振動性軌道ローターを用いた慢性睡眠断片化モデルによる若い野生型マウスの認知障害と不安様行動

慢性的な睡眠障害は、神経変性疾患の病因につながります。この問題に対処するために、人間の睡眠中の頻繁な中断をモデル化するための、シンプルで安定した長期的なプロトコルを提供したいと考えています。これらのマウスは、取り扱いの労力と人工的な購入者を最小限に抑えます。

同じ実験群内のマウス間および異なる実験間での介入を標準化して、反復可能な行動的および病理学的結果を生み出すことができます。このモデルは、うつ病やアルツハイマー病などのさまざまな疾患モデルに適用して、基礎疾患の存在下での慢性睡眠障害の影響を研究することができます。まず、20〜28グラムの8〜10週齢の成体野生型雄マウスを3〜5匹ランダムにCSFモデリングおよび制御ケージに割り当てて、社会的孤立ストレスを回避します。

21〜23°C、湿度35〜60%の同じモデリングルームに、同じ周囲の環境を維持するために、12時間の明暗サイクルでケージの両方のグループを収容します。次に、プラットフォームの動きによる水漏れを防ぐために、ウォーターボトルにボールバルブチップ付きの長いノズルを使用してマウスに十分な餌と水を提供し、回転中のボトルの脱臼を避けるために各ケージの上部にウォーターボトルをスプリングで固定します。慢性的な睡眠の断片化モデリングでは、67 x 110 cmのプラットフォームを備えた電子制御のオービタルローターをプログラムして、午前8:00に稼働させます。

8:00まで光の段階に、ソリッドステートタイマーを使用してローター速度を毎分110回転に設定し、10秒間オン、110秒オフのサイクルを繰り返します。厚いスプリングを使用してCSFケージをロータープラットフォームの上部に固定し、プラットフォームの回転時にケージが脱臼するのを防ぎ、軌道回転中に食物と水のアクセスが維持されることを確認します。

モデルシステムを設定した後、オービタルローターが適切に動作していることを確認するために、ケージを少なくとも1時間観察します。モデリング期間中は、寝具を交換するときに毎週午前8:00にマウスの体重を量り、必要に応じてケージから攻撃者を取り除きます。

モデリング期間の終了時に、モデリングルームでマウスを飼育し、餌を与え続けます。モリスウォーターメイズテストを実行するには、午前8時から午後12時の間に

5日間毎日、一度に1匹のマウスを、4つの象限のいずれかで摂氏20〜23度の水で満たされた円形タンクに放します。試用期間中は、ビデオ追跡システムを使用して、プラットフォームまで泳ごうとする各マウスの脱出遅延を記録します。マウスが60秒以内にプラットフォームを見つけることができない場合は、動物をプラットフォームに誘導します。

プラットフォームに15秒間置いたままにしてから、ケージに戻します。トレーニング後6日目に、プラットフォームを水タンクから取り外し、マウスを北東象限から放して、動物1匹につき最後の60秒間の水泳時間を確保します。CSFモデリング後、対照群と実験群の間でマウスの体重に差は観察されませんでした。

CSFグループは、対照動物と比較して、Morris Water Maze行動試験の5日間のトレーニング期間にわたってプラットフォームの位置を特定する能力が低いことを示しています。プローブ試験では、CSFマウスは、目標象限に比例して費やす時間が大幅に減少し、観察可能な遊泳速度の差なしに前のプラットフォームの位置を横切る回数が少なくなりました。新しい物体認識テストのよく知られた段階では、CSFグループと対照グループ間の総探索時間、またはどちらのグループでもオブジェクトA1とA2の間の探索時間に有意差はありません。

試験段階では、CSFマウスの識別指数は対照動物と比較して大幅に低下します。これらの代表的なオープンフィールドテストと強制水泳テストの評価では、CSFグループは対照グループよりもテスト中に中央ゾーンで過ごす時間が少なかった。また、CSFマウスは、タンク内の移動距離の合計が長くなり、モデリング後の自発的な活動が増加したことが示唆されました。

それにもかかわらず、CSFモデリングは、強制水泳テストを受けた2つのグループ間の不動時間の有意でない違いによって確認されたように、うつ病のような行動を誘発しませんでした。この実験を成功させるには、適切な振動サイクルとモデリング期間、およびCSF治療と表現型の同定のための適切なタイムラインを選択することが重要です。従来の睡眠不足プロトコルは、多くの作業を必要とし、そのほとんどが急性期または短期的なモデリングに使用されています。

このプロトコルにより、軽度だが長期にわたる睡眠障害の病理学的メカニズムの研究が可能になります。