周辺照射による疲労のマウスモデル

がん関連疲労（CRF）は、しばしば癌治療^1を受け^ている患者に影響を与える悲惨な、高価な状態です。疲労は、最近の活性に比例も残りによって軽減でもない、それは気分、意欲、関心、および認知²に関連する擾乱の多種多様に関連付けられています。ヘモグロビンレベルおよび種々のホルモン系の機能である場合においても、炎症およびサイトカインのレベルと相関することが多くの場合に示されているがCRFの生物学的な原因は、不明である（参照Saligan ら ³生物学のレビューのためにCRFの研究）。

動物モデルを用いて制御の研究では、この複雑な条件に関連付けられた動作と生物学を理解するために必要です。一方、腫瘍関連⁴または化学療法に関連した^5、6脂肪igueは齧歯類モデルで研究されている、CRFの病因は、治療特異的であってもよいです。放射線療法に関連するCRFを調べるために、我々のグループは最近、照射疲労⁷のマウスモデルを開発しました。脳または全身照射^8,9を含む既存のCRFモデルとは対照的に、このモデルは、中央駆動型の挙動の変化は、疲労のような、末梢標的照射手順によってトリガすることができる方法を探ります。

ここで説明する手順は、照射による下腹部/骨盤領域を標的とするために、鉛の遮蔽を使用して、骨盤のがん患者に投与、放射線療法をモデル化するために設計されています。しかし、鉛遮蔽または実験動物へのその配置を相対的に変更することによって、この手順は、身体の他の部分の照射をモデル化するために適合させることができます。自主ホイールランニング活動（VWRA）は疲労のようなbehavioを測定するために使用されますR;それが自発的かつ正常な動作¹⁰だから、それは他の行動と生物学的試験の同時使用を可能にしなければなりません。我々は、末梢照射明白な病的状態^7を引き起こすことなく^、マウスにおけるVWRAを低減するのに十分であることを見出しました。このモデルを用いた将来の実験は、免疫および他の生物学的シグナル伝達に対する末梢照射だけでなく、CRFに関連した赤字を生み出すことができる中枢神経系の下流の変化の影響を明らかに役立つことがあります。

倫理に関する声明：この研究は、米国立衛生研究所（NIH）動物実験委員会によって承認されました。動物の取り扱いと研究成果の測定に参加するすべての研究者が適切に動物管理使用のNIH事務所と国立心肺血液研究所マウス表現型コアによって訓練されました。本研究で用いたすべての動物実験の側面、住宅、環境条件は実験動物の管理と使用¹¹用のガイドを遵守していました。

1.住宅と実験動物

注：ハウス実験を通して個別に（到着時にはおよそ5週齢）の雄C57BL / 6マウスと食物および水を自由摂取のアクセスを提供します。すべてのケージは、光位相が午後6時午前6時と暗期で始まると12：12時間の明暗サイクルで保持されます。

1. マウスを特定し、個々の標準換気に割り当てますDマウスケージ。回復するための識別手続き後24時間を許可します。
   注：テール入れ墨が耳タグが走行輪に引っ掛かる可能性を排除するための識別の手段として推奨されています。マウスのケージに書かれた番号と一致する尾の数字で、各マウスの尾の数刺青。
2. 1日3分間静かに各マウスを扱う、マウスは、少なくとも3日間以上ケージに順応することを可能にします。

ホイール順化およびベースラインを実行している2

1. 個々のVWRAケージ、連続記録のための電子カウンタに接続されたランニングホイールを装備し、それぞれにマウスをご紹介します。
   注：すべてのホイールカウンタは、単一のUSBインターフェイスを介してコンピュータに接続する（材料リストを参照してください）。コンピュータソフトウェアは、距離が指定された総duratioの各指定の時間間隔を横切って旅し、平均速度、車輪の回転数を算出し、n個。記録が停止すると、データが自動的にテキストとしてとスプレッドシートの両方として保存されます。
2. コンピュータソフトウェアインタフェースを介してVWRAの記録を開始します。少なくとも5日間に1時間と持続時間に間隔を記録する設定します。少なくとも5日間VWRAを記録し続けます。
   注：ステップ2.2の終わりに、すべてのマウスは、毎日の車輪走行活動の比較的一定量を達成する必要があります。そうでない場合には、任意の外れ値を識別して排除します。
3. VWRAはソフトウェアインタフェースを介して記録を停止し、（車輪を実行せずにケージ）ステップ1.1で説明したそれらの標準ケージにマウスを返します。
4. 偽照射対照または照射群のいずれかにマウスをランダム。

3.照射

注：3つの連続した日間、1日に1回、両方のグループにすべてのマウスに対して、次の手順を実行します。毎日同じ順序でマウスを扱います。

1. の腹腔内注射することにより、各マウスを麻酔ケタミン（100mg / kg）およびキシラジン（10mg / kg）の混合物。
2. つま先のピンチで麻酔を確認し、麻酔下ながら乾燥を防ぐために、目に軟膏を使用しています。
3. 鉛遮蔽装置に麻酔マウスを転送します。唯一の下腹部/骨盤領域が露出するようにシールドにマウスを配置します。
   注：シールドは、それはマウスの小、標的領域への放射線被曝を可能にするの間の狭いオープンスペースで「ボックス」2本のリードで構成されている（ 図1参照）。
4. シールド内の位置でマウスの尾の付け根を確保するために医療用テープを使用してください。
   注：ステップ3.4はオプションですが、そうすることが、マウスの位置は、次のステップ中に変化しないことを確実にするのに役立つことができます。
5. シールド内の動物の位置が維持されることを確認して、照射に遮蔽装置を運びます。
6. マウスは照射群である場合、DOSで800センチグレイをお届け約110センチグレイ/分の電子速度。マウスは、偽照射対照群である場合には、等価時間のために非アクティブ照射でマウスを残します。
   注：最適な照射装置の設定は、特定のデバイスに依存します。 ¹³⁷セシウム源から送ら110センチグレイ/分の線量率は、ここで使用される照射の中央の線量率です。露光時間は800 cGyで、所望の総用量に達するように調整しました。
7. 照射とシールドからマウスを外し、ステップ1.1で説明した元の、標準のケージに戻します。
8. それは胸骨横臥位を維持するのに十分な意識を取り戻したまで継続的にマウスを監視します。

4.放射線誘発疲労測定

1. 照射の3日連続の完了後に日に、ステップ2.1で説明した個々のVWRAケージにマウスを転送します。
2. ここで録音設定を除いて、ステップ2.2で説明したように録音VWRA、15日以上の期間。 15日の終わりには、手動でソフトウェアインタフェースを介してVWRA記録を停止します。
   注：各記録期間からのデータは自動的に記録の期間を通して、すべての動物（列）と、すべての間隔（行）のための回転、距離、速度の測定値をそれぞれ含むスプレッドシートとして保存されます。前照射VWRAのための1つ、および照射後VWRAための1：実験の終了時に、記録ソフトウェアによって生成された2つのスプレッドシートがあります。

マウスの3つのバッチは、上記のプロトコルを介して実行されました。 16偽および照射20（2400 cGyで、3×800センチグレイ/日）マウスの合計がありました。照射の3日連続の後、照射群が有意に偽に比べVWRAの低下を示した（混合反復測定ANOVA：照射処理、F 1,13 = 19.233、p <0.001の主な効果）。効果は最低の平均VWRA距離は放射線（ 図2A）の後、三日目に発生すると、照射（単純主効果はp <ボンフェローニ補正付き0.05）後の最初の7日間、有意でした。日25と26で、何もデータが原因で他の行動試験に収集されませんでした。

図2Bは、照射後に前からVWRAの変化の分布を示しています。試験されたマウスの大部分が疲労のような症状を示したが（縮小In個の車輪走行活性）、ほとんど変化またはVWRA（ 図2B、下のプロット）でさえも増加を示したマウスの少数がありました。この変動に起因して、小さなサンプルサイズを用いた実験は、疲労のような振る舞いをキャプチャしない場合があります。

図1： 鉛遮蔽装置。社内で開発された遮蔽は、2つの同一の箱のように組み立てられています。マウスは、鉛の箱との間の隙間に露出しただけで自分の骨盤領域に配置されています。 （A）そのコンテナ内の遮蔽の写真。リードボックスは、照射のために設計された10.5インチ径のプレキシガラス容器に囲まれる位置にそれらを保持するために、発泡スチロールに囲まれています。 （B）、鉛シールドの概略。鉛遮蔽がリードARの1インチの厚さのブロックで構成されています2つのボックスとしての範囲でした。各ボックスは4個で構成されています×3 "×1" "側片は〜0.5であるが、「トップとボトムピースは4.25"×3 "×1です。組み立てられたとき、各ボックスの外形寸法は4.25 "×3"×3がある」、と1があり、「それらの間のギャップが。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

図2：毎日の自主ホイールランニングの距離。毎日マウスによって実行（A）の平均総距離（N = 16コントロール、20照射）。マウスを日25と26で14日間、15、および16に照射し、データが原因で他の行動試験に収集されませんでした。エラーバーは平均の標準誤差を示します。 * P <0.05。 （B）VWRAの変化のヒストグラム、トンの平均として定義直ちに照射前HREE日（日11から13）マイナス直ちに照射後3日間の平均（日17から19）。正の数はVWRAの減少を示しています。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

この研究は、学内研究部門、看護研究の国立研究所、国立衛生研究所によってサポートされていました。