Two-Bottle Choice Home Cage Drinking and Microstructural Analysis를 사용한 설치류의 알코올 소비 모델링

이 프로토콜은 쥐의 자발적 알코올 소비를 모델링하기 위해 표준 간헐적 접근, 2병 선택 가정용 케이지 음주 패러다임을 설명합니다. 또한 음주 행동의 미세 구조 분석을 가능하게 하는 DIY 핥기 감지 시스템으로 표준 프로토콜을 강화하기 위한 단계별 지침을 제공합니다. Two-bottle choice 가정용 케이지 음주는 설치류의 알코올 섭취를 연구하기 위해 널리 사용되는 전임상 패러다임입니다.

동물들은 두 개의 음료수병에 접근할 수 있는데, 하나는 물이 담긴 병이고 다른 하나는 에탄올이 든 병입니다. 특수 장비나 분석 없이 자발적 알코올 소비를 선호도에 따라 측정하기 위해 쉽게 구현할 수 있습니다. 이 접근 방식을 사용하여 얻은 음주 데이터의 해상도는 연구자가 병 무게를 측정하는 빈도에 따라 제한됩니다.

결과적으로, 표준 접근법은 알코올 남용 장애의 위험과 중증도 모두에 영향을 미치는 것으로 알려진 음주 패턴을 포착할 수 없습니다. 당사의 프로토콜은 저비용의 수제 리코미터 시스템으로 표준 2병 선택 패러다임을 보강하여 전임상 모델에서 데이터 해상도를 높여야 할 필요성을 해결합니다. 연구원들은 음용 미세구조의 다양한 측정값을 쉽게 포착하고 높은 시간 해상도로 에탄올 섭취량의 정확한 추정치를 얻을 수 있습니다.

이 프로토콜은 연구자들이 실험적 필요에 따라 음주를 측정하기 위해 표준 병 또는 리코미터가 장착된 장치를 사용할 수 있는 유연성을 제공합니다. 중요한 것은 음주 미세구조를 측정함으로써 연구자들이 음주 패턴의 개인차와 실험적 개입에 따라 음주 패턴이 어떻게 변하는지 조사할 수 있다는 것입니다. 시작하려면 케이지에서 필터 상단을 제거합니다.

월요일, 수요일, 금요일에 케이지 상단에서 화요일, 목요일, 토요일 병을 제거합니다. 그날의 음주 세션을 위해 에탄올과 물병의 초기 무게를 측정하고 기록합니다. 세션을 시작하려면 월요일, 수요일, 금요일 병을 각 쥐의 케이지 상단에 테이프가 위를 향하게 하여 쥐가 병 라벨을 씹지 않도록 합니다.

화요일, 목요일, 토요일에 각 케이지에서 월요일, 수요일, 금요일 병을 꺼냅니다. 각 병의 무게를 측정하고 이전 음주 세션의 최종 무게를 기록합니다. 그런 다음 각 쥐의 체중을 측정하십시오.

화요일, 목요일, 토요일 물병을 쥐가 병 라벨을 씹지 못하도록 테이프가 위를 향하도록 하여 각 케이지 상단에 놓습니다. 센서 유닛 A를 구축하려면 빨간색 열수축 튜브로 2핀 암 커넥터 케이블을 덮습니다. 케이블의 빨간색과 검은색 와이어 끝을 센서 보드의 핀 0과 핀 1에 삽입하고 제자리에 납땜합니다.

마찬가지로, 뚜렷한 색상의 열수축 튜브가 있는 5개의 케이블을 더 납땜합니다. 센서 장치 A를 조립하려면 4핀 케이블을 사용하여 센서 보드 A를 통신 브레이크아웃 엔드포인트에 연결합니다. 그런 다음 끝점을 레벨 시프터의 3볼트 출력에 연결합니다.

센서 유닛 A를 3D 프린팅 케이스에 넣고 상단을 부드럽게 닫습니다. 유사한 방식으로 센서 유닛 B와 C를 구축한 후 이더넷 케이블을 사용하여 세 개의 센서 유닛을 모두 데이지 체인 방식으로 연결하여 센서 설정을 완료합니다. 마이크로컨트롤러 인터페이스를 설정하려면 수정된 데이터 로거를 마이크로컨트롤러에 스택합니다.

그런 다음 수정된 터치스크린을 데이터 로거에 쌓습니다. microSD 카드와 어댑터를 데이터 로거에 삽입합니다. 4핀 점퍼 와이어와 추가 접지선을 마이크로 컨트롤러에 연결합니다.

완전히 조립된 마이크로컨트롤러 인터페이스를 3D 프린팅 케이스 내부에 수용하고 4핀 점퍼 와이어와 접지선이 상단의 개구부를 통해 나사산으로 연결되어 있습니다. 케이지 구성 요소에 LIQ HDR 시스템을 설치하려면 두 세트의 나사와 너트를 사용하여 리코미터와 레이저 절단 아크릴 패널을 케이지 상단에 부착합니다. 그런 다음 나사 세트를 사용하여 조립된 시퍼 차단기를 케이지 상단에 설치하여 두 사이퍼 차단기가 사이퍼 구멍과 제대로 정렬되도록 합니다.

사육장에서 LIQ HDR 시스템을 사용하려면 각 센서 장치를 사육장 선반에 장착하십시오. 겹치거나 과도하게 구부러지지 않도록 모든 암 커넥터 케이블을 배열하고 고정하십시오. 센서 유닛 A 옆에 마이크로컨트롤러 인터페이스를 장착하고 커넥터를 센서 유닛 A에 연결된 레벨 시프터에 꽂습니다. 전기 테이프를 사용하여 추가 접지선을 금속 선반에 고정합니다.

모든 수 리코미터 커넥터 케이블을 일치하는 암 센서 커넥터 케이블에 단단히 연결합니다. 전원 공급 장치를 연결하여 마이크로컨트롤러 인터페이스를 켭니다. 리코미터가 장착된 2병 선택 절차를 시작하려면 시퍼를 사용하여 모든 케이지의 시퍼 구멍을 덮습니다.

기록하기 전에 기본 GUI 페이지에서 해당 날짜의 에탄올 병이 있는 면에 해당하는 올바른 실험 면을 선택합니다. 월요일, 수요일, 금요일 병을 모두 설치한 후 메인 페이지에서 시작을 눌러 센서 보정을 시작합니다. 보정이 완료되면 시스템은 기록 페이지에 각 병에 대한 누적 릭 수를 표시합니다.

쥐가 시퍼에 접근할 수 있도록 케이지 상단 위로 모든 시퍼 차단기를 들어 올립니다. 모든 필터 상단을 케이지에 부드럽게 되돌립니다. 화면에서 새로 고침을 탭하여 클릭 횟수를 업데이트합니다.

화요일, 목요일, 토요일에는 종료 저장을 눌러 녹음을 중지하고 기본 GUI 페이지로 돌아갑니다. 데이터 전송을 위해 SD 카드를 삭제하려면 SD 꺼내기를 탭합니다. SD 카드를 컴퓨터에 삽입합니다. 그런 다음 기록 세션 날짜가 포함된 CSV 데이터 파일의 복사본을 컴퓨터에 만듭니다.

다음 녹음 세션을 준비하려면 SD 카드를 인터페이스에 다시 삽입하고 SD 마운트를 누릅니다. 쥐의 에탄올 섭취량은 2병 선택 접근 초기 며칠 동안 증가 패턴을 보였고 그 후 정체기에 접어들었습니다. 많은 쥐들이 음주 세션이 시작된 직후 폭음과 같은 에탄올 섭취를 보였다. 에탄올 선호도는 폭음 중에는 물보다 훨씬 높았지만 24시간 동안 측정했을 때 50% 미만으로 유지되는 경우가 많았습니다.

LIQ HDR 시스템이 감지한 누적 핥기 횟수는 24시간 동안 에탄올과 물병 모두의 병 무게 변화와 밀접한 관련이 있습니다. 쥐는 30분 간격으로 분류된 음주 패턴에서 알 수 있듯이 빛 주기에 비해 어두운 주기 동안 더 많은 에탄올과 물을 섭취했습니다. 폭음과 같은 음주 행동은 고해상도의 데이터 분석에서 나타난 바와 같이 음주 세션의 처음 5분 동안 집중되었습니다.

세션 시작 후 15분 후에 측정한 혈중 에탄올 농도는 낮은 에탄올 섭취 수준에서도 감지된 핥기 횟수와 상관관계가 있었습니다. 음주 미세구조 분석은 수컷과 암컷 쥐 사이에 비슷한 수의 핥기와 핥기 시합이 비슷한 수준으로 이루어졌다는 것을 밝혀냈다.