Name: הקמת מכשיר למניעת שינה בעכברים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-09-22T14:10:00.000+00:00
Duration: 5 min 5 s
Description: למדו כיצד לבנות מכשיר מדף נדנדה לחקר מניעת שינה בעכברים. שיטה זו חוסכת בעלויות ומאפשרת מחקר יעיל של שינויים מטבוליים ומולקולריים במוח.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי מענקים מהקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (82230014, 81930007, 82270342), תוכנית המנהיגים האקדמיים המצטיינים של שנחאי (18XD1402400), ועדת המדע והטכנולוגיה של עיריית שנחאי (22QA1405400, 201409005200, 20YF1426100), תוכנית הכישרונות של שנחאי פוג'יאנג (2020PJD030), SHWSRS (2023-62), מרכז המחקר הקליני של שנגחאי להזדקנות ורפואה (19MC1910500), ותוכנית חדשנות לתואר שני של המכללה הרפואית בנגבו (Byycxz21075).

כל פרוטוקולי הניסויים בבעלי חיים במחקר זה אושרו על ידי ועדת האתיקה לרווחת בעלי חיים במעבדה של בית החולים רנג'י, בית הספר לרפואה, אוניברסיטת ג'יאו טונג בשנחאי. עכברי C57BL/6J זכרים, בגילאי 8 עד 10 שבועות, שימשו במחקר. בעלי החיים התקבלו ממקור מסחרי (ראו טבלת חומרים). החלקים העיקריים הדרושים להקמת המכשיר מפורטים באיור 1A.
1. הכנת המכשיר למניעת שינה
<ol><li>אבטח קצה אחד של תעלת פלדה מחורצת בקוטר 50 ס"מ באמצע תעלת פלדה מחורצת בקוטר 40 ס"מ באמצעות ברגים (ראה טבלת חומרים) ליצירת מבנה בצורת T; חזרו על התהליך וצרו שני מבנים כאלה בצורת T (איור 1B-a).</li>
	<li>גרמו לשני המבנים בצורת T לעמוד כלפי מעלה במקביל במרחק של 30 ס"מ זה מזה, וחברו את התחתונים של שני המבנים בצורת T עם גליל פלדה תואם בורג בקוטר 30 ס"מ (ראו טבלת חומרים) באמצעות ברגים (איור 1B-b).</li>
	<li>הניחו משטח מלבן פלדה (20 × 25 ס"מ) (ראו טבלת חומרים) בין שני המבנים בצורת T (איור 1B-c). הערה: אם פלטפורמות מלבן פלדה מוכנות לשימוש בגודל שצוין אינן זמינות, ניתן ליצור אחת על ידי ריתוך פלדות שטוחות בעובי 2 מ"מ.</li>
	<li>אבטחו כל קצה של גליל פלדה תואם בורג בקוטר 30 ס"מ המחובר בפלטפורמה לשני מיסבים קבועים על כל אחד מהמבנים בצורת T במרחק של 10 ס"מ למטה מהחלק העליון (איור 1B-d).</li>
	<li>הדקו תושבת מנוע (ראו טבלת חומרים) על אחד המבנים בצורת T בגובה 25 ס"מ למטה מהחלק העליון באמצעות ברגים (איור 1B-e). הערה: לחלופין, ניתן להשתמש בדבק בנייה כדי לאבטח את תושבת המנוע על המבנה בצורת T במקום צוותים.</li>
	<li>התקינו מנוע (ראו טבלת חומרים) על תושבת המנוע עם ברגים (איור 1B-f).</li>
	<li>אבטחו מאוורר קירור (ראו טבלת חומרים) עם רצועות נעילה עצמית במבנה בצורת T מתחת למנוע (איור 1B-g).</li>
	<li>קבע את קצה המסב של מוט חיבור לפינת פלטפורמה הפונה למנוע באמצעות ברגים (איור 1B-h).</li>
	<li>קבע קצה נוסף של מוט החיבור למוט המנוע באמצעות ברגים (איור 1B-i).</li>
	<li>קדחו שני חורים בקוטר 4 מ"מ בכל אחת מארבע הפינות של מכל פלסטיק או כלוב חיות סטנדרטי (ראו טבלת חומרים) באמצעות מקדחה חשמלית, וקדחו שני חורים בקוטר 4 מ"מ וחור תחתון בקוטר 6 מ"מ בצד שמאל של הכלוב (איור 1B-j).</li>
	<li>אבטחו את הכלוב על משטח המלבן באמצעות רצועות נעילה עצמית דרך חורי הפינה (איור 1B-k).</li>
	<li>קדח חור 5 מ"מ במכסה של צינור צנטריפוגה 50 מ"ל עם מקדחה חשמלית, וחבר את החור עם זרבובית ארוכה המצוידת בשסתום כדורי למניעת דליפת מים. הערה: הידרוג'ל יהיה אופציה חלופית לאספקת מים אם קשה להתאים אישית בקבוקי מים.</li>
	<li>אבטחו את בקבוק המים המותאם אישית בצד שמאל של הכלוב באמצעות רצועות נעילה עצמית דרך שני חורים בקוטר 4 מ"מ, כאשר הזרבובית עוברת דרך חור ה-6 מ"מ (איור 1B-l).</li>
	<li>חברו את חוטי החשמל היוצאים של מתאם לבני החשמל לשני הדקים של המנוע (איור 1B-l). הערה: אין דרישת קוטביות ספציפית לחיבור החוטים להדקי המנוע.</li>
	<li>חברו את חוטי החשמל של מתאם לבני החשמל למגע הזמן (איור 1B-m).</li>
</ol>2. אינדוקציה של מניעת שינה
<ol><li>לחצו על לחצני סימן הפלוס הימני ביותר בחצי השמאלי והימני של מגע הזמן (ראו טבלת חומרים), בהתאמה, עד שיופיע האות M על הדלפקים המכניים משני הצדדים (איור 1C-a).</li>
	<li>לחצו על כפתורי סימן הפלוס האמצעיים בחצי השמאלי והימני של מגע הזמן עד שיופיע "5M" על הדלפקים המכניים משני הצדדים (איור 1C-b).</li>
	<li>לחץ על לחצן סימן הפלוס השמאלי ביותר בחצי השמאלי של מגע הזמן עד שיופיע "15M" על המונה המכני השמאלי (איור 1C-c). הערה: לאחר מכן מגע הזמן יהיה מופעל למשך 15 דקות וכבוי למשך 5 דקות במצב מחזורי.</li>
	<li>הכניסו עכברים לכלוב עם מים ומזון עד ליביטום.</li>
	<li>ספק חשמל למגע הזמן ולמאוורר הקירור. הערה: הפלטפורמה תתנדנד כעת ב-10 סל"ד.</li>
	<li>שקול כל עכבר בזמן Zeitgeber 0 (ZT0) בכל יום. הערה: האור דולק מ-8 בבוקר (ZT0) עד 20:00 בערב (ZT12).</li>
</ol>3. בדיקת סובלנות גלוקוז דרך הפה
<ol><li>מדדו את רמות הגלוקוז בצום בעכברים בצום על ידי דגימת דם מוורידי הזנב.</li>
	<li>הזריקו תמיסת גלוקוז לכל עכבר (2 גרם/ק"ג משקל גוף) תוך צפקית באמצעות מזרקים של 1 מ"ל.</li>
	<li>לאסוף דגימות דם דרך וריד הזנב, ולבדוק את רמת הגלוקוז בדם ב 15 דקות, 30 דקות, 60 דקות, ו 120 דקות לאחר הזרקת גלוקוז, בהתאמה.</li>
	<li>החזירו את העכברים לכלוב עם המזון והמים לאחר הבדיקה.</li>
</ol>4. קצירת רקמות המוח
<ol><li>ערפו את ראשיהם של העכברים לאחר הרדמה מספקת על ידי חשיפתם לאיזופלורן (2%) למשך 3-5 דקות.</li>
	<li>חשוף את הגולגולת ובצע חתך אנכי של 1 ס"מ בגולגולת באמצעות מספריים כירורגיים.</li>
	<li>הסר את הגולגולת באמצעות המוסטטים של יתושים (ראה טבלת חומרים) כדי לחשוף את רקמת המוח.</li>
	<li>הוציאו בעדינות את כל המוח מחלל הגולגולת באמצעות פינצטה מעוקלת. הערה: יש להסיר רקמת מוח בהתאם למדיניות המקומית.</li>
	<li>שטפו את רקמת המוח באמצעות מלח חוצץ פוספט קר (1x PBS, 4 °C).</li>
	<li>הצמד להקפיא את רקמת המוח השלמה בחנקן נוזלי ולהעביר את הרקמה ל -80 ° C לאחסון לטווח ארוך . הערה: כאשר היא מאוחסנת בטמפרטורה של -80°C, רקמת המוח שהוקפאה במהירות הבזק יציבה למשך 6 חודשים לפחות.</li>
</ol>5. זיהוי ביטוי גנים על ידי תגובת שרשרת פולימראז (PCR)
<ol><li>הפשירו את רקמות המוח בטמפרטורה של 4°C צלזיוס או על קרח.</li>
	<li>מעבירים את הרקמה לצינור מיקרוצנטריפוגה בנפח 1.5 מ"ל, ומחלצים את סך הרנ"א בשיטה13 המבוססת על TRIzol.</li>
	<li>למדוד את ריכוז הרנ"א באמצעות ספקטרופוטומטר (ראו טבלת חומרים) לאחר מיצוי הרנ"א.</li>
	<li>בצע שעתוק לאחור של סך כל הרנ"א (1 מיקרוגרם) לדנ"א משלים (cDNA) באמצעות ערכה מסחרית14.</li>
	<li>מדידת רמות ביטוי גנים על ידי תגובת שרשרת פולימראז שעתוק לאחור בזמן אמת15.</li>
</ol>

<ol><li>Yang, D. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+sleep+deprivation+exacerbates+systemic+inflammation+and+psychiatry+disorders+through+gut+microbiota+dysbiosis+and+disruption+of+circadian+rhythms%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiological+Research%22%5BJournal%5D)">Acute sleep deprivation exacerbates systemic inflammation and psychiatry disorders through gut microbiota dysbiosis and disruption of circadian rhythms.</a> Microbiological Research. 268, 127292(2023).</li>
<li>Alanazi, M. T., Alanazi, N. T., Alfadeel, M. A., Bugis, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+deprivation+and+quality+of+life+among+uterine+cancer+survivors%3A+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Supportive+Care+In+Cancer+%3A+Official+Journal+of+the+Multinational+Association+of+Supportive+Care+In+Cancer%22%5BJournal%5D)">Sleep deprivation and quality of life among uterine cancer survivors: systematic review.</a> Supportive Care In Cancer : Official Journal of the Multinational Association of Supportive Care In Cancer. 30 (3), 2891-2900 (2022).</li>
<li>Tobaldini, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep%2C+sleep+deprivation%2C+autonomic+nervous+system+and+cardiovascular+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+and+Biobehavioral+Reviews%22%5BJournal%5D)">Sleep, sleep deprivation, autonomic nervous system and cardiovascular diseases.</a> Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 74, 321-329 (2017).</li>
<li>Arthaud, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paradoxical+%28REM%29+sleep+deprivation+in+mice+using+the+small-platforms-over-water+method%3A+polysomnographic+analyses+and+melanin-concentrating+hormone+and+hypocretin%2Forexin+neuronal+activation+before%2C+during+and+after+deprivation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Sleep+Research%22%5BJournal%5D)">Paradoxical (REM) sleep deprivation in mice using the small-platforms-over-water method: polysomnographic analyses and melanin-concentrating hormone and hypocretin/orexin neuronal activation before, during and after deprivation.</a> Journal of Sleep Research. 24 (3), 309-319 (2015).</li>
<li>Saré, R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+sleep+restriction+in+developing+male+mice+results+in+long+lasting+behavior+impairments%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+In+Behavioral+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Chronic sleep restriction in developing male mice results in long lasting behavior impairments.</a> Frontiers In Behavioral Neuroscience. 13, 90(2019).</li>
<li>Roman, V., Vander Borght, K., Leemburg, S. A., Vander Zee, E. A., Meerlo, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+restriction+by+forced+activity+reduces+hippocampal+cell+proliferation%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Sleep restriction by forced activity reduces hippocampal cell proliferation.</a> Brain Research. 1065 (1-2), 53-59 (2005).</li>
<li>Zhao, H. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+sleep+restriction+induces+cognitive+deficits+and+cortical+beta-amyloid+deposition+in+mice+via+BACE1-antisense+activation%5BTitle%5D)+AND+%22CNS+Neuroscience+%26+Therapeutics%22%5BJournal%5D)">Chronic sleep restriction induces cognitive deficits and cortical beta-amyloid deposition in mice via BACE1-antisense activation.</a> CNS Neuroscience & Therapeutics. 23 (3), 233-240 (2017).</li>
<li>Lord, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+life+sleep+disruption+potentiates+lasting+sex-specific+changes+in+behavior+in+genetically+vulnerable+Shank3+heterozygous+autism+model+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Autism%22%5BJournal%5D)">Early life sleep disruption potentiates lasting sex-specific changes in behavior in genetically vulnerable Shank3 heterozygous autism model mice.</a> Molecular Autism. 13 (1), 35(2022).</li>
<li>Sinton, C. M., Kovakkattu, D., Friese, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validation+of+a+novel+method+to+interrupt+sleep+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Validation of a novel method to interrupt sleep in the mouse.</a> Journal of Neuroscience Methods. 184 (1), 71-78 (2009).</li>
<li>Rotenberg, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+after+immobilization+stress+and+sleep+deprivation%3A+common+features+and+theoretical+integration%5BTitle%5D)+AND+%22Critical+Reviews+in+Neurobiology%22%5BJournal%5D)">Sleep after immobilization stress and sleep deprivation: common features and theoretical integration.</a> Critical Reviews in Neurobiology. 14 (3-4), 225-231 (2000).</li>
<li>Kim, T. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Melatonin+modulates+adiponectin+expression+on+murine+colitis+with+sleep+deprivation%5BTitle%5D)+AND+%22World+Journal+of+Gastroenterology%22%5BJournal%5D)">Melatonin modulates adiponectin expression on murine colitis with sleep deprivation.</a> World Journal of Gastroenterology. 22 (33), 7559(2016).</li>
<li>Barf, R. P., Scheurink, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+disturbances+and+glucose+homeostasis%5BTitle%5D)+AND+%22European+Endocrinology%22%5BJournal%5D)">Sleep disturbances and glucose homeostasis.</a> European Endocrinology. 7, 14-18 (2011).</li>
<li>Rio, D. C., Ares, M., Hannon, G. J., Nilsen, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Purification+of+RNA+using+TRIzol+%28TRI+reagent%29%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harbor+Protocols%22%5BJournal%5D)">Purification of RNA using TRIzol (TRI reagent).</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2010 (6), (2010).</li>
<li>Libus, J., Štorchová, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+cDNA+generated+by+reverse+transcription+of+total+RNA+provides+a+simple+alternative+tool+for+quantitative+RT-PCR+normalization%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechniques%22%5BJournal%5D)">Quantification of cDNA generated by reverse transcription of total RNA provides a simple alternative tool for quantitative RT-PCR normalization.</a> Biotechniques. 41 (2), 156-164 (2006).</li>
<li>Nolan, T., Hands, R. E., Bustin, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+mRNA+using+real-time+RT-PCR%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Quantification of mRNA using real-time RT-PCR.</a> Nature Protocols. 1 (3), 1559-1582 (2006).</li>
<li>Mang, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+a+piezoelectric+system+as+an+alternative+to+electroencephalogram%2Felectromyogram+recordings+in+mouse+sleep+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Evaluation of a piezoelectric system as an alternative to electroencephalogram/electromyogram recordings in mouse sleep studies.</a> Sleep. 37 (8), 1383-1392 (2014).</li>
<li>Maret, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Homer1a+is+a+core+brain+molecular+correlate+of+sleep+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Homer1a is a core brain molecular correlate of sleep loss.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 104 (50), 20090-20095 (2007).</li>
<li>Li, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Olfactory+deprivation+hastens+Alzheimer-like+pathologies+in+a+human+tau-overexpressed+mouse+model+via+activation+of+cdk5%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+neurobiology%22%5BJournal%5D)">Olfactory deprivation hastens Alzheimer-like pathologies in a human tau-overexpressed mouse model via activation of cdk5.</a> Molecular neurobiology. 53, 391-401 (2016).</li>
<li>Sousa, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Invariant+Natural+Killer+T+cells+resilience+to+paradoxical+sleep+deprivation-associated+stress%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%2C+Behavior%2C+and+Immunity%22%5BJournal%5D)">Invariant Natural Killer T cells resilience to paradoxical sleep deprivation-associated stress.</a> Brain, Behavior, and Immunity. 90, 208-215 (2020).</li>
<li>Zhao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disruption+of+circadian+rhythms+by+shift+work+exacerbates+reperfusion+injury+in+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Disruption of circadian rhythms by shift work exacerbates reperfusion injury in myocardial infarction.</a> Journal of the American College of Cardiology. 79 (21), 2097-2115 (2022).</li>
<li>Miller, M. A., Cappuccio, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inflammation%2C+sleep%2C+obesity+and+cardiovascular+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Vascular+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Inflammation, sleep, obesity and cardiovascular disease.</a> Current Vascular Pharmacology. 5 (2), 93-102 (2007).</li>
<li>Minkel, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+deprivation+potentiates+HPA+axis+stress+reactivity+in+healthy+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Health+Psychology%22%5BJournal%5D)">Sleep deprivation potentiates HPA axis stress reactivity in healthy adults.</a> Health Psychology. 33 (11), 1430(2014).</li>
<li>Bishir, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+deprivation+and+neurological+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22BioMed+Research+International%22%5BJournal%5D)">Sleep deprivation and neurological disorders.</a> BioMed Research International. 2020, 5764017(2020).</li>
<li>Franken, P., Tobler, I., Borbély, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+temperature+and+EEG+slow-wave+activity+in+the+rat%3A+analysis+of+vigilance+state+related+changes%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Archiv+%3A+European+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Cortical temperature and EEG slow-wave activity in the rat: analysis of vigilance state related changes.</a> Pflugers Archiv : European Journal of Physiology. 420 (5-6), 500-507 (1992).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+chronic+sleep+fragmentation+on+wake-active+neurons+and+the+hypercapnic+arousal+response%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Effects of chronic sleep fragmentation on wake-active neurons and the hypercapnic arousal response.</a> Sleep. 37 (1), 51-64 (2014).</li>
<li>Jones, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early-life+sleep+disruption+increases+parvalbumin+in+primary+somatosensory+cortex+and+impairs+social+bonding+in+prairie+voles%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Advances%22%5BJournal%5D)">Early-life sleep disruption increases parvalbumin in primary somatosensory cortex and impairs social bonding in prairie voles.</a> Science Advances. 5 (1), (2019).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

מודלים עכבריים של חסך שינה חיוניים לחקר ההשפעות של הפרעות שינה על מחלות שונות, כולל מחלות לב וכלי דם21, מצבים פסיכיאטריים22 והפרעות נוירולוגיות23. מבין אסטרטגיות מניעת השינה הקיימות בעכברים, גישות פיזיות הכוללות הפרעות חוזרות ונשנות לטווח קצר של שינה הןהנפוצות ביותר 5,7,12. גישות פיזיקליות אלה כוללות שימוש בפלטפורמות מים4, טיפול עדין<...

הפרעה בשעון הביולוגי מתייחסת לדה-סנכרון בין הסביבה או ההתנהגות החיצונית לבין השעון הביולוגי האנדוגני. אחד הגורמים השכיחים ביותר להפרעה בשעון הביולוגי הוא חסך שינה1. מחסור בשינה לא רק משפיע לרעה על בריאות האדם, אלא גם מגדיל באופן משמעותי את הסיכון למחלות רבות, כולל סרטן2 ומחלות לב וכלי דם3. עם זאת, המנגנונים העומדים בבסיס ההשפעות המזיקות של מניעת שינה עדיין אינם ידועים במידה רבה, והקמת מודלים של מניעת שינה חיונית כדי לשפר את הבנתנו בהקשר זה.
דווח על שיטות שונות למניעת שינה בעכברים, כגון שימוש בפלטפורמות מים4, טיפול עדין5, תאי מוטות הזזה6, תופים מסתובבים7 ופרוטוקולי תסיסה בכלוב 5,8,9. תאי מוטות הזזה גורפים אוטומטית סורגים את תחתית הכלוב, ומאלצים את העכברים ללכת מעליהם ולהישאר ערים. פרוטוקולי תסיסה בכלובים כוללים הצבת כלובים על מטלטלים מסלוליים במעבדה, וכתוצאה מכך הפרעות שינה יעילות. בעוד שיטות אלה הן אוטומטיות ויעילות, הן יכולות להיות יקרות כאשר מכשירים מרובים נדרשים לפעול במקביל, במיוחד עבור עיצובי מחקר ספציפיים הכוללים מספר רב של עכברים חסרי שינה הדרושים לפרופיל גנים צירקדיים. מצד שני, פלטפורמות מים ופרוטוקולי טיפול עדינים הם שיטות זולות ופשוטות יותר המשמשות בדרך כלל לגרימת חסך שינה. עם זאת, אסדת המים אינה מאפשרת בקרה אוטומטית של מחזורי מנוחה-חסך שנקבעו מראש 10,11, וטיפול עדין דורש ערנות מתמשכת מצד החוקרים כדי להפריע לשינה. בנוסף, שיטות אחרות, כמו תופים מסתובבים, יכולות להתבלבל על ידי בידוד חברתי או מתח12.
בהשראת השיטה המבוססת על שייקר מסלולי, אנו שואפים להציג פרוטוקול להקמת מכשיר מבוסס פלטפורמת נדנדה למניעת שינה בעכברים. שיטה זו זולה, יעילה, מלחיצה באופן מינימלי, ניתנת לשליטה ואוטומטית. הפרוטוקול הנוכחי מאפשר לנו ליצור מכשיר מבוסס פלטפורמת נדנדה בעלות זולה בערך פי עשרה מזו של מטלטלים מסלוליים, בהתבסס על הנגישות שלנו. מכשיר זה שיבש ביעילות את השינה בעכברים ששוכנו בקבוצה וגרם לשינויים אופייניים של חסך שינה עם תגובת דחק מינימלית. זה יהיה שימושי במיוחד עבור חוקרים המעוניינים לחקור את ההשפעות ואת המנגנונים הבסיסיים של מניעת שינה על הפתוגנזה של מחלות מרובות, במיוחד כאשר המחקר כולל מניעת שינה מרובת קבוצות במקביל.

<table><tbody><tr><td>1.5 מ"ל מיקרוצנטריפוגה צינור</td><td>Axygen</td><td>MCT-150-C-S</td><td></td></tr><tr><td>50 מ"ל צינור צנטריפוגה</td><td>NEST</td><td>602002</td><td></td></tr><tr><td>אדנוזין ELISA ערכת</td><td>Ruifan טכנולוגיה</td><td>RF8885</td><td></td></tr><tr><td>כלוב בעלי חיים</td><td>ZeYa tech</td><td>MJ2</td><td></td></tr><tr><td>מד גלוקוז בדם</td><td>YuYue</td><td>580</td><td></td></tr><tr><td>C57BL/6J עכברים</td><td>JieSiJie מעבדה חיות</td><td></td><td>גיל: 8-10 שבועות</td></tr><tr><td>מוט חיבור</td><td>ShengXiang Tech</td><td>N/A</td><td>אורך:&nbsp; 20 ס"מ</td></tr><tr><td>מאוורר</td><td>קירור LiMing</td><td>EFB0805VH</td><td>מתח אספקה: 5 וולט; צריכת חשמל: 1.2 וואט; זרימת אוויר: 26.92 cfm; מידות: 40 מ"מ * 40 מ"מ * 56 מ"מ</td></tr><tr><td>ערכת קורטיקוסטרון ELISA</td><td>Elabscience</td><td>E-OSEL-M0001</td><td></td></tr><tr><td>מערכת הקלטה וניתוח EEG / EMG</td><td>Pinnacle Technology</td><td>8200-K1-iSE3</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>RWD</td><td>20071302</td><td></td></tr><tr><td>המוסטטים נגד יתושים</td><td>FST</td><td>13011-12</td><td>מכשיר כירורגי</td></tr><tr><td>תושבת מנוע ומנוע</td><td>MingYang</td><td>MY36GP-555</td><td>מתח אספקה: 24 וולט DC; קוטר פיר: 8 מ"מ; מומנט פלט מרבי: 100 Kgf.cm; מהירות פלט מקסימלית: 10 סל"ד</td></tr><tr><td>NanoDrop 2000c</td><td>Thermo Scientific</td><td>NanoDrop 2000c</td><td></td></tr><tr><td>מתאם לבנים מתח מתח</td><td></td><td></td><td>כניסה: 110-220V ac; מתח יציאה: 24 וולט DC; זרם יציאה: 2 A; אורך הכבל: ערכה מסחרית 2 מ'</td></tr><tr><td>qPCR</td><td>Vazyme</td><td>Q711-02</td><td></td></tr><tr><td>qPCR ציוד מדידה</td><td>Roche</td><td>480</td><td></td></tr><tr><td>פלטפורמת מלבן מחוברת עם גליל פלדה תואם בורג</td><td>מותאם אישית</td><td>N/A</td><td>רוחב: 20 ס"מ; אורך: 25 ס"מ; אורך הגליל: 30 ס"מ, עובי: 2 מ"מ</td></tr><tr><td>RNA הפוך לערכה מסחרית cDNA</td><td>Vazyme</td><td>R323-01</td><td></td></tr><tr><td>בורג ואום</td><td>Guwanji</td><td>N / A</td><td>קוטר פנימי: 6 מ"מ, 12 מ"מ</td></tr><tr><td>גליל פלדה תואם בורג</td><td>מותאם אישית</td><td>N/A</td><td>אורך: 300 מ"מ</td></tr><tr><td>תעלות פלדה מחורצות</td><td>מותאם אישית</td><td>N/A</td><td>אורך: 400 מ"מ או 500 מ"מ, עובי: 2 מ"מ</td></tr><tr><td>מגע זמן</td><td>LiXiang</td><td>DH48S-S</td><td>מתח אספקה: 110-220 וולט AC; יחידות שנמדדו: שעות, דקות, שניות; תצורת איש קשר: DPDT</td></tr><tr><td>TRIzol</td><td>Vazyme</td><td>R401-01</td><td></td></tr></tbody></table>

הקמת מכשיר למניעת שינה בעכברים

Establishing a Device for Sleep Deprivation in Mice

הפרעה בשעון הביולוגי מתייחסת לחוסר סנכרון בין הסביבה או ההתנהגות החיצונית לבין השעון המולקולרי האנדוגני, אשר פוגע באופן משמעותי בבריאות. מחסור בשינה הוא אחד הגורמים השכיחים ביותר להפרעה בשעון הביולוגי. שיטות שונות (למשל, פלטפורמות על המים, טיפול עדין, תאי מוטות הזזה, תופים מסתובבים, שייקרים מסלוליים וכו ') דווחו כגורמים לחוסר שינה בעכברים כדי לחקור את השפעותיו על הבריאות. המחקר הנוכחי מציג שיטה חלופית למחסור בשינה בעכברים. תוכנן מכשיר אוטומטי מבוסס פלטפורמת נדנדה שהוא חסכוני ומשבש ביעילות את השינה בעכברים השוכנים בקבוצה בפרקי זמן מתכווננים. מכשיר זה גורם לשינויים אופייניים של חסך שינה עם תגובת לחץ מינימלית. כתוצאה מכך, שיטה זו עשויה להיות שימושית עבור חוקרים המעוניינים לחקור את ההשפעות ואת המנגנונים הבסיסיים של מניעת שינה על הפתוגנזה של מחלות מרובות. יתר על כן, הוא מציע פתרון חסכוני, במיוחד כאשר נדרשים מכשירים מרובים למניעת שינה לפעול במקביל.

המכשיר שנקבע למניעת שינה בעכברים מוצג באיור 1D. ביום השביעי לאחר תחילת החסך בשינה, ניטור אלקטרואנצפלוגרם (EEG) ואלקטרומיוגרפיה (EMG)16 הצביע על כך שהמכשיר הפחית באופן משמעותי את משך השינה והגדיל את משך הערות בעכברים (איור 2A-D). בינתיים, הפרוטוקול הנוכחי הגביר באופן משמעותי את הצטברות האדנוזין ואת רמות ה-mRNA של Homer1a במוח (איור 2E,F), שהם סמנים של...

הפרוטוקול הנוכחי מתווה שיטה להקמת מכשיר חסכוני מבוסס פלטפורמת נדנדה המשמש לגרימת חסך שינה בעכברים. מכשיר זה הוכח כיעיל בגרימת שיבושים בדפוסי השינה המוכחים באלקטרואנצפלוגרם (EEG), כמו גם בגרימת שינויים מטבוליים ומולקולריים הקשורים למחסור בשינה.

Circadian rhythm disruption refers to the desynchronization between the external environment or behavior and the endogenous molecular clock, which ...

המנגנונים העומדים בבסיס ההשפעות המזיקות של מניעת שינה עדיין אינם ידועים במידה רבה, והקמת מודלים של מניעת שינה חיונית כדי לשפר את הבנתנו בהקשר זה. בשיטה זו, הם זולים, יעילים, מלחיצים מינימום, ניתנים לשליטה ואוטומטיים. הפרוטוקול הנוכחי מאפשר לנו ליצור מכשיר מבוסס פלטפורמת נדנדה בעלות זולה בערך פי 10 מזו של מטלטלים מסלוליים בהתבסס על הנגישות שלנו.התחל על ידי אבטחת קצה אחד של תעלת פלדה מחורצת של 50 ס"מ באמצע תעלת פלדה מחורצת של 40 ס"מ עם ברגים. זה יעשה מבנה בצורת T. מקמו את שני המבנים בצורת T זקופים במרחק של 30 סנטימטרים זה מזה.חבר את תחתית המבנים עם גליל פלדה תואם בורג 30 ס"מ באמצעות ברגים. לאחר מכן הניחו משטח מלבן פלדה בין שני המבנים בצורת T. אבטח כל קצה של גליל פלדה תואם בורג 30 ס"מ עם שני מיסבים.באמצעות ברגים, תקן תושבת מנוע על אחד המבנים בצורת T 25 ס"מ למטה מלמעלה. עכשיו להתקין מנוע על הר מנוע זה עם ברגים. אבטחו מאוורר קירור עם רצועות נעילה עצמית במבנה בצורת T מתחת למנוע.באמצעות ברגים, קבע את קצה המסב של מוט חיבור לפינת פלטפורמה הפונה למנוע ואת הקצה השני לפיר המנוע. לאחר מכן, השתמש מקדחה חשמלית כדי ליצור שני חורים ארבעה מ"מ בכל פינה של מיכל פלסטיק. בצד שמאל של המיכל, קדח שני חורים נוספים של ארבעה מילימטר, יחד עם חור אחד נמוך יותר של שישה מילימטר.נעל את מיכל הפלסטיק על פלטפורמת המלבן באמצעות רצועות נעילה עצמית דרך חורי הפינה שנקדחו. אבטחו את בקבוק המים בצד שמאל של מיכל הפלסטיק באמצעות רצועות נעילה עצמית דרך שני חורי הארבעה מילימטר, כאשר הזרבובית עוברת דרך חור השישה מילימטר. כעת חבר את חוטי החשמל היוצאים של מתאם לבני החשמל לשני הדקים של המנוע.לאחר מכן חבר את חוטי הקלט למגע הזמן. לחץ על כפתורי הסימן הימני ביותר בחצי השמאלי והימני של מגע הזמן בהתאמה עד שיופיע M על הדלפקים המכניים משני הצדדים. בצע פעולה זו על ידי לחיצה על כפתורי הסימן האמצעי בשני חצאי מגע הזמן עד להופעת 5M על הדלפקים המכניים.השלם הגדרה זו על ידי לחיצה על כפתור הסימן השמאלי ביותר בחצי השמאלי של מגע הזמן עד שיופיע 15M על המונה המכני השמאלי. לאחר מכן, הניחו את העכבר בכלוב. לאחר מכן הפעל את מגע הזמן ואת מאוורר הקירור.ביום השביעי לאחר תחילת החסך בשינה, ניטור EEG ו-EMG הצביע על כך שמכשיר מניעת השינה הפחית משמעותית את משך השינה והגדיל את משך הערות בעכברים. בהשוואה לקבוצת הביקורת, נצפו רמות מוגברות של סמנים מוצלחים של חסך שינה כגון הצטברות אדנוזין ורמות mRNA של Homer1a במוח. עם זאת, לא נצפו שינויים משמעותיים ברמות הקורטיקוסטרון בסרום.לאחר שבעה ימים של מחסור בשינה, נצפתה ירידה משמעותית בגודל העכברים, בגופם ובמשקל בלוטת התימוס. בנוסף, סבילות לגלוקוז נפגעה משמעותית בעכברים לאחר מחסור בשינה. חסך שינה חשף גם שינוי משמעותי בדפוסי הביטוי של גני השעון במוח, מה שמצביע על שיבוש של השעון המולקולרי.איזון מוט החיבור והמיקום היחסי של מוט החיבור בין פלטפורמת מלבן הפלדה למנוע הם הדברים החשובים ביותר. החוקר יכול להשתמש בטכניקה זו כדי לחקור את ההשפעות ואת המנגנונים הבסיסיים של מניעת שינה על מצבים בריאותיים שונים.

establishing-a-device-for-sleep-deprivation-in-mice

Research

JoVE Journal

Medicine

רפואה

מקור: Kodani, S., et.al. מניפולציה אופטוגנטית של מעגלים עצביים במהלך ניטור מצבי שינה/ערות בעכברים. J. Vis. Exp. (2019)סרטון זה מדגים את המניפולציה האופטוגנטית של מעגלים עצביים המעורבים במעבר משינה לערות בעכברים. ההליך כולל השתלה כירורגית של סיב אופטי ואלקטרודות במוח ובשרירים כדי לאפשר גירוי אור ורישום אלקטרופיזיולוגי. על ידי אספקת אור להפעלת תעלות קטיון רגישות לאור בגרעין המיטה של הסטריה טרמינליס (BNST), הפעילות העצבית מווסתת, ומאפשרת לחוקרים לנתח אותות מוחיים ושרירים הקשורים לאינדוקציה של ערות.

מניפולציה אופטוגנטית של מעגלים עצביים למעבר משינה לערות בעכברים

סרטון זה מדגים פרוטוקול להשתלת הרכבת אלקטרודות אלקטרואנצפלוגרם (EEG) ואלקטרומיוגרמה (EMG) בעכבר מורדם. התהליך כולל אבטחת העכבר על מסגרת סטריאוטקסית, ביצוע חתך קו אמצע בגולגולת, קידוח חורים עבור האלקטרודות, וקיבוע יחידת האלקטרודה להקלטת אותות. לאחר ההתאוששות, התנהגות השינה-ערות של העכבר מנותחת באמצעות האותות המוקלטים.

ניתוח התנהגות שינה בעכברים באמצעות אלקטרואנצפלוגרם והקלטות אלקטרומיוגרמה

הרישום של אלקטרואנצפלוגרמה (EEG) ואלקטרומיוגרמה (EMG) בעכברים שמתנהגים בחופשיות הוא צעד קריטי למתאם התנהגות ופיזיולוגיה עם שינה וערות. הפרוטוקול הניסיוני המתואר כאן מספק מערכת מבוססת כבלים לרכישת הקלטות EEG ו-EMG בעכברים.

נוהל הקלטת פוליגרפים למדידת שינה בעכברים

כאן, אנו מציגים פרוצדורות ניסוייות ואנליטיות כדי לתאר את הדינמיקה הזמנית של המשתנים העצביים והלבניים של שינה שאינה REM בעכברים, המווסתים את היענות השינה לגירויים אקוסטיים.

כימות אינפרה איטית דינמיקה של הספק ספקטרלי ואת קצב הלב בעכברים שינה

פיתחנו פרוטוקול כדי להעריך רווחה בעכברים במהלך הליכי באמצעות הרדמה כללית. סדרה של פרמטרים התנהגותית המציינת רמות של רווחה וכן glucocorticoid מטבוליטים נותחו. הפרוטוקול יכול לשמש כסיוע כללי כדי להעריך את מידת חומרת בצורה מדעית, מהחי.

הערכה שיטתית של רווחה בעכברים להליכי באמצעות הרדמה כללית

אנו מתארים שיטה תפוקה גבוהה של מדידת שינה באמצעות פיקוח הביתה כלוב מבוסס-פעילות. שיטה זו מציעה יתרונות על פני שיטות מסורתיות מבוססות-EEG. זה טוב מאומת מצפני משך השינה הכולל והוא יכול להיות כלי רב עוצמה כדי לפקח על שינה במודלים מכרסם של מחלות אנושיות.

נחישותם לא פולשנית, תפוקה גבוהה של משך השינה בחולדות

נתאר שיטת מניעת שינה המכונה טיפול עדין שבו החוקרים בעדינות ויפיצו עכברים עת שינה התנהגות נצפית. שיטה זו היא כלי רב עוצמה המאפשר לחוקרים לחקור את ההשפעות שינה כרונית הגבלה לאורך התפתחות שיכולה להכיל על המוח העתידי פיזיולוגיה והתנהגות.

מניעת שינה כרונית עכבר כלבלבים באמצעות עדין לטיפול

כאן, אנו מתארים שיטות של מניפולציה אלקטרואופטיקה של סוגים מסוימים של נוירונים במהלך ניטור של שינה/ערנות מדינות בעכברים, הצגת העבודה האחרונה שלנו על גרעין המיטה של מסוף הניסטריה כדוגמה.

מניפולציה אלקטרואופטיקה של מעגלים עצביים בזמן ניטור שינה/ערות מדינות עכברים

מאמר זה מספק פרוטוקול פשוט ומתוקננת עבור השראה של התנהגות כמו דיכאון בעכברים כרוניים מקיבוע באמצעות הרסן. בנוסף, התנהגות וטכניקות פיסיולוגיים כדי לוודא אינדוקציה של דיכאון מוסברים.

פרוטוקול מאמץ משתק כרוני לגרימת התנהגות של דיכאון כמו עכברים

מוצג כאן הוא פרוטוקול עבור פיצול שינה כרונית (CSF) מודל מושגת על ידי רוטור מסלולית נשלט חשמלית, אשר יכול לגרום גירעון קוגניטיבי מאושר והתנהגות דמוית חרדה בעכברים צעירים מסוג פראי. מודל זה יכול להיות מיושם כדי לחקור את הפתוגנזה של הפרעת שינה כרונית והפרעות הקשורות.

מודל פיצול שינה כרוני באמצעות רוטור מסלולי רוטט כדי לגרום לגירעון קוגניטיבי והתנהגות דמוית חרדה בעכברים צעירים מסוג בר

למדו כיצד לבנות מכשיר מדף נדנדה לחקר מניעת שינה בעכברים. שיטה זו חוסכת בעלויות ומאפשרת מחקר יעיל של שינויים מטבוליים ומולקולריים במוח.

הקמת מכשיר למניעת שינה בעכברים

גלה סרטונים נוספים