運動性熱中症マウスモデル:運動性熱中症の根底にあるメカニズムを研究するためのプロトコル

労作性熱中症(EHS)は、高温多湿の条件下での身体的過度の運動による体温の急激な上昇によって引き起こされ、神経機能障害や多臓器の損傷を引き起こします。

EHS の前臨床モデルを確立するには、深部体温の継続的なモニタリングを可能にする無線テレメトリー装置を埋め込んだマウスを取ります。強制走行ホイールと温度監視装置を備えた人工気候チャンバーにマウスを置きます。

マウスをチャンバーに順応させるために、温度を周囲レベルに設定します。マウスが安定したら、体重を記録します。次に、チャンバーの温度と湿度を目標レベルに設定します。同時に、光の妨害を減らすために、チャンバーを遮光カーテンで囲

チャンバーが目標条件に達したら、チャンバーのドアをすばやく開き、マウスを強制ランニングホイールに置きます。ホイールを動かし始め、徐々に速度を上げます。マウスの体温は、運動の結果として上昇します。マウスが最大コア温度に達したら、ホイール速度を一定に保ちます。

マウスに疲労の兆候がないか観察して、ホイールを停止します。その後、マウスを人工気候室から取り出し、体重を量ります。マウスをホームケージに移し、動物が周囲温度で回復できるようにします。

労作性熱中症プロトコルの前夜に、マウスを室温の環境チャンバーに入れてチャンバーに順応させます。データ収集システムを使用して、夜間30秒間隔で平均した連続深部体温またはTcを収集します。労作性熱中症プロトコルの朝、マウスが日中温度の正常範囲である摂氏36度から37.5度以下であることを確認してから、この期間中にマウスが発熱したり、過度のストレスを感じたりしないようにします。

マウスが安定し、通常の安静時深部体温の範囲内になったら、餌と水を取り出し、動物の体重を量ります。チャンバーのドアを閉め、チャンバー温度を摂氏37.5度、相対湿度40%〜50%、または希望の環境温度と湿度に上げます。校正された温度と湿度のモニターでチャンバーの温度と湿度を確認します。

チャンバーを遮光カーテンで囲み、プロトコル中の光と妨害を最小限に抑えます。プロトコル中は、リモートIR照明カメラを介してマウスを継続的に監視します。ランニングホイールの近くに配置された温度と湿度のモニターに2台目のカメラの焦点を合わせます。環境チャンバーの設定値に合わせてコントローラーを調整して、動物の近くで正確な温度測定値を確認します。

チャンバーが温度モニターの2台目のカメラで測定された目標温度に達したら、チャンバーのドアをすばやく開き、マウスを強制ランニングホイールに置きます。強制ランニングホイールプロトコルを毎分2.5メートルの速度で開始し、マウスが摂氏41度の深部温度に達するまで、10分ごとに毎分0.3メートルずつ速度を上げます。

深部体温に達したら、明らかな意識喪失、後方転倒または失神、走り続けたりハンドルを握ったりすることができなくなることを特徴とする症状の制限が発生するまで、速度を一定に保ちます。マウスがホイール上で 3 回後方に回転し、物理的な反応の兆候が見られない時点を確認します。あるいは、地域の IACUC 規則に従って人道的なエンドポイントを特定し、プロトコルをいつ停止するかを決定します。このエンドポイントは、基本的にすべてのマウスで症状の制限をわずかに上回っています。

急速冷却プロトコルを実行するには、マウスが症状の制限に達したらホイールを停止し、強制走行ホイールからマウスをすぐに取り外します。マウスの体重を量り、ホームケージに戻して室温で回復させます。この間、チャンバーのドアを開いたままにして、インキュベーターの設定値を室温に戻してチャンバーを急速に冷却し、99%以上の長期生存率をもたらします。