Name: Onderzoek naar de effecten van ingeademde milieuverontreinigende stoffen op de reukfunctie bij muizen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-13T13:40:00.000+00:00
Duration: 4 min
Description: Leer hoe ingeademde milieuverontreinigende stoffen de reukfunctie bij muizen beïnvloeden met gedragstests. Deze methode helpt onderzoekers toxiciteit betrouwbaar te evalueren.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd financieel ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (82204088, 82273669) en de Natural Science Foundation van de provincie Shandong, China (ZR2021QH209).

We gebruikten mannelijke C57BL/6J-muizen (leeftijd: 6-8 weken; gewicht: 20-22 g) voor alle gedragstests. De muizen werden blootgesteld aan stabiele omstandigheden (d.w.z. temperatuur, 23 ± 1 °C; vochtigheid, 55% ± 5%, en 12/12 uur licht-donkercyclus met lichten aan om 7:00 uur). Alle gedragstesten werden uitgevoerd tussen 10.00 en 17.00 uur. Alle dierproeven zijn goedgekeurd door de Ethische Commissie van de Professionele Commissie voor Dierproeven van de Universiteit van Qingdao. Na een acclimatisatieperiode van 1 week werden alle muizen blootgesteld aan inhaleerbare milieuverontreinigende stoffen.
1. Blootstelling aan verontreinigende stoffen
<ol><li>Intranasale toediening door instillatie<ol><li>Los inhaleerbare milieuverontreinigende stoffen op in een 0,9% zoutoplossing. Gebruik eenmaal een oplossing van 5% zinksulfaat, waarvan is aangetoond dat deze reukstoornissen veroorzaakt17. Dien voor controlemuizen 0,9% normale zoutoplossing toe.</li>
		<li>Verdoof de muis door intraperitoneale injectie van 1% natriumpentobarbital18 en beoordeel de diepte van de anesthesie met behulp van de teenknijpreflex. Breng dierenartszalf aan op de ogen van de muis om uitdroging te voorkomen. Plaats de muis op zijn rug op een hellend oppervlak, met het hoofd naar beneden gericht.</li>
		<li>Dien met een pipetteerpistool 10 μl van de oplossing toe in één neusgat van de muis, zodat de oplossing op natuurlijke wijze in de neusholte kan worden ingeademd.</li>
		<li>Om het welzijn van de muis te garanderen en mogelijk ongemak te voorkomen, herhaalt u de inhalatie voor het andere neusgat na een interval van 10 minuten.</li>
		<li>Voer 3 dagen na intranasale toediening door indruppeling bij muizen de test op begraven voedsel uit.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Test op begraven voedsel
<ol><li>Voer 18-24 uur voor de test voedseldeprivatie uit door alle chow-pellets uit de voedseltrechter van de thuiskooi te verwijderen. Verander de bodembedekking voor muizen. Verwijder de waterfles niet.</li>
	<li>Plaats de operatietafel zoals hieronder beschreven.<ol><li>Breng 1 uur voor aanvang van de test de kooi met de muizen naar de operatiekamer om uit te rusten.</li>
		<li>Richt de operatiekamer in deze periode in. Gebruik en markeer transparante PVC-standaard muizenkooien als A, omdat deze een vertrouwde omgeving vormen. Gebruik en markeer de testkooi als B, een transparante PVC-standaard eekhoornkooi. Markeer de gemeenschappelijke kooi die werd gebruikt om de muizen na het experiment te plaatsen als kooi C.</li>
		<li>Bedek de kooien A en B met 3 cm strooisel en meet ze af met een liniaal. Plaats de kooien naast elkaar, met een afstand van 0.5 m tussen elke kooi (Figuur 1).</li>
		<li>Definieer het experimentele gebied als een gebied met een straal van 2 m, waarbij het midden het midden van de kooien is. Definieer het gebied buiten het bereik van 2 m als het observatiegebied.</li>
		<li>Houd kooi C en kooien met niet-geteste muizen zo ver mogelijk uit de buurt van het experimenteergebied.</li>
	</ol></li>
	<li>Noteer de tijd om voedsel te vinden zoals hieronder beschreven.<ol><li>Kies een willekeurige positie in kooi B, begraaf het voer 1 cm onder het oppervlak van de bodembedekking en strijk het oppervlak van de bodembedekking glad.</li>
		<li>Zet de muis 4 minuten in kooi A. Breng de muizen aan het einde van de timing over naar kooi B, zet het videoapparaat aan en keer terug naar het observatiegebied.</li>
		<li>Wanneer de muis het voedselblok met zijn voorpoot oppakt, stopt u de video-opname. In sommige gevallen zijn muizen te zien eten met hun hoofd gebogen over het voedsel. Dit gedrag duidt ook op succes van de proef, zelfs als de muis het voedsel niet met zijn voorpoot vasthoudt.</li>
		<li>Gegevens vastleggen. Noteer de tijd vanaf het contact met de mat op de bodem van kooi B tot het moment dat er voedsel is gevonden voor elke muis. Als de muizen na 4 minuten geen voedsel vinden, noteer dan de vindtijd als een vertragingstijd van 240 s.</li>
		<li>Zet de muis na de test in kooi C.</li>
		<li>Haal het voer uit kooi B en doe het in een afgesloten zak. Plaats het voer terug in kooi B en test de volgende muis na het vervangen van het strooisel, zoals hieronder beschreven.<ol><li>Voor muizen die in dezelfde kooi zijn gehuisvest, test met dezelfde set strooiselmaterialen in kooi B. Voor muizen in verschillende kooien, maak de kooi schoon met alcohol en vervang de bodembedekking.</li>
		</ol></li>
		<li>Voeg na het experiment voer en water toe aan muizen. Voer 1 dag later het sociale geurdiscriminatie-experiment uit. OPMERKING: Maskers moeten tijdens het hele proces worden gedragen en transparante handschoenen moeten worden verwisseld nadat elke muis het experiment heeft voltooid om geurkruising zoveel mogelijk te voorkomen. Houd de amplitude van de bewegingen zo klein mogelijk om stress bij de muis te voorkomen.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Experiment met sociale geurdiscriminatie
<ol><li>Urine opvangen<ol><li>Verzamel de urine van geslachtsrijpe mannelijke muizen en vrouwelijke muizen afzonderlijk en aliquot in buisjes in gelijke hoeveelheden19. Verpak in microcentrifugebuisjes van 2 ml met 300 μl urine in elk buisje.</li>
		<li>Bewaar de monsters bij -80 ° C tot gebruik. Schud de buisjes om het monster na het ontdooien gelijkmatig te verdelen. Ontdooi en vries het monster niet herhaaldelijk in.</li>
	</ol></li>
	<li>Plaats de operatietafel zoals hieronder beschreven.<ol><li>Breng 1 uur voor aanvang van de test de kooi met de muizen naar de operatiekamer om uit te rusten.</li>
		<li>Richt de operatiekamer in deze periode in zoals beschreven in de stappen 2.2.2-2.2.5.</li>
	</ol></li>
	<li>Noteer de tijd om urine te vinden zoals hieronder beschreven.<ol><li>Maak een groef met tape rond elk van de twee brede zijden van kooi B die groot genoeg is om de microcentrifugebuis met 300 μL mannelijke en vrouwelijke urine vast te houden. Plaats de buizen en houd de twee buisdeksels voorlopig gesloten.</li>
		<li>Zet de muis in kooi A en stel een countdown in op 4 min. Open de twee buizen van kooi B aan het einde van de timing.</li>
		<li>Breng de muis naar de middelste positie van kooi B, op dezelfde afstand van de twee buizen, zet vervolgens de video-opnameapparatuur aan en trek u voorzichtig en langzaam terug naar het observatiegebied.</li>
		<li>Wanneer de muis aan de wand/mond van de buis of zelfs in de buis snuffelt wordt de buis met succes geroken. Druk op dit moment op de stopwatch en noteer de tijd als de tijd van het ruiken van de buis (M s), en ga dan door met het registreren van de verblijftijd (X s) totdat de muis zich van de buis verwijdert.</li>
		<li>Ga door met het timen van de andere buis en snuffel aan de andere buis. Wanneer de muis aan de wand/mond van de buis of zelfs in de buis snuffelt wordt de buis met succes geroken. Druk op de stopwatch en noteer de tijd die nodig was om de andere buis te ruiken (N s), en ga dan door met het registreren van de verblijftijd (Y s) totdat de muis zich van de buis verwijdert.</li>
		<li>Breng de muis aan het einde van het experiment over naar kooi C.</li>
		<li>Vervang de urineslangen en het strooisel van kooi B na elke muizentest. Doe de gebruikte rattenurine in een schone zak volgens geslacht.</li>
		<li>Wissel van handschoenen en test de volgende muis zoals hierboven beschreven.</li>
	</ol></li>
	<li>Voer het experiment uit in een laboratorium zonder duidelijke geur. Vermijd persoonlijke producten die sterke geuren afgeven. Draag handschoenen en maskers tijdens de procedure om geuroverschrijding zoveel mogelijk te voorkomen. Houd de amplitude van de bewegingen zo klein mogelijk om stress bij de muis te voorkomen.</li>
</ol>

Beoordeling van reukstoornissen bij muizen als gevolg van ingeademde milieuverontreinigende stoffen

<ol><li>Schäfer, L., Schriever, V. A., Croy, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+olfactory+dysfunction%3A+causes+and+consequences%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Tissue+Res%22%5BJournal%5D)">Human olfactory dysfunction: causes and consequences.</a> Cell Tissue Res. 383 (1), 569-579 (2021).</li>
<li>Keller, A., Malaspina, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hidden+consequences+of+olfactory+dysfunction%3A+a+patient+report+series%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Ear+Nose+Throat+Disord%22%5BJournal%5D)">Hidden consequences of olfactory dysfunction: a patient report series.</a> BMC Ear Nose Throat Disord. 13 (1), 8(2013).</li>
<li>Schroeter, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+physiological+computational+fluid+dynamics+models+to+predict+interspecies+nasal+dosimetry+of+inhaled+acrolein%5BTitle%5D)+AND+%22Inhal+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Application of physiological computational fluid dynamics models to predict interspecies nasal dosimetry of inhaled acrolein.</a> Inhal Toxicol. 20 (3), 227-243 (2008).</li>
<li>Schroeter, J. D., Garcia, G. J., Kimbell, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+computational+fluid+dynamics+approach+to+assess+interhuman+variability+in+hydrogen+sulfide+nasal+dosimetry%5BTitle%5D)+AND+%22Inhal+Toxicol%22%5BJournal%5D)">A computational fluid dynamics approach to assess interhuman variability in hydrogen sulfide nasal dosimetry.</a> Inhal Toxicol. 22 (4), 277-286 (2010).</li>
<li>Keyhani, K., Scherer, P. W., Mozell, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Numerical+simulation+of+airflow+in+the+human+nasal+cavity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech+Eng%22%5BJournal%5D)">Numerical simulation of airflow in the human nasal cavity.</a> J Biomech Eng. 117 (4), 429-441 (1995).</li>
<li>Hahn, I., Scherer, P. W., Mozell, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Velocity+profiles+measured+for+airflow+through+a+large-scale+model+of+the+human+nasal+cavity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Velocity profiles measured for airflow through a large-scale model of the human nasal cavity.</a> J Appl Physiol. 75 (5), 2273-2287 (1993).</li>
<li>Zhang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exposure+to+particulate+matter+air+pollution+and+Anosmia%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Netw+Open%22%5BJournal%5D)">Exposure to particulate matter air pollution and Anosmia.</a> JAMA Netw Open. 4 (5), e2111606(2021).</li>
<li>Ekström, I. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmental+air+pollution+and+olfactory+decline+in+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Health+Perspect%22%5BJournal%5D)">Environmental air pollution and olfactory decline in aging.</a> Environ Health Perspect. 130 (2), 27005(2022).</li>
<li>Adams, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nitrogen+dioxide+pollution+exposure+is+associated+with+olfactory+dysfunction+in+older+U.S.+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Int+Forum+Allergy+Rhinol%22%5BJournal%5D)">Nitrogen dioxide pollution exposure is associated with olfactory dysfunction in older U.S. adults.</a> Int Forum Allergy Rhinol. 6 (12), 1245-1252 (2016).</li>
<li>Prah, J. D., Benignus, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decrements+in+olfactory+sensitivity+due+to+ozone+exposure%5BTitle%5D)+AND+%22Percept+Mot+Skills%22%5BJournal%5D)">Decrements in olfactory sensitivity due to ozone exposure.</a> Percept Mot Skills. 48 (1), 317-318 (1979).</li>
<li>Shi, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+exposure+to+environmental+pollutant+ammonia+causes+damage+to+the+olfactory+system+and+behavioral+abnormalities+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Chronic exposure to environmental pollutant ammonia causes damage to the olfactory system and behavioral abnormalities in mice.</a> Environ Sci Technol. 57 (41), 15412-15421 (2023).</li>
<li>Hernández-Soto, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+intermittent+hypoxia+alters+main+olfactory+bulb+activity+and+olfaction%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Chronic intermittent hypoxia alters main olfactory bulb activity and olfaction.</a> Exp Neurol. 340, 113653(2021).</li>
<li>Islam, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odor+preference+and+olfactory+memory+are+impaired+in+Olfaxin-deficient+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Odor preference and olfactory memory are impaired in Olfaxin-deficient mice.</a> Brain Res. 1688, 81-90 (2018).</li>
<li>Wang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inducible+and+conditional+activation+of+ERK5+MAP+kinase+rescues+mice+from+cadmium-induced+olfactory+memory+deficits%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotoxicology%22%5BJournal%5D)">Inducible and conditional activation of ERK5 MAP kinase rescues mice from cadmium-induced olfactory memory deficits.</a> Neurotoxicology. 81, 127-136 (2020).</li>
<li>Chamero, P., Leinders-Zufall, T., Zufall, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+genes+to+social+communication%3A+molecular+sensing+by+the+vomeronasal+organ%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Neurosci%22%5BJournal%5D)">From genes to social communication: molecular sensing by the vomeronasal organ.</a> Trends Neurosci. 35 (10), 597-606 (2012).</li>
<li>Mohrhardt, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Signal+detection+and+coding+in+the+accessory+olfactory+system%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Senses%22%5BJournal%5D)">Signal detection and coding in the accessory olfactory system.</a> Chem Senses. 43 (9), 667-695 (2018).</li>
<li>Liu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Type+3+adenylyl+cyclase+in+the+MOE+is+involved+in+learning+and+memory+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Type 3 adenylyl cyclase in the MOE is involved in learning and memory in mice.</a> Behav Brain Res. 383, 112533(2020).</li>
<li>Li, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyhexamethylene+guanidine+aerosol+triggers+pulmonary+fibrosis+concomitant+with+elevated+surface+tension+via+inhibiting+pulmonary+surfactant%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hazard+Mater%22%5BJournal%5D)">Polyhexamethylene guanidine aerosol triggers pulmonary fibrosis concomitant with elevated surface tension via inhibiting pulmonary surfactant.</a> J Hazard Mater. 420, 126642(2021).</li>
<li>Yang, M., Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simple+behavioral+assessment+of+mouse+olfaction%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Protoc+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Simple behavioral assessment of mouse olfaction.</a> Curr Protoc Neurosci. , Chapter 8, Unit 8.24 (2009).</li>
<li>Huang, K. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zinc+oxide+nanoparticles+induce+eosinophilic+airway+inflammation+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hazard+Mater%22%5BJournal%5D)">Zinc oxide nanoparticles induce eosinophilic airway inflammation in mice.</a> J Hazard Mater. 297, 304-312 (2015).</li>
<li>Burd, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphological+study+of+the+effects+of+intranasal+zinc+sulfate+irrigation+on+the+mouse+olfactory+epithelium+and+olfactory+bulb%5BTitle%5D)+AND+%22Microsc+Res+Tech%22%5BJournal%5D)">Morphological study of the effects of intranasal zinc sulfate irrigation on the mouse olfactory epithelium and olfactory bulb.</a> Microsc Res Tech. 24 (3), 195-213 (1993).</li>
<li>Zou, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+to+measure+olfactory+behavior+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Protoc+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Methods to measure olfactory behavior in mice.</a> Curr Protoc Toxicol. 63, 1-21 (2015).</li>
<li>Ryalls, J. M. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anthropogenic+air+pollutants+reduce+insect-mediated+pollination+services%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Pollut%22%5BJournal%5D)">Anthropogenic air pollutants reduce insect-mediated pollination services.</a> Environ Pollut. 297, 118847(2022).</li>
<li>Schiffman, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Livestock+odors%3A+implications+for+human+health+and+well-being%5BTitle%5D)+AND+%22J+Anim+Sci%22%5BJournal%5D)">Livestock odors: implications for human health and well-being.</a> J Anim Sci. 76 (5), 1343-1355 (1998).</li>
<li>Albrechet-Souza, L., Gilpin, N. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+predator+odor+avoidance+model+of+post-traumatic+stress+disorder+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">The predator odor avoidance model of post-traumatic stress disorder in rats.</a> Behav Pharmacol. 30, 2 and 3-Spec Issue 105-114 (2019).</li>
<li>Davies, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inactivation+of+medial+prefrontal+cortex+or+acute+stress+impairs+odor+span+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Learn+Mem%22%5BJournal%5D)">Inactivation of medial prefrontal cortex or acute stress impairs odor span in rats.</a> Learn Mem. 20 (12), 665-669 (2013).</li>
<li>Landers, M. S., Sullivan, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+development+and+neurobiology+of+infant+attachment+and+fear%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The development and neurobiology of infant attachment and fear.</a> Dev Neurosci. 34 (2-3), 101-114 (2012).</li>
<li>Drobyshevsky, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antenatal+insults+modify+newborn+olfactory+function+by+nitric+oxide+produced+from+neuronal+nitric+oxide+synthase%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Antenatal insults modify newborn olfactory function by nitric oxide produced from neuronal nitric oxide synthase.</a> Exp Neurol. 237 (2), 427-434 (2012).</li>
<li>Arbuckle, E. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Testing+for+odor+discrimination+and+habituation+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Testing for odor discrimination and habituation in mice.</a> J Vis Exp. (99), e52615(2015).</li>
</ol>

De auteurs verklaren geen belangenconflicten.

Dit artikel introduceert twee fundamentele protocollen die zijn ontworpen voor de snelle beoordeling van reukstoornissen bij muizen. Gevarieerde inhaleerbare milieuverontreinigende stoffen resulteren in verschillende niveaus van olfactorische disfunctie bij muizen. De test op begraven voedsel wordt gebruikt om het vermogen om vluchtige geuren te detecteren te beoordelen, terwijl het experiment met sociale geurdiscriminatie het vermogen van het dier evalueert om verschillende sociale geuren te onderscheiden en te onderscheiden. Het protocol dient hier om de toxische effecten van milieuverontreinigende stoffen op de olfactorische functie te evalueren.
Ingeademde milieuverontreinigende stoffen, waaronder ozon, ammoniak en dieseluitlaatgassen, bezitten geuren die de reukperceptie van de muizen kunnen beïnvloeden tijdens het snuiven van het monster23,24. Het is van cruciaal belang op te merken dat het uitvoeren van gedragsexperimenten bij muizen onmiddellijk na het einde van de blootstelling mogelijk vals-negatieve resultaten kan opleveren22. Om dit probleem aan te pakken, hebben we maatregelen genomen om de experimentele betrouwbaarheid te verbeteren. In het bijzonder werden de kooien grondig gereinigd en werd het strooisel vervangen na de blootstellingsperiode. Vervolgens werden gedragsexperimenten uitgevoerd met een interval van 24 uur na blootstelling22. Deze procedurele aanpassing is bedoeld om nauwkeurige en zinvolle resultaten te garanderen.
In het experiment met het begraven van voedsel was een belangrijke parameter de tijd die muizen nodig hadden om verborgen voedsel te vinden. Het is vermeldenswaard dat gestreste muizen de neiging hebben om tijdens het testen verhoogde activiteit en verminderde focus te vertonen, wat mogelijk kan leiden tot vals-positieve resultaten 25,26,27,28. Daarom is het absoluut noodzakelijk ervoor te zorgen dat de muizen kalm blijven en tijdens de testfase niet worden blootgesteld aan onnodige stress. Om mogelijke interferentie te voorkomen, werden muizen 1 uur voor het experiment overgebracht van hun behuizing naar het testgebied. Deze stap werd genomen om de muizen te laten acclimatiseren en stress te verminderen. Om een nauwkeurige tijdregistratie mogelijk te maken, werd de videorecorder geactiveerd toen de muizen werden geïntroduceerd in experimentele kooi B, waarna de waarnemers zich onmiddellijk terugtrokken in het observatiegebied. Waarnemers werden op een optimale afstand van 2 m van de kooi geplaatst, wat een duidelijke observatie garandeerde zonder verstoring te veroorzaken. De criteria voor het identificeren van succesvolle voedselontdekking omvatten gevallen waarin muizen hun voorpoten gebruikten of hun hoofd over het voedsel bogen. Beide gedragingen werden beschouwd als indicatief voor het vinden van voedsel, in overeenstemming met algemeen aanvaarde normen19. In gevallen waarin meerdere muizen binnen dezelfde dosisgroep moesten worden getest, werd ervoor gezorgd dat ze niet werden teruggebracht naar hun oorspronkelijke kweekkooi, maar tijdelijk in een gewone kooi C werden geplaatst. Pas na het testen van alle muizen in dezelfde kooi werden ze collectief teruggebracht naar hun oorspronkelijke behuizing. Gezien de mogelijke geur van het geteste voedsel, werden voorzorgsmaatregelen genomen om ze vooraf in luchtdichte zakken te bewaren en ze na gebruik opnieuw te sluiten of in luchtdichte verpakkingen te plaatsen. Deze maatregelen werden geïmplementeerd om de integriteit van de experimentele omstandigheden te behouden en betrouwbare resultaten te garanderen.
In experimenten met sociale geurdiscriminatie is het essentieel om urinemonsters te gebruiken die zijn afgeleid van geslachtsrijpe muizen19. De bepaling van geslachtsrijpheid is gebaseerd op de leeftijd van de muizen, een parameter die varieert tussen verschillende muizenstammen. Na het verzamelen wordt aanbevolen om mannelijke en vrouwelijke urine gescheiden in een koelkast bij -80 °C te bewaren. Eerdere studies gebruikten stopwatches voor timingdoeleinden. Deze methode had echter beperkingen, zoals het feit dat waarnemers zich op een aanzienlijke afstand van de experimentele kooi bevonden, wat leidde tot mogelijke problemen zoals onduidelijke waarnemingen en onnauwkeurige timing 19,22,29. Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, hebben we de timingprocedures verbeterd door videoapparatuur in te bouwen in plaats van stopwatches. Deze wijziging vergemakkelijkt niet alleen het verkrijgen van nauwkeurigere gegevens, maar maakt ook het verzamelen van gegevens van meerdere experimentele groepen mogelijk.
In deze experimenten werd het videoapparaat gebruikt om het gedrag van muizen vast te leggen, wat het voordeel heeft dat de framesnelheid van de video wordt verlaagd en de waarnemers de tijd van verschillende gedragsactiviteiten van muizen nauwkeuriger kunnen registreren, waardoor het tekort wordt gecompenseerd dat de waarnemers het gedrag van muizen in het observatiegebied niet konden observeren. Het nadeel van het gebruik van video-opnameapparatuur is echter dat de analysetijd zal toenemen. Aan het einde van het experiment moesten we de video opnieuw bekijken om de tijd van de verschillende gedragsactiviteiten van elke muis vast te leggen. Wanneer het aantal muizen groot is, is het noodzakelijk om de video van elke muis te analyseren, wat de arbeidslast van het laboratorium zal verhogen.
Onderzoeksresultaten geven aan dat verschillende inhaleerbare milieuverontreinigende stoffen een negatieve invloed kunnen hebben op de reukfunctie. Dit artikel introduceert een snelle, ongecompliceerde en redelijk nauwkeurige benadering voor het evalueren van de olfactorische toxiciteit die gepaard gaat met inhaleerbare milieuverontreinigende stoffen. Deze methode is cruciaal bij het uitvoeren van risicobeoordelingen voor olfactorische disfunctie die wordt toegeschreven aan milieuverontreinigende stoffen bij menselijke proefpersonen.

Olfactorische stoornissen zijn naar voren gekomen als een opmerkelijk probleem voor de volksgezondheid en worden onafhankelijk geassocieerd met een verhoogd risico op neurodegeneratieve ziekten. Deze aandoening kan het algehele welzijn nadelig beïnvloeden, bijdragen aan de ontwikkeling van depressieve symptomen en resulteren in een verminderde kwaliteit van leven. De impact ervan wordt prominent waargenomen in de veranderde perceptie van voedsel, belemmering in sociale communicatie en verhoogde negatieve gevoelens1. Verschillende factoren, waaronder sinonasale aandoeningen, infectie van de bovenste luchtwegen en traumatisch hersenletsel, worden beschouwd als bijdragen aan reukstoornissen bij mensen. Met name inhaleerbare milieuverontreinigende stoffen zoals PM2.5, geschat op 2% tot 16%, komen het lichaam binnen via ingeademde lucht, doorkruisen de neusholte en bereiken specifieke reukgebieden waar ze worden afgezet 3,4,5,6,7. Recente bevindingen geven aan dat inhaleerbare milieuverontreinigende stoffen, waaronder PM2.5 en ammoniak, inderdaad olfactorische sensorische neuronen kunnen beschadigen 8,9,10. Verdere validatie is echter nodig om vast te stellen of dergelijke schade direct leidt tot olfactorische disfunctie. Daarom is een nauwgezette evaluatie van de effecten van inhaleerbare milieuverontreinigende stoffen op de reukfunctie van bijzonder belang.
Momenteel gebruiken tal van onderzoekslaboratoria muizen als een alternatief model voor gewervelde dieren voor gedragsexperimenten die gericht zijn op het begrijpen van veranderingen in de reukfunctie 11,12,13,14. Muizen werden gekozen als het voorkeursmodelsysteem voor het onderzoeken van chemische communicatie van gewervelde dieren, en het vertoont een opmerkelijke olfactorische gevoeligheid die cruciaal is voor foerageren en sociale communicatie15. Bovendien heeft het voortdurend evoluerende scala aan instrumenten voor het observeren en beïnvloeden van het gedrag van muizen deze soort buitengewoon aantrekkelijk gemaakt voor onderzoek naar de reukfunctie16.
In deze studie gebruikten we de test voor begraven voedsel en het experiment met sociale geurdiscriminatie om reukstoornissen te beoordelen in een muismodel dat werd blootgesteld aan inhaleerbare milieuverontreinigende stoffen. Om de precisie van de evaluatie te verbeteren, hebben we gekozen voor de meest representatieve methode voor het beoordelen van de olfactorische functie. We hebben deze methode systematisch verfijnd om eenvoud en duidelijkheid te garanderen, waardoor we de mate van olfactorische disfunctie veroorzaakt door inhaleerbare milieuverontreinigende stoffen effectief kunnen meten.

<table><tbody><tr><td>0.5-10 &mu;L&nbsp; aanpasbare micropipet</td><td>Eppendorf, Duitsland</td><td>3123000225</td><td>Intranasal instillatie</td></tr><tr><td>0,9% zoutoplossing</td><td>Solarbio</td><td>7647-14-5</td><td>Verontreinigingen oplossen</td></tr><tr><td>Watervrij zinksulfaat</td><td>Macklin</td><td>7733-02-0</td><td>Muizen blootstellen</td></tr><tr><td>Centrifugebuis (2 mL)</td><td>Biosharp Incorporated</td><td>BS-20-M</td><td>Plaats urine</td></tr><tr><td>Elektronische weegschaal</td><td>Changzhou Ohaus Co.</td><td>EX125DZH</td><td>Gewicht verdovingsmiddelen en verontreinigingen</td></tr><tr><td>GraphPad Prism</td><td>GraphPad Software</td><td>8.0.1</td><td>Statistische analyse</td></tr><tr><td>Handbediende stofdetector</td><td>TSI&nbsp;Incorporated</td><td>DuatTrak <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/66818/66818eq01.jpg" style="margin: auto;"/>8532</td><td>Muizen die aan inhalatie zijn blootgesteld</td></tr><tr><td>Video-opnameapparatuur</td><td>Apple Inc.</td><td>iPhone 6s Plus</td><td>De activiteitstijd van muizen werd geregistreerd</td></tr><tr><td>Vortexmixer</td><td>Haimen Kylin-Bell Lab Instruments Co.</td><td>Vortex-5&nbsp;</td><td>Oplossing mixen</td></tr></tbody></table>

onderzoek naar de effecten van ingeademde milieuverontreinigende stoffen op de reukfunctie bij muizen

Studying the Effects of Inhaled Environmental Pollutants on Olfactory Function in Mice

Reukstoornissen zijn een belangrijk probleem voor de volksgezondheid en voorspellen onafhankelijk het risico op neurodegeneratieve ziekten. Blootstelling aan ingeademde milieuverontreinigende stoffen kan de reukzin aantasten; Daarbij is er dringend behoefte aan methoden om de effecten van blootstelling aan ingeademde milieuverontreinigende stoffen op de reukzin te evalueren. Muizen zijn ideale modellen voor olfactorische experimenten vanwege hun sterk ontwikkelde reuksysteem en gedragskenmerken. Om de effecten van blootstelling aan ingeademde milieuverontreinigende stoffen op de reukfunctie bij muizen te beoordelen, wordt een gedetailleerde test voor begraven voedsel en een experiment met sociale geurdiscriminatie verstrekt, inclusief de voorbereiding van het experiment, de selectie en bouw van experimentele faciliteiten, het testproces en tijdsindexen. Ondertussen worden tijdwaarnemingsapparatuur, operationele details en de experimentele omgeving besproken om het succes van de test te garanderen. Zinksulfaat wordt gebruikt als behandeling om de haalbaarheid van de experimentele aanpak aan te tonen. Het protocol biedt een eenvoudig en duidelijk operationeel proces voor het beoordelen van de effecten van ingeademde milieuverontreinigende stoffen op de olfactorische functie bij muizen.

Inhaleerbare milieuverontreinigende stoffen tasten de reukfunctie bij muizen aan. Het is aangetoond dat atmosferisch zink dat wordt uitgestoten door verbrandingsovens en motorvoertuigen een ingeademde verontreinigende stof is die kan leiden tot allergische longontsteking20. Zinksulfaat wordt beschouwd als een van de typische verbindingen die olfactorische disfunctie veroorzaken21. Daarom gebruiken we zinksulfaat als behandeling om muizen bloot te stellen door intranasale instillatie en testen we met behulp van de begraven voedseltest en het sociale geurdiscriminatie-experiment. In de voedselbegraaftest duurde het langer dan 240 s voordat de aan zinksulfaat blootgestelde muizen het voedsel vonden in vergelijking met de controlegroep (Figuur 2). Muizen met voedselgebrek en een normale reukzin vinden het begraven voedsel meestal binnen 1 minuut. Toen de muizen reukstoornissen ontwikkelden, duurde het langer om voedsel te vinden of konden ze zelfs geen voedsel vinden. Vergeleken met de controlegroep deden de muizen in de blootgestelde groep er langer over om voedsel te vinden, met enkele gevallen waarin ze geen voedsel konden vinden binnen 240 s, wat wijst op schade aan de reukfunctie.
Vergelijkbare resultaten werden waargenomen in het experiment met sociale geurdiscriminatie. Bij muizen die aan zinksulfaat werden blootgesteld, kon tijdens de ingestelde observatietijd noch mannelijke noch vrouwelijke urine worden opgesnoven (Figuur 3A). Na de ingestelde tijd snoven de aan zinksulfaat blootgestelde muizen kort vrouwelijke en mannelijke urine, maar de snuffeltijd was significant korter dan die van de controlemuizen (Figuur 3B). Wanneer gelijke hoeveelheden vrouwelijke en mannelijke urine tegelijkertijd worden gepresenteerd, geven mannelijke muizen meestal de voorkeur aan vrouwelijke urine22. De muizen in de blootgestelde groep hadden meer tijd nodig om onderscheid te maken tussen vrouwelijke en mannelijke urine of konden zelfs geen onderscheid maken. In vergelijking met de controlegroep brachten de muizen in de blootgestelde groep meer tijd door met het ruiken van de urine en brachten ze minder tijd door in de buurt van de urine.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66818/66818fig01.jpg"> Figuur 1: Indeling van de operatietafel. Kooien A en B werden op een afstand van 0,5 m gehouden. De video-opnameapparatuur werd boven kooi B bediend door de houder van de mobiele telefoon en het videoveld werd aangepast om de interne omgeving van de kooi vast te leggen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66818/66818fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66818/66818fig02.jpg"> Figuur 2: Testresultaten van begraven voedsel. Statistische analyse van de controlemuizen en muizen die werden blootgesteld aan zinksulfaat op zoek naar voedsel. Muizen in de controlegroep vonden voedsel binnen 30 s, en muizen die werden blootgesteld aan zinksulfaat vonden voedsel voor meer dan 240 s, wat werd berekend als 240 s. Een onafhankelijke steekproef t-test werd gebruikt om de verschillen tussen de twee groepen te vergelijken. Gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± SD (n = 3 muizen per groep); ** p < 0,01. Als een dier het voedsel na 240 s niet vond, werd de tijd om voedsel te vinden geregistreerd als 240 s, zoals het geval was bij alle behandelde dieren. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66818/66818fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66818/66818fig03.jpg"> Figuur 3: Experiment met sociale geurdiscriminatie. (A) Statistische analyse van de controlemuizen en muizen die werden blootgesteld aan zinksulfaat op zoek naar urine. Muizen in de controlegroep vonden urine binnen 30 s, en muizen blootgesteld aan zinksulfaat brachten meer dan 240 s door met het zoeken naar vrouwelijke of mannelijke urine, wat werd geteld als 240 s. Als een dier de urineflacon na 240 s niet vond, werd de tijd om de flacon te vinden geregistreerd als 240 s, zoals het geval was bij alle behandelde dieren. (B) De verblijftijd in contact met urine werd statistisch geanalyseerd voor controlemuizen en muizen die werden blootgesteld aan zinksulfaat. Een onafhankelijke steekproef t-test werd gebruikt om de verschillen tussen de twee groepen te vergelijken. De gegevens worden gemiddeld ± SD gepresenteerd (n = 3 muizen per groep); ** p < 0,01, * p < 0,5. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66818/66818fig03large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

Dit artikel geeft een gedetailleerde beschrijving van de test voor begraven voedsel en het experiment met sociale geurdiscriminatie om de effecten van blootstelling aan ingeademde milieuverontreinigende stoffen op de reukfunctie bij muizen te beoordelen.

Onderzoek naar de effecten van ingeademde milieuverontreinigende stoffen op de reukfunctie bij muizen

Olfactory impairment is a significant public health problem and independently predicts the risk of neurodegenerative diseases. Inhaled environmental ...

studying-effects-inhaled-environmental-pollutants-on-olfactory

Research

JoVE Journal

Environment

Milieu

Fundamenteel, maar toch unieke eigenschappen van het knaagdieren olfactorisch systeem hebben ertoe geleid dat het toenemende onderzoek onder biologen. Een relatief eenvoudige beoordeling van de functie is dan ook noodzakelijk. Hier beschrijven we gevoelige tests voor de karakterisering van de muis olfactorische gevoeligheid en voorkeur.

Olfactorische Behavioral Testen in de Adult Mouse

Het huidige protocol bevat een gedetailleerde stap-voor-stap beschrijving van de vereiste om metingen van de ademhalingswegen mechanica, alsmede de beoordeling van de luchtwegen voor geïnhaleerde methacholine in muizen met behulp van de geforceerde oscillatie techniek (flexiVent voeren procedures; SCIREQ Inc, Montreal, Qc , Canada).

Evaluatie van Respiratory System Mechanics in Muizen met behulp van de Gedwongen Oscillatie techniek

Verminderde olfactorische functie is een veel voorkomend kenmerk bij veel neurodegeneratieve aandoeningen, waaronder Parkinson, Alzheimer en de ziekte van Huntington. In het huidige artikel beschrijven we een reeks tests voor het beoordelen van olfactorische discriminatie en detectie bij muizen die kunnen worden gebruikt om olfactorische vermogens te meten in muismodellen van neurodegeneratieve ziekten.

Olfactorische Testen voor muismodellen van neurodegeneratieve ziekte

Het doel van dit protocol is om geautomatiseerde methoden te bieden om chronische longpathologieën te kwantificeren in een muismodel van COPD. Het protocol omvat het blootstellen van muizen aan sigarettenrook (CS), het meten van longfunctie, het opblazen van de longen en het gebruik van morfometrische methoden om emfyseem en kleine luchtwegremodellering bij muizen te meten.

Geautomatiseerde Meting van longemfyseem en Kleine luchtweg remodeling in sigarettenrook blootgesteld Muizen

Dit manuscript beschrijft een protocol om het reuksysteem van knaagdieren te onderzoeken. De reuk habituatie/dishabituatie test zal onderzoekers in staat stellen om te bepalen of een muis zich aanpast aan een herhaaldelijk gepresenteerde geur en of de muis dishabituatie vertoont wanneer een nieuwe geur wordt gepresenteerd.

Testen voor Geur Discriminatie en gewenning in Muizen

We presenteren een eenvoudige en onbevooroordeelde olfactorische test bij muizen. Met dit protocol kunnen olfactorische discriminatie, voorkeur, vermijding en gevoeligheid voor een nieuwe geur in vergelijking met water worden beoordeeld in sessies van enkel gedrag. Deze methode is geïndiceerd voor een enkele experimentator en de analyse is gebaseerd op computerondersteunde videoverwerking.

Eenvoudig en Computer-assisted Olfactorische testen voor Muizen

Deze studie beschrijft de succesvolle generatie voor een nieuwe diermodel van chronische obstructieve longziekte (COPD) door muizen aan hoge concentraties van ozon herhaaldelijk bloot te leggen.

Generatie van het Model van een chronische obstructieve longziekte in muizen door herhaalde ozon blootstelling

Hier trainen we muizen op een associative Leeropdracht voor het testen van de discriminatie van de geur. Dit protocol voorziet ook in studies over leren-geïnduceerde structurele veranderingen in de hersenen.

Een objectieve en reproduceerbare Test van olfactorische leren en discriminatie in muizen

Het doel van dit artikel is bedoeld als een gedetailleerde beschrijving van de aanbevolen procedures voor het evalueren van de ademhalingsfunctie in bewuste muizen door dubbele-kamer plethysmography.

Beoordeling van de ademhalingsfunctie in bewuste muizen door Double-kamer Plethysmography

Dit protocol toont de studie van de pathofysiologische effecten van sigarettenrook (CS) met een in eigen huis gebouwd inhalatiesysteem (WBI) voor het hele lichaam (WBIS). Dit systeem kan dieren blootstellen aan CS onder gecontroleerde herhaalbare omstandigheden voor onderzoek naar CS-gemedieerde effecten op longemfyseem en hematopoiese.

Blootstelling aan sigarettenrook bij muizen met behulp van een inhalatiesysteem voor het hele lichaam

Leer hoe ingeademde milieuverontreinigende stoffen de reukfunctie bij muizen beïnvloeden met gedragstests. Deze methode helpt onderzoekers toxiciteit betrouwbaar te evalueren.

Onderzoek naar de effecten van ingeademde milieuverontreinigende stoffen op de reukfunctie bij muizen

Meer video's verkennen