Name: Ustanowienie urządzenia do deprywacji snu u myszy (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-09-22T14:10:00.000+00:00
Duration: 5 min 5 s
Description: Poznaj metodę budowy taniego urządzenia do deprywacji snu u myszy opartego na platformie bujanej. To podejście pozwala badać zmiany EEG i metaboliczne w modelu zwierzęcym.

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 granty z Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych Chin (82230014, 81930007, 82270342), Shanghai Outstanding Academic Leaders Program (18XD1402400), Komisji Nauki i Technologii Gminy Szanghaj (22QA1405400, 201409005200, 20YF1426100), Shanghai Pujiang Talent Program (2020PJD030), SHWSRS (2023-62), Shanghai Clinical Research Center for Aging and Medicine (19MC1910500) oraz Podyplomowego Programu Innowacji Bengbu Kolegium Medyczne (Byycxz21075).

Wszystkie protokoły eksperymentalne na zwierzętach w tym badaniu zostały zatwierdzone przez Laboratoryjną Komisję Etyki Dobrostanu Zwierząt Szpitala Renji, Szkoły Medycznej, Uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju. W badaniu wykorzystano samce myszy C57BL/6J w wieku od 8 do 10 tygodni. Zwierzęta zostały pozyskane ze źródła komercyjnego (patrz tabela materiałów). Główne części wymagane do założenia urządzenia są wymienione w <silna klasa="xfig">Rysunek 1A.
1. Przygotowanie urządzenia do deprywacji snu
<ol>
	<li>Przymocuj jeden koniec stalowego kanału z rowkiem o długości 50 cm na środku stalowego kanału z rowkiem o długości 40 cm za pomocą (patrz Tabela materiałów), aby utworzyć konstrukcję w kształcie litery T; powtórz proces i wykonaj dwie takie struktury w kształcie litery T (<silna klasa = "xfig">Rysunek 1B-a).</li>
	<li>Spraw, aby dwie konstrukcje w kształcie litery T stały równolegle do góry w odległości 30 cm od siebie i połącz spody dwóch konstrukcji w kształcie litery T za pomocą 30 cm stalowego cylindra kompatybilnego ze (patrz Tabela materiałów) za pomocą (<silna klasa = "xfig">Rysunek 1B-b).</li>
	<li>Umieść stalową prostokątną platformę (20 × 25 cm) (patrz tabela materiałów) pomiędzy dwiema konstrukcjami w kształcie litery T (<silna klasa="xfig">Rysunek 1B-c). 
	UWAGA: Jeśli gotowe do użycia stalowe platformy prostokątne o określonym rozmiarze nie są dostępne, można je wykonać poprzez spawanie płaskich stali o grubości 2 mm.</li>
	<li>Przymocuj każdy koniec stalowego cylindra o długości 30 cm, kompatybilnego ze śrubą, przymocowanego do dwóch łożysk zamocowanych na każdej z konstrukcji w kształcie litery T w odległości 10 cm od góry (<silna klasa="xfig">Rysunek 1B-d).</li>
	<li>Przymocuj mocowanie silnika (patrz Tabela materiałów) na jednej z konstrukcji w kształcie litery T w odległości 25 cm od góry za pomocą (<silna klasa = "xfig">Rysunek 1B-e). 
	UWAGA: Alternatywnie można użyć kleju budowlanego do zabezpieczenia mocowania silnika na konstrukcji w kształcie litery T zamiast załóg.</li>
	<li>Zamontuj silnik (patrz tabela materiałów) na uchwycie silnika za pomocą (<silna klasa="xfig">Rysunek 1B-f).</li>
	<li>Zabezpiecz wentylator chłodzący (patrz tabela materiałów) za pomocą pasków samoblokujących na konstrukcji w kształcie litery T pod silnikiem (<silna klasa = "xfig">Rysunek 1B-g).</li>
	<li>Przymocuj koniec łożyska korbowodu do rogu platformy skierowanego w stronę silnika za pomocą (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 1B-h).</li>
	<li>Przymocuj drugi koniec korbowodu do wału silnika za pomocą (<silna klasa="xfig">Rysunek 1B-i).</li>
	<li>Wywierć dwa otwory 4 mm w każdym z czterech rogów plastikowego pojemnika lub standardowej klatki dla zwierząt (patrz Tabela materiałów) za pomocą wiertarki elektrycznej i wywierć dwa otwory 4 mm i dolny otwór 6 mm po lewej stronie klatki (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 1B-j).</li>
	<li>Przymocuj klatkę na prostokątnej platformie za pomocą samoblokujących się opasek przez otwory narożne (<silna klasa = "xfig" > Rysunek 1B-k).</li>
	<li>Wywierć otwór o średnicy 5 mm w nasadce probówki wirówkowej o pojemności 50 ml za pomocą wiertarki elektrycznej i zatkaj otwór długą dyszą wyposażoną w zawór kulowy, aby zapobiec wyciekowi wody. 
	UWAGA: Hydrożel byłby alternatywną opcją zaopatrzenia w wodę, jeśli dostosowanie butelek na wodę jest trudne.</li>
	<li>Zabezpiecz niestandardową butelkę z wodą po lewej stronie klatki za pomocą samoblokujących się opasek przez dwa otwory 4 mm, z dyszą przechodzącą przez otwór 6 mm (<silna klasa = "xfig">Rysunek 1B-l).</li>
	<li>Podłącz wyjściowe przewody elektryczne zasilacza do dwóch zacisków silnika (<silna klasa="xfig">Rysunek 1B-l). 
	UWAGA: Nie ma określonych wymagań dotyczących polaryzacji przy podłączaniu przewodów do zacisków silnika.</li>
	<li>Podłącz wejściowe przewody elektryczne adaptera zasilacza do stycznika czasowego (<silna klasa="xfig">Rysunek 1B-m).</li>
</ol>
2. Indukcja deprywacji snu
<ol>
	<li>Naciskaj skrajnie prawy przycisk ze znakiem plus na lewej i prawej połówce stycznika czasowego (patrz Tabela Materiałów), odpowiednio, aż "M" pojawi się na licznikach mechanicznych po obu stronach (<silna klasa="xfig">Rysunek 1C-a).</li>
	<li>Naciskaj środkowe przyciski ze znakiem plus po lewej i prawej połowie stycznika czasowego, aż na licznikach mechanicznych po obu stronach pojawi się "5M" (<silna klasa="xfig">Rysunek 1C-b).</li>
	<li>Naciskaj skrajny lewy przycisk ze znakiem plus po lewej połowie stycznika czasowego, aż na lewym liczniku mechanicznym pojawi się "15M" (<silna klasa="xfig">Rysunek 1C-c). 
	UWAGA: Stycznik czasowy będzie wtedy włączony na 15 minut i wyłączony na 5 minut w trybie cyklicznym.</li>
	<li>Umieść myszy w klatce z wodą i jedzeniem ad libitum.</li>
	<li>Zasilić stycznik czasowy i wentylator chłodzący zasilaniem. 
	UWAGA: Platforma będzie się teraz kołysać z prędkością 10 obr./min.</li>
	<li>Waż każdą mysz według czasu Zeitgeber 0 (ZT0) każdego dnia. 
	UWAGA: Światło jest włączone od 8 rano (ZT0) do 8 wieczorem (ZT12).</li>
</ol>
3. Doustny test tolerancji glukozy
<ol>
	<li>Zmierz poziom glukozy na czczo u myszy na czczo, pobierając próbki krwi z żył ogonowych.</li>
	<li>Każdej myszy (2 g/kg masy ciała) wstrzyknąć dootrzewnowo roztwór glukozy za pomocą strzykawek o pojemności 1 ml.</li>
	<li>Zbierz próbki krwi przez żyłę ogonową i zbadaj poziom glukozy we krwi odpowiednio po 15 minutach, 30 minutach, 60 minutach i 120 minutach po wstrzyknięciu glukozy.</li>
	<li>Po teście umieść myszy z powrotem w klatce z jedzeniem i wodą ad libitum.</li>
</ol>
4. Pobieranie tkanek mózgowych
<ol>
	<li>Odetnij głowy myszom po odpowiednim znieczuleniu, wystawiając je na działanie izofluranu (2%) przez 3-5 minut.</li>
	<li>Odsłoń czaszkę i wykonaj 1 cm pionowe nacięcie na czaszce za pomocą nożyczek chirurgicznych.</li>
	<li>Usuń czaszkę za pomocą hemostatów komarów (patrz Tabela materiałów), aby odsłonić tkankę mózgową.</li>
	<li>Delikatnie wysuń cały mózg z jamy czaszkowej za pomocą zakrzywionej pęsety. 
	UWAGA: Tkanka mózgowa powinna zostać usunięta zgodnie z lokalnymi zasadami.</li>
	<li>Umyć tkankę mózgową zimną solą fizjologiczną buforowaną fosforanami (1x PBS, 4 °C).</li>
	<li>Zatrzaskowo zamrozić nienaruszoną tkankę mózgową w ciekłym azocie i przenieść tkankę do -80 °C w celu długotrwałego przechowywania . 
	UWAGA: Przy przechowywaniu w temperaturze -80°C zamrożona tkanka mózgowa jest stabilna przez co najmniej 6 miesięcy.</li>
</ol>
5. Wykrywanie ekspresji genów za pomocą reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR)
<ol>
	<li>Rozmrozić tkanki mózgowe w temperaturze 4 °C lub na lodzie.</li>
	<li>Przenieś tkankę do probówki mikrowirówkowej o pojemności 1,5 ml i wyekstrahuj całkowite RNA za pomocą metody opartej na TRIzolu13.</li>
	<li>Zmierzyć stężenie RNA za pomocą spektrofotometru (patrz tabela materiałów) po ekstrakcji RNA.</li>
	<li>Wykonaj odwrotną transkrypcję całkowitego RNA (1 μg) na komplementarne DNA (cDNA) za pomocą komercyjnego zestawu14.</li>
	<li>Mierz poziomy ekspresji genów za pomocą reakcji łańcuchowej polimerazy z odwrotną transkrypcją w czasie rzeczywistym15.</li>
</ol>

<ol><li>Yang, D. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+sleep+deprivation+exacerbates+systemic+inflammation+and+psychiatry+disorders+through+gut+microbiota+dysbiosis+and+disruption+of+circadian+rhythms%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiological+Research%22%5BJournal%5D)">Acute sleep deprivation exacerbates systemic inflammation and psychiatry disorders through gut microbiota dysbiosis and disruption of circadian rhythms.</a> Microbiological Research. 268, 127292(2023).</li>
<li>Alanazi, M. T., Alanazi, N. T., Alfadeel, M. A., Bugis, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+deprivation+and+quality+of+life+among+uterine+cancer+survivors%3A+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Supportive+Care+In+Cancer+%3A+Official+Journal+of+the+Multinational+Association+of+Supportive+Care+In+Cancer%22%5BJournal%5D)">Sleep deprivation and quality of life among uterine cancer survivors: systematic review.</a> Supportive Care In Cancer : Official Journal of the Multinational Association of Supportive Care In Cancer. 30 (3), 2891-2900 (2022).</li>
<li>Tobaldini, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep%2C+sleep+deprivation%2C+autonomic+nervous+system+and+cardiovascular+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+and+Biobehavioral+Reviews%22%5BJournal%5D)">Sleep, sleep deprivation, autonomic nervous system and cardiovascular diseases.</a> Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 74, 321-329 (2017).</li>
<li>Arthaud, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paradoxical+%28REM%29+sleep+deprivation+in+mice+using+the+small-platforms-over-water+method%3A+polysomnographic+analyses+and+melanin-concentrating+hormone+and+hypocretin%2Forexin+neuronal+activation+before%2C+during+and+after+deprivation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Sleep+Research%22%5BJournal%5D)">Paradoxical (REM) sleep deprivation in mice using the small-platforms-over-water method: polysomnographic analyses and melanin-concentrating hormone and hypocretin/orexin neuronal activation before, during and after deprivation.</a> Journal of Sleep Research. 24 (3), 309-319 (2015).</li>
<li>Saré, R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+sleep+restriction+in+developing+male+mice+results+in+long+lasting+behavior+impairments%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+In+Behavioral+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Chronic sleep restriction in developing male mice results in long lasting behavior impairments.</a> Frontiers In Behavioral Neuroscience. 13, 90(2019).</li>
<li>Roman, V., Vander Borght, K., Leemburg, S. A., Vander Zee, E. A., Meerlo, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+restriction+by+forced+activity+reduces+hippocampal+cell+proliferation%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Sleep restriction by forced activity reduces hippocampal cell proliferation.</a> Brain Research. 1065 (1-2), 53-59 (2005).</li>
<li>Zhao, H. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+sleep+restriction+induces+cognitive+deficits+and+cortical+beta-amyloid+deposition+in+mice+via+BACE1-antisense+activation%5BTitle%5D)+AND+%22CNS+Neuroscience+%26+Therapeutics%22%5BJournal%5D)">Chronic sleep restriction induces cognitive deficits and cortical beta-amyloid deposition in mice via BACE1-antisense activation.</a> CNS Neuroscience & Therapeutics. 23 (3), 233-240 (2017).</li>
<li>Lord, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+life+sleep+disruption+potentiates+lasting+sex-specific+changes+in+behavior+in+genetically+vulnerable+Shank3+heterozygous+autism+model+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Autism%22%5BJournal%5D)">Early life sleep disruption potentiates lasting sex-specific changes in behavior in genetically vulnerable Shank3 heterozygous autism model mice.</a> Molecular Autism. 13 (1), 35(2022).</li>
<li>Sinton, C. M., Kovakkattu, D., Friese, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validation+of+a+novel+method+to+interrupt+sleep+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Validation of a novel method to interrupt sleep in the mouse.</a> Journal of Neuroscience Methods. 184 (1), 71-78 (2009).</li>
<li>Rotenberg, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+after+immobilization+stress+and+sleep+deprivation%3A+common+features+and+theoretical+integration%5BTitle%5D)+AND+%22Critical+Reviews+in+Neurobiology%22%5BJournal%5D)">Sleep after immobilization stress and sleep deprivation: common features and theoretical integration.</a> Critical Reviews in Neurobiology. 14 (3-4), 225-231 (2000).</li>
<li>Kim, T. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Melatonin+modulates+adiponectin+expression+on+murine+colitis+with+sleep+deprivation%5BTitle%5D)+AND+%22World+Journal+of+Gastroenterology%22%5BJournal%5D)">Melatonin modulates adiponectin expression on murine colitis with sleep deprivation.</a> World Journal of Gastroenterology. 22 (33), 7559(2016).</li>
<li>Barf, R. P., Scheurink, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+disturbances+and+glucose+homeostasis%5BTitle%5D)+AND+%22European+Endocrinology%22%5BJournal%5D)">Sleep disturbances and glucose homeostasis.</a> European Endocrinology. 7, 14-18 (2011).</li>
<li>Rio, D. C., Ares, M., Hannon, G. J., Nilsen, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Purification+of+RNA+using+TRIzol+%28TRI+reagent%29%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harbor+Protocols%22%5BJournal%5D)">Purification of RNA using TRIzol (TRI reagent).</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2010 (6), (2010).</li>
<li>Libus, J., Štorchová, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+cDNA+generated+by+reverse+transcription+of+total+RNA+provides+a+simple+alternative+tool+for+quantitative+RT-PCR+normalization%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechniques%22%5BJournal%5D)">Quantification of cDNA generated by reverse transcription of total RNA provides a simple alternative tool for quantitative RT-PCR normalization.</a> Biotechniques. 41 (2), 156-164 (2006).</li>
<li>Nolan, T., Hands, R. E., Bustin, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+mRNA+using+real-time+RT-PCR%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Quantification of mRNA using real-time RT-PCR.</a> Nature Protocols. 1 (3), 1559-1582 (2006).</li>
<li>Mang, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+a+piezoelectric+system+as+an+alternative+to+electroencephalogram%2Felectromyogram+recordings+in+mouse+sleep+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Evaluation of a piezoelectric system as an alternative to electroencephalogram/electromyogram recordings in mouse sleep studies.</a> Sleep. 37 (8), 1383-1392 (2014).</li>
<li>Maret, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Homer1a+is+a+core+brain+molecular+correlate+of+sleep+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Homer1a is a core brain molecular correlate of sleep loss.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 104 (50), 20090-20095 (2007).</li>
<li>Li, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Olfactory+deprivation+hastens+Alzheimer-like+pathologies+in+a+human+tau-overexpressed+mouse+model+via+activation+of+cdk5%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+neurobiology%22%5BJournal%5D)">Olfactory deprivation hastens Alzheimer-like pathologies in a human tau-overexpressed mouse model via activation of cdk5.</a> Molecular neurobiology. 53, 391-401 (2016).</li>
<li>Sousa, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Invariant+Natural+Killer+T+cells+resilience+to+paradoxical+sleep+deprivation-associated+stress%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%2C+Behavior%2C+and+Immunity%22%5BJournal%5D)">Invariant Natural Killer T cells resilience to paradoxical sleep deprivation-associated stress.</a> Brain, Behavior, and Immunity. 90, 208-215 (2020).</li>
<li>Zhao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disruption+of+circadian+rhythms+by+shift+work+exacerbates+reperfusion+injury+in+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Disruption of circadian rhythms by shift work exacerbates reperfusion injury in myocardial infarction.</a> Journal of the American College of Cardiology. 79 (21), 2097-2115 (2022).</li>
<li>Miller, M. A., Cappuccio, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inflammation%2C+sleep%2C+obesity+and+cardiovascular+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Vascular+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Inflammation, sleep, obesity and cardiovascular disease.</a> Current Vascular Pharmacology. 5 (2), 93-102 (2007).</li>
<li>Minkel, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+deprivation+potentiates+HPA+axis+stress+reactivity+in+healthy+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Health+Psychology%22%5BJournal%5D)">Sleep deprivation potentiates HPA axis stress reactivity in healthy adults.</a> Health Psychology. 33 (11), 1430(2014).</li>
<li>Bishir, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+deprivation+and+neurological+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22BioMed+Research+International%22%5BJournal%5D)">Sleep deprivation and neurological disorders.</a> BioMed Research International. 2020, 5764017(2020).</li>
<li>Franken, P., Tobler, I., Borbély, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+temperature+and+EEG+slow-wave+activity+in+the+rat%3A+analysis+of+vigilance+state+related+changes%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Archiv+%3A+European+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Cortical temperature and EEG slow-wave activity in the rat: analysis of vigilance state related changes.</a> Pflugers Archiv : European Journal of Physiology. 420 (5-6), 500-507 (1992).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+chronic+sleep+fragmentation+on+wake-active+neurons+and+the+hypercapnic+arousal+response%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Effects of chronic sleep fragmentation on wake-active neurons and the hypercapnic arousal response.</a> Sleep. 37 (1), 51-64 (2014).</li>
<li>Jones, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early-life+sleep+disruption+increases+parvalbumin+in+primary+somatosensory+cortex+and+impairs+social+bonding+in+prairie+voles%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Advances%22%5BJournal%5D)">Early-life sleep disruption increases parvalbumin in primary somatosensory cortex and impairs social bonding in prairie voles.</a> Science Advances. 5 (1), (2019).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Mysie modele deprywacji snu są niezbędne do badania wpływu zakłóceń snu na różne choroby, w tym choroby sercowo-naczyniowe21, schorzenia psychiczne22 i zaburzenia neurologiczne23. Wśród istniejących strategii deprywacji snu u myszy najczęściej stosowane są podejścia fizyczne, które polegają na powtarzających się krótkotrwałych przerwach w śnie 5,7,12. Te fiz...

Zakłócenie rytmu okołodobowego odnosi się do desynchronizacji między zewnętrznym środowiskiem lub zachowaniem a endogennym zegarem biologicznym. Jedną z najczęstszych przyczyn zaburzeń rytmu okołodobowego jest brak snu1. Brak snu nie tylko negatywnie wpływa na zdrowie człowieka, ale także znacznie zwiększa ryzyko wielu chorób, w tym raka2 i chorób sercowo-naczyniowych3. Jednak mechanizmy leżące u podstaw szkodliwych skutków deprywacji snu pozostają w dużej mierze nieznane, a ustanowienie modeli deprywacji snu jest niezbędne do pogłębienia naszej wiedzy w tym zakresie.
Opisano różne metody pozbawiania snu u myszy, takie jak korzystanie z platform wodnych4, delikatne obchodzenie się5, komory z przesuwanymi prętami6, obrotowe bębny7, oraz protokoły mieszania klatek5,8,9. Przesuwane komory prętowe automatycznie przesuwają pręty po dnie klatki, zmuszając myszy do przechodzenia po nich i pozostawania w stanie czuwania. Protokoły pobudzenia w klatkach polegają na umieszczeniu klatek na laboratoryjnych wytrząsarkach orbitalnych, co skutkuje skutecznym zakłóceniem snu. Chociaż metody te są automatyczne i skuteczne, mogą być kosztowne, gdy wiele urządzeń musi działać równolegle, szczególnie w przypadku konkretnych projektów badawczych, które obejmują dużą liczbę myszy pozbawionych snu, potrzebnych do okołodobowego profilowania genów. Z drugiej strony, platformy wodne i protokoły delikatnego obchodzenia się są tańszymi i prostszymi metodami powszechnie stosowanymi w celu wywołania deprywacji snu. Jednak platforma wodna nie pozwala na automatyczną kontrolę wcześniej określonych cykli deprywacji i odpoczynku10,11, a delikatne obchodzenie się z nim wymaga od badaczy ciągłej czujności, aby zakłócić sen. Dodatkowo, inne modalności, takie jak obracające się bębny, mogą być mylone przez izolację społeczną lub stres12.
Zainspirowani metodą opartą na wytrząsarkach orbitalnych, zamierzamy wprowadzić protokół do stworzenia urządzenia opartego na platformie kołyskowej do deprywacji snu u myszy. Ta metoda jest tania, skuteczna, minimalnie stresująca, kontrolowana i zautomatyzowana. Obecny protokół pozwala nam stworzyć urządzenie oparte na platformie kołyskowej za około dziesięć razy tańsze niż w przypadku wytrząsarek orbitalnych, w oparciu o naszą dostępność. Urządzenie to skutecznie zakłócało sen u myszy trzymanych w grupach i indukowało charakterystyczne zmiany deprywacji snu przy minimalnej reakcji na stres. Będzie to szczególnie przydatne dla badaczy zainteresowanych badaniem wpływu i mechanizmów leżących u podstaw deprywacji snu na patogenezę wielu chorób, zwłaszcza gdy badanie obejmuje równolegle deprywację snu w wielu grupach.

<table><tbody><tr><td>Probówka do mikrowirówek 1,5 ml</td><td>Axygen</td><td>MCT-150-C-S Probówka</td><td></td></tr><tr><td>wirówkowa 50 ml</td><td>NEST</td><td>602002</td><td></td></tr><tr><td>Zestaw ELISA adenozyny</td><td>Technologia Ruifan</td><td>RF8885</td><td></td></tr><tr><td>Klatka dla zwierząt</td><td>ZeYa tech</td><td>MJ2</td><td></td></tr><tr><td>Glukometr</td><td>YuYue</td><td>580</td><td></td></tr><tr><td>C57BL/6J Myszy</td><td>JieSiJie Zwierzę laboratoryjne</td><td>Nie dotyczy</td><td>Wiek: 8-10 tygodni</td></tr><tr><td>Korbowód</td><td>ShengXiang Tech</td><td>N/A</td><td>Długość:&nbsp; 20 cm</td></tr><tr><td>Wentylator</td><td>chłodzący LiMing</td><td>EFB0805VH</td><td>Napięcie zasilania: 5 V; Pobór mocy: 1,2 W; Przepływ powietrza: 26,92 cfm; Wymiary: 40 mm * 40 mm * 56 mm</td></tr><tr><td>Zestaw ELISA kortykosteronu</td><td>Elabscience</td><td>E-OSEL-M0001</td><td></td></tr><tr><td>System rejestracji i analizy EEG/EMG</td><td>Pinnacle Technology</td><td>8200-K1-iSE3</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>RWD</td><td>20071302</td><td></td></tr><tr><td>hemostatyki komarów</td><td>FST</td><td>13011-12</td><td>Instrument chirurgiczny</td></tr><tr><td>Silnik i mocowanie silnika</td><td>MingYang</td><td>MY36GP-555</td><td>Napięcie zasilania: 24 V DC; Średnica wału: 8 mm; Maksymalny wyjściowy moment obrotowy: 100 Kgf.cm; Maksymalna prędkość wyjściowa: 10 obr./min</td></tr><tr><td>NanoDrop 2000c</td><td>Thermo Scientific</td><td>NanoDrop 2000c</td><td></td></tr><tr><td>Adapter Power brick</td><td>MingYang</td><td>QiYe-0243</td><td>Napięcie wejściowe: 110-220V ac; Napięcie wyjściowe: 24 V DC; Prąd wyjściowy: 2 A; Długość: 2 m</td></tr><tr><td>Zestaw komercyjny qPCR Aparatura pomiarowa qPCR</td><td>Vazyme</td><td>Q711-02</td><td></td></tr><tr><td>qPCR</td><td>Roche</td><td>480</td><td></td></tr><tr><td>Platforma prostokątna przymocowana za pomocą przykręcanego stalowego cylindra</td><td>Dostosowane</td><td>Nie dotyczy</td><td>Szerokość: 20 cm; długość: 25 cm; długość cylindra: 30 cm, grubość: 2 mm</td></tr><tr><td>Zestaw komercyjny do odwróconego RNA do cDNA</td><td>Vazyme</td><td>R323-01</td><td></td></tr><tr><td>Śruba i nakrętka</td><td>Guwanji</td><td>N/A</td><td>Średnica wewnętrzna: 6 mm, 12 mm</td></tr><tr><td>Cylinder stalowy kompatybilny ze</td><td>Dostosowane</td><td>Nie dotyczy</td><td>Długość: 300 mm</td></tr><tr><td>Kanały stalowe szczelinowe</td><td></td><td>Dostosowane Nie dotyczy</td><td>Długość: 400 mm lub 500 mm, grubość: 2 mm</td></tr><tr><td>Stycznik czasowy</td><td>LiXiang</td><td>DH48S-S</td><td>Napięcie zasilania: 110-220 V ac; Mierzone jednostki: godziny, minuty, sekundy; Konfiguracja styków: DPDT</td></tr><tr><td>TRIzol</td><td>Vazyme</td><td>R401-01</td><td></td></tr></tbody></table>

ustanowienie urządzenia do deprywacji snu u myszy

Establishing a Device for Sleep Deprivation in Mice

Zakłócenie rytmu okołodobowego odnosi się do desynchronizacji między zewnętrznym środowiskiem lub zachowaniem a endogennym zegarem molekularnym, co znacznie pogarsza zdrowie. Brak snu jest jedną z najczęstszych przyczyn zaburzeń rytmu okołodobowego. Różne metody (np. platformy na wodzie, delikatne obchodzenie się, komory z przesuwanymi prętami, obracające się bębny, wytrząsarki orbitalne itp.) zostały zgłoszone w celu wywołania deprywacji snu u myszy w celu zbadania jej wpływu na zdrowie. Obecne badanie przedstawia alternatywną metodę deprywacji snu u myszy. Zaprojektowano zautomatyzowane urządzenie oparte na platformie kołyskowej, które jest ekonomiczne i skutecznie zakłóca sen myszy trzymanych w grupach w regulowanych odstępach czasu. To urządzenie indukuje charakterystyczne zmiany deprywacji snu przy minimalnej reakcji na stres. W związku z tym metoda ta może okazać się przydatna dla badaczy zainteresowanych badaniem wpływu i mechanizmów leżących u podstaw braku snu na patogenezę wielu chorób. Co więcej, jest to ekonomiczne rozwiązanie, szczególnie gdy wymagane jest równoległe działanie wielu urządzeń do pozbawiania snu.

Przedstawiono uznane urządzenie do deprywacji snu u myszy w Rycina 1DW 7. dniu po rozpoczęciu deprywacji snu wykonano monitorowanie elektroencefalograficzne (EEG) i elektromiograficzne (EMG)16 wykazano, że urządzenie znacząco skróciło czas trwania snu i wydłużyło czas czuwania u myszy (Rysunek 2A-D). Tymczasem obecny protokół znacząco zwiększył akumulację adenozyny oraz poziomy mRNA dla Homer1a w...

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

Circadian rhythm disruption refers to the desynchronization between the external environment or behavior and the endogenous molecular clock, which ...

Mechanizmy leżące u podstaw szkodliwych skutków deprywacji snu pozostają w dużej mierze nieznane, a ustanowienie modeli deprywacji snu jest niezbędne do pogłębienia naszej wiedzy w tym zakresie. Ta metoda jest tania, skuteczna, minimalnie stresująca, kontrolowana i zautomatyzowana. Obecny protokół pozwala nam stworzyć urządzenie oparte na platformie kołyskowej za około 10 razy tańsze niż w przypadku wytrząsarek orbitalnych w oparciu o naszą dostępność.Zacznij od zabezpieczenia jednego końca stalowego kanału z rowkiem o długości 50 centymetrów na środku 40-centymetrowego kanału stalowego z rowkiem za pomocą. Spowoduje to powstanie konstrukcji w kształcie litery T. Ustaw dwie konstrukcje w kształcie litery T pionowo w odległości 30 centymetrów od siebie.Połącz spody konstrukcji za pomocą 30-centymetrowego stalowego cylindra kompatybilnego ze za pomocą. Następnie umieść stalową prostokątną platformę pomiędzy dwiema konstrukcjami w kształcie litery T. Zabezpiecz każdy koniec 30-centymetrowego stalowego cylindra kompatybilnego ze za pomocą dwóch łożysk.Za pomocą przymocuj mocowanie silnika do jednej z konstrukcji w kształcie litery T 25 centymetrów w dół od góry. Teraz zainstaluj silnik na tym uchwycie silnika za pomocą. Zamocuj wentylator chłodzący za pomocą samoblokujących się opasek na konstrukcji w kształcie litery T pod silnikiem.Za pomocą przymocuj łożysko korbowodu do narożnika platformy skierowanego w stronę silnika, a drugi koniec do wału silnika. Następnie za pomocą wiertarki elektrycznej wykonaj dwa czteromilimetrowe otwory w każdym rogu plastikowego pojemnika. Po lewej stronie pojemnika wywierć dwa dodatkowe czteromilimetrowe otwory wraz z jednym dolnym sześciomilimetrowym otworem.Zablokuj plastikowy pojemnik na prostokątnej platformie za pomocą taśm samoblokujących przez wywiercone otwory narożne. Zabezpiecz butelkę z wodą po lewej stronie plastikowego pojemnika za pomocą samoblokujących się opasek przez dwa czteromilimetrowe otwory, tak aby dysza przechodziła przez sześciomilimetrowy otwór. Teraz podłącz wyjściowe przewody elektryczne adaptera Power Brick do dwóch zacisków silnika.Następnie podłącz przewody wejściowe do stycznika czasowego. Naciskaj skrajne prawe przyciski znaku odpowiednio na lewej i prawej połówce stycznika czasowego, aż M pojawi się na licznikach mechanicznych po obu stronach. Postępuj zgodnie z tą czynnością, naciskając środkowe przyciski znaku na obu połówkach stycznika czasowego, aż na licznikach mechanicznych pojawi się 5M.Zakończ tę konfigurację, naciskając skrajny lewy przycisk znaku po lewej połowie stycznika czasowego, aż na lewym liczniku mechanicznym pojawi się 15M. Następnie umieść mysz w klatce. Następnie włącz stycznik czasowy i wentylator chłodzący.W siódmym dniu po rozpoczęciu deprywacji snu monitorowanie EEG i EMG wykazało, że urządzenie do deprywacji snu znacznie skróciło czas snu i wydłużyło czas czuwania u myszy. W porównaniu z grupą kontrolną zaobserwowano podwyższony poziom skutecznych markerów deprywacji snu, takich jak nagromadzenie adenozyny i poziomy mRNA Homer1a w mózgu. Nie zaobserwowano jednak istotnych zmian w stężeniu kortykosteronu w surowicy.Po siedmiu dniach braku snu zaobserwowano znaczny spadek wielkości, ciała i masy grasicy myszy. Dodatkowo tolerancja glukozy była znacznie upośledzona u myszy po braku snu. Brak snu ujawnił również znaczącą zmianę we wzorcach ekspresji genów zegara w mózgu, co wskazuje na zakłócenie zegara molekularnego.Najważniejsze jest wyważenie korbowodu i względne położenie korbowodu między stalową prostokątną platformą a silnikiem. Badacz może wykorzystać tę technikę do zbadania skutków i podstawowych mechanizmów deprywacji snu na różne schorzenia.

establishing-a-device-for-sleep-deprivation-in-mice

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Źródło: Kodani, S., et.al. Manipulacja optogenetyczna obwodów neuronalnych podczas monitorowania stanów snu/czuwania u myszy. J. Vis. Exp. (2019 rok)Ten film pokazuje optogenetyczną manipulację obwodami neuronalnymi zaangażowanymi w przejście ze snu do czuwania u myszy. Zabieg polega na chirurgicznym wszczepieniu światłowodu i elektrod do mózgu i mięśni, aby umożliwić stymulację światłem i zapis elektrofizjologiczny. Dostarczając światło w celu aktywacji światłoczułych kanałów kationowych w...

Manipulacja optogenetyczna obwodów neuronowych w celu przejścia ze snu do czuwania u myszy

Ten film demonstruje protokół wszczepienia elektrody elektroencefalogramu (EEG) i elektromiogramu (EMG) znieczulonej myszy. Proces polega na zabezpieczeniu myszy na stereotaktycznej ramie, wykonaniu nacięcia w linii środkowej czaszki, wywierceniu otworów na elektrody i zamocowaniu zespołu elektrod do nagrywania sygnału. Po powrocie do zdrowia zachowanie myszy podczas snu i czuwania jest analizowane przy użyciu zarejestrowanych sygnałów.

Analiza zachowań związanych ze snem u myszy za pomocą elektroencefalogramu i zapisów elektromiogramu

Zapis elektroencefalogramu (EEG) i elektromiogramu (EMG) u swobodnie zachowujących się myszy jest kluczowym krokiem do skorelowania zachowania i fizjologii ze snem i czuwaniem. Opisany w niniejszym dokumencie protokół eksperymentalny zapewnia przewodowy system do pozyskiwania zapisów EEG i EMG u myszy.

Procedura rejestracji poligraficznej do pomiaru snu u myszy

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

Opracowaliśmy protokół oceny samopoczucia myszy podczas zabiegów z użyciem znieczulenia ogólnego. Przeanalizowano szereg parametrów behawioralnych wskazujących na poziom dobrostanu, a także metabolity glikokortykosteroidów. Protokół może służyć jako ogólna pomoc w oszacowaniu stopnia ciężkości w sposób naukowy, skoncentrowany na zwierzętach.

Systematyczna ocena dobrostanu myszy przed zabiegami ze względu na znieczulenie ogólne

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

Ten artykuł dostarcza uproszczony i ustandaryzowany protokół indukcji zachowań depresyjnych u myszy chronicznie unieruchomionych za pomocą ogranicznika. Ponadto wyjaśniono zachowanie i techniki fizjologiczne w celu weryfikacji indukcji depresji.

Protokół przewlekłego stresu unieruchamiającego w celu wywołania zachowań podobnych do depresji u myszy

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

Poznaj metodę budowy taniego urządzenia do deprywacji snu u myszy opartego na platformie bujanej. To podejście pozwala badać zmiany EEG i metaboliczne w modelu zwierzęcym.

Ustanowienie urządzenia do deprywacji snu u myszy

Przeglądaj więcej filmów