הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

במודל עכבר של עייפות הנגרם על ידי הקרנה ההיקפית

7.6K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/55145

⸱

17 במרץ 2017

 ,  ,  , 
1Symptom Biology Unit, National Institute of Nursing Research, National Institutes of Health, 2Murine Phenotyping Core, National Heart, Lung, and Blood Institute, National Institutes of Health

במאמר זה

סיכום

אנו מתארים שיטה באמצעות הקרנה היקפית ממוקדת כדי לגרום התנהגות כמו-עייפה בעכברים. מינון ההקרנה לא הקטלני שנבחר מוביל לירידה של שבוע בפעילות ריצת גלגל מרצון.

תקציר

סרטן הקשורות עייף (CRF) הוא מצב מצער ויקר כי בדרך כלל משפיע על חולים המקבלים טיפולים בסרטן, כוללים הקרנות. כאן אנו מתארים שיטה באמצעות הקרנה היקפית ממוקדת כדי לגרום להתנהגות עייפה דמוית בעכברים. עם מיגון מתאים, הקרנת מטרות באזור האגן / הבטן התחתונה של העכבר, לחוס על המוח, במאמץ לבנות מודל טיפול הקרנות שקבלו אנשים עם סרטן אגן. אנו מספקים מינון קרינה כי הוא מספיק כדי לגרום התנהגות כמו-עייפה בעכברים, שהיא נמדדות על ידי פעילות מפעיל גלגל מרצון (VWRA), מבלי לגרום לתחלואה ברורה. מאז ריצת גלגל היא התנהגות נורמלית, מרצון בעכברים, השימוש בו צריך להיות בתוקף מבלבל קצת על בדיקות התנהגותיות אחרות או אמצעים ביולוגיים. לפיכך, ריצת גלגל יכולה לשמש כמדד ריאלי בהבנה וקושרת מתחומי ביולוגיה ומדעי ההתנהגות של עייפות. CRF הוא מצב מורכב עם שיתוף תכוףנלווה, ויש לו סיבות הקשורות הוא לסרטן סביר והטיפולים השונים שלה. השיטות שתוארו במאמר זה שימושיים חוקר שינויים מושרי קרינה שתורמים להתפתחות של CRF, ובאופן כללי יותר, כדי לחקור את הרשתות הביולוגיות שיכול להסביר את ההתפתחות והתמדה של התנהגות שולי אצבע קלה על הדק אך מרכזי המונחה כמו עייפות .

מבוא

סרטן הקשורות עייף (CRF) הוא מצב מצער ויקר כי בדרך כלל משפיע על חולים המקבלים טיפולים בסרטן 1. העייפות היא לא פרופורציונלית הפעילות האחרונה ולא להקל על ידי מנוחה, והוא מזוהה עם מגוון רחב של הפרעות הקשורות למצב הרוח, המוטיבציה, תשומת לב, וקוגניציה 2. הגורמים הביולוגיים של CRF אינם ידועים, למרות שזה הוכח במקרים רבים לתאם עם רמות דלקת ציטוקינים, גם בחלק מהמקרים עם רמות המוגלובין והפונקציה של מערכות הורמון שונים (ראה Saligan et al. 3 עבור סקירה של ביולוגי מחקרים של CRF).

מחקרים מבוקרים באמצעות מודלים של בעלי חיים נחוצים כדי להבין את ההתנהגות וביולוגיה הקשורים במחלה מורכבת זו. בעוד הקשורות גידול 4 או כימותרפיה הקשורות 5, 6 שומןigue נחקרה במודלים של מכרסמים, האטיולוגיה של CRF עשויה להיות ספציפי טיפול. כדי לחקור CRF הקשורים הקרנות, הקבוצה שלנו פתחה לאחרונה במודל של עכברים של עייפות נגרמת הקרנה 7. בניגוד למודלי CRF קיימים מעורבי מוח או קרינת גוף הכולל 8, 9, מודל זה בוחן כיצד שינוי בהתנהגות מרכזית מונחה, כמו עייפות, יכול להיות מופעל על ידי הליך הקרנה שולית במיקוד.

ההליך המתואר כאן נועד מודל הקרנות לחולים עם סרטן האגן, באמצעות שריון עופרת למקד באזור האגן / הבטן התחתונה עם הקרנה. עם זאת, על-ידי שינוי שריון עופרת או ביחס למיקום שלה בחיות מעבדה, הליך זה יכול להיות מותאם מודל הקרנה של חלקים אחרים של הגוף. פעילות התנדבותית פועל-גלגל (VWRA) משמשת למדידה כמו עייפות behavior; כי זה התנהגות מרצון ונורמלית 10, היא צריכה לאפשר את השימוש בו הזמני של בדיקות התנהגותיות ביולוגיות אחרות. מצאנו כי הקרנה היקפית מספיקה כדי להפחית VWRA בעכברים מבלי לגרום לתחלואה 7 גלויה. ניסויים עתידיים עם מודל זה עשויים לעזור לחשוף תופעות של הקרנה היקפית על איתות ביולוגית חיסון ואחר, כמו גם השינויים במורד הזרם במערכת העצבים המרכזית שיכול לייצר גירעונות הקשורים CRF.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

משפט ואתיקה: מחקר זה אושר על ידי המכון הלאומי לבריאות בארה"ב (NIH) טיפול בבעלי חיים ועדת שימוש. כל החוקרים שהשתתף טיפול בבעלי חיים ומדידה של תוצאות המחקר היו מאומנים כראוי על ידי משרד NIH של טיפול בבעלי חיים ושימוש ואת הלאומי ללב, ריאות ודם המכון Murine phenotyping Core. כל ההיבטים של ניסויים בבעלי חיים, דיור, ותנאים סביבתיים ששימשו במחקר זה היו באמות מדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה 11.

1. שיכון בחיות מעבדה

הערה: זכר בית C57BL / 6 עכברים (בערך חמישה שבועות עם ההגעה) בנפרד לאורך הניסוי ולספק כרצונך מודעה גישה למזון ומים. כל הכלובים נשמרים על מחזור אור חשוך שעות 00:12 עם השלב אור החל בשעה 6 בבוקר, בשלב כהה בשעה 6 בערב.

  1. זהה את העכברים ולהקצות להם לאוורר תקן הפרטכלובי עכבר ד. אפשר 24 שעות לאחר הליך זיהוי להתאוששות.
    הערה: קעקוע זנב מומלץ כאמצעי זיהוי כדי לשלול את האפשרות כי תג אוזן יכול להיתפס גלגל ריצה. טאטו מספר על הזנב של כל עכבר, עם המספר על הזנב התאמת מספר שנכתב על הכלוב של העכבר.
  2. אפשר עכברים להסתגל הכלובים שלהם במשך שלושה ימים נוספים לפחות, טיפול כל עכבר בעדינות לתקופה של שלוש דקות ליום.

2. הפעלת גלגל הסתגלות Baseline

  1. הצג עכברים בכלובי VWRA בודדים, כל אחד מצויד גלגל ריצה מחובר לדלפק אלקטרוני עבור הקלטה רציפה.
    הערה: כל מוני הגלגל להתחבר למחשב באמצעות ממשק USB יחיד (ראה רשימת חומרים). תוכנת המחשב מחשבה את מספר סיבובי גלגל, המרחק שעבר את מהירות ממוצעת על פני כל מרווח זמן מיועד של duratio כולל שצויןn. לאחר ההקלטה תיעצר, הנתונים נשמרים באופן אוטומטי הוא כטקסט והן גיליונות אלקטרוניים.
  2. ליזום הקלטה של ​​VWRA דרך ממשק תוכנת מחשב. הגדר הקלטה במרווחים לשעה אחת את משך הזמן עד חמישה ימים לפחות. המשך להקליט VWRA במשך חמישה ימים לפחות.
    הערה: בסוף השלב 2.2, כל העכברים צריכים להשיג כמות יחסית עקבית של פעילות ריצת גלגל יומית. אם לא, אז לזהות לכלול כל חריגים.
  3. עצור VWRA הקלטה דרך ממשק התוכנה, ולהחזיר את העכברים בכלובים לסטנדרטים שלהם כמתואר בשלב 1.1 (כלובים מבלי להפעיל גלגלים).
  4. בחר באקראי עכברים לתוך מלא או אחיזת עיניים מוקרנות או קבוצות מוקרנות.

הקרנה 3.

הערה: בצע את השלבים הבאים עבור כל העכברים בשתי הקבוצות, פעם ביום למשך שלושה ימים רציפים. פנקו עכברים באותו סדר בכל יום.

  1. להרדים כל עכבר בזריקה intraperitoneal שלקטמין (100 מ"ג / ק"ג) ו xylazine (10 מ"ג / ק"ג) תערובת.
  2. אשר הרדמה עם קמצוץ בוהן ולהשתמש משחה על העיניים כדי למנוע יובש לאחר הרדמה.
  3. מעבירים את העכבר הרדים לתוך מכשיר שריון עופרת. מסדר את עכבר המיגון כך שרק באזור האגן / הבטן התחתון חשוף.
    הערה: מיגון מורכב משני להוביל "קופסאות," עם שטח פתוח צר בין המאפשרת חשיפה לקרינה לאזור קטן, ממוקד של העכבר (ראה איור 1).
  4. השתמש קלטת רפואית להבטחה בבסיס הזנב של העכבר בעמדה בתוך המיגון.
    הערה: שלב 3.4 הוא אופציונלי, אך פעולה זו יכולה לעזור להבטיח כי עמדת העכבר אינו משתנה במהלך הצעד הבא.
  5. הובלת מכשיר המיגון לתוך irradiator, להבטיח כי עמדת החיה בתוך המיגון נשמרה.
  6. אם העכבר הוא בקבוצת ההקרנה, לספק 800 cGy בכל דוסשיעור דואר של כ -110 cGy / min. אם העכבר הוא בקבוצת ביקורת דמה-הקרינה, לעזוב את עכבר irradiator הפעיל בפעם המקבילה.
    הערה: הגדרות irradiator אופטימליות תהיינה תלויות המכשיר הזה בפרט. שיעור מנה של 110 cGy / min נמסר ממקור צזיום 137 הוא שיעור מנה המרכזי של irradiator משמש כאן. זמן החשיפה הותאם להגיע המינון הכולל הרצויה של 800 cGy.
  7. הסר את העכבר מן irradiator מיגון, ולאחר מכן להחזיר אותו לכלוב המקורי, התקן שלה כאמור בשלב 1.1.
  8. לפקח באופן רציף את העכבר עד שהוא שב להכרתו מספיק כדי לשמור שכיבה sternal.

מדידה עייפה קרינה נגרמת 4.

  1. ביום לאחר השלמת שלושה ימים רצופים של הקרנה, להעביר העכברים בכלובים VWRA האישיים שלהם כמתואר בשלב 2.1.
  2. שיא VWRA, כמתואר בשלב 2.2, חוץ מאשר כאן הגדרת ההקלטהמשך יותר מ -15 ימים. בסוף 15 הימים, ידני להפסיק VWRA הקלטה דרך ממשק התוכנה.
    הערה: הנתונים מכל תקופה הקלטה נשמרים באופן אוטומטי גיליונות אלקטרוניים, שכל אחד מהם כולל את הסיבוב, מרחק, ומדידות מהירות עבור כל בעלי החיים (עמודות) ובכל במרווחים (שורות) לכל אורכו של הקלטה. בסוף הניסוי, יש שני גיליונות אלקטרוניים שנוצרו על ידי תוכנת צריבה: אחד עבור VWRA מראש ההקרנה, ואחד עבור VWRA שלאחר ההקרנה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

שלוש קבוצות של עכברים נוהלו באמצעות הפרוטוקול המתואר לעיל. היו סך של 16 זיוף ו 20 מוקרן (2,400 cGy, 3 x 800 cGy / יום) עכברים. לאחר שלושה ימים רצופים של הקרנה, הקבוצה המוקרנת הראתה ירידה משמעותית VWRA לעומת דמה (מדידות חוזרות מעורבות ANOVA: השפעה עיקרית של טיפול הקרנה, F 1,13 = 19.233, p <0.001). האפקט היה משמעותי עבור שבעה הימים הראשונים לאחר ההקרנה (השפעות עיקריות פשוטות, p <0.05 עם תיקון Bonferroni), עם המרחק הנמוך הממוצע VWRA ה...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

תיארנו פרוטוקול באמצעות הקרנה היקפית ממוקד כדי לגרום לירידה של VWRA בעכברים ללא בלבול תחלואה או תמותה. חשוב לציין, מכשיר מיגון פשוט מאפשר הקרנה בפרוטוקול זה כדי למקד לאזור רצוי באופן עקבי, מחק ההקרנות שקבלו חולים עם סרטן אגן. בניגוד למודלי CRF קיימים מעורבי מוח או קרינת גוף הכולל 8, 9, מודל זה בוחן כיצד הליך הקרנה שולית במיקוד יכול להשפיע על התנהגות עייפות מונחה מרכזי. בתוצאות הנציג שלנו, אנו מראים כי הקרינה היקפית נמסרה ב...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

מחקר זה מומן על ידי המחלקה למחקר עירוני, המכון הלאומי לחקר סיעוד, המכונים הלאומיים לבריאות.

תודות

המחברים מבקשים להודות מישל אלן של בית הספרים הלאומי ללב, ריאות ודם המכון (NHLBI) של המכון הלאומי לבריאות בארה"ב (NIH) על שיתוף המומחיות שלה בנדיבות בשיטות phenotyping murine ועבור סיוע טכני מתמשך שלה, כמו גם עבור טימותי הנט של NHLBI שעזרו לנו לפתח את מכשיר המיגון. מחקר זה נתמך על ידי האגף עירוני מחקר של המכון הלאומי לחקר סיעוד של NIH, וחלק למבדק התיקוף נתמך על ידי מענק מטעם אונקולוגיה סיעוד אגודת קרן.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
C57BL/6 עכבריםצ'ארלס נהרזן קוד 027 (http://www.criver.com/products-services/basic-research/find-a-model/c57bl-6n-mouse)
קטמין HClפוטני100 מ"ג/מ"ל תמיסת מלאי
קסילזין HClמעבדות100 מ"ג/מ"ל פתרון מלאי
קעקוע מכרסמיםAIMSATS-3
http://animalid.com/lab-animal-identification-systems/ats-3-general-rodent-tattoo-system מכשירי מיגון עופרת(בהתאמה אישית)מיגון עופרת בעובי אינץ' אחד מסודר כשתי קופסאות עם מרווח בעובי אינץ' אחד ביניהן להקרנה ממוקדת
מיכל מיגון פרספקס(בהתאמה אישית)מיכל פרספקס מלא בקלקר. גזרות קלקר מחזיקות את מיגון העופרת במקומו.
GammaCell 40 Exactorהטוב ביותר Theratronicshttp://www.theratronics.ca/product_gamma40.html
RAD דיסק אולטרההטוב ביותר Theratronicshttp://www.theratronics.ca/product_rad.html
עכבר פעילות יחידה תא גלגללאפייט חברת מכשירים#80820
http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=980 מונה גלגל פעילות עבור ניטור מחשביםLafayette Instrument Company#86061
כבל מודולרי http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1052 לדלפקי גלגליםLafayette Instrument Company#86051-7
ממשק מחשב USB http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1046 לדלפקי גלגלי פעילותLafayette Instrument Company#86056Aתוכנת
צג גלגל פעילותחברת מכשירי לאפייט#86065http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1053
לויד מערכת http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1047

מקורות

  1. Minton, O., et al. Cancer-related fatigue and its impact on functioning. Cancer. 119, Suppl 11. 2124-2130 (2013).
  2. Bower, J. E. Cancer-related fatigue--mechanisms, risk factors, and treatments. Nat Rev Clin Oncol. 11 (10), 597-609 (2014).
  3. Saligan, L. N., et al. The biology of cancer-related fatigue: a review of the literature. Support Care Cancer. 23 (8), 2461-2478 (2015).
  4. Norden, D. M., et al. Tumor growth increases neuroinflammation, fatigue and depressive-like behavior prior to alterations in muscle function. Brain Behav Immun. 43, 76-85 (2015).
  5. Ray, M. A., Trammell, R. A., Verhulst, S., Ran, S., Toth, L. A. Development of a mouse model for assessing fatigue during chemotherapy. Comp Med. 61 (2), 119-130 (2011).
  6. Zombeck, J. A., Fey, E. G., Lyng, G. D., Sonis, S. T. A clinically translatable mouse model for chemotherapy-related fatigue. Comp Med. 63 (6), 491-497 (2013).
  7. Renner, M., et al. A murine model of peripheral irradiation-induced fatigue. Behav Brain Res. 307, 218-226 (2016).
  8. Van der Meeren, A., Lebaron-Jacobs, L. Behavioural consequences of an 8 Gy total body irradiation in mice: Regulation by interleukin-4. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 79 (2), 140-143 (2001).
  9. York, J. M., et al. The biobehavioral and neuroimmune impact of low-dose ionizing radiation. Brain Behav Immun. 26 (2), 218-227 (2012).
  10. Meijer, J. H., Robbers, Y. Wheel running in the wild. Proc Biol Sci. 281 (1786), (2014).
  11. The Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , 8th Edition, National Research Council of the National Academies. (2011).
  12. Heredia, L., Torrente, M., Domingo, J. L., Colomina, M. T. Individual housing and handling procedures modify anxiety levels of Tg2576 mice assessed in the zero maze test. Physiol Behav. 107 (2), 187-191 (2012).
  13. Varty, G. B., Paulus, M. P., Braff, D. L., Geyer, M. A. Environmental enrichment and isolation rearing in the rat: effects on locomotor behavior and startle response plasticity. Biol Psychiatry. 47 (10), 864-873 (2000).
  14. Pham, T. M., Brene, S., Baumans, V. Behavioral assessment of intermittent wheel running and individual housing in mice in the laboratory. J Appl Anim Welf Sci. 8 (3), 157-173 (2005).
  15. Knab, A. M., et al. Repeatability of exercise behaviors in mice. Physiol Behav. 98 (4), 433-440 (2009).
  16. Novak, C. M., Burghardt, P. R., Levine, J. A. The use of a running wheel to measure activity in rodents: relationship to energy balance, general activity, and reward. Neurosci Biobehav Rev. 36 (3), 1001-1014 (2012).
  17. Mineur, Y. S., Belzung, C., Crusio, W. E. Effects of unpredictable chronic mild stress on anxiety and depression-like behavior in mice. Behav Brain Res. 175 (1), 43-50 (2006).
  18. Perhach, J. L. Jr, Barry, H. 3rd Stress responses of rats to acute body or neck restraint. Physiol Behav. 5 (4), 443-448 (1970).
  19. Iwakawa, M., et al. Different radiation susceptibility among five strains of mice detected by a skin reaction. J Radiat Res. 44 (1), 7-13 (2003).
  20. Travis, E. L., Peters, L. J., McNeill, J., Thames, H. D. Jr, Karolis, C. Effect of dose-rate on total body irradiation: lethality and pathologic findings. Radiother Oncol. 4 (4), 341-351 (1985).
  21. Duran-Struuck, R., Dysko, R. C. Principles of bone marrow transplantation (BMT): providing optimal veterinary and husbandry care to irradiated mice in BMT studies. J Am Assoc Lab Anim Sci. 48 (1), 11-22 (2009).
  22. Duran-Struuck, R., et al. Differential susceptibility of C57BL/6NCr and B6.Cg-Ptprca mice to commensal bacteria after whole body irradiation in translational bone marrow transplant studies. J Transl Med. 6, 10(2008).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

השראת עייפותריצה רצונית בגלגלטיפול בקרינהעייפות הקשורה לסרטןמיגון עופרתפרוטוקול הרדמהמדידת VWRAהקרנה דמה
במודל עכבר של עייפות הנגרם על ידי הקרנה ההיקפית
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.