Summary
Vår studie fokuserer på virkningene av leptin signalering i hals puls kroppen (CB) på hypoxic ventilatory respons (HVR). Vi utførte "tap av funksjon" eksperimenter måle effekten av leptin på HVR etter CB denervation og "gevinst av funksjon" eksperimenter som måler HVR etter overuttrykte av leptin reseptoren i CB.
Abstract
En adipocyte-produsert hormon leptin er en potent respiratoriske stimulerende, som kan spille en viktig rolle i å forsvare åndedretts funksjon i fedme. Hals puls organene (CB), et nøkkel organ for perifer hypoxic følsomhet, uttrykker den lange funksjonelle isoformen av leptin reseptor (LepRb), men rollen til leptin signalering i kontroll av pusting har ikke blitt fullstendig belyst. Vi undersøkte hypoxic ventilatory respons (HVR) (1) i C57BL/6J-mus før og etter leptin infusjon ved Baseline og etter CB denervation; (2) i LepRb-mangelfull obese DB/DB mus ved Baseline og etter LepRb overuttrykte i CBS. I C57BL/6J mus, leptin økte HVR og effekter av leptin på HVR ble avskaffet av CB denervation. I DB/DB mus, LepRb uttrykk i CB utvidet HVR. Derfor konkluderer vi at leptin opptrer i CB å øke responsen på hypoksi.
Introduction
En adipocyte produsert hormon leptin opptrer i hypothalamus å undertrykke matinntak og øke metabolic rate. Studier utført i vårt laboratorium1,2 og av andre etterforskere3,4 viste at leptin øker hyperkapniske ventilatory Response (HVR) forebygge fedme hypoventilasjon i leptin mangelfull fedme. Men, et flertall av overvektige individer har høy plasma leptin nivåer og demonstrere motstand mot metabolske og respiratoriske effekter av hormonet5,6,7,8. Motstand mot leptin er multifaktoriell, men begrenset permeabilitet av blod-hjerne-barrieren (BBB) til leptin spiller en viktig rolle. Vi foreslår at leptin handlinger under BBB i et sentralt organ for perifer hypoxic følsomhet, den hals puls organer (CB), å forsvare puste i overvektige individer. CBS Express den lange funksjonelle isoformen av leptin reseptor, LepRb, men rollen som CB i respiratoriske effekter av leptin har ikke vært tilstrekkelig belyst9,10.
Målet med vår metode var å undersøke effekten av leptin signalering i CB på HVR. Vår begrunnelse var å utføre (a) tap av funksjon eksperimenter infusjonen leptin i mus med intakt hals puls organer og denervated hals puls organer etterfulgt av HVR målinger; (b) gevinst av funksjonen eksperimenter i DB/DB mus mangler LepRb, der vi målte HVR ved Baseline og etter uttrykk for LEPRb eksklusivt i CB. Fordelen med våre teknikker var at vi utførte alle våre eksperimenter i hemningsløs unanesthetized mus under søvn og våkenhet. Tidligere etterforskere enten utført sine eksperimenter under anestesi9 eller ikke måle effekten av leptin under søvn10. I tillegg er vår studie den første til å utnytte en unik gevinst på funksjonen tilnærming med selektiv LepRb uttrykk i CB beskrevet ovenfor.
I den brede sammenhengen, kan vår tilnærming være generalisert til andre reseptorer uttrykt i CB og deres rolle i hypoxic følsomhet. Etterforskerne kan sette mot en ligand til en reseptor av interesse og måle HVR ved Baseline og etter CB denervation. Som en utfyllende tilnærming, kan en reseptor av interesse være overexpressed i CB og HVR målinger kan utføres før og etter overuttrykte bruke vår teknologi som er beskrevet i dette manuskriptet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle eksperimentelle protokoller ha blitt anerkjent av det institusjonell dyr bekymre og bruk komité (MO18M211).
1. leptin infusjon
Merk: For å undersøke effekten av leptin på pusting, har vi tilført leptin subkutant i mager C57BL/6J mus av en osmotisk pumpe for å øke sirkulerende leptin nivåer til de som er observert i overvektige mus.
-
Osmotisk pumpe forberedelse
- Veie den tomme pumpen for å kontrollere nettovekten av løsningen lastet.
- Tilsett leptin (5 mg/mL) på osmotisk pumpen (1 μL/h i 3 dager). Fyll pumpen med en liten sprøyte (1 mL). Etterfylling, Lukk pumpen med den med følgende stump tippet 27 gauge fylling tube.
Merk: Sprøyten og den vedlagte slangen skal være fri for luftbobler. - Etterfylling, veie pumpen igjen for å sjekke nettovekten av løsningen.
-
Sett den leptin pumpen subkutant i interscapular området.
Merk: dersom du ønsker å starte infusjonen med en gang, ruge den ferdigfylt pumpen i sterilt saltvann ved 37 ° c i minst 4 til 6 timer (fortrinnsvis over natten).
2. hypoxic ventilatory respons (HVR)
Merk: Thermoneutral forhold eliminere stressende faktorer pålagt av kjølige omgivelsestemperatur og betydelig endre metabolisme i mus. Derfor bør alle åndedretts målinger utføres ved thermoneutral (t = 30 ° c) ved bruk av en nyfødt inkubator12 (figur 1a). Hele kroppen pletysmografi kammer (WBP) har blitt brukt for alle målinger. Alle dyrene burde være acclimated å det barometer pletysmografi kammeret og å en humbug hals krage for etterfølgende impuls oksymetri innspillingen for 3-5 dager tidligere å det HVR mål. HVR registreres mellom 10 AM og 5 PM. HVR undertrykkes under søvn, derfor kan den måles separat under søvn og stille våkenhet13. For å sikre den spesifikke søvn våkne etappen av dyret under HVR-målingen, bør EEG/EMG-elektroder bli implantert som en EEG/EMG-headmount som tidligere beskrevet14. Dyrene burde være innrømmet å komme seg for det vil si 72 h etter headmount. Sleep staging bør utføres i 5 s epoker. REM søvn er anerkjent av den langsomme bølgen EEG aktivitet opptar større enn 50% av epoken. Quiet våkenhet er manifestert av Alpha EEG aktivitet i fravær av bevegelser. REM søvn er identifisert av den dominerende Alpha og theta EEG aktivitet i nærvær av reduserte muskel tone på EMG. Vanligvis er REM-søvn ikke observert under HVR gass utfordringer.
- HVR opptaks protokoll
- Bruk WBP kammer av følgende størrelse: indre diameter på 80 mm, høyde på 50,5 mm, og volum på 0,4 L. WBP kammeret består av to kamre, forseglede og referanse kamre, og en sirkulær plattform for å plassere musen14 (figur 1B). Tilsig og utløp inne i kammeret styres av positive og negative trykk kilder opprettholde atmosfærisk trykk. Denne kontrollen skaper en jevn skjevhet flyt i kammeret og hindrer CO2 oppbevaring. For mer informasjon om WBP satt opp, se Hernandez og kolleger15.
- Mål temperaturen inne i kammeret og den relative luftfuktigheten i rommet før du plasserer musen i WBP.
- Mål kroppsvekt og rektal temperatur.
- Sett oximeter krage rundt halsen på musen (området bør være tidligere barbert).
- Plasser musen inne i WBP og påse at kammeret er helt forseglet for å unngå luftlekkasjer.
- Vent i ca 30 min til musen er stille og kammeret er på et konstant volum.
- Normoxia: etter 30 min, hvis musen er stille, starte innspillingen av luftveiene og perifer oksygenmetning (SpO2) ved Normoxia fase (21% FiO2 ved 1 ATM av trykk) i 20 min, ved hjelp LabChart 7 Pro (versjon 7,2).
- Hypoksi: etter 20 min av stille normoxia, starte innspillingen første syklus av akutte hypoksi og SpO2. For hypoksi fase, utsette dyrene til en konstant blandet gass flyt komponert av 10% O2 og 3% co2 for 5 min.
- I løpet av de første 30 sec av hypoksi, blandet gassen renner gjennom kammeret via 2 små side porter på basen slik at FiO2 å droppe fra 21% (ved 1 ATM av trykk) til 10%.
- Etter den innledende 30 s, lukke en av de små side portene i WBP kammer og holde opptak på konstant hypoksi på 10% FiO2 for 5 min.
Merk: blandingen av 10% O2 og 3% co2 på hypoksi brukes for å opprettholde eucapnea11.
- Etter 5 min av hypoksi, utsett musen til rom luft igjen (21% FiO2 ved 1 ATM av trykk) ved å bytte tilsig kilde.
- Vent i minst 30 minutter til neste normoxia innspillingen for å gjenopprette fra forrige hypoxic eksponering for å unngå ventilatory Roll-off fenomen (dvs. sentral undertrykkelse av pusting under hypoksi16).
Merk: Gjenta normoxia/hypoksi sykluser tre ganger i hver mus for å sikre reproduserbarhet av målingene. I vår erfaring, ekstra (større enn 3 ganger på en gitt dag) hypoxic eksponeringer bør unngås, på grunn av ventilatory tilpasning (Roll-off fenomen). - På slutten av eksperimentet, kalibrere WBP kammeret (med musen er fortsatt inne) ved å injisere 1 mL rom luft 3 ganger med en sprøyte plugget i en av de små side portene på bunnen av kammeret.
- Mål temperaturen i kammeret igjen med dyret inni den.
- Åpne kammeret og måle rektal temperatur på musen før du plasserer den tilbake til sitt hjem buret.
- HVR-beregning
- Digitalisere alle signaler for HVR-beregning ved 1 000 Hz (samplingsfrekvens per kanal).
Merk: WBP tidevanns volum analyse er utført i Lab Chart 7 basert på Drorbaugh og Fenn ligningen17. Nødvendige variabler omfatter mus rektal temperatur og kammer temperatur (før og etter HVR måling), relativ fuktighet, og kammeret gass konstant. Denne konstanten er resulterende fra WBP trykk-avvisning etter 1 mL injeksjoner av luft i kalibrerings fasen. For mer informasjon, se Hernandez og kolleger15. - Etter beregning av Drorbaugh og Fenn ligningen, multiplisere tidevanns volum (VT) kammer kanal av konstanten.
-
Valg av opptak for analysen
- Normoxia: Velg bare deler av jevn pusting med konstant tidevanns volum. Unngå seksjoner i nærheten av musebevegelser.
- Hypoksi: Kast første 30 s når O2 nivåer avtar fra 21% til 10%, Velg seksjoner fra 30 s til 2 min på 10% O2 eksponering (a 90 s intervall). Innenfor dette intervallet velger du bare seksjoner med jevn pusting med konstant tidevanns volum. Unngå seksjoner i nærheten av musebevegelser. Analysen er pålitelig hvis minst 10 s av hypoksi er valgt i hver syklus.
Merk: Den perifere komponenten av chemoreflex styrt av CB dominerer i løpet av de første 1-2 min av eksponering16,18,19. I den andre fasen, mellom 2 min og 5 min hypoxic eksponering, spiller både perifer og sentral komponent en rolle. Til slutt, den tredje fasen, > 5 min, er preget av hypoventilasjon (Roll-off fenomen) styres hovedsakelig av sentrale chemoreceptors. Vår erfaring viser at mus ofte er våken under hypoxic utredning på grunn av manuelle brytere i luftstrøm kilden.
- Etter valget, beregne gjennomsnittlig minuttventilasjon (Ve) på normoxic og hypoxic forhold ved hjelp av formelen Ve = respirasjonsfrekvens X tidevanns volum.
- Beregn gjennomsnittlig SpO2 på normoxia og hypoksi forhold.
- Beregn HVR manuelt ved hjelp av formelen HVR = (Ve (10% o2)-Ve (21% o2))/(SPO2 (10% o2) – SPO2 (21% o2)).
Merk: I C57BL/6J mus, kan osmotisk pumpen for leptin infusjon svekke nøyaktig SpO2 signal deteksjon av halsen krage. I dette tilfellet beregnes HVR basert på FiO2 -verdiene på normoxic og hypoxic betingelser som HVR = ΔVE /ΔFiO211.
- Digitalisere alle signaler for HVR-beregning ved 1 000 Hz (samplingsfrekvens per kanal).
3. hals puls denervation eller hals puls sinus nerve disseksjon (CSND)
Merk: Vi utførte kombinerte kirurgiske og kjemiske denervation en uke fra hverandre, fordi kirurgisk denervation alene ikke avskaffe hypoxic chemoreflex.
-
Kirurgisk forberedelse
- Utfør alle prosedyrene på voksne mannlige C57BL/6J mus. Sterilisere alle kirurgiske instrumenter. Bruk sterile kirurgiske hansker, sprøyter og applikatorer i bomulls spisser.
- Bedøve mannlige C57BL/6J mus med 1-2% isoflurane ved hjelp av en nese kjegle og plassere et varmt teppe for å hindre nedkjøling. Isoflurane er nøye titrert for å opprettholde respirasjonsfrekvensen ved 1 Hz (60 pust/min). Den tilstrekkeligheten av anestesi før start operasjoner vil bli vurdert av pustefrekvens, fravær av bevegelser og hørbare lyder, fravær av respons på taktile stimuli og forlemen eller hindlimb bentap pedal tilbaketrekning refleks.
- Administrere buprenorfin (0,05 mg/kg) intraperitonealt for å forebygge ubehag i smerte. Fjern håret på ventrale regionen i nakken og desinfisere området med Betadine og alkohol.
- For å hindre at hornhinnen uttørking, smøre musene øyne med sterile øyen salve under anestesi.
-
CSND prosedyrer
Trinn 1: kirurgiske denervation- Etter midtlinjen snitt, utsett bifurkasjonen av de vanlige hals puls arteriene ved å fjerne bindevev og fettvev.
- Identifiser hypoglossus nerve, som vanligvis er svært fremtredende, og løft den opp for å avdekke den glossopharyngeus nerven rett under. Analysere hals bilateralt sinus nerver ved hjelp av mikro våren saks.
- Lukk snittet med 6-0 silke Sutur.
- Administrering av 1 mL normal saltvann subkutant for å forhindre dehydrering.
- Huset musene i en utvinning kammer og overvåke deres oppførsel hver 15 min for første 1 time til musene gjenvinne bevisstheten å opprettholde sternal recumbency. Returner musene til deres hjem bur etter at de er fullstendig gjenopprettet. Hold overvåking av mus to ganger per dag for neste 3 dager. Gi ekstra buprenorfin hvis mus viser tegn på smerte (f.eks. nedsatt appetitt, rastløshet).
Trinn 2: kjemiske denervation - En uke etter operasjonen, male hals puls arterien med en løsning på 2% fenol fortynnet i etanol på punktene i forgrening fra glossopharyngeus nerve til skallen polet av CB. Det samme postoperativ pleie bør gis etter kjemisk denervation som beskrevet ovenfor i kirurgisk denervation delen.
Merk: for en humbug kirurgi gruppe, de samme prosedyrene utføres unntatt hals puls sinus nerve disseksjon. - La dyrene komme seg for 5-7 dager før HVR målinger.
4. uttrykk for LepRb i CB ved hjelp av en adenoviral vektor (Ad-LepRb) vs kontroll (Ad-LacZ)
-
Ad-LepRb og Ad-LacZ suspensjon
- Transfect musene med adenovirus (Ad-LepRb-GFP, 2-5x1010 PFU/ml for overuttrykte, Ad-Lacz, 1 x 1010 PFU/ml for kontroll) til CB området.
- Tin Matrigel matrise ved å submerging hetteglasset i is i en 4 ° c kjøleskap over natten.
- Suspendere adenovirus forsiktig i flytende Matrigel matrise på 1:5 (1 μL av Matrigel matrise og 4 μL av adenovirus påføres bilateralt).
- Hold alltid viral suspensjon på isen før den er brukt i CB.
-
Kirurgisk forberedelse
- Bruk de samme kirurgiske instrumentene som CSND-protokollen.
- Bedøve LepRb-mangelfull DB/DB mus med 2-2.5% isoflurane ved hjelp av en nese kjegle og plassere dyrene på et varmt teppe for å hindre nedkjøling. Isoflurane er nøye titrert for å opprettholde respirasjonsfrekvensen ved 1 Hz (60 pust/min). Den tilstrekkeligheten av anestesi vil bli vurdert av pustefrekvens, fravær av bevegelser og hørbare lyder, fravær av respons på taktile stimuli og forlemen eller hindlimb bentap pedal tilbaketrekning refleks.
- Administrering av buprenorfin (0,05 mg/kg) intraperitonealt.
- Fjern håret på ventrale regionen i nakken og desinfisere området med Betadine og alkohol som i CSND protokollen.
- For å hindre at hornhinnen uttørking, smøre musene øyne med sterile øyen salve under anestesi.
-
Adenovirus behandling av CB
- Utsett CBs som beskrevet i CSND protokollen og påfør 5 μL av viral suspensjon til CB området bilateralt.
- Vent 2-3 min til væsken Matrigel matrise blir en gel. Etter å ha bekreftet at viral suspensjonen var stivnet, lukker snittet med 6,0 silke Sutur.
-
Etter operasjonen
- Huset musene i en utvinning kammer og overvåke deres oppførsel hver 15 min for første 1 time til musene gjenvinne bevisstheten å opprettholde sternal recumbency. Returner musene til deres hjem bur etter at de er fullstendig gjenopprettet. Hold overvåking av mus to ganger per dag for neste 3 dager. Gi ekstra buprenorfin hvis mus viser tegn på smerte (f.eks. nedsatt appetitt, rastløshet).
- Administrere buprenorfin (0,05 mg/kg) intraperitonealt etter behov for å forebygge smerte ubehag i løpet av den postoperative perioden.
- Mål HVR 9 dager etter adenovirus transfeksjoner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Kontinuerlig infusjon av leptin betydelig økt HVR i mager C57BL/6J mus fra 0,23 til 0,31 mL/min/g/ΔFiO2 (P < 0,001, figur 2)11. CSND avskaffet leptin økning i HVR (figur 2), mens ingen demping effekter av CSND på HVR ble observert i humbug kirurgi gruppe etter leptin infusjon.
LepRb uttrykk i CB av LepRb-mangelfulle overvektige DB/DB mus indusert en betydelig økning i HVR fra 0,05 til 0,06 ml/min/g/ΔSpO2 (Figur 3). I dyr transfekterte med kontroll Ad-LacZ i CB, gjorde HVR ikke endres.
Figur 1: HVR-målinger. Eksperimenter bør utføres ved thermoneutral forhold ved hjelp av (A) en nyfødt inkubator ved 30 ° c og er registrert i et (B) helkropps pletysmografi kammer. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2: leptin forsterket hypoxic ventilatory respons (HVR) og virkningene ble avskaffet av hals puls sinus nerve disseksjon (CSND) i C57BL/6J mus. Dette tallet er endret fra Caballero-Eraso et al.11. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3: LepRb -uttrykk i hals puls KROPPENE (CB) av LepRb-mangelfulle DB/DB- mus økte hypoxic ventilatory respons (HVR). Dette tallet er endret fra Caballero-Eraso et al.11. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Hovedfokuset i vår studie var å undersøke åndedretts effekter av leptin signalering i CB. Flere protokoller er utviklet for å vurdere leptin rolle på en mekanistisk måte. Først bestemte bidrag av CB til HVR ble analysert av forsiktig kvantifisering av HVR i løpet av de første 2 min av hypoxic eksponering. For det andre, relevansen av CB i leptin-mediert opp-regulering av kontroll av pusting ble undersøkt av to komplementære tilnærminger. I mager vill-type mus med lave leptin nivåer ble HVR målt ved Baseline og etter kontinuerlig infusjon av leptin; forsøket ble gjentatt etter CB denervation. I LepRb-mangelfull DB/DB mus, HVR ble målt ved Baseline og etter LepRb uttrykk i CB.
Flere protokoller har blitt brukt til å måle HVR i gnagere, utsette dyrene for å hypoxic gasser. Vi har utviklet en HVR protokoll for å undersøke rollen til CB i perifere chemoreflex og virkningene av leptin i CB på kontroll av pusting. CB chemoreflex har en relativt kort tid domene. De første 1-2 min av hypoksi er karakterisert ved en akutt styrking av ventilatory respons etterfulgt av en langsom tilbakevending til Baseline ventilasjon etter 2 min av hals puls sinus nervestimulering16,18,19. Derfor, i vår HVR protokollen, analysene er gjennomført innenfor en 90 s intervall mellom de første 30 s av hypoksi og 2 min på 10% O2 eksponering, tilsvarende dominans av perifere chemoreflex styrt av CB. Denne kort-tid analyse unngår det hypoxic ventilatory nedgangstiden inne dyrene. I vår HVR-protokoll brukte vi også en fast 3% CO2 -spenning i hypoksi for å omgå hypokapni indusert av hyperventilering ved akutt hypoxic eksponering11. Til slutt har vi utviklet HVR-protokollen under konstante thermoneutral forhold, og holder musene ved en temperatur på rundt 30 ° c. Vår erfaring viser at korte eksponeringer til hypoksi kan redusere rektal temperatur hos mus hvis eksponering oppstår ved romtemperatur11, mens hypoksi ved thermoneutrality ikke induserer betydelige metabolske forandringer12.
CSND i mus er teknisk utfordrende, på grunn av den lille størrelsen på dyrene og deres CBs. Vi har utviklet en gjennomgående vellykket tilnærming med nesten 100% overlevelse ved streng overholdelse av vår protokoll. Kontrollerte forhold i vår protokoll inkluderer thermoneutral miljø, nøye kontrollert anestesi og standard sterile mikrokirurgisk teknikker med visualisering av glossopharyngeus nerve som årvåken postoperativ ledelse med smerter Kontroll. Vår erfaring viser at kirurgisk denervation alene ikke avskaffe hypoxic chemoreflex. Det andre trinnet, kjemisk denervation, etterfølges også av forsiktig postoperativ ledelse for å forbedre overlevelse.
Vår mest innovative teknikk er selektiv genet over-uttrykk i CB området. Denne tilnærmingen har ikke blitt gjennomført tidligere, på grunn av den lille størrelsen på CBs og mangelen på spesifikke drivere som tillater å uttrykke et gen av interesse i en bestemt celle type. Faktisk, type I CB celler er svært lik sympatiske neurons eller celler i adrenal forlengede, mens type II celler er lik astrocytter20,21. Vi tok fordel av DB/DB mus, som mangler LepRb -genet, vår evne til å søke ADENOVIRAL suspensjon nesten utelukkende til CB-området, og egenskapene til Matrigel matrise, som raskt stivner ved 37 ° c. Vår romanen tilnærming kan brukes i fremtiden for å studere en rolle av noe gen uttrykt i CB bruker mus med hele kroppen tyrosin hydroksylase spesifikke (type I celler) eller GFAP spesifikke (type II celler) Knockouts.
Våre protokoller har flere begrensninger. Først brukte vi 3% CO2 for å fastslå HVR og spørsmålet er åpent hvis brøkdelen av HVR kan faktisk tilskrives hyperkapniske respons. For å møte denne begrensningen, kan etterforskere samtidig måle responsen til 3% CO2 balansert i hyperoxic gass, noe som ville slå CB av. For det andre kan HVR ikke elimineres fullstendig av CSND22. Dette fenomenet kan tilskrives neuroplasticity, som er spesielt fremtredende i mus. Derfor er det viktig å studere HVR så snart som mulig etter CSND og alltid bruke humbug kirurgi kontroll. Tredje, vår CB genuttrykket tilnærming manglet celle type og organ spesifisitet. Molekylære teknikker med fremtidig bruk av mer selektive arrangører kan bidra til å motvirke denne begrensningen.
Avslutningsvis, til tross for beskrevet ovenfor begrensningene, tillater våre protokoller i kombinasjon å studere rollen til bestemte CB gener i fysiologiske reaksjoner på hypoksi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingen motstridende interesser eller avsløringer.
Acknowledgments
R01HL138932, RO1HL133100, RO1HL128970, AHACDA34700025
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1 mL Insulin Syringes | BD Biosciences | 309311 | |
| 1x PBS (pH 7.4) | Gibco | 10010-023 | 500 ml |
| Ad-Lacz | Dr. Christopher Rhodes (University of Chicago) | 1 x 1010 pfu/mL | |
| Ad-LepRb-GFP | Vector Biolabs | ADV-263380 | 2-5 x 1010 pfu/mL |
| Anesthetic cart | Atlantic Biomedical | ||
| Betadine | Purdue Products Ltd. | 12496-0757-5 | |
| Buprenorphine (Buprenex) | Reckitt Benckiser Healthcare Ltd. | 12496-0757-5 | 0.3 mg/mL |
| C57Bl/6J | Jackson laboratory | 000664 | Mice Strain |
| Cotton Gauze Sponges | Fisherbrand | 22-362-178 | |
| db/db | Jackson laboratory | 000697 | Mice Strain |
| Ethanol | Pharmco-AAPER | 111000200 | |
| Isoflurane | Vetone | 502017 | |
| Lab Chart | Data Science International (DSI) | Software | |
| Matrigel Matrix | BD Biosciences | 356234 | |
| Micro Spring Scissors | World Precision Instruments (WPI) | 14124 | |
| Mouse Ox Plus | STARR Life Sciences Corp. | Software | |
| Mouse Ox Plus Collar Sensor | STARR Life Sciences Corp. | 015022-2 | Medium Collar Clip Special 7” |
| Mouse Whole Body Plethysmography Chamber | Data Science International (DSI) | PLY3211 | |
| Ohio Care Plus Incubator | Ohmeda | HCHD000173 | |
| Operating Scissors | World Precision Instruments (WPI) | 501753-G | Straight |
| Osmotic Pump | Alzet | 1003D | 1 μL/h, 3 days |
| Phenol | Sigma-Aldrich | P4557 | |
| Recombinant Mouse Leptin protein | R&D systems | 498-OB-05M | 5 mg |
| Saline | RICCA Chemical | 7210-16 | 0.9% Sodium Chloride |
| Sterile Surgical Suture | DemeTech | DT-639-1 | Silk, size 6-0 |
| Thermometer | Innovative Calibration Solutions (INNOCAL) | EW 20250-91 |
References
- O'donnell, C. P., et al.
- Polotsky, V. Y., et al. Female gender exacerbates respiratory depression in leptin-deficient obesity. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 164, 1470-1475 (2001).
- Bassi, M., et al. Central leptin replacement enhances chemorespiratory responses in leptin-deficient mice independent of changes in body weight. Pflügers Archiv: European Journal of Physiology. 464, 145-153 (2012).
- Inyushkina, E. M., Merkulova, N. A., Inyushkin, A. N. Mechanisms of the respiratory activity of leptin at the level of the solitary tract nucleus. Neuroscience and Behavioral Physiology. 40, 707-713 (2010).
- Considine, R. V., et al. Serum immunoreactive-leptin concentrations in normal-weight and obese humans. New England Journal of Medicine. 334, 292-295 (1996).
- Maffei, M., et al. Leptin levels in human and rodent: measurement of plasma leptin and ob RNA in obese and weight-reduced subjects. Nature Medicine. 1, 1155-1161 (1995).
- Phipps, P. R., Starritt, E., Caterson, I., Grunstein, R. R. Association of serum leptin with hypoventilation in human obesity. Thorax. 57, 75-76 (2002).
- Berger, S., Polotsky, V. Y. Leptin and Leptin Resistance in the Pathogenesis of Obstructive Sleep Apnea: A Possible Link to Oxidative Stress and Cardiovascular Complications. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2018, 5137947 (2018).
- Ribeiro, M. J., et al. High fat diet blunts the effects of leptin on ventilation and on carotid body activity. The Journal of Physiology. 96, 3187-3199 (2018).
- Yuan, F., et al. Leptin signaling in the carotid body regulates a hypoxic ventilatory response through altering TASK channel expression. Frontiers in Physiology. 9, 249 (2018).
- Caballero-Eraso, C., et al. Leptin acts in the carotid bodies to increase minute ventilation during wakefulness and sleep and augment the hypoxic ventilatory response. The Journal of Physiology. 591, 151-172 (2018).
- Jun, J. C., Shin, M. K., Yao, Q., Devera, R., Fonti-Bevans, S., Polotsky, V. Y. Thermoneutrality modifies the impact of hypoxia on lipid metabolism. American Journal of Physiology Endocrinology and Metabolism. 304, 424-435 (2012).
- Polotsky, V. Y., et al. Impact of interrupted leptin pathways on ventilatory control. Journal of Applied Physiology. 96, 991-998 (2004).
- Pho, H., et al. The effect of leptin replacement on sleep-disordered breathing in the leptin-deficient ob/ob mouse. Journal of Applied Physiology. 120, 78-86 (2016).
- Hernandez, A. B., et al. Novel whole body plethysmography system for the continuous characterization of sleep and breathing in a mouse. Journal of Applied Physiology. 112, 671-680 (2012).
- Powell, F. L., Milsom, W. K., Mitchell, G. S. Time domains of the hypoxic ventilatory response. Respiration Physiology. 112, 123-134 (1998).
- Drorbaugh, J. E., Fenn, W. O. A barometric method for measuring ventilation in newborn infants. Pediatrics. 16, 81-87 (1955).
- Duffin, J. Measuring the ventilatory response to hypoxia. The Journal of Physiology. 587, 285-293 (2007).
- Teppema, L. J., Dahan, A. The Ventilatory Response to Hypoxia in Mammals: Mechanisms, Measurement, and Analysis. Physiological Reviews. 90, 675-754 (2010).
- Nurse, C. A., Fearon, I. M. Carotid body chemoreceptors in dissociated cell culture. Microscopy Research and Technique. 59, 249-255 (2002).
- Kumar, P., Prabhakar, N. R. Peripheral chemoreceptors: function and plasticity of the carotid body. Comprehensive Physiology. 2, 141-219 (2012).
- Roux, J. C., Peyronnet, J., Pascual, O., Dalmaz, Y., Pequignot, J. M. Ventilatory and central neurochemical reorganisation of O2 chemoreflex after carotid sinus nerve transection in rat. The Journal of Physiology. 522, 493-501 (2000).
