enregistrementune durée de plus de 15 jours. A la fin des 15 jours, arrêter manuellement VWRA enregistrement via l'interface du logiciel.
NOTE: Les données de chaque période d'enregistrement sont automatiquement enregistrées comme des feuilles de calcul, dont chacun comprend la rotation, la distance et les mesures de vitesse pour tous les animaux (colonnes) et à tous les intervalles (lignes) pendant toute la durée de l'enregistrement. A la fin de l'expérience, il y a deux feuilles de calcul générés par le logiciel d'enregistrement: une pour la VWRA pré-irradiation, et un pour l'VWRA après irradiation.
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Résultats
Trois lots de souris ont été exécutées par le protocole décrit ci-dessus. Il y avait un total de 16 imposture et 20 irradiées (2400 cGy, 3 x 800 / jour) cGy souris. Après trois jours consécutifs de l' irradiation, le groupe irradié a montré significativement réduite par rapport à VWRA sham (mesures répétées mixtes ANOVA: effet principal du traitement par irradiation, F 1,13 = 19,233, p <0,001). L'effet a été significatif pour les sept premiers jours après l' irr...
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Discussion
Nous avons décrit un protocole utilisant une irradiation périphérique ciblé pour induire une réduction de VWRA chez les souris sans confondre la morbidité ou de la mortalité. Fait important, un dispositif de protection simple permet une irradiation dans ce protocole pour cibler une région souhaitée de manière cohérente, imitant les traitements de rayonnement reçues par les patients atteints de cancer pelvien. Contrairement aux modèles de CRF existants impliquant cerveau ou une irradiation corporelle totale
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Déclarations de divulgation
Cette recherche a été soutenue par la Division de la recherche intra-muros, l'Institut national de recherche en sciences infirmières, National Institutes of Health.
Remerciements
Les auteurs tiennent à remercier Michele Allen du National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) des National Institutes of Health (NIH) pour le partage généreusement son expertise dans les méthodes de phénotypage murins et pour son assistance technique en cours, ainsi que pour Timothy Hunt de NHLBI pour nous aider à développer le dispositif de blindage. Cette étude est soutenue par la Division de la recherche intra-muros de l'Institut national de recherche en sciences infirmières du NIH, et une partie de l'essai de validation est soutenu par une subvention de la Oncology Nursing Society Foundation.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| C57BL/6 Souris | Charles River | Code de souche 027 (http://www.criver.com/products-services/basic-research/find-a-model/c57bl-6n-mouse) | |
| Kétamine HCl | Putney | 100 mg/mL solution mère | |
| Xylazine HCl | Lloyd Laboratories | 100 mg/mL solution mère | |
| Rongeurs Système de tatouage | AIMS | ATS-3 | |
| Appareil de blindage en plomb | (sur mesure) | Blindage en plomb d’un pouce d’épaisseur disposé en deux boîtes avec un espace d’un pouce d’épaisseur entre elles pour une irradiation ciblée | |
| Conteneur de blindage en plexiglas | (fabriqué sur mesure) | Conteneur en plexiglas rempli de polystyrène. Des découpes en polystyrène maintiennent le blindage en plomb en place. | |
| GammaCell 40 | Exactor Best Theratronics | http://www.theratronics.ca/product_gamma40.html | |
| RAD Disk Ultra | Best Theratronics | http://www.theratronics.ca/product_rad.html | |
| Mouse Single Activity Wheel Chamber | Lafayette Instrument Company | #80820 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=980 |
| Activity Wheel Counter for Surveillance informatique | Lafayette Instrument Company | #86061 | Câble modulaire http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1052 |
| pour compteurs de roues | Lafayette Instrument Company | #86051-7 | Interface |
| informatique USB http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1046 pour compteurs de roues d’activité | Lafayette Instrument Company | #86056A | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1047 |
| Logiciel de surveillance de roue d’activité | Lafayette Instrument Company | #86065 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1053 |
Références
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Réimpressions et autorisations
