방법 논문

임신한 쥐를 위한 수영 운동 프로토콜 및 관리 방법

DOI:

10.3791/66577

⸱

2024년 4월 5일

 ,  ,  ,  , 
1Department of Exercise Physiology, Beijing Sport University, 2Laboratory of Sports Stress and Adaptation of General Administration of Sport, Beijing Sport University, 3Key Laboratory of Physical Fitness and Exercise, Ministry of Education, Beijing Sport University

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

여기에서는 훈련 후 임신한 쥐를 위한 쥐 사육 방법, 수영 훈련 절차 및 번식 후 수유 프로토콜을 설명하는 프로토콜을 제시합니다. 이 프로토콜은 임신 중 산모의 운동이 자손과 그 기본 메커니즘에 미치는 영향을 연구하기 위한 동물 모델을 제공합니다.

초록

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

건강과 질병의 발달 기원 개념은 당뇨병, 심혈관 질환 및 암과 같은 만성 비 전염성 질병에 대한 초기 환경의 영향을 강조합니다. 동물 모델을 사용한 연구는 영양 부족, 영양 과잉, 비만, 화학 물질 또는 저산소증에 대한 노출과 같은 모성 요인이 태아 발달 및 태아 건강에 어떻게 영향을 미치는지 조사하여 저체중아, 고혈압, 이상지질혈증 및 인슐린 저항성과 같은 문제를 유발합니다. 가임기 여성의 과체중 및 비만 유병률이 증가하고 있다는 점을 감안할 때 효과적인 중재가 중요합니다. 임신 중 산모의 운동은 산모와 태아 모두에게 유익하고 질병의 위험을 줄이는 핵심 중재로 부상했습니다. 이 연구는 임신한 쥐에 대한 세 가지 운동 모델의 차이점을 비교합니다: 자발적 바퀴 달리기, 전동 러닝머신 및 수영. 수영은 안전하고 통제된 강도 수준으로 인해 가장 유익한 선택입니다. 이 프로토콜은 쥐 사육 방법, 임신 중 수영 훈련 및 번식 후 간호 프로토콜에 대해 자세히 설명합니다. 다양한 쥐와 생쥐 종에 적합한 이 모델은 자손의 건강과 세대 간 건강에 대한 모성 운동의 이점을 연구하는 데 유용합니다.

서론

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

DOHaD(Developmental Origins of Health and Disease) 개념은 지난 20년 동안 등장했으며, 이 개념은 초기 발달 과정의 환경적 영향이 만성 비전염성 질환(NCD), 특히 당뇨병, 심혈관 질환 및 일부 유형의 암과 관련된 후기 병태생리학적 과정의 위험에 영향을 미친다는 것을 보여주었습니다1. 태아 발달의 가장 가소성 단계인 자궁 내 환경에 자손이 노출되는 시기에는 유전자와 환경의 상호작용 및 자궁태반 관류가 태아 재프로그래밍의 중요한 요소이다2. 선행 연구에서는 주로 동물모델을 활용하여 모계의 영양 부족, 영양 과잉, 임신 중 비만, 태아의 화학물질 또는 저산소증에 대한 노출과 같은 해로운 영향이 태아 발달 및 자손의 장기적 표현형 효과에 미치는 영향을 조사했다3. 이로 인해 저체중아가 태어나고 성장이 늦어지며 자손에게 혈압 상승, 이상지질혈증, 인슐린 저항성 등의 부작용이 발생했다4. 가임기 여성의 과체중 및 비만 비율이 급속히 증가하고 있기 때문에 이러한 해로운 모성 장애의 세대 간 전염을 방지하기 위한 효과적인 중재를 수립하는 것이 시급히 필요하며, 이는 인구 건강에 중요한 영향을 미칩니다 5,6.

운동은 오랫동안 제2형 당뇨병, 고혈압 및 기타 여러 질병에 대한 중요한 예방 요법으로 인식되어 왔다7. 임신 중 운동은 산모에게 유익한 영향을 미치고, 자손에게도 유익한 영향을 주어 모계가 자손에게 질병을 전염시키는 것을 줄인다8. 수년간의 연구는 임신성 당뇨병 9,10과 같은 일반적인 임신 상태의 상당한 감소를 포함하여 운동의 안전성과 심오한 이점을 입증했습니다. 산모와 태아의 안전과 관련하여, 운동 훈련과 수유 후 프로토콜을 실시하는 것은 어려운 일이다.

데이비드11외 심혈관 건강 연구에 적용할 수 있는 동물 운동 모델을 설명했습니다. 일반적으로 사용되는 세 가지 운동 모델인 자발적 바퀴 달리기, 전동 러닝머신 및 수영에는 장점과 단점이 있습니다. 자발적으로 달리는 바퀴는 쥐의 운동 행동을 밀접하게 모방하여 쥐가 일주기 리듬에 따라 움직일 수 있도록 합니다. 그러나 이러한 종류의 운동은 강도와 지속 시간을 보다 정확하게 조절해야 합니다. 전동 러닝머신은 운동 강도, 볼륨 및 지속 시간을 제어할 수 있지만 때로는 전기 자극이 필요하여 동물에게 신체적, 심리적 스트레스를 유발할 수 있습니다. 수영은 쥐의 타고난 수영 능력으로 인해 설치류 연구에서 널리 사용되며, 이는 또한 발과 꼬리에 대한 전기 자극이나 기계적 손상을 피할 수 있습니다12. 산전 운동 모델에 대한 연구에서(13,14), 수영은 일반적으로 사용되는 운동 방식이다. 임신이 진행되고 쥐의 복부가 부풀어 오르면 러닝 머신과 바퀴 달리기 운동으로 인해 복부가 단단한 표면과 반복적으로 접촉 할 수 있습니다. 대조적으로, 수영의 물 환경은 부력을 제공하여 임신한 동물의 운동 관련 부상 위험을 줄입니다.

이 프로토콜은 쥐 사육 방법, 임신 중 수영 훈련을 수행하는 방법, 훈련 후 임신한 쥐를 위한 번식 후 수유 프로토콜을 제시합니다. 이 임신한 수영 훈련 모델은 광범위한 쥐와 생쥐 종에 적용될 수 있으며, 따라서 동물 기반 모델을 사용하여 자손의 건강에 대한 모성 운동의 유익한 효과와 여러 세대에 걸친 운동의 이점을 조절하는 메커니즘을 연구하는 향후 연구에 유용한 설치류 모델을 제공할 수 있습니다.

프로토콜

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여기에 설명된 모든 방법은 베이징 체육 대학의 동물 윤리 위원회의 승인을 받았으며 미국 국립보건원(NIH) 지침과 중국 동물 보호법 및 기관 지침에 따라 수행되었습니다.

1. 쥐의 짝짓기와 먹이 주기

  1. 특정 병원체가 없는(SPF) 등급의 10주 된 Wistar 암컷 쥐와 11주 된 Wistar 수컷 쥐를 구입합니다.
  2. 적응형 먹이 구현: Wistar 쥐에게 표준 설치류 식단을 즉시 먹이고 지정된 먹이 시설에서 일주일 동안 수돗물을 사용할 수 있도록 합니다. 모든 쥐가 12°C의 일정한 온도와 22-45%의 습도에서 45시간 명암 주기로 수용되도록 합니다.
  3. 암컷 쥐의 발정을 조사하십시오.
    1. 깨끗한 유리 현미경 슬라이드, 직경 2mm 면봉, 식염수(0.9% NaCl) 및 현미경을 포함한 장비 및 재료를 준비합니다.
    2. 각 현미경 슬라이드에 날짜와 쥐 식별 정보를 라벨을 붙입니다.
    3. 오후 6시에서 7시 사이에는 스트레스를 최소화하기 위해 암컷 쥐를 부드럽게 제지하십시오. 엄지와 검지로 꼬리 밑부분을 잡고 다른 손가락으로 쥐의 요추에 압력을 가합니다.
    4. 꼬리 끝을 들어 올려 질을 노출시킵니다. 면봉에 식염수를 적신 후 팁을 질에 넣고 팁을 부드럽게 굴려 질 분비물을 채취합니다.
    5. 면봉 끝을 슬라이드를 가로질러 굴려 같은 부위에 다시 바르지 않도록 합니다.
    6. 현미경으로 도말을 검사하고 저배율 대물렌즈(10x)를 사용하여 세포를 찾아 관찰합니다.
      참고: 발정기에는 질 분비물에서 더 큰 상피핵이 사라지고 그 자리에 편평상피가 박리되어 각질화된 상피세포가 쌓여 둔덕에 쌓입니다.
    7. 각 쥐의 발정 주기의 단계를 기록하십시오.
  4. 오후 7시에서 8시 사이에 수컷과 암컷 쥐를 짝짓기 케이지에 넣습니다.
    알림: 암컷 쥐는 짝짓기를 위해 발정기 또는 발정기에 있어야 합니다.
  5. 둘째 날인 오전 7시에서 8시 사이에 짝짓기 케이지에 교미 플러그가 있는지 검사합니다. 교미 케이지의 바닥에서 교미 플러그가 발견되면 1.3.4-1.3.6 단계에서 설명한 것과 동일한 방법에 따라 암컷 쥐에 대한 질 분비물 도말을 만듭니다.
    참고: 교미 플러그는 수컷 쥐의 정낭 및 전립선 분비물과 질 분비물이 결합된 유백색 또는 황색을 띤 젤라틴 물질입니다.
  6. 암컷 쥐의 임신 확인 : 짝짓기 케이지에서 교미 플러그를 찾은 후 질 분비물 도말에서 정자를 관찰하십시오. 이 날을 임신 1일(GD1)로 지정합니다.
  7. 임신한 쥐를 별도의 케이지에 격리합니다.
    참고: 임신 초기에는 임신한 쥐가 환경에서 낯선 수컷 화학 신호를 만나거나 낯선 수컷 쥐와 동거하는 것을 방지하는 것이 필수적입니다.
  8. 쥐의 임신 기간은 일반적으로 21-23일 동안 지속됩니다. GD1에서 GD20까지 쥐의 체중을 측정하고 기록합니다.
  9. GD20에서 임신한 쥐의 케이지를 깨끗한 케이지로 교체하고 의료용 흡수성(쥐와 비슷한 크기)을 케이지에 넣습니다. 7일 동안 생존할 수 있도록 충분한 물과 먹이를 공급하고 케이지를 조용한 곳에 두십시오.
    참고: 쥐 분만 후 최소 1주일 동안은 케이지를 교체하지 마십시오. 깨끗한 케이지로 바꿀 때는 더러운 케이지에서 사용한 흡수성 솜을 새 케이지로 옮겨 쥐가 자손의 냄새를 인식할 수 있도록 합니다.
  10. 산후 21일째 되는 날에는 새끼를 성별에 따라 분리하여 두 개의 우리에 넣는다.
    알림: 21일 된 새끼의 크기가 더 작기 때문에 경질 사료 펠릿을 케이지 내부의 유리 페트리 접시에 넣으십시오.

2. 임산부 수영 훈련 프로그램

  1. 모든 실험용 암컷 쥐를 대상으로 5일 동안 적응 훈련을 실시합니다.
    1. 높이가 20cm 이상인 투명 플라스틱 용기를 준비하고 34± 1°C에서 10cm의 물을 채웁니다.
    2. 쥐의 꼬리 끝을 잡고 들어 올린 다음 쥐를 물에 넣으십시오.
    3. 15분 적응 훈련 중에는 5분마다 수온을 면밀히 모니터링하고 따뜻한 물을 추가하여 온도를 유지합니다.
    4. 훈련이 끝나면 쥐를 34± 1°C의 깨끗한 물로 옮겨 털을 씻습니다. 그런 다음 쥐를 수건으로 케이지로 옮기고 헤어 드라이어를 사용하여 털을 말리십시오.
      알림: 소음과 더운 환경은 쥐에게 스트레스를 유발할 수 있습니다. 따라서 온도 조절이 가능한 조용한 헤어 드라이어를 사용하는 것이 좋습니다.
    5. 친절하게 쥐를 각각의 우리에 돌려주십시오.
  2. 쥐 짝짓기(1.3-1.6단계 수행).
  3. 1.7단계 후 임신한 쥐를 좌식 그룹(SED)과 운동 그룹(EX)으로 무작위로 배정합니다.
  4. 모든 훈련 세션 전에 매일 쥐의 무게를 잰다.
    참고: 적응 훈련 중 쥐의 체중 감량은 3g/day를 초과해서는 안 됩니다. 산전 훈련 중에는 쥐의 체중이 점차 증가해야합니다. 쥐가 하루에 3g 이상을 감량하는 경우 회복할 수 있도록 일일 훈련 시간을 50% 줄입니다.
  5. GD1부터 GD20까지 EX를 위한 산전 수영 훈련을 주 6일, 아침 8:00부터 9:00까지 실시합니다.
    1. 지름 50cm, 최소 높이 50cm의 원형 물통을 준비하고 34 ± 1°C의 온도에서 40cm의 물을 채웁니다.
    2. GD1에서 GD5까지 처음에는 하루에 20분 동안 수영 훈련을 수행하고 점차 하루에 60분으로 늘리십시오.
    3. GD6부터 GD20까지 일주일에 6일 동안 하루에 60분씩 운동 훈련을 계속하십시오.
    4. 사후 관리는 2.1.4-2.1.5단계를 참조하십시오.
    5. 운동 후에는 EX 쥐에게 설치류 해바라기씨 5g을 주어 영양을 공급하십시오.
  6. 매일 EX 훈련 중에 SED 쥐를 적응 훈련과 동일한 물 환경에 놓습니다(2.1.1단계). SED 쥐가 EX 쥐와 같은 시간을 물 환경에서 보내게 하십시오. 운동 후에는 SED 쥐에게 설치류 해바라기씨 5g을 주어 영양 공급과 진정 효과를 줍니다.
  7. 각 수영 훈련 세션 후에는 물통과 수건을 포함하여 자외선으로 모든 장비를 청소하고 소독하십시오.

3. 태아의 신체적 특징

  1. GD20.5 아침에 암컷 쥐를 3% 이소플루란으로 마취하고 CO2 챔버에서 안락사시킵니다.
  2. 수술용 칼을 사용하여 쥐의 하복부를 절개합니다. 절개 부위가 복부 양쪽으로 기울어져 자궁이 완전히 노출되도록 합니다.
  3. 집게와 가위를 사용하여 자궁을 조심스럽게 열어 태아와 태반을 노출시킵니다. 가위로 인한 태아와 태반의 손상을 방지하기 위해 집게를 사용하여 태아를 둘러싼 얇은 양막을 부드럽게 분리합니다.
  4. 멸균 거즈를 사용하여 혈액과 점액을 제거하여 태아의 몸을 청소하십시오. 태아와 태반을 해부학적 위치에 따라 순차적으로 분리한 다음 무게를 잰다.
  5. 태아의 성별을 결정하기 위해 항문과 생식기 사이의 거리를 관찰하십시오. 남자 태아는 여자 태아보다 거리가 더 멀다. 나중에 참조할 수 있도록 태아의 성별과 수를 기록하십시오.
  6. 평평하게 누운 상태에서 캘리퍼스를 사용하여 태아의 길이를 측정합니다. 태아는 아직 살아 있기 때문에 해부 후 말릴 수 있으므로 몸을 펴서 측정하십시오.
    참고: 실험 결과의 일관성과 측정 방법의 일관성을 보장하기 위해 동일한 실험자가 전체적으로 동일한 표준을 유지합니다. 태아는 기관에서 권장하는 지침에 따라 안락사시켰으며, 필요에 따라 추가 분석을 위해 조직 샘플을 채취하였다.

결과

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

쥐 사육 방법 섹션(그림 1)에서는 번식 성공률을 높이기 위해 질 분비 슬라이드를 만들어 암컷 쥐의 발정 주기를 결정합니다. 쥐의 발정 주기는 4-5일 동안 지속되며 프로에스트러스, 에스트루스, 메테스트트루, 디스트루스가 포함됩니다. metestrus 또는 diestrus의 암컷 쥐는 수컷과 거리를 두는 등의 행동을 보입니다. 동시에 발정기에 있는 쥐는 짝짓기를 할 의향이 있으며 암컷 쥐의 배란은 대부분 발정이 끝날 때 발생합니다. 발정기 동안, 질 도말 샘플은 주로 핵이 형성된 상피 세포를 포함하며 간혹 각질화된 세포가 포함되어 있습니다. 발정기의 질 도말은 주로 각질화된 편평 상피 세포가 말뚝으로 뭉쳐져 있으며, 메테스트루스에서 볼 수 있는 상피 세포의 확대된 핵이 소실됩니다. metestrus에서 질 도말에는 주로 백혈구가 포함되어 있으며 몇 개의 각질화 된 상피 세포가 있습니다. 발정기는 백혈구가 우세하며 간혹 유핵 및 각질화된 상피 세포가 있는 것이 특징입니다(그림 1A).

교미 플러그는 질과 정액 분비물로 구성된 젤 같은 물질입니다. 암컷 쥐는 다른 수컷 쥐가 다시 짝짓기를 하는 것을 막기 위해 교미 플러그를 형성하는 동시에 암컷 쥐의 질을 막아 수컷 쥐의 정자가 흘러나오는 것을 방지합니다. 교미 플러그의 존재는 반드시 성공적인 번식을 나타내는 것은 아니며 오히려 짝짓기 행동의 발생을 의미합니다. 따라서 짝짓기 후 아침에 암컷 쥐에게 다시 질 도말 슬라이드를 수행해야 합니다. 질 도말에 정자가 있다는 것은 성공적인 번식을 나타냅니다. 이 날 이후 암컷 쥐의 체중을 모니터링하여 성공적인 임신의 신호인 점차 증가하는지 관찰하는 것이 중요합니다. 교미 후 2일 이내에 교미 마개가 형성되지 않거나 교미 마개가 형성되지만 도말에서 정자가 관찰되지 않으면 수컷 쥐를 교체하고 다시 번식을 시도하는 것이 좋습니다. 현미경으로 질 분비물을 검사하여 암컷 쥐의 발정 주기 단계를 결정하고 발정기와 발정기를 번식에 사용합니다. 임신한 쥐는 좌식(SED) 또는 운동(EX) 그룹에 무작위로 배정되었으며, 수영 훈련은 GD1에서 GD20까지 수행되었습니다(그림 1B). 쥐 짝짓기 후 형성된 교미 플러그를 관찰하기 위해 우리는 쥐 짝짓기를 위해 특별히 설계된 짝짓기 케이지를 사용합니다. 결합 케이지는 베이스 트레이, 철망 바닥, 바닥이 없는 케이지 프레임 및 와이어 케이지 커버로 구성됩니다(그림 1C).

출산하기 전에 임신한 쥐는 둥지를 틀기 행동(그림 1E)을 보일 수 있으며, 자손을 위한 아늑하고 따뜻한 둥지를 짓기 위해 주변 환경의 재료를 활용할 수 있습니다. GD20의 새로운 깨끗한 케이지로 옮길 때마다 임신한 쥐의 크기에 해당하는 양의 탈지 면화를 케이지에 넣는 것이 좋습니다. 어린 쥐를 연구하려면 특정 연령까지 키워야 합니다. 쥐는 출생 후 약 21일에 젖을 뗍니다. 따라서 출생 후 21일째 되는 날에 새끼 쥐는 개별 사육을 위해 성별에 따라 분리됩니다(그림 1F). 쥐의 성별을 식별하는 방법은 생식기와 항문 사이의 거리를 관찰하는 것입니다. 수컷의 경우 거리가 더 멀고 생식기와 항문 사이에 털이 있습니다. 남성의 생식기는 여성에 비해 더 두드러지고 뚜렷합니다. 암컷 쥐는 수컷보다 젖꼭지가 더 눈에 띕니다.

쥐 임신 중에는 GD1에서 GD20까지 매일 무게를 측정하고 기록하는 것이 권장됩니다(그림 2). 쥐의 체중은 임신 중에 점차적으로 증가해야 하며(그림 2A), 일일 체중은 전날의 체중과 비교해야 합니다. 이것은 쥐가 유산 후 배아를 먹는 경향이 있어 관찰만으로는 감지하기 어렵기 때문에 매우 중요합니다. 또한 쥐의 체중을 모니터링하면 과도한 운동을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 쥐의 체중이 3g 이상 감소하면 그날의 운동 훈련 시간을 50% 줄입니다. GD20.5에서는 임신한 쥐를 해부하여 태아와 태반을 채취하고, 태반 체중에 대한 태아 체중의 비율을 태반 효율로 정의합니다(그림 2B). 태아의 몸 길이를 얻기 위해 자를 사용하여 측면 위치에서 머리 끝에서 엉덩이 바닥까지의 태아의 길이를 측정합니다(그림 1, G 및 2C).

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그림 1: 쥐의 임신 모델. (A) 질 도말은 서로 다른 발정 기간, 쥐의 교미 플러그 이미지 및 짝짓기 후 두 번째 날에 질 도말에서 정자의 존재 결과를 나타냅니다. (B) 산전 수영 훈련 프로그램을 보여주는 개략도. (C) 쥐의 짝짓기 케이지의 전체적인 모습. (D) 사용된 물통의 지름을 보여주는 임신한 쥐의 수영 훈련 사진. (E) 쥐의 둥지 짓기 행동. (F) 생후 21일된 수컷과 암컷 쥐의 생식기 모습이 다르다. (G) 태아와 태반의 외관 및 태아의 신체 길이를 측정하는 방법의 개략도. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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그림 2: 임신한 쥐의 체중과 태아의 신체적 특징. (A) SED 및 EX 그룹(각각 n = 9)에서 GD1에서 GD20까지 임신한 쥐의 체중 변화. (B) 두 그룹 간의 태반 효율 차이. (C) SED군과 EX군 간 태아의 체장 차이. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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그림 3: 임신한 암컷 쥐의 다양한 운동 방법 비교. 임신한 암컷 쥐를 위한 다양한 운동 방법의 장점과 단점: 자발적 바퀴 달리기(VWR), 전동 러닝머신(MT) 및 수영. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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그림 4 : 수영 운동 프로그램. (A) 암컷 Wistar 쥐를 사용하여 프로토콜 단계 1.1-1.10에 설명된 짝짓기, 임신, 수영, 운동, 분만 및 수유의 전체 과정. (B) 적응 훈련 및 공식 훈련을 포함하여 프로토콜 단계 2.1-2.6에 설명된 임신 중 수영 훈련 과정. 수온은 공정 전반에 걸쳐 34 ± 1 °C로 유지됩니다. 적응 훈련 중에는 수심이 10cm, 공식 훈련 중에는 SED가 10cm, EX가 40cm입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

표 1: 임신한 쥐의 수영, 운동 및 산후 관리에서 발생할 수 있는 문제와 그 해결책. 이 표를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.

표 2: 임신한 암컷과 수컷 쥐 또는 생쥐의 운동 프로그램을 비교 분석한 결과. MT : 전동 러닝 머신; VWR: 자발적인 휠 러닝; MLC: 최대 부하 용량 테스트. 이 표를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.

토론

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

본 연구는 임신한 쥐를 위한 구체적인 쥐 짝짓기 방법, 수영 훈련 프로토콜, 태아의 생리적 지표를 평가하기 위한 연구 방법 등 실현 가능한 운동 프로그램을 수립하는 것을 목표로 한다. 우리는 프로토콜을 통해 발생할 수 있는 잠재적 문제에 대한 해당 솔루션과 함께 연습을 통해 산전 수영 운동 훈련 모델을 개발했습니다(표 1). 이 프로토콜은 보다 실용적이고 연구자들이 산전 운동 모델을 수립하는 데 도움이 될 것입니다.

우리의 연구 결과는 우리가 고안한 쥐 임신 수영 훈련 프로그램을 사용하는 것이 쥐의 정상적인 임신 과정을 방해하지 않으며 부정적인 임신 결과로 이어지지 않는다는 것을 나타냅니다. 쥐의 임신 결과에 대한 산전 운동의 영향은 유산율과 새끼 크기를 측정하여 평가되었습니다. 이 연구는 산전 운동이 이러한 요인에 유의한 영향을 미치지 않는다는 결론을 내렸다15,16. 태아를 연구하기 위해 연구자들은 GD20.5로 임신한 쥐를 해부하여 태아 샘플을 얻습니다. 해부 과정에서 태아와 태반을 채취하며, 임신 결과를 결정하기 위해 새끼 한 마리당 자손의 수를 추적하는 것이 중요하므로 태아 수와 태아의 신체 길이를 집계해야 합니다. 또한 태반 효율성은 태반 체중에 대한 태아 체중의 비율이므로 태아 체중과 태반 체중을 모두 측정해야 합니다. 본 연구의 결과에서는 산전 운동이 태아의 신체 길이에 유의한 영향을 미치지는 않았지만, 고혈압 대조군에 비해 고혈압 운동군의 태반 효율이 유의하게 향상되었음을 시사했다15. 산모의 행동(13,17)은 임신 중 운동이 산모에게 미치는 영향을 평가하기 위한 지표가 될 수 있다. 따라서 유산율, 새끼 크기, 태아의 몸길이 및 체중, 태반 효율, 모성 행동과 같은 지표는 임신 운동이 태아 결과에 미치는 영향을 평가하는 데 활용될 수 있습니다. 따라서 실험 동물에게 불필요한 피해를 주지 않기 위해 임신 운동 모델을 형성할 때 실험 프로토콜을 채택하는 것이 좋습니다.

DOHaD 이론이 발전한 이래, 생애 초기의 환경적 변수가 개인의 건강에 미치는 영향을 탐구하는 것이 더욱 강조되었다18. 동물 모델을 사용하여 태아 유래 질환에서 추정되는 병태생리학적 경로를 조사하기 위한 수많은 연구가 수행되었다19. 임신 중 운동을 포함하는 설치류 모델은 이 과정을 성공적으로 모방할 수 있기 때문에, 다양한 태아 유래 질환이 있는 동물 모델에서 다양한 유형의 운동이 연구되고 있다20. 자율 주행 바퀴, 달리기 플랫폼, 체중 부하 등반 장비 및 수영 프로토콜은 일반적인 운동 기술의 예입니다. 비만, 당뇨병, 고혈압은 모두 전형적인 동물모델이다21. 다양한 연구 15,16,21,22,23,24에서 사용된 운동 방법을 분류하고 비교함으로써 다양한 운동 루틴이 뚜렷한 장점과 단점을 가지고 있음을 알 수 있습니다(그림 3 및 표 2).

우리는 이 프로토콜에서 쥐의 임신 조절, 수영 운동 루틴의 실행, 태아와 자손의 평가에 대한 자세한 설명을 제공합니다. 쥐의 짝짓기 행동을 주의 깊게 조절함으로써, 임신 기간이 얼마나 지속되는지에 대한 보다 정확한 추정치를 얻을 수 있었다. 이를 통해 임신 중 운동 중재가 가능해졌고 산전 운동을 연구하기 위한 모델이 만들어졌다. 임신 21일째에 태아와 태반 샘플을 절개하여 임신 중 모성 활동이 태반 기능과 태아 발달에 미치는 세대 간 영향을 평가할 수 있습니다. 더욱이, 임신 운동 쥐의 자손은 이러한 효과의 기저에 있는 장기적인 생리학적, 병리학적 과정을 연구하기 위해 성인이 되고 심지어 노년기까지 먹이를 먹였습니다.

쥐를 위한 수영 훈련 프로그램을 설정할 때 쥐가 구석에 숨거나, 수영장에서 기어 나오거나, 다른 쥐를 붙잡거나, 심지어 털의 기포를 타고 떠다니는 등 수영을 피하려고 할 수 있다는 점을 고려하는 것이 중요합니다. 이를 방지하기 위해 수영장은 플라스틱으로 만들어야하며 원통형이어야합니다. 수영장의 물은 코에서 꼬리 끝까지 측정한 쥐 길이의 1.5배보다 깊어야 합니다. 수심은 기본적으로 50cm 이상이어야 하며 표면적은 무제한으로 수영할 수 있을 만큼 충분히 커야 합니다. 쥐에게 최소 1000cm2의 수영 공간을 제공하는 것이 중요하다11. 따라서 우리는 높이 55cm, 직경 50cm의 양동이로 구성된 수영 훈련 장치를 설계했습니다. 수영 훈련 중 수위는 40cm, 수표면 지름은 45cm가 되어야 합니다. 또한 수온을 34± 1°C로 유지하는 것이 중요합니다. 이 장치는 한 번에 한 마리의 쥐가 훈련하는 데 적합합니다. 임신 한 쥐의 수영 훈련 강도를 점차적으로 늘리는 것이 중요합니다. 이를 통해 운동과 수중 환경에 적응할 수 있습니다. 강도의 급격한 변화는 스트레스 반응을 일으켜 유산의 위험을 증가시킬 수 있습니다. 또한 운동으로 인한 피로를 예방하기 위해 일주일에 적어도 하루는 쉬는 것이 좋습니다.

임신 중 운동에 대한 이전 연구25에서 사용된 동물 모델에는 자발적 고혈압 쥐(SHR)와 정상 긴장 Wistar Kyoto(WKY) 쥐 대조군이 포함되어 있어 이 프로토콜의 운동 루틴은 고혈압 쥐 또는 기타 질병 모델에도 동일하게 적합합니다. 본 연구는 이미 임신 중 운동이 생후 3개월 된 고혈압 자손의 혈압을 유의하게 낮추는 것으로 나타났으며, 산전 운동이 심혈관 반응성을 줄이는 데 중요한 영향을 미친다는 것을 발견했다14. 또한 모성 운동이 L형 전압 개폐 Ca2+ 채널 α1C(Cacna1c) 유전자, 안지오텐신 II 1형 수용체(Agtr1a) 유전자 및 NADPH 산화효소-4(Nox4) 유전자의 후성유전학적 변형을 유도하여 고혈압 자손의 혈관 기능을 향상시키는 것으로 밝혀졌습니다 14,25,26.

여러 요인이 쥐의 생식 과정에 영향을 미칠 수 있습니다. 쥐의 나이, 건강 상태, 정자 운동성, 암컷 쥐의 발정기, 온도, 습도 및 번식 서식지의 빛 변화가 짝짓기에 영향을 미칩니다. 또한, 번식 중 실내 소음과 진동은 고혈압 쥐에게 동요를 일으키거나 유산을 유발하거나 산후 수유를 거부 할 수 있습니다. 방음면은 이러한 영향을 줄이기 위해 사육 중에 동물 우리를 덮습니다.

이 프로토콜에서는 쥐의 짝짓기 방법, 임신한 쥐를 위한 수영 운동 프로그램, 임신한 쥐의 산후 관리, 자손 쥐를 기르는 방법, 태아의 신체적 특성을 측정하는 관찰 기술에 대한 포괄적인 가이드를 제공합니다. 본 연구의 결과는 모성 운동의 세대 간 유전을 연구하는 데 기여하고 합리적이고 효과적인 연구 접근 방식을 보여줍니다. 우리는 운동 생리학 분야에서 임산부를 위한 효과적인 수영 운동 모델을 확립하는 것을 목표로 하며, 이는 이 분야의 향후 연구에 도움이 될 것입니다.

감사의 글

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이 연구는 중국 국립 자연 과학 재단 (32071174, 32200941, 32371183, 31771312)의 지원을 받았습니다.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
캘리퍼스Mitutoyo 측정 기구 (상하이) Co., Ltd530-101 N15태아 해부
원형 물 양동이NaliyaN/A쥐 수영
실험 수술 기구 Shenzhen RWD Life Technology Co., LTDSP0001-G태아 해부
유리 현미경 슬라이드Jiangsu Shitai Experimental Equipment Co., LTD80312-3161질 도말
유리 페트리 접시Merck Life TechnologiesBR455751-10EA자손 양육
헤어 드라이어PanasonicEH-WNE5H수영 후 관리
정보 카드Zhongke 생명 과학SS3쥐 짝짓기
IsofluraneShenzhen RWD Life Technology Co., LTDR510-22-10태아 해부
광 현미경올림푸스IX71-F22PH질 도말
짝짓기 케이지Zhongke Life ScienceSS3쥐 짝짓기
의료 흡수성 면Hongxiang Sanitary Materials Co., LTDN/A임신한 쥐는 출산 예정
설치류 마취 기계, 가스 마취Shenzhen RWD Life Technology Co., LTDR500IE태아 해부
설치류 사육 사료Beijing Huafukang Biotechnology Co., LTD1032임산부 쥐 먹이
설치류 유지 보수 사료Beijing Huafukang Biotechnology Co., LTD1022자손 양육
설치류 해바라기 씨JollyJP241영양 보충제
방음 면화Kufu 의료 기기N / A임신 한 쥐는 출산을 기다리고 있습니다
멸균 면봉 (직경 2mm)Kufu 의료 기기N / A질 도말
멸균 거즈Kufu 의료 기기N / A태아 해부
뇌졸중 생리적 식염수 (0.9 % NaCl)Shandong Hualu Pharmaceutical Co., LTDN/A질 도
온도계Beekman 유기체N/A쥐 수영 모니터링
수건그레이스N/A수영 후 관리
투명 플라스틱 용기NaliyaN/A수영 적응형 훈련
자외선Merck Life TechnologiesZ169633-1EA수영 후 관리
온수기HaierEC6001-Q6S쥐 수영
체중계Electronlc AcaleJM. A10001체중 측정
Wistar RatsVital river Laboratory Animal Technology Co., LTDN/A실험
말

참고문헌

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