この論文では、マウスの吸入環境汚染物質曝露が嗅覚機能に及ぼす影響を評価するための、埋没食品試験と社会的臭識別実験について詳しく説明しています。
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この論文では、マウスの吸入環境汚染物質曝露が嗅覚機能に及ぼす影響を評価するための、埋没食品試験と社会的臭識別実験について詳しく説明しています。
嗅覚障害は重大な公衆衛生問題であり、神経変性疾患のリスクを独立して予測します。吸入された環境汚染物質への曝露は、嗅覚を損なう可能性があります。そのため、吸入された環境汚染物質への曝露が嗅覚に及ぼす影響を評価する方法が急務となっています。マウスは、高度に発達した嗅覚系と行動特性により、嗅覚実験に理想的なモデルです。マウスの吸入環境汚染物質曝露が嗅覚機能に及ぼす影響を評価するために、実験の準備、実験施設の選択と建設、試験プロセス、および時間の指標を含む詳細な埋設食品試験と社会的臭識別実験が提供されます。一方、アッセイの成功を確実にするために、計時装置、操作の詳細、および実験環境について説明します。硫酸亜鉛は、実験的アプローチの実現可能性を実証するための処理として使用されます。このプロトコルは、マウスの嗅覚機能に対する吸入環境汚染物質の影響を評価するためのシンプルで明確な運用プロセスを提供します。
嗅覚障害は、注目すべき公衆衛生上の懸念事項として浮上しており、神経変性疾患のリスク増加と独立して関連しています。この状態は、全体的な健康に悪影響を及ぼし、抑うつ症状の発症に寄与し、生活の質の低下をもたらす可能性があります。その影響は、食べ物に対する認識の変化、社会的コミュニケーションの障害、および否定的な感情の高まりに顕著に見られます1。副鼻腔疾患、上気道感染症、外傷性脳損傷など、さまざまな要因がヒトの嗅覚障害の一因と考えられています2。特に、PM2.5などの吸入可能な環境汚染物質は、2%から16%の範囲と推定され、吸気を介して体内に入り、鼻腔を横断し、特定の嗅覚専用領域に到達して沈着します3,4,5,6,7。最近の発見は、PM2.5やアンモニアを含む吸入可能な環境汚染物質が実際に嗅覚ニューロンに害を及ぼす可能性があることを示しています8,9,10。しかし、その損傷が直接的に嗅覚障害につながるかどうかは、さらなる検証が必要です。したがって、吸入可能な環境汚染物質が嗅覚機能に及ぼす影響を綿密に評価することは特に重要です。
現在、多くの研究室で、嗅覚機能の変化を理解することを目的とした行動実験の代替脊椎動物モデルとしてマウスが採用されています11,12,13,14。マウスは、脊椎動物の化学的コミュニケーションを研究するための好ましいモデルシステムとして選択され、採餌および社会的コミュニケーションに不可欠な顕著な嗅覚感度を示す15。さらに、マウスの行動を観察し、影響を与えるためのツールが絶えず進化していることから、この種は嗅覚機能の研究にとって非常に魅力的なものとなっています16。
本研究では、吸入性環境汚染物質に曝露されたモデルマウスの嗅覚障害を評価するために、埋設食品試験と社会臭識別実験を用いた。評価の精度を高めるために、嗅覚機能の評価に最も代表的な方法を選択しました。私たちは、この方法を体系的に改良して、簡便性と明瞭さを確保し、吸入可能な環境汚染物質によって引き起こされる嗅覚機能障害の程度を効果的に測定できるようにしました。
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すべての行動試験に雄のC57BL/6Jマウス(生後6-8週齢、体重20-22g)を用いた。マウスは、定常条件(すなわち、温度、23±1°C、湿度、55%±5%、および7:00にライトが点灯した12/12時間の明暗サイクル)にさらされました。すべての行動テストは10:00から17:00の間に行われました。すべての動物実験は、青島大学の動物実験専門委員会の倫理委員会によって承認されました。1週間の順応期間の後、すべてのマウスを吸入可能な環境汚染物質に曝露した。
1.汚染物質への曝露
2.埋没食品試験
3. 社会臭識別実験
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吸入可能な環境汚染物質は、マウスの嗅覚機能を損ないます。焼却炉や自動車から排出される大気中の亜鉛は、アレルギー性肺炎を引き起こす可能性のある吸入汚染物質であることが実証されています20。硫酸亜鉛は、嗅覚機能障害を引き起こす典型的な化合物の1つと考えられています21。そこで、マウスを鼻腔内投与で曝露する治療薬として硫酸亜鉛を使用し、埋込食物試験や社会臭識別実験を用いた試験を行っています。食物埋葬試験では、硫酸亜鉛に曝露されたマウスが食物を見つけるのに、対照群と比較して240秒以上かかりました(図2)。正常な嗅覚を持つ食物を奪われたマウスは、通常、1分以内に埋もれた食物を見つけます。マウスが嗅覚機能障害を発症すると、餌を見つけるのに時間がかかり、餌を見つけることができなくなったりしました。対照群と比較して、ばく露群のマウスは餌を見つけるのに時間がかかり、240秒以内に餌を見つけられない例もあり、嗅覚機能の損傷を示しています。
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この記事では、マウスの嗅覚障害を迅速に評価するために設計された2つの基本的なプロトコルを紹介します。さまざまな吸入可能な環境汚染物質は、マウスの異なるレベルの嗅覚機能障害をもたらします。埋没食品試験は揮発性の臭気を検出する能力を評価するために使用され、社会的臭識別実験は、動物がさまざまな社会的臭気を識別し区別する能力を評価します。ここでのプロトコルは、環境汚染物質が嗅覚機能に及ぼす毒性影響を評価するのに役立ちます。
オゾン、アンモニア、ディーゼル排気ガスなどの吸入された環境汚染物質は、サンプルスニッフィング23,24中のマウスの嗅覚に影響を与える可能性のある臭気を持っています。曝露の終了直後にマウスで行動実験を行うと、偽陰性の結果が生じる可能性があることに注意することが重要です22。この懸念に対して、実験の信頼性を高めるための対策を実施しました。具体的には、ケージの清掃を徹底し、曝露期間後に寝具材を交換しました。続いて...
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著者は、利益相反を宣言しません。
この研究は、中国国家自然科学基金会(82204088年、82273669年)と中国山東省自然科学基金会(ZR2021QH209)の財政的支援を受けました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.5-10 μ;L 調節可能なマイクロピペット | エッペンドルフ、ドイツ | 3123000225 | 鼻腔内点滴 |
| 0.9% 生理食塩水 | Solarbio | 7647-14-5 | 汚染物質を溶解 |
| 無水硫酸亜鉛 | マックリン | 7733-02-0 | マウスをさらす |
| 遠心分離管 (2 mL) | バイオシャープ Incorporated | BS-20-M | Place urine |
| 電子天秤 | Changzhou Ohaus Co. | EX125DZH | 重量 麻酔薬と汚染物質 |
| GraphPad プリズム | GraphPad ソフトウェア | 8.0.1 | 統計分析 |
| ハンドヘルド ダスト検出器 | TSI 組み込まれ | DuatTrak 8532 | 吸入ばく露マウス |
| ビデオ録画機器 | アップル社 | iPhone 6s Plus | マウスの活動時間が記録された |
| Vortex mixer | Haimen Kylin-Bell Lab Instruments Co. | ボルテックス-5 | ミックスソリューション |
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