Summary
Vår studie fokuserar på effekterna av leptin signalering i halspulsådern kroppen (CB) på hypoxisk andningshjälp svar (HVR). Vi utförde "förlust av funktion" experiment mäta effekten av leptin på HVR efter CB denervering och "vinst av funktion" experiment mäta HVR efter överuttryck av leptin receptorn i CB.
Abstract
Ett adipocyte-producerat hormon leptin är en potent respiratorisk stimulerande, som kan spela en viktig roll för att försvara andningsfunktionen hos fetma. Den halspulsådern organ (CB), ett nyckelorgan i perifer hypoxisk känslighet, uttrycka den långa funktionella isoform av Leptin receptor (LepRb) men rollen av leptin signalering i kontroll av andning har inte helt klarlagd. Vi undersökte den hypoxiska andningshjälp responsen (HVR) (1) hos C57BL/6j möss före och efter infusion med leptin vid baseline och efter CB denervation; (2) i leprb-bristfällig feta db/DB möss vid baseline och efter Leprb överuttryck i CBs. I C57BL/6J möss ökade leptin HVR och effekterna av leptin på HVR avskaffades av CB denervation. I db/DB- möss har leprb -uttrycket i CB förstärkt HVR. Därför, vi drar slutsatsen att leptin agerar i CB att öka Svaren till hypoxi.
Introduction
En fettceller produceras hormon leptin verkar i hypotalamus att undertrycka födointag och öka ämnesomsättningen. Studier utförda i vårt laboratorium1,2 och av andra utredare3,4 visade att leptin ökar hyperkapnisk andningshjälp respons (HVR) för att förhindra obesitas hypoventilation i Leptin brist på fetma. Emellertid, en majoritet av överviktiga individer har höga halter av leptin i plasma och uppvisar resistens mot de metabola och respiratoriska effekterna av hormonet5,6,7,8. Resistens mot leptin är multifaktoriell, men begränsad permeabilitet av blod-hjärnbarriären (BBB) till leptin spelar en viktig roll. Vi föreslår att leptin verkar under BBB i ett nyckelorgan av perifer hypoxisk känslighet, halspulsådern organ (CB), att försvara andning hos överviktiga individer. CBs uttrycker den långa funktionella isoformen av Leptin receptor, leprb, men rollen av CB i respiratoriska effekter av leptin har inte varit tillräckligt klarlagd9,10.
Målet med vår metod var att undersöka effekten av leptin signalering i CB på HVR. Vår motivering var att utföra (a) förlust av funktions experiment infusion leptin hos möss med intakta karotikroppar och denervated halspulsådern organ följt av HVR mätningar; b) vinst av funktions experiment i db/DB- möss som saknar leprb, där vi mätte HVR vid baseline och efter uttryck av LEPRb uteslutande i CB. Fördelen med vår teknik var att vi utförde alla våra experiment i ohämmade tre möss under sömnen och vakenhet. Tidigare utredare utförde antingen sina experiment under anestesi9 eller inte mäta effekterna av leptin under sömn10. Dessutom är vår studie den första att använda en unik vinst av funktionssätt med selektiv LepRb uttryck i CB som beskrivs ovan.
I det breda sammanhanget, vår metod kan generaliseras till andra receptorer uttryckta i CB och deras roll i hypoxisk känslighet. Utredare kan ingjuta en ligand till en receptor av intresse och mäta HVR vid baseline och efter CB denervation. Som en kompletterande metod kan en receptor av intresse överuttryckas i CB och HVR mätningar kan utföras före och efter överuttryck med hjälp av vår teknik som beskrivs i detta manuskript.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alla experimentella protokoll har godkänts av den institutionella djuromsorg och användning kommittén (MO18M211).
1. leptin infusion
Anmärkning: För att undersöka effekten av leptin på andning, vi infunderade leptin subkutant i Lean C57BL/6J möss av en osmotisk pump för att höja cirkulerande Leptin nivåer till de som observerats hos feta möss.
-
Osmotisk pump beredning
- Väg den tomma pumpen för att kontrollera nettovikten av den laddade lösningen.
- Tillsätt Leptin (5 mg/mL) till den osmotiska pumpen (1 μL/h i 3 dagar). Fyll pumpen med en liten spruta (1 mL). Efter fyllning, Stäng pumpen med den medföljande trubbiga tippade 27 gauge fyllnings röret.
Anmärkning: Sprutan och det bifogade röret ska vara fria från luftbubblor. - Efter fyllning, väg pumpen igen för att kontrollera nettovikten av lösningen.
-
För in leptin pumpen subkutant i interscapular området.
Obs: om du vill påbörja infusionen omedelbart, inkubera den förfyllda pumpen i den sterila saltlösning vid 37 ° c i minst 4 till 6 timmar (företrädesvis över natten).
2. hypoxisk ventilatorisk respons (HVR)
Anmärkning: Thermoneutral villkor eliminera stressande faktorer som orsakas av sval omgivningstemperatur och avsevärt ändra ämnesomsättningen hos möss. Därför bör alla respiratoriska mätningar utföras vid villkoren för thermoneutral (t = 30 ° c) med hjälp av en neonatal inkubator12 (figur 1a). Hela kroppen pletysmografi kammare (WBP) har använts för alla mätningar. Alla djur ska acklieras till den barometriska pletysmografi-kammaren och till en simulerad halskrage för efterföljande pulsoximetriinspelning under 3-5 dagar före HVR-mätningarna. HVR spelas in mellan 10 och 5 PM. HVR dämpas under sömnen, därför kan det mätas separat under sömnen och tyst vakenhet13. För att säkerställa den specifika sömn-vakna skede av djuret under HVR mätningen, EEG/EMG elektroder bör implanteras som en EEG/EMG headmount som tidigare beskrivits14. Djuren bör tillåtas återhämta sig minst 72 h efter headmount. Sleep Staging bör utföras i 5 s epoker. NREM-sömn känns igen av den långsamma vågen EEG-aktivitet som upptar mer än 50% av epoken. Tyst vakenhet manifesteras av alfa-EEG aktivitet i avsaknad av rörelser. REM-sömn identifieras genom den dominerande alfa-och theta EEG-aktiviteten i närvaro av reducerad muskeltonus på EMG. Typiskt, REM-sömn observeras inte under HVR gas utmaningar.
- Protokollet för HVR-inspelning
- Använd WBP-kammaren av följande storlek: innerdiameter 80 mm, höjd 50,5 mm och volym 0,4 L. WBP-kammaren består av två kammare, förseglade och referens kammare, och en cirkulär plattform för att placera musen14 (figur 1B). Inflöde och utflöde inne i kammaren styrs av positiva och negativa tryck källor som upprätthåller atmosfärstryck. Denna kontroll skapar ett stadigt bias flöde i kammaren och förhindrar CO2 retention. För mer information om WBP inrättas, se Hernandez och kollegor15.
- Mät temperaturen inuti kammaren och den relativa luftfuktigheten i rummet innan du placerar musen i WBP.
- Mät kroppsvikt och rektaltemperatur.
- Sätt oximeterkrage runt halsen på musen (området bör vara tidigare rakade).
- Placera musen inuti WBP och se till att kammaren är helt förseglad för att undvika luftläckage.
- Vänta i ungefär 30 minuter tills musen är tyst och kammaren har en konstant volym.
- Normoxia: efter 30 min, om musen är tyst, börja spela in andnings signaler och perifer syremättnad (SpO2) vid normoxia fas (21% FIO2 vid 1 ATM av tryck) för 20 min, med hjälp av labchart 7 Pro (version 7,2).
- Hypoxi: efter 20 minuter av tyst normoxia, börja spela in den första cykeln av akut hypoxi och SpO2. För hypoxi fas, utsätta djuren för ett konstant blandat gas flöde sammansatt av 10% O2 och 3% Co2 för 5 min.
- Under de första 30 SEK av hypoxi, flyter den blandade gasen genom kammaren via två små sido hamnar vid basen så att FiO2 att sjunka från 21% (vid 1 ATM av tryck) till 10%.
- Efter den första 30 s, Stäng en av de små sido hamnarna i WBP kammaren och hålla inspelningen vid konstant hypoxi på 10% FiO2 för 5 min.
Anmärkning: blandningen av 10% O2 och 3% Co2 vid hypoxi används för att bibehålla eucapnea11.
- Efter 5 min av hypoxi, utsätta musen för att rumsluft igen (21% FiO2 vid 1 ATM av tryck) genom att byta inflöde källa.
- Vänta minst 30 min tills nästa normoxia inspelning för att återhämta sig från tidigare hypoxisk exponering för att undvika andningshjälp roll-off fenomen (dvs, Central dämpning av andning under hypoxi16).
Anmärkning: Upprepa normoxia/Hypoxia cykler tre gånger i varje mus för att säkerställa reproducerbarhet av mätningarna. Enligt vår erfarenhet, ytterligare (mer än 3 gånger på en viss dag) hypoxisk exponering bör undvikas, på grund av andningshjälp anpassning (roll-off fenomen). - I slutet av experimentet, kalibrera WBP kammaren (med musen är fortfarande inne) genom att injicera 1 mL rums luft 3 gånger med en spruta inkopplad i en av de små sido hamnarna vid basen av kammaren.
- Mät temperaturen i kammaren igen med djuret inuti.
- Öppna kammaren och mät den rektala temperaturen på musen innan du placerar den tillbaka till sin hem bur.
- HVR-beräkning
- Digitalisera alla signaler för HVR-beräkning vid 1 000 Hz (samplingsfrekvens per kanal).
Anmärkning: WBP tidvattens volym analys utförs i Lab diagram 7 baserat på Drorbaugh och Fenn ekvation17. Erforderliga variabler omfattar mus rektal temperatur och kammartemperatur (före och efter HVR-mätning), relativ fuktighet och kammarens gaskonstant. Denna konstant är resulterande från WBP tryck avböjning efter 1 mL injektioner av luft i kalibreringsfasen. För mer information, se Hernandez och kollegor15. - Efter beräkning av Drorbaugh och Fenn ekvation, multiplicera tidvatten volym (VT) kammar kanal av konstanten.
-
Val av inspelningar för analys
- Normoxia: Välj endast sektioner av stadig andning med konstant tidvatten volym. Undvik sektioner i närheten av musrörelser.
- Hypoxi: kassera första 30 s när O2 nivåer minskar från 21% till 10%, Välj avsnitt från 30 s till 2 min av 10% O2 exponering (ett 90 s intervall). Inom detta intervall, Välj endast sektioner med stadig andning med konstant tidvatten volym. Undvik sektioner i närheten av musrörelser. Analysen är tillförlitlig om minst 10 s av hypoxi väljs i varje cykel.
Anmärkning: Den perifera delen av chemoreflex som styrs av CB dominerar under den första 1-2 min av exponeringen16,18,19. Under den andra fasen, mellan 2 min och 5 min av hypoxisk exponering, både perifer och central komponent spelar en roll. Slutligen, den tredje fasen, > 5 min, kännetecknas av hypoventilation (roll-off fenomen) styrs huvudsakligen av centrala kemoreceptorer. Vår erfarenhet visar att möss ofta är vakna under hypoxisk Exposition på grund av manuella brytare i luftflödet källa.
- Efter valet, beräkna medelvärdet minutventilation (VE) vid behandling och hypoxisk villkor med hjälp av formeln Ve = andningsfrekvens X tidvatten volym.
- Beräkna medelvärdet för SpO2 vid normoxia och hypoxias tillstånd.
- Beräkna HVR manuellt med hjälp av formeln HVR = (Ve (10% o2)-Ve (21% o2))/(SPO2 (10% o2) – SPO2 (21% o2)).
Anmärkning: I C57BL/6J-möss kan den osmotiska pumpen för infusion med leptin försämra den korrekta SpO2 -signaldetekteringen genom Halskragen. I detta fall beräknas HVR baserat på FIO2 -värdena vid behandling och hypoxiska tillstånd som HVR = δvE /δfio211.
- Digitalisera alla signaler för HVR-beräkning vid 1 000 Hz (samplingsfrekvens per kanal).
3. carotid Body Denervation eller carotid sinus nerv dissektion (CSND)
Anmärkning: Vi utförde kombinerade kirurgisk och kemisk denervering en vecka isär, eftersom kirurgisk denervering ensamt inte avskaffa hypoxisk chemoreflex.
-
Kirurgisk beredning
- Utför alla procedurer på vuxna manliga C57BL/6J möss. Sterilisera alla kirurgiska instrument. Använd sterila kirurgiska handskar, sprutor och bomull tippade applikatorer.
- Anesthetize manliga C57BL/6J möss med 1-2% isofluran med hjälp av en näsa kon och placera en varm filt för att förhindra hypotermi. Isofluran titreras noggrant för att bibehålla andningsfrekvensen vid 1 Hz (60 andetag/min). Lämpligheten av anestesi före start operationer kommer att bedömas av andningsfrekvensen, frånvaron av rörelser och hörbara ljud, avsaknaden av svar på taktila stimuli och forelimb eller bakben pedal tillbakadragande reflex.
- Administrera buprenorfin (0,05 mg/kg) intraperitonealt för att förhindra smärt obehag. Ta bort håret vid ventrala regionen i nacken och desinficera området med Betadine och alkohol.
- För att förhindra korneal uttorkning, smörja mössen ögon med steril oftalmologiska salva under anestesi.
-
CSND-procedurer
Steg 1: kirurgisk denervering- Efter mittlinjen snitt, exponera bifurkation av den gemensamma halspulsådern artärer genom att ta bort bindväv och fettvävnad.
- Identifiera hypoglossus nerv, som vanligtvis är mycket framträdande, och sedan lyfta upp den för att exponera den glossopharyngeal nerv omedelbart under. Dissekera halspulsådern sinus nerver bilateralt med mikro våren sax.
- Stäng snittet med 6-0 Silk sutur.
- Administrera 1 mL normal saltlösning subkutant för att förhindra uttorkning.
- Hus möss i en återhämtning kammare och övervaka deras beteende var 15 min för initial 1 h tills mössen återfå medvetandet att upprätthålla sternala recumbency. Returnera möss till deras hem burar efter att de är helt återvinnas. Fortsätt att övervaka möss två gånger per dag under de kommande 3 dagarna. Ge ytterligare buprenorfin om möss uppvisar tecken på smärta (t. ex. minskad aptit, rastlöshet).
Etapp 2: kemisk denervering - En vecka efter operationen, måla halspulsådern med en lösning av 2% fenol utspädd i etanol vid de punkter som förgrening från glossopharyngeal nerven till kranialstolpen i CB. Samma postoperativa vård bör tillhandahållas efter den kemiska denervering som beskrivs ovan i avsnittet kirurgisk denervering.
Anmärkning: för en bluff kirurgi grupp, samma förfaranden utförs utom halspulsådern sinus nerv dissektion. - Låt djuren återhämta sig i 5-7 dagar före HVR mätningar.
4. uttryck för LepRb i CB med hjälp av en adenovirala vektor (AD-leprb) vs Control (AD-lacz)
-
AD-LepRb och AD-lacz fjädring
- Transfect möss med adenovirus (AD-LepRb-GFP, 2-5X1010 PFU/ml för överuttryck, AD-lacz, 1 x 1010 PFU/ml för kontroll) till CB-området.
- Tina Matrigelmatrisen genom att sänka injektionsflaskan i is i ett kylskåp på 4 ° c över natten.
- Avbryt försiktigt adenovirus i flytande Matrigelmatris på 1:5 (1 μL Matrigelmatris och 4 μL adenovirus applicerat bilateralt).
- Håll alltid viral suspension på is tills den appliceras i CB.
-
Kirurgisk beredning
- Använd samma kirurgiska instrument som CSND-protokollet.
- Anesthetize Leprb-bristfällig db/DB möss med 2-2.5% isofluran med hjälp av en näsa kon och placera djuren på en varm filt för att förhindra hypotermi. Isofluran titreras noggrant för att bibehålla andningsfrekvensen vid 1 Hz (60 andetag/min). Lämpligheten av anestesi kommer att bedömas av andningsfrekvensen, frånvaron av rörelser och hörbara ljud, avsaknaden av svar på taktila stimuli och forelimb eller bakben pedal tillbakadragande reflex.
- Administrera buprenorfin (0,05 mg/kg) intraperitonealt.
- Ta bort håret vid ventrala regionen i nacken och desinficera området med Betadine och alkohol som i CSND-protokollet.
- För att förhindra korneal uttorkning, smörja mössen ögon med steril oftalmologiska salva under anestesi.
-
Adenovirus behandling av CB
- Exponera de attesterande organen enligt beskrivningen i CSND-protokollet och tillämpa 5 μL av virus suspensionen på CB-området bilateralt.
- Vänta 2-3 min tills vätskan Matrigel Matrix blir en gel. Efter att ha bekräftat att virus suspensionen var congealed, Stäng snittet med 6,0 Silk sutur.
-
Efter operationen
- Hus möss i en återhämtning kammare och övervaka deras beteende var 15 min för initial 1 h tills mössen återfå medvetandet att upprätthålla sternala recumbency. Returnera möss till deras hem burar efter att de är helt återvinnas. Fortsätt att övervaka möss två gånger per dag under de kommande 3 dagarna. Ge ytterligare buprenorfin om möss uppvisar tecken på smärta (t. ex. minskad aptit, rastlöshet).
- Administrera buprenorfin (0,05 mg/kg) intraperitonealt som behövs för att förhindra smärt obehag under den postoperativa perioden.
- Mät HVR 9 dagar efter adenovirus-transfektion.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Kontinuerlig infusion av leptin signifikant ökad HVR i Lean C57BL/6J möss från 0,23 till 0,31 mL/min/g/ΔFiO2 (P < 0,001, figur 2)11. CSND avskaffade den leptin-inducerade ökningen av HVR (figur 2), medan inga förmildrande effekter av csnd på HVR observerades i simulerad kirurgi grupp efter infusion med leptin.
LepRb uttryck i CB av leprb-bristfällig feta db/DB möss inducerade en signifikant ökning av HVR från 0,05 till 0,06 ml/min/g/δspo2 (figur 3). Hos djur som transfekterade med kontroll AD-lacz i CB, HVR inte ändras.
Bild 1: HVR-mätningar. Experiment bör utföras på thermoneutral-villkor med hjälp ava) enneonatal inkubator vid 30 ° c och registreras i en (B) pletysmografi-kammare i hela kroppen. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2: leptin förstärkt hypoxisk andningshjälp respons (HVR) och effekterna avskaffades av halspulsådern sinus nerv dissektion (csnd) i C57BL/6j möss. Denna siffra har modifierats från Caballero-Eraso et al.11. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3: leprb uttryck i halspulsådern organ (CB) av leprb-bristfällig db/DB möss ökade hypoxiska andningshjälp respons (HVR). Denna siffra har modifierats från Caballero-Eraso et al.11. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Huvudfokus i vår studie var att undersöka luftvägs effekter av leptin signalering i CB. Flera protokoll har utvecklats för att bedöma rollen av leptin på ett mekanistiskt sätt. För det första analyserades det specifika bidraget från CB till HVR genom noggrann kvantifiering av HVR under den första 2 min av hypoxisk exponering. För det andra, relevansen av CB i Leptin-medierad upp-reglering av andningskontroll undersöktes av två kompletterande metoder. I Lean Wild-Type möss med låga Leptin nivåer, var HVR mätt vid baseline och efter kontinuerlig infusion av leptin; experimentet upprepades efter CB denervation. Hos leprb-bristfälliga db/DB -möss mättes HVR vid baseline och efter LEPRb -uttrycket i CB.
Flera protokoll har använts för att mäta HVR hos gnagare och utsätta djuren för hypoxiska gaser. Vi har utvecklat ett HVR-protokoll för att undersöka betydelsen av CB i den perifera chemoreflex och effekterna av leptin i CB på kontroll av andning. CB chemoreflex har en relativt kort tidsdomän. Den första 1-2 min av hypoxi kännetecknas av en akut förstärkning av andningshjälp svar följt av en långsam återgång till baslinjen ventilation efter 2 min av halspulsådern sinus nervstimulering16,18,19. Således, i vårt HVR-protokoll, analyserna utförs inom ett 90 s intervall mellan de första 30 s av hypoxi och 2 min av 10% O2 exponering, vilket motsvarar dominansen av perifer chemoreflex styrs av CB. Denna korttids analys undviker hypoxisk andningshjälp depression hos djuren. I vår HVR protokoll, vi använde också en fast 3% CO2 spänning i hypoxi för att kringgå hypokapni induceras av hyperventilation under akut hypoxisk exponering11. Slutligen har vi utvecklat HVR-protokollet under konstanta thermoneutral-förhållanden och håller mössen vid en temperatur på runt 30 ° c. Vår erfarenhet visar att korta exponeringar mot hypoxi kan minska rektal temperaturen hos möss om exponeringen sker vid rumstemperatur11, medan hypoxi vid thermoneutrality inte inducerar signifikanta metaboliska förändringar12.
CSND hos möss är tekniskt utmanande, på grund av den lilla storleken på djuren och deras CBs. Vi har utvecklat en konsekvent framgångsrik strategi med nästan 100% överlevnad genom strikt efterlevnad av vårt protokoll. Kontrollerade betingelser i vårt protokoll omfattar thermoneutral miljö, noggrant kontrollerad anestesi och standardiserade sterila mikrokirurgiska tekniker med visualisering av glossopharyngeal nerv som vaksam postoperativ hantering med smärta Kontroll. Vår erfarenhet visar att kirurgisk denervering ensamt inte avskaffa hypoxisk chemoreflex. Det andra steget, kemisk denervation, följs också av noggrann postoperativ hantering för att förbättra överlevnaden.
Vår mest innovativa teknik är selektiv gen överuttryck i CB-området. Detta tillvägagångssätt har inte genomförts tidigare, på grund av de attesterande organens ringa storlek och avsaknaden av specifika förare som gör det möjligt att uttrycka en gen av intresse i en viss celltyp. I själva verket, typ I CB-celler är mycket lika sympatiska nervceller eller celler i binjuremärgen, medan typ II celler liknar astrocyter20,21. Vi drog fördel av db/DB möss, som saknar leprb -genen, vår förmåga att tillämpa adenovirala suspension nästan uteslutande till CB-området, och egenskaper hos matrigelmatrisen, som snabbt stelnar vid 37 ° c. Vår nya strategi kan användas i framtiden för att studera en roll av någon gen uttryckt i CB med hjälp av möss med hela kroppen tyrosin hydroxylas specifika (typ I-celler) eller gfap specifika (typ II celler) Knockouts.
Våra protokoll har flera begränsningar. Först använde vi 3% CO2 för att bestämma HVR och frågan förblir öppen om fraktionen av HVR faktiskt kan hänföras till hyperkapnisk respons. För att ta itu med denna begränsning, utredare kan samtidigt mäta svar på 3% CO2 balanserad i hyperoxic gas, som skulle stänga av CB. För det andra kan inte HVR elimineras helt av CSND22. Detta fenomen kan hänföras till neuroplasticitet, vilket är särskilt framträdande hos möss. Därför är det viktigt att studera HVR så snart som möjligt efter CSND och alltid använda simulerad kirurgi kontroll. För det tredje saknade vår CB gen uttrycks metod celltyp och organspecificitet. Molekylära tekniker med framtida användning av mer selektiva initiativtagare kan bidra till att motverka denna begränsning.
Sammanfattningsvis, trots beskrivits ovan begränsningar, våra protokoll i kombination gör det möjligt att studera betydelsen av specifika CB gener i fysiologiska svar på hypoxi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inga motstridiga intressen eller avslöjanden.
Acknowledgments
R01HL138932, RO1HL133100, RO1HL128970, AHACDA34700025
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1 mL Insulin Syringes | BD Biosciences | 309311 | |
| 1x PBS (pH 7.4) | Gibco | 10010-023 | 500 ml |
| Ad-Lacz | Dr. Christopher Rhodes (University of Chicago) | 1 x 1010 pfu/mL | |
| Ad-LepRb-GFP | Vector Biolabs | ADV-263380 | 2-5 x 1010 pfu/mL |
| Anesthetic cart | Atlantic Biomedical | ||
| Betadine | Purdue Products Ltd. | 12496-0757-5 | |
| Buprenorphine (Buprenex) | Reckitt Benckiser Healthcare Ltd. | 12496-0757-5 | 0.3 mg/mL |
| C57Bl/6J | Jackson laboratory | 000664 | Mice Strain |
| Cotton Gauze Sponges | Fisherbrand | 22-362-178 | |
| db/db | Jackson laboratory | 000697 | Mice Strain |
| Ethanol | Pharmco-AAPER | 111000200 | |
| Isoflurane | Vetone | 502017 | |
| Lab Chart | Data Science International (DSI) | Software | |
| Matrigel Matrix | BD Biosciences | 356234 | |
| Micro Spring Scissors | World Precision Instruments (WPI) | 14124 | |
| Mouse Ox Plus | STARR Life Sciences Corp. | Software | |
| Mouse Ox Plus Collar Sensor | STARR Life Sciences Corp. | 015022-2 | Medium Collar Clip Special 7” |
| Mouse Whole Body Plethysmography Chamber | Data Science International (DSI) | PLY3211 | |
| Ohio Care Plus Incubator | Ohmeda | HCHD000173 | |
| Operating Scissors | World Precision Instruments (WPI) | 501753-G | Straight |
| Osmotic Pump | Alzet | 1003D | 1 μL/h, 3 days |
| Phenol | Sigma-Aldrich | P4557 | |
| Recombinant Mouse Leptin protein | R&D systems | 498-OB-05M | 5 mg |
| Saline | RICCA Chemical | 7210-16 | 0.9% Sodium Chloride |
| Sterile Surgical Suture | DemeTech | DT-639-1 | Silk, size 6-0 |
| Thermometer | Innovative Calibration Solutions (INNOCAL) | EW 20250-91 |
References
- O'donnell, C. P., et al.
- Polotsky, V. Y., et al. Female gender exacerbates respiratory depression in leptin-deficient obesity. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 164, 1470-1475 (2001).
- Bassi, M., et al. Central leptin replacement enhances chemorespiratory responses in leptin-deficient mice independent of changes in body weight. Pflügers Archiv: European Journal of Physiology. 464, 145-153 (2012).
- Inyushkina, E. M., Merkulova, N. A., Inyushkin, A. N. Mechanisms of the respiratory activity of leptin at the level of the solitary tract nucleus. Neuroscience and Behavioral Physiology. 40, 707-713 (2010).
- Considine, R. V., et al. Serum immunoreactive-leptin concentrations in normal-weight and obese humans. New England Journal of Medicine. 334, 292-295 (1996).
- Maffei, M., et al. Leptin levels in human and rodent: measurement of plasma leptin and ob RNA in obese and weight-reduced subjects. Nature Medicine. 1, 1155-1161 (1995).
- Phipps, P. R., Starritt, E., Caterson, I., Grunstein, R. R. Association of serum leptin with hypoventilation in human obesity. Thorax. 57, 75-76 (2002).
- Berger, S., Polotsky, V. Y. Leptin and Leptin Resistance in the Pathogenesis of Obstructive Sleep Apnea: A Possible Link to Oxidative Stress and Cardiovascular Complications. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2018, 5137947 (2018).
- Ribeiro, M. J., et al. High fat diet blunts the effects of leptin on ventilation and on carotid body activity. The Journal of Physiology. 96, 3187-3199 (2018).
- Yuan, F., et al. Leptin signaling in the carotid body regulates a hypoxic ventilatory response through altering TASK channel expression. Frontiers in Physiology. 9, 249 (2018).
- Caballero-Eraso, C., et al. Leptin acts in the carotid bodies to increase minute ventilation during wakefulness and sleep and augment the hypoxic ventilatory response. The Journal of Physiology. 591, 151-172 (2018).
- Jun, J. C., Shin, M. K., Yao, Q., Devera, R., Fonti-Bevans, S., Polotsky, V. Y. Thermoneutrality modifies the impact of hypoxia on lipid metabolism. American Journal of Physiology Endocrinology and Metabolism. 304, 424-435 (2012).
- Polotsky, V. Y., et al. Impact of interrupted leptin pathways on ventilatory control. Journal of Applied Physiology. 96, 991-998 (2004).
- Pho, H., et al. The effect of leptin replacement on sleep-disordered breathing in the leptin-deficient ob/ob mouse. Journal of Applied Physiology. 120, 78-86 (2016).
- Hernandez, A. B., et al. Novel whole body plethysmography system for the continuous characterization of sleep and breathing in a mouse. Journal of Applied Physiology. 112, 671-680 (2012).
- Powell, F. L., Milsom, W. K., Mitchell, G. S. Time domains of the hypoxic ventilatory response. Respiration Physiology. 112, 123-134 (1998).
- Drorbaugh, J. E., Fenn, W. O. A barometric method for measuring ventilation in newborn infants. Pediatrics. 16, 81-87 (1955).
- Duffin, J. Measuring the ventilatory response to hypoxia. The Journal of Physiology. 587, 285-293 (2007).
- Teppema, L. J., Dahan, A. The Ventilatory Response to Hypoxia in Mammals: Mechanisms, Measurement, and Analysis. Physiological Reviews. 90, 675-754 (2010).
- Nurse, C. A., Fearon, I. M. Carotid body chemoreceptors in dissociated cell culture. Microscopy Research and Technique. 59, 249-255 (2002).
- Kumar, P., Prabhakar, N. R. Peripheral chemoreceptors: function and plasticity of the carotid body. Comprehensive Physiology. 2, 141-219 (2012).
- Roux, J. C., Peyronnet, J., Pascual, O., Dalmaz, Y., Pequignot, J. M. Ventilatory and central neurochemical reorganisation of O2 chemoreflex after carotid sinus nerve transection in rat. The Journal of Physiology. 522, 493-501 (2000).
