Name: Model przewlekłej fragmentacji snu wykorzystujący wibrujący wirnik orbitalny do wywoływania deficytu poznawczego i zachowań podobnych do lęku u młodych myszy typu dzikiego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-09-22T13:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 23 s
Description: Poznaj model przewlekłej fragmentacji snu wykorzystujący wibrujący wirnik orbitalny do wywoływania deficytów poznawczych i zachowań lękowych u młodych myszy. Ta metoda umożliwia badanie wpływu zaburzeń snu na neuropatologię.

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

Ta praca była wspierana przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (61327902-6 do W. Wanga i 81801318 do F.F. Dinga). Dziękujemy dr Sigrid Veasy za stworzenie eksperymentalnego systemu SF i uprzejme dostarczenie szczegółów technicznych. Dziękujemy dr Maiken Nedergaard za pouczające komentarze do powiązanych eksperymentów.

Ten protokół został zatwierdzony przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Szpitala Tongji, Tongji Medical College, Uniwersytetu Nauki i Technologii Huazhong.
1. Badania przesiewowe myszy i przygotowanie do eksperymentu
<ol>
	<li>Do całego eksperymentu wybierz dorosłe samce myszy typu dzikiego (8–10 tygodni) o wadze 20–28 g. 
	UWAGA: Myszy C57BL/6 typu dzikiego pochodzą z Centrum Badawczego Zwierząt Laboratoryjnych Hubei w Hubei w Chinach.</li>
	<li>Losowo przypisz wszystkie myszy do płynu mózgowo-rdzeniowego i grupy kontrolnej. Trzymaj 3–5 myszy w każdej klatce, aby uniknąć stresu związanego z izolacją społeczną. Liczba myszy trzymanych w klatkach kontrolnych jest dopasowywana do liczby myszy trzymanych w sparowanych klatkach płynu mózgowo-rdzeniowego. 
	UWAGA: Myszy w tych samych klatkach grupowych są łączone w celu przeprowadzenia uzupełniających eksperymentów behawioralnych.</li>
	<li>Umieść klatki kontrolne w tym samym pomieszczeniu co klatki płynu mózgowo-rdzeniowego, aby otaczające środowisko i efekty pracy były identyczne.</li>
	<li>Ponumeruj i oznacz myszy w każdej grupie na ich uszach za pomocą kolczyka do celów monitorowania.</li>
	<li>Utrzymuj temperaturę i wilgotność otoczenia w zakresie od 21–23 °C do 35–60 %.</li>
	<li>Utrzymuj otoczenie w 12-godzinnym cyklu światło-ciemność (8:00–20:00 przy włączonym świetle, 20:00–8:00 przy wyłączonym świetle), aby uniknąć stronniczego wpływu na normalny rytm snu u myszy.</li>
	<li>Zminimalizuj hałas i zakłócenia, gdy badacz jest obecny w pomieszczeniu modelarskim.</li>
	<li>Zapewnij myszom wystarczającą ilość pożywienia i wody. Używaj długich dysz z końcówkami zaworów kulowych na butelkach z wodą, aby zapobiec wyciekom wody podczas ruchów platformy. Przymocuj butelkę z wodą na górze klatki za pomocą sprężyny, aby uniknąć przemieszczenia butelki podczas pracy wirnika.</li>
</ol>
2. Przygotowanie i ustawienie wirnika orbitalnego
<ol>
	<li>Przygotuj elektrycznie sterowany wirnik orbitalny z powiększoną platformą (67 cm x 110 cm), na której można umieścić maksymalnie 10 klatek.</li>
	<li>Ustaw wirnik orbitalny włączony w fazie światła (8:00–20:00) kontrolowanej przez timer programu, czyli czas, w którym myszy wykazują większość swojego dziennego snu.</li>
	<li>Ustaw wirnik orbitalny z prędkością 110 obr./min i powtarzalnym cyklem 10 s-on, 110 s-off kontrolowanym za pomocą timera półprzewodnikowego. 
	UWAGA: Nośność platformy wynosi 50 kg. Stała amplituda drgań horyzontu wirnika wynosi 2,5 cm.</li>
	<li>Przymocuj klatki płynu mózgowo-rdzeniowego na górze platformy wirnika za pomocą grubych sprężyn, aby zapobiec przemieszczaniu się koszyków podczas obrotu platformy.</li>
</ol>
3. Modelowanie i monitorowanie przewlekłej fragmentacji snu
<ol>
	<li>Umieść klatki płynu mózgowo-rdzeniowego i myszy kontrolnych w pomieszczeniu do modelowania na tydzień przed eksperymentami, aby umożliwić myszom przystosowanie się do otaczającego środowiska.</li>
	<li>Na początku modelowania upewnij się, że wszystkie myszy mają swobodny dostęp do pożywienia i wody podczas rotacji orbity.</li>
	<li>Na początku modelowania należy obserwować przez co najmniej 1 godzinę, aby upewnić się, że wirnik orbitalny pracuje na biegu.</li>
	<li>W okresie modelowania sprawdź, czy wirnik orbitalny działa prawidłowo, a myszy warunkują warunki co 2 dni, aby zapewnić myszom wystarczającą ilość pożywienia i wody. Zmieniaj ściółki w klatkach co tydzień.</li>
	<li>W okresie modelowania waż myszy co tydzień o 8:00 rano podczas zmiany ściółki. Usuń myszy ze znaczną utratą masy ciała z modelowania, a także z grup eksperymentalnych. 
	UWAGA: Znaczna utrata masy ciała jest definiowana jako waga mniejsza niż 20 g utrzymująca się przez 2 tygodnie.</li>
	<li>Podczas całych sesji modelowania należy usunąć agresora, jeśli taki istnieje, z klatki, a także z grup eksperymentalnych.</li>
	<li>Po zakończeniu modelowania kontynuuj konserwację i karmienie myszy w oryginalnym pomieszczeniu.</li>
</ol>
4. Test labiryntu wodnego Morrisa (MWM)
<ol>
	<li>Przygotowanie do badania
	<ol>
		<li>Przygotować aparaturę w okrągłym zbiorniku wypełnionym ciepłą wodą (20–23 °C).</li>
		<li>Zawieś cztery znaki o różnych kształtach i kolorach na kurtynie otaczającej czołg w czterech kierunkach ćwiartki jako odniesienie do odległego widzenia. Spraw, aby woda wydawała się nieprzezroczysta poprzez dodanie mleka w proszku.</li>
		<li>Zlokalizuj platformę pośrodku południowo-zachodniego kwadrantu.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Test treningowy
	<ol>
		<li>Poddaj myszy czterem kolejnym próbom między 8:00 a 12:00 każdego dnia przez 5-dniowy okres treningowy.</li>
		<li>Wypuść każdą mysz do wody skierowaną do ściany bocznej w jednej z czterech ćwiartek w czterech próbach. W każdej próbie pozwól myszy pływać przez 60 sekund, aby znaleźć platformę. Jeśli mysz nie jest w stanie dotrzeć do platformy w ciągu 60 sekund, poprowadź ją na platformę i pozostań tam przez 15 sekund.</li>
		<li>Użyj systemu śledzenia wideo, aby automatycznie rejestrować opóźnienie ucieczki myszy, aby znaleźć ukrytą platformę.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Test sondy
	<ol>
		<li>Test sondą należy przeprowadzić szóstego dnia po 5 dniach treningowych.</li>
		<li>Usuń platformę. Zwolnij każdą mysz z północno-wschodniego kwadrantu i pozwól jej pływać przez 60 sekund</li>
		<li>Użyj systemu śledzenia wideo, aby automatycznie rejestrować dane śledzenia myszy.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. Test rozpoznawania nowych obiektów (NOR)
<ol>
	<li>Faza znajoma
	<ol>
		<li>Umieść myszy w zbiorniku (długość 30 cm, szerokość 28 cm, wysokość 35 cm) w kolejności, która zawiera dwie kopie obiektów (A1 i A2). Pozwól myszom na swobodną eksplorację (10 minut na próbę).</li>
		<li>Użyj systemu śledzenia wideo, aby automatycznie rejestrować dane śledzenia myszy.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Faza testowa
	<ol>
		<li>Próbę próbną należy przeprowadzić po upływie 1 godziny opóźnienia w stosunku do znanej fazy. Zamień jeden z oryginalnych obiektów na nowy obiekt ("powieść") w zbiorniku, zachowując drugi bez zmian. Wróć myszy do zbiornika i pozwól im eksplorować przez 5 minut na próbę.</li>
		<li>Użyj systemu śledzenia wideo, aby automatycznie rejestrować czas spędzony na eksploracji każdego obiektu przez każdą mysz. 
		UWAGA: Eksploracja obiektu jest określana przez lizanie, wąchanie, żucie lub poruszanie wibrysami przy jednoczesnym skierowaniu nosa w stronę obiektu i w odległości mniejszej niż 1 cm od niego. Wskaźnik dyskryminacji (DI) oblicza się za pomocą równania (TN − TF)/(TN + TF), gdzie TN = czas spędzony na odkrywaniu "nowego" obiektu, a TF = czas spędzony na odkrywaniu "znajomego" obiektu.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
6. Test w otwartym polu (OFT)
<ol>
	<li>Przygotuj aparaturę zbiornika (30 cm x 28 cm x 35 cm).</li>
	<li>Podczas testu umieść każdą mysz na środku zbiornika i pozwól jej swobodnie eksplorować przez 5 minut. Wyczyść zbiornik 75% etanolem po każdej próbie, aby uniknąć pozostałości po poprzedniej myszy.</li>
	<li>Użyj systemu śledzenia wideo, aby automatycznie rejestrować dane śledzenia myszy.</li>
</ol>
7. Test wymuszonego pływania (FST)
<ol>
	<li>Przygotować aparaturę w postaci otwartego cylindrycznego naczynia, w którym znajduje się woda (20–23 °C) o głębokości 15 cm.</li>
	<li>Podczas testu umieść każdą mysz w cylindrze i pozwól jej pozostać tam przez 6 minut.</li>
	<li>Użyj systemu ścieżek wideo, aby automatycznie zarejestrować czas bezruchu w ciągu ostatnich 4 minut testu przez każdą mysz. 
	UWAGA: Mysz jest zdeterminowana, aby być nieruchomą, gdy przestaje się szarpać i unosi się w wodzie, wykonując tylko te ruchy, które są konieczne, aby utrzymać głowę nad wodą.</li>
</ol>
8. Analiza danych
<ol>
	<li>Analizuj dane za pomocą oprogramowania do analizy statystycznej (np. GraphPad Prism 6.0).</li>
	<li>Wyraż wszystkie dane jako średnią ± SEM.</li>
	<li>Porównaj opóźnienie ucieczki w teście MWM między dwiema grupami przy użyciu dwukierunkowej ANOVA z powtarzanymi pomiarami, a następnie posttestami Bonferroniego. Inne porównania między płynem mózgowo-rdzeniowym a grupami kontrolnymi są określane za pomocą niesparowanych testów t.</li>
	<li>Rozważ różnice znaczące, jeśli P < 0,05 we wszystkich testach.</li>
</ol>

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.

Krytyczne kroki w obecnym protokole obejmują ustawienie maszyn do fragmentacji snu o zoptymalizowanych parametrach zgodnie z celem badania oraz utrzymanie myszy w komfortowym i cichym środowisku życia przez cały czas trwania sesji modelowania. Ważne jest również, aby zdecydować o właściwym czasie przerwania lub zatrzymania fragmentacji snu i zorganizować testy behawioralne dla tych myszy. Podobnie jak w przypadku innych modeli manipulacji snem, ważne jest, aby wykonać protokół w dedykowanym pomieszczeniu z kontrolowanymi...

Zaburzenia snu są coraz częstsze zarówno u pacjentów z zaburzeniami snu, jak i u zdrowych osób z zaburzeniami snu. Zaobserwowano, że pacjenci z chorobami neurodegeneracyjnymi, przewlekłym bólem, stresem emocjonalnym, chorobami układu oddechowego, chorobami układu moczowego itp., zwykle skarżą się na nieprzyjemne doświadczenia związane ze snem1,2,3,4,5. Obturacyjny bezdech senny (OBS), okresowe ruchy kończyn podczas snu (PLMS), bezsenność przy utrzymaniu snu i inne zaburzenia snu są najczęstszymi przyczynami, które wywołują fragmentację snu6,7. W krajach rozwiniętych OBS występuje od ponad 5% do 9% w populacji dorosłych i 2% w populacji dzieci8,9,10. Tymczasem coraz większy odsetek zdrowej populacji doświadcza zaburzeń snu z powodu nadużywania smartfonów, nieregularnych nawyków związanych ze snem, irytujących dźwięków i obowiązków zawodowych, takich jak nocne zmiany dla opiekunów. Uznaje się, że sen jest ważny dla usuwania odpadów mózgowych11,12, konsolidacja pamięci13,14, równowaga metaboliczna15,16, wśród wielu innych procesów fizjologicznych. Jednak nadal pozostaje w dużej mierze niejasne, czy długotrwałe zaburzenia snu powodują nieodwracalne zmiany patogenezy u zdrowych ludzi i czy jest to etiologia, czy czynnik przyczyniający się do rozwoju chorób ośrodkowego układu nerwowego, takich jak choroby neurodegeneracyjne w ciągu kilku lat. Naszym celem jest przedstawienie modelu eksperymentalnego, który generuje stabilny i wyraźny deficyt poznawczy i zachowanie podobne do lęku u młodych myszy typu dzikiego po 2-miesięcznym leczeniu fragmentacji snu. Model ten zostanie zastosowany do udzielenia odpowiedzi na pytania naukowe wymienione powyżej.
Zaburzenia snu są wymienione jako potencjalny czynnik ryzyka rozwoju choroby Alzheimera (AD) lub demencji. Kang i wsp. jako pierwsi odkryli i opisali zaostrzenie patologii AD przez 6 godzin ostrej deprywacji snu17. Następnie wiele innych badań wykazało, że brak lub fragmentacja snu może pogorszyć patogenezę w modelach transgenicznych myszy z AD18,19,20. Jednak bardzo niewielu badaczy badało konsekwencje zaburzeń snu u młodych myszy typu dzikiego; to znaczy, czy zaburzenia snu powodują zachowanie podobne do AD, czy zmiany patologiczne u młodych myszy typu dzikiego. W naszej ostatniej publikacji informowaliśmy, że 2 miesiące fragmentacji snu wywołały wyraźny deficyt pamięci przestrzennej i zachowania podobne do lęku, a także zwiększoną wewnątrzkomórkową akumulację amyloidu-β (Aβ) zarówno w korze, jak i hipokampie u 2-3 miesięcznych myszy typu dzikiego21. Zaobserwowaliśmy również zmienione poziomy ekspresji markerów szlaku endosom-autofagosom-lizosom i aktywacji mikrogleju, co było podobne do zmian patologicznych zgłaszanych u myszy APP / PS1 21,22.
Ten przedstawiony protokół fragmentacji snu (SF) został zweryfikowany przez Sinton et al.23 i zmodyfikowany przez Li et al.24. Krótko mówiąc, wirnik orbitalny wibrujący z prędkością 110 obr./min przerywa sen na 10 s co 2 minuty w fazie światła (8:00–20:00). Zmiana struktury snu w tym modelu została wcześniej scharakteryzowana za pomocą elektrofizjologicznych zapisów snu i opisana przez Li et al.24, co wskazuje na znaczne wydłużenie czasu budzenia i zmniejszenie snu z szybkimi ruchami gałek ocznych (REM) podczas fazy light-ON, przy czym całkowity czas snu i czuwania (w ciągu 24 godzin) nie uległ zmianie po ponad 4 tygodniach modelowania24. Obecnie najczęściej stosowanymi modelami manipulacji snem są całkowite uśpienie lub częściowa deprywacja snu. Całkowita deprywacja snu jest zwykle wykonywana przez długotrwałe, delikatne obchodzenie się ze zwierzęciem lub wystawianie go na działanie nowych obiektów, alternatywnie poprzez ciągłe obracanie drążka lub bieżni do biegania25,26,27,28,29. Ze względów etycznych całkowita deprywacja snu trwa zwykle krócej niż 24 godziny. Najczęściej stosowanym modelem częściowej deprywacji snu jest metoda platformy wodnej, która przede wszystkim abluje sen REM30,31,32. Inne podejścia, wykorzystujące bieżnię lub drążek, który przesuwa się wzdłuż dna klatki, mogą wywołać fragmentację snu, gdy są włączone w stałych odstępach czasu33,34,35,36,37,38. Warto zauważyć, że SF przerywa sen i sporadycznie powoduje pobudzenie na wszystkich etapach snu24. Jedną z głównych zalet tego modelu CSF z zastosowaniem wirnika orbitalnego jest to, że może być wykonywany w sposób ciągły przez miesiące, automatycznie sterowany przez maszyny, co pozwala uniknąć częstego codziennego przetwarzania, z wyjątkiem regularnego monitorowania. Co więcej, aparatura pozwoliłaby na jednoczesne modelowanie wielu klatek myszy w ramach umundurowanych interwencji. Podczas całych sesji modelowania myszy są trzymane w swoich domowych klatkach ze zwykłą ściółką i materiałami do gniazdowania, podczas gdy niektóre inne metody wymagają ekspozycji na zróżnicowane środowisko i nieunikniony stres.
Fragmentacja snu była wcześniej charakteryzowana metodą manipulacji snem, która naśladuje częste pobudzenia podczas fazy snu i znaczne odbicie snu podczas fazy czuwania. W niektórych literaturach CSF był uważany za model zwierzęcy dla OSA39,40. W tym badaniu uzasadnienie wybranej częstotliwości pobudzenia na 30 razy na godzinę opiera się na obserwacji wskaźników pobudzenia u pacjentów z umiarkowanym do ciężkiego bezdechem sennym. Zaobserwowano, że 4-tygodniowa fragmentacja snu znacznie zwiększyła opóźnienie pobudzenia hiperkapnicznego i próg pobudzenia dotykowego, który mógł trwać co najmniej 2 tygodnie po wyzdrowieniu24. Ten fenotyp został wyjaśniony poprzez ujawnienie redukcji aktywacji c-fos w neuronach noradrenergicznych, oreksynergicznych, histaminergicznych i cholinergicznych aktywnych w odpowiedzi na hiperkapnię, a także zmniejszone projekcje katecholaminergiczne i oreksynergiczne do kory obręczy24. Należy jednak pamiętać, że najważniejszą cechą OBS jest niedotlenienie spowodowane niedrożnością dróg oddechowych, co skutkuje zakłóceniami snu41,42. Zaburzenia snu i powtarzające się niedotlenienie wzajemnie oddziałują na siebie w patogenezie OBS. Dlatego sama fragmentacja snu może nie być w stanie w pełni zademonstrować wszystkich kluczowych cech OBS u myszy.
Tutaj prezentujemy ustandaryzowany protokół do modelowania przewlekłej fragmentacji snu u młodych myszy typu dzikiego. Deficyt poznawczy oraz zachowania lękowe i depresyjne po leczeniu płynu mózgowo-rdzeniowego oceniano za pomocą labiryntu wodnego Morrisa, rozpoznawania nowych obiektów, testu otwartego pola i testu wymuszonego pływania. Ważne jest, aby pamiętać, że model ten powinien być traktowany jako całość, która generuje fenotypy rozregulowanego wzorca snu, deficytu poznawczego i zachowań podobnych do lęku. Obecny model może być potencjalnie zastosowany, ale nie tylko, do następujących celów: 1) Dalsze badanie funkcjonalnych lub molekularnych mechanizmów patogenezy indukowanych przez przewlekłe zaburzenia snu u młodych myszy bez predyspozycji genetycznych, 2) Identyfikacja bezpośredniej ścieżki prowadzącej do neurodegeneracji zainicjowanej przez zaburzenia snu, 3) Badanie terapii w celu poprawy fenotypów wywołanych przewlekłymi zaburzeniami snu, 4) Badanie wewnętrznych mechanizmów ochronnych / kompensacyjnych u myszy typu dzikiego po przewlekłych zaburzeniach snu, 5) Do zastosowania do badania regulacji snu i czuwania oraz mechanizmów przejścia między stanami.

<table><tbody><tr><td>System śledzenia zachowań w dowolnym labiryncie</td><td>Stoelting, Inc, USA-System</td><td></td> <td>śledzenia wideo, który służył do rejestrowania śledzenia zachowania myszy.</td></tr><tr><td>Myszy C57BL/6J</td><td>Hubei Research Center for Laboratory Animals, Hubei, Chiny.</td><td>-</td><td>zdrowe samce myszy C57BL/6J w wieku 10-12 tygodni zakupiono w Hubei Research Center for Laboratory Animals</td></tr><tr><td>Graphpad Prism 6.0 Software</td><td>Graphpad Software, Inc.USA-Do</td><td></td> <td>rysowania wykresów statystycznych użyto oprogramowania Graphpad Prism 6.0.</td></tr><tr><td>System labiryntu wodnego Morris</td><td>Shanghai XinRuan Information Technology Co., Ltd., Chiny</td><td>XR-XM101</td><td>System został użyty do wykonania testu labiryntu wodnego Morris</td></tr><tr><td>Orbial rotor Shanghai</td><td>ShiPing Laboratory Equipment Co., Ltd, Chiny</td><td>SPH-331</td><td>Wirnik orbitalny został wykorzystany do ustalenia modelu fragmentacji przewlekłego snu</td></tr><tr><td>Zegar półprzewodnikowy</td><td>OMRON Corporation, Kioto, Japonia</td><td>H3CR-F8-300</td><td>Czas półprzewodnikowy został wykorzystany do kontrolowania częstotliwości i czasu pracy wirnika</td></tr><tr><td>Drewniany zbiornik bez połysku</td> <td>-</td><td></td> <td>długość 30 cm, szerokość 28 cm, wysokość 35 cm Zbiornik został użyty do przeprowadzenia testu w terenie otwartym i testu rozpoznawania nowych obiektów</td></tr></tbody></table>

model przewlekłej fragmentacji snu wykorzystujący wibrujący wirnik orbitalny do wywoływania deficytu poznawczego i zachowań podobnych do lęku u młodych myszy typu dzikiego

A Chronic Sleep Fragmentation Model using Vibrating Orbital Rotor to Induce Cognitive Deficit and Anxiety-Like Behavior in Young Wild-Type Mice

Zaburzenia snu są powszechne w populacjach jako przewlekła choroba lub zdarzenie, na które się skarżysz. Sugeruje się, że przewlekłe zaburzenia snu są ściśle związane z patogenezą chorób, zwłaszcza chorób neurodegeneracyjnych. Niedawno odkryliśmy, że 2-miesięczna fragmentacja snu zainicjowała podobne do choroby Alzheimera (AD) zmiany behawioralne i patologiczne u młodych myszy typu dzikiego. W niniejszym artykule przedstawiamy ustandaryzowany protokół mający na celu osiągnięcie przewlekłej fragmentacji snu (CSF). Krótko mówiąc, płyn mózgowo-rdzeniowy był indukowany przez wirnik orbitalny wibrujący z prędkością 110 obr./min i działający z powtarzalnym cyklem 10 s-on, 110 s-off, podczas fazy światła (8:00–20:00) nieprzerwanie przez okres do 2 miesięcy. Upośledzenie uczenia się przestrzennego i pamięci, zachowanie podobne do lęku, ale nie podobne do depresji u myszy jako konsekwencje modelowania płynu mózgowo-rdzeniowego, oceniano za pomocą labiryntu wodnego Morrisa (MWM), rozpoznawania nowych obiektów (NOR), testu otwartego pola (OFT) i testu wymuszonego pływania (FST). W porównaniu z innymi manipulacjami snu, protokół ten minimalizuje wysiłek związany z obsługą i maksymalizuje wydajność modelowania. Wytwarza stabilne fenotypy u młodych myszy typu dzikiego i może być potencjalnie generowany do różnych celów badawczych.

Wszystkie reprezentatywne wyniki i rysunki zostały powielone z naszej niedawnej publikacji21. Ponowne wykorzystanie rysunków zostało zezwolone przez pierwotny czasopismo.
Cały projekt eksperymentalny przedstawiono w układzie chronologicznym, który wskazuje czas modelowania CSF oraz testów behawioralnych MWM, NOR, OFT i FST (Rycyna 1A). Co tydzień mierzono masę ciała myszy z grup CSF i kontrolnej, aby monitorować ich stan ogólny podczas sesj...

Prezentowany tutaj jest protokół dla modelu przewlekłej fragmentacji snu (CSF) osiągnięty przez elektrycznie sterowany wirnik orbitalny, który może wywołać potwierdzony deficyt poznawczy i zachowanie podobne do lęku u młodych myszy typu dzikiego. Model ten można zastosować do badania patogenezy przewlekłych zaburzeń snu i zaburzeń pokrewnych.

Model przewlekłej fragmentacji snu wykorzystujący wibrujący wirnik orbitalny do wywoływania deficytu poznawczego i zachowań podobnych do lęku u młodych myszy typu dzikiego

Sleep disturbance is generally common in populations as a chronic disease or a complained event. Chronic sleep disturbance is proposed to be closely ...

Przewlekłe zaburzenia snu prowadzą do patogenezy choroby neurodegeneracyjnej. Chcielibyśmy przedstawić prosty, stabilny i długoterminowy protokół do modelowania częstych przerw podczas snu człowieka, aby odpowiedzieć na to pytanie. Te myszy minimalizują pracę przy obsłudze i sztucznych nabywców.Może standaryzować interwencje wśród myszy w tej samej grupie eksperymentalnej i między różnymi eksperymentami w celu uzyskania powtarzalnych wyników behawioralnych i patologicznych. Model ten można zastosować do różnych modeli chorób, takich jak depresja i choroba Alzheimera, w celu zbadania wpływu przewlekłych zaburzeń snu w obecności choroby podstawowej. Zacznij od losowego przypisania trzech do pięciu dorosłych samców myszy typu dzikiego o wadze od 20 do 28 gramów, od 8 do 10 tygodni, do klatek modelowania i kontroli płynu mózgowo-rdzeniowego, aby uniknąć stresu związanego z izolacją społeczną.Umieść obie grupy klatek w tym samym pomieszczeniu do modelowania wilgotności od 21 do 23 stopni Celsjusza i wilgotności od 35 do 60% z 12-godzinnym cyklem światła/ciemności, aby utrzymać identyczne środowisko otoczenia. Następnie zapewnij myszom wystarczającą ilość pożywienia i wody za pomocą długich dysz z końcówkami zaworów kulowych na butelkach z wodą, aby zapobiec wyciekom wody podczas ruchów platformy i mocując butelki z wodą na górze każdej klatki za pomocą sprężyny, aby uniknąć przemieszczenia butelek podczas obracania. W celu modelowania fragmentacji snu przewlekłego zaprogramuj elektrycznie sterowany wirnik orbitalny z platformą o wymiarach 67 na 110 centymetrów, aby działał o godzinie 8:00 rano.do godziny 20:00 fazy światła i użyj timera półprzewodnikowego, aby ustawić prędkość wirnika na 110 obrotów na minutę na powtarzający się cykl 10 sekund włączenia, 110 sekund przerwy. Użyj grubych sprężyn, aby przymocować klatki płynu mózgowo-rdzeniowego na górze platformy wirnika, aby zapobiec przemieszczeniu się klatek podczas obrotu platformy i potwierdzić, że dostęp do żywności i wody jest utrzymany podczas rotacji orbitalnej.Po skonfigurowaniu systemu modelowego obserwuj klatki przez co najmniej godzinę, aby upewnić się, że wirnik orbitalny działa prawidłowo. W okresie modelowania waż myszy co tydzień o 8:00 rano podczas zmiany ściółki i w razie potrzeby usuń z nich wszelkie agresory.Pod koniec okresu modelowania kontynuuj trzymanie i karmienie myszy w pomieszczeniu do modelowania. Aby wykonać test Morris Water Maze, w godzinach od 8:00 do 12:00codziennie przez pięć dni wypuszczaj jedną mysz na raz do okrągłego zbiornika wypełnionego wodą o temperaturze od 20 do 23 stopni Celsjusza w jednym z czterech kwadrantów dla każdej próby. Podczas próby użyj systemu śledzenia wideo, aby zarejestrować opóźnienie ucieczki każdej myszy, gdy próbuje dopłynąć do platformy. Jeśli mysz nie jest w stanie zlokalizować platformy w ciągu 60 sekund, poprowadź zwierzę do platformy.Pozwól mu pozostać na platformie przez 15 sekund przed powrotem do klatki. Szóstego dnia po treningu wyjmij platformę ze zbiornika na wodę i wypuść mysz z północno-wschodniego kwadrantu na ostatni 60-sekundowy okres pływania na zwierzę. Po modelowaniu płynu mózgowo-rdzeniowego nie obserwuje się różnic w masie myszy między grupą kontrolną a grupą eksperymentalną.Grupa CSF wykazuje zmniejszoną zdolność do lokalizowania platformy w okresie pięciu dni treningowych w badaniu behawioralnym Morris Water Maze w porównaniu ze zwierzętami kontrolnymi. W teście sondy myszy z płynem mózgowo-rdzeniowym spędzały znacznie mniej czasu proporcjonalnie w docelowym kwadrancie, rzadziej przekraczając poprzednią lokalizację platformy bez zauważalnej różnicy prędkości pływania. W znanej fazie testu rozpoznawania nowych obiektów nie ma znaczącej różnicy w całkowitym czasie eksploracji między grupą płynu mózgowo-rdzeniowego a grupą kontrolną ani w czasie eksploracji między obiektami A1 i A2 w którejkolwiek z grup.W fazie badania wskaźnik dyskryminacji myszy z płynu mózgowo-rdzeniowego jest znacznie obniżony w porównaniu ze zwierzętami kontrolnymi. W tych reprezentatywnych testach w terenie otwartym i testach wymuszonego pływania grupa płynu mózgowo-rdzeniowego spędzała mniej czasu w strefie centralnej podczas testu niż grupa kontrolna. Myszy z płynu mózgowo-rdzeniowego wykazywały również większą całkowitą odległość ruchu w zbiorniku, co sugeruje zwiększoną spontaniczną aktywność po modelowaniu.Niemniej jednak modelowanie płynu mózgowo-rdzeniowego nie wywołało zachowań podobnych do depresji, co potwierdzają nieistotne różnice w czasie bezruchu między dwiema grupami poddanymi testowi wymuszonego pływania. Wybór odpowiedniego cyklu wibracyjnego i czasu trwania modelowania, a także właściwy harmonogram leczenia płynem mózgowo-rdzeniowym i identyfikacji fenotypu są ważne dla powodzenia tego eksperymentu. Tradycyjne protokoły deprywacji snu wymagają dużego nakładu pracy, głównie w przypadku modelowania ostrego lub krótkoterminowego.Protokół ten pozwala na badanie patologicznego mechanizmu łagodnych, ale długotrwałych zaburzeń snu.

a-chronic-sleep-fragmentation-model-using-vibrating-orbital-rotor-to

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Tutaj prezentujemy eksperymentalne i analityczne procedury opisujące dynamikę czasową zmiennych neuronalnych i sercowych snu nie-REM u myszy, które modulują reakcję snu na bodźce akustyczne.

Kwantyfikacja dynamiki mocy widmowej i tętna w podczerwieni u śpiących myszy

Tutaj prezentujemy protokół wprowadzający szczurzy model zmęczenia centralnego przy użyciu zmodyfikowanej metody wieloplatformowej (MMPM).

Szczurzy model zmęczenia centralnego przy użyciu zmodyfikowanej metody wieloplatformowej

Opisujemy wysokoprzepustową metodę pomiaru snu za pomocą monitorowania w domowej klatce opartej na aktywności. Ta metoda ma przewagę nad tradycyjnymi metodami opartymi na EEG. Jest dobrze zwalidowany do określania całkowitego czasu trwania snu i może być potężnym narzędziem do monitorowania snu w modelach chorób ludzkich u gryzoni.

Nieinwazyjne, wysokoprzepustowe określanie czasu trwania snu u gryzoni

Opisujemy technikę pozbawiania snu znaną jako delikatne obchodzenie się, gdzie badacze delikatnie szturchają myszy za każdym razem, gdy obserwuje się zachowanie podczas snu. Ta metoda jest potężnym narzędziem, które pozwala naukowcom badać wpływ, jaki przewlekłe ograniczenie snu w trakcie rozwoju może mieć na przyszłą fizjologię i zachowanie mózgu.

Przewlekły brak snu u młodych myszy poprzez delikatne obchodzenie się z nim

Tutaj opisujemy metody optogenetycznej manipulacji poszczególnych typów neuronów podczas monitorowania stanów snu/czuwania u myszy, przedstawiając jako przykład naszą niedawną pracę nad jądrem łożyska prążka końcowego.

Manipulacja optogenetyczna obwodów nerwowych podczas monitorowania stanów snu/czuwania u myszy

Prezentowany tutaj jest mysi model lęku wywołanego izolacją społeczną (SI), który wykorzystuje myszy C56BL/6J typu dzikiego do wywoływania stresu i zachowań podobnych do lęku przy minimalnym użyciu i bez inwazyjnych procedur. Model ten odzwierciedla współczesne wzorce życia związane z izolacją społeczną i jest idealny do badania lęku i powiązanych zaburzeń.

Model izolacji społecznej: nieinwazyjny model stresu i lęku u gryzoni

Obecny protokół przedstawia metodę konfiguracji opłacalnego urządzenia opartego na platformie rocker, używanego do wywoływania deprywacji snu u myszy. Okazało się, że urządzenie to skutecznie powoduje zakłócenia we wzorcach snu potwierdzonych przez elektroencefalogram (EEG), a także wywołuje zmiany metaboliczne i molekularne związane z brakiem snu.

Ustanowienie urządzenia do deprywacji snu u myszy

Ten protokół szczegółowo opisuje, jak przeprowadzić 10-dniowy przewlekły stres społeczny u wcześnie dorastających samców myszy, aby doprowadzić do długotrwałego unikania społecznego w wieku dorosłym u ponad 60% myszy.

Przewlekły stres związany z porażką społeczną u myszy we wczesnym okresie dorastania

Ten artykuł opisuje wykorzystanie chronicznego stresu społecznego intruza jako etologicznie istotnego paradygmatu do modelowania depresji poporodowej i lęku u gryzoni w okresie laktacji.

Wykorzystanie przewlekłego stresu społecznego do modelowania depresji poporodowej u gryzoni w okresie laktacji

Pokazujemy, jak obiektywna miara może być zastosowana w powszechnie stosowanym paradygmacie iluzji gumowej ręki. Miara ta jest uzyskiwana przez modyfikację dobrze ugruntowanego zadania kongruencji intermodalnej. Zadanie to pozwala na zbadanie procesów multisensorycznych, które są krytyczne dla modulacji reprezentacji ciała, jak w iluzji gumowej ręki.

Zadanie kongruencji intermodalnej jako sposób na uzyskanie obiektywnej miary behawioralnej w paradygmacie iluzji gumowej ręki

Poznaj model przewlekłej fragmentacji snu wykorzystujący wibrujący wirnik orbitalny do wywoływania deficytów poznawczych i zachowań lękowych u młodych myszy. Ta metoda umożliwia badanie wpływu zaburzeń snu na neuropatologię.

Model przewlekłej fragmentacji snu wykorzystujący wibrujący wirnik orbitalny do wywoływania deficytu poznawczego i zachowań podobnych do lęku u młodych myszy typu dzikiego (Wideo) | JoVE Journal

Model przewlekłej fragmentacji snu wykorzystujący wibrujący wirnik orbitalny do wywoływania deficytu poznawczego i zachowań podobnych do lęku u młodych myszy typu dzikiego

Przeglądaj więcej filmów