Name: Corrida roda e complexidade ambiental como uma intervenção terapêutica em um modelo animal de FASD (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 9 s
Description: Aprenda a combinar exercício cardiovascular e complexidade ambiental para melhorar a neuroplasticidade em roedores de laboratório. Este método sinérgico permite avaliar intervenções separadamente e auxilia pesquisas em reabilitação neurológica.

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Gostaríamos de dedicar este trabalho à memória do falecido Dr. William T. Greenough, um grande mentor, colega e amigo. Este trabalho foi apoiado pelo NIH / NIAAA grant number AA009838 e NIH / NIGMS COBRE: The Delaware Center for Neuroscience research grant 1P20GM103653 para AYK. Somos gratos aos antigos e atuais membros do laboratório Klintsova.

Declaração de Ética: O protocolo seguinte foi aprovado pelo Comitê Institucional de Animal Care and Use (IACUC) da Universidade de Delaware. 1. Exposição do Desenvolvimento (ou Modelo de Binge-como a exposição ao etanol) <ol><li> Em PD3, determinar o sexo de cada animal e cross-promover quaisquer animais se necessário para manter o tamanho da leitegada (8 animais) e distribuição por sexo (4 machos: 4 fêmeas) consistente dentro de cada ninhada. NOTA: É importante para manter o tamanho da leitegada e distribuição por sexo tão consistente quanto possível, para evitar problemas metodológicos. Embora este protocolo usa 8 filhotes (4 homens e 4 mulheres) por ninhada, os tamanhos da maca alternativos ou distribuições de sexo pode ser adaptado às necessidades do projeto experimental. </li><li> Por via subcutânea injetar uma pequena quantidade de tinta preta Índia nas patas para identificar os animais dentro de cada ninhada. </li><li> Pseudo-aleatoriamente atribuir ninhadas como experimentais (contendo 50% de controlo da entubado simulada (AE exposta-álcool) e 50% (SI) pups) ou mamar controle (SC) (animais que não sejam objecto de nenhuma intubação, recorte cauda, ​​ou protocolos de separação de PD 4-9, exceto para a pesagem diária e orelha-perfuração). <ol><li> Para manter o tamanho do grupo consistente, atribuir o dobro de ninhadas experimentais como ninhadas SC. </li></ol></li><li> Pesar cada animal, em seguida, devolvê-lo à sua gaiola. Pesagem de animais deve ocorrer diariamente durante o período de intubação (DP 4-9). <ol><li> Remova todo o lixo da barragem. </li><li> Coloque filhotes na almofada aquecida. </li><li> Grave o peso de cada filhote individual. </li></ol></li><li> Em PD4, depois de pesar cada animal calcular a quantidade de álcool necessária para um total de 5,25 g / kg / dia por cada animal (com base no peso das crias a partir do passo 1.4) 8. <ol><li> Administrar álcool como 11,9% de etanol-em-substituto do leite (vol / vol). </li></ol></li><li> A partir de 09:00, remover um filhotes de maca da mãe de cada vez. </li><li> Administrar o etanol-in-leite para cada filhote AE <s-se class = &quot;xref&quot;&gt; 34. </li><li> Sham-entubar cada filhote SI 8. </li><li> Repita os passos 1.5. através de 1.8. para cada ninhada experimental. </li><li> Duas horas após a primeira dose, repetir o procedimento de dosagem (1,5 passos através de 1,8) para uma segunda dose de álcool. </li><li> Uma hora e meia após a segunda dose de álcool (o ponto em que o conteúdo de álcool no sangue diária de pico é alcançada), recolher e sangue centrífuga dos filhotes AE e SI através da cauda de recorte para o futuro de álcool no sangue de análise de conteúdo 35. <ol><li> Recolha de 60 mL de sangue. </li><li> Coloque sangue num tubo de microcentrífuga de 1 mL. sangue centrífuga de 1,5 g durante 25 min. </li><li> Recolher cuidadosamente o soro sobrenadante do tubo de centrífuga e poupar para a análise de conteúdo de álcool no sangue futuro. </li></ol></li><li> Repita o procedimento de dosagem (passos 1.5 através de 1.8) usando leite em vez de etanol no leite para evitar déficits nutricionais de incapacidade de enfermagem em AEfilhotes. <ol><li> Execute um total de 2 doses de leite suplementares 2 h separados no PD 4. </li></ol></li><li> Repita os passos 1.4 a 1.12 (excepto para o passo 1.11) em DP 5-9. </li><li> Após a dose de leite suplementar final sobre PD9, orelha perfurar todos os filhotes para a identificação na gaiola CE. <ol><li> Coordenar ouvido perfurado com alguma medida de número de maca ou identificador (por exemplo, ninhadas ímpares dentro de uma coorte seria obter a sua orelha esquerda perfurada enquanto os animais de ninhadas de número par iria ficar orelha direita perfurada). Isto tornará mais fácil para identificar os animais na gaiola CE deverá vários animais de ninhadas diferentes têm o mesmo padrão pawmark. </li></ol></li></ol> 2. O desmame <ol><li> Em PD 23, casa todos os animais em gaiolas de 2-3. <ol><li> Assegurar que todos os animais alojados na mesma gaiola são do mesmo sexo. </li><li> Incluir um SC, um SI, e um animal por gaiola AE quando possível. </li><li> Minimize o número de companheiros de gaiola thAT são da mesma ninhada. </li><li> Certifique-se de todos os animais são capazes de acesso a alimentos e água. </li></ol></li></ol> Corrida 3. Roda <ol><li> No PD30, destinar metade das gaiolas com animais a WR. Casa estes animais em gaiolas com livre acesso à roda de corrida de aço inoxidável anexado. <ol><li> Certifique-se de que as rodas têm um contador para avaliar o número total de rotações. </li></ol></li><li> Pesar todos os animais em PD 30 e PD 36. </li><li> Verifique o número de voltas de cada roda às 9 da manhã todos os dias. </li><li> Deixar os animais em sua respectiva condição de habitação para 12 dias. </li></ol> 4. Complexidade Ambiental <ol><li> Prepare a gaiola CE, antes de 09:00 no dia que corresponde ao PD 42 para animais experimentais. <ol><li> Obter um 30 &quot;x 18&quot; x 36 &quot;gaiola de aço galvanizado. NOTA: A gaiola deve ter vários níveis, ser capaz de suportar o peso de vários ratos, ser preenchido com padrãoroupa de cama, e tem vários locais para prender garrafas de água e dispensadores de alimentos. </li><li> Coloque novela, objetos coloridos de tamanhos variáveis ​​e formas na gaiola. <ol><li> Coloque 6 grandes brinquedos na gaiola CE. Assegurar que cada brinquedo é grande o suficiente para 3 ou mais ratos para interagir com simultaneamente. </li><li> Coloque 6 brinquedos médias na gaiola CE. Assegurar que cada brinquedo é grande o suficiente para 3 - 4 ratos para interagir com simultaneamente. </li><li> Coloque um lote (pelo menos 20) de brinquedos mais pequenos na gaiola CE. </li><li> Use brinquedos de cores diferentes, formas, tamanho, etc. novidade é crítico para esta intervenção (ver discussão). </li></ol></li><li> Coloque dois pratos de comida em extremidades opostas da gaiola. </li><li> Colocar duas garrafas de água em extremidades opostas da gaiola. </li></ol></li><li> Às 9 horas da manhã de PD 42, pesar todos os animais e realocar os animais WR para a gaiola CE. Cada gaiola CE deve conter 9 - 12 animais. <ol><li> Certifique-se de que nenhum animal têm ambos o mesmo pawmark e orelha-punpadrões ch. </li></ol></li><li> Verifique todos os alimentos e água diariamente. </li><li> De dois em dois dias, remover os brinquedos da gaiola CE e substituí-los (de acordo com o passo 4.1.2.). </li><li> A cada três dias, limpar a gaiola CE. <ol><li> Retire os animais da jaula CE e colocá-los em gaiolas de detenção temporária de 2 - 3 animais. </li><li> Remover tudo do leito a partir do fundo da gaiola. </li><li> Retornam os mesmos brinquedos para a gaiola, a menos que este dia coincide com o cronograma de substituição brinquedo (de acordo com o passo 4.4.). </li><li> Substitua toda a comida e água. </li><li> Substitua os ratos na gaiola CE. </li></ol></li></ol> 5. Tissue Collect NOTA: recolha de tecidos (por exemplo, a perfusão com paraformaldeído) e de armazenamento (por exemplo, congelamento, embebidos em parafina) pode ser realizada com uma variedade de métodos. A seguir irá explicar o processo de perfusão com 4% de paraformaldeído em 0,1 M de solução salina tamponada com fosfato (4% de paraformaldeído em PBS) Solução a 8. Atenção: O paraformaldeído é cancerígeno e pode também causar irritação da pele, reacção alérgica cutânea ou lesões oculares. Use proteção para os olhos / pele adequado. <ol><li> Expor um rato de cada vez ao isoflurano para anestesiar levemente o animal. </li><li> Injectar por via intraperitoneal a ratos com 2 ml / kg de mistura de cetamina / xilazina (1,5 mL xilazina misturado com 10 mL de cetamina). NOTA: A cetamina e xilazina são ambos em concentrações de estoque de 100 mg / mL antes de combinar para mistura de injecção. </li><li> Depois de rato não é mais sensível, perfundir o animal com fosfato 0,1 M de solução salina tamponada (PBS; pH = 7,2) seguido por paraformaldeído a 4% em PBS (pH = 7,2). </li><li> Remover cérebro e armazenar em paraformaldeído a 4% em PBS a 4 ° C durante 48 h. </li><li> Após 2 dias, a transferência de solução de sacarose a 30% adicionado a 4% de paraformaldeído em PBS a 4 ° C. </li></ol>

Os autores não têm nada a divulgar.

No protocolo anterior, nós demonstramos uma intervenção oportuno resgatar déficits neuroanatómicos após exposição neonatal álcool. Esta intervenção poderá ser usado como um agente terapêutico em outros modelos animais, devido à robustez de cada um dos componentes da intervenção. Actividade cardiovascular voluntária sob a forma de WR foi mostrado para beneficiar várias resultados comportamentais 38, 39 e induzir alterações plásticas funcionais em regiões do céreb...

Elevando em diferentes ambientes tem sido conhecido por causar mudanças em várias medidas de bem-estar neurológica. Muitos estudos olhar para os efeitos benéficos da criação em um ambiente complexo (CE) começando com uma pesquisa inovadora pela Diamond e Rosenzweig (por exemplo, 1, 2) e Greenough (Por exemplo, 3, 4). CE foi demonstrada para ter um efeito positivo sobre inegáveis alterações sinápticas e celulares no cérebro 5, 6, 7. CE pode afectar uma multiplicidade de regiões do cérebro, incluindo o hipocampo 8, 9 e córtex visual 10, 11, estriado ventral 12, 13, bemcomo função neuroimune ampla-cérebro (revisto em 14). Interesse particular tem desenvolvido a partir dos estudos sobre hipocampo quando foi demonstrado que a CE, pode aumentar a taxa de sobrevivência de células de grânulos de nascidos de adultos do giro denteado através de plasticidade dendrítica 9, 13. Este último ponto reuniu muito interesse devido ao crescente corpo de literatura indicando que o exercício cardiovascular promove neurogênese adulta, tanto no cérebro saudável e danificou 15, 16, 17, 18. Execução de rodas (W) é um fácil de implementar forma de atividade cardiovascular voluntário que tem sido mostrado para ser benéfico em modelos de roedores de distúrbios neurológicos ou envelhecimento 17, 19, 20. WR afecta a expressão de factores de crescimento<html> tanto no sistema nervoso central e periférico 21, 22, 23. Combinando (subsequentemente) WR e CE numa &quot;superintervention&quot; (WR-CE) (isto é, 12 dias de WR seguido por 30 dias em CE) proporciona um aumento robusto em adultos neurogenesis hipocampo e aumento da sobrevivência das células recém-proliferadas 8, o efeito que, no modelo animal de SAF não é alcançada pelos componentes individuais (ver abaixo). Desde ambos os componentes do WR-CE afectam uma diversidade de estruturas dentro do cérebro 13 (WR revisto em 22, CE revisto em 24), a execução dessa intervenção pode ser facilmente aplicada a modelos de roedores de ambos os modelos início da vida de desenvolvimento e posteriores do neurológica impairment (por exemplo, álcool exposição neonatal, envelhecimento, estresse precoce). nt &quot;&gt; Integração da WR-CE nos períodos adolescente e início de adultos (ou seja, dias pós-natal 30 - 72) pode melhorar alguns dos efeitos negativos de um modelo de rato de perturbações do espectro do alcoolismo fetal (FASDs) 8 Uma coleção de estudos. demonstraram que os roedores expostos ao álcool a partir do dia pós-natal (PD) de 4 a 9 de exibição déficits significativos em medidas neuroanatómicos como complexidade dendrítica 25, o desenvolvimento do cerebelo 26, 27 e capacidade de resposta neuroimmune 28, bem como manifestações de prejuízo no aprendizado e na memória 29, 30, 31 . Mesmo uma quantidade reduzida de exposição ao álcool dentro desta janela de tempo (ou seja, PD 7 a 9) pode levar a déficits de aprendizagem e memória em ratos adolescentes e adultos 32 enquanto algumas estruturas já não vê sigimpairment neuroanatômica signi- 27. Muitos desses déficits -, além de deficiências comportamentais em tarefas dependentes do hipocampo - foram atenuados após a exposição a este paradigma WR-CE 8, 33 ou WR sozinho 25, 31. Embora WR sozinho tem sido amplamente utilizada uma intervenção, a combinação de WR-CE ainda não foi utilizado na literatura, apesar da sua capacidade de manter os benefícios relativamente mais curto prazo de WR 8. Este artigo irá discutir a implementação da intervenção WR-CE durante a adolescência. Embora este paradigma é usado no contexto da exposição precoce álcool pós-natal, que pode ser introduzido para vários modelos de roedores para avaliar o potencial para o cérebro neuroplasticidade nos modelos de perturbações cerebrais.

<table><tbody><tr><td>Fêmea grávida Long Evans Rats</td><td>Envigo (Anteriormente: Harlan, Inc.)</td><td></td><td>O tamanho médio da ninhada é de 8 a 10 filhotes</td></tr><tr><td>Black India Ink</td><td>Higgins (Chartpak, Inc.)</td><td>44201</td><td></td></tr><tr><td>Seringas e agulhas de injeção</td><td>Becton, Dickinson and Company (BD)</td><td>Sortido</td><td>Para injeção de tinta de marcação de patas, administração de solução de álcool de leite</td></tr><tr><td>Ear Punch</td><td>Kent Scientific Corporation</td><td>INS750076</td><td></td></tr><tr><td>Running Wheels</td><td>Wahmann Labs</td><td></td><td>Wahmann Running Wheel é descontinuado. Um por gaiola.</td></tr><tr><td>Gaiola EC</td><td>Gaiolas de Martin, Inc.</td><td>R-695</td><td></td></tr><tr><td>Brinquedos EC Pequenos</td><td>Sortidos</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Brinquedos EC</td><td>Sortidos</td><td></td><td>Devem caber 1 - 2 ratos dentro/em cima do objeto</td></tr><tr><td>Brinquedos EC Grandes</td><td>Sortidos</td><td></td><td>Devem caber 3 ou mais ratos dentro/em cima do objeto</td></tr></tbody></table>

corrida roda e complexidade ambiental como uma intervenção terapêutica em um modelo animal de fasd

Wheel Running and Environmental Complexity as a Therapeutic Intervention in an Animal Model of FASD

O exercício aeróbico (por exemplo, roda de corrida (WR) amplamente utilizado em pesquisas com animais) impacta positivamente muitas medidas de potencial neuroplastic no cérebro, tais como taxas de neurogênese adulta, angiogênese e expressão de factores neurotróficos em roedores. Esta intervenção também foi mostrado para mitigar os aspectos comportamentais e neuroanatômicos de os impactos negativos da teratogens (ou seja, a exposição de desenvolvimento a álcool) e neurodegeneração relacionada com a idade em roedores. complexidade Ambiental (CE) foi mostrado para produzir inúmeros benefícios neuroplásticas em estruturas corticais e sub-corticais e pode ser acoplado com a roda de corrida para aumentar a proliferação e sobrevivência de novas células do hipocampo de adulto. A combinação destas duas intervenções fornece um &quot;superintervention&quot; robusto (WR-CE), que pode ser implementada numa variedade de modelos de roedores de distúrbios neurológicos. Vamos discutir a implementação de WR / CE e seu constituinteintervenções para utilização como uma intervenção terapêutica mais forte em ratos utilizando o modelo animal de exposição pré-natal ao álcool em humanos. Também vamos discutir quais elementos dos procedimentos são absolutamente necessários para as intervenções e quais podem ser alterados dependendo da pergunta ou instalações do experimentador.

A fim de avaliar o efeito da intervenção super, temos de olhar para os efeitos de cada um dos seus elementos constitutivos - WR e CE - em nossas medidas de interesse. As Figuras 1 a 3 (abaixo) apareceu em uma publicação anterior utilizando este paradigma 8. Figura 4 apareceu em uma tese de doutoramento 36. Estes dados ilustram o impacto da WR-CE sobre a neurogênese adulta hipocampal no giro...

O exercício cardiovascular e estimulantes experiências em um ambiente complexo ter benefícios positivos em várias medidas de neuroplasticidade dentro do cérebro de roedores. Este artigo irá discutir a implementação destas intervenções como um &quot;superintervention&quot;, que combina corrida roda e complexidade ambiental e abordará as limitações dessas intervenções.

Corrida roda e complexidade ambiental como uma intervenção terapêutica em um modelo animal de FASD

Aerobic exercise (e.g., wheel running (WR) extensively used in animal research) positively impacts many measures of neuroplastic potential in the brain, ...

O objetivo geral desta intervenção comportamental é aumentar a estimulação ambiental de roedores de laboratório por meio da exposição ao exercício cardiovascular voluntário e à complexidade ambiental em um ambiente de laboratório controlado. Essa técnica pode ajudar a responder a perguntas-chave no campo da reabilitação e neuroplasticidade. Destaca a importância do exercício social e dos comportamentos exploratórios no desenvolvimento neurológico na adolescência e na manutenção da saúde na idade adulta.A principal vantagem deste procedimento é que combina o exercício e a complexidade ambiental de forma sinérgica, e permite a interpretação de cada um dos componentes separadamente, se necessário. Para iniciar o experimento, coloque os filhotes de ratos desmamados em uma gaiola apropriada e certifique-se de que eles sempre tenham livre acesso a comida e água. Uma semana depois, no dia 30 de seu desenvolvimento, mova metade dos ratos para gaiolas de exercícios com rodas de corrida.Cada roda de corrida deve ter um contador de rotações e ser de livre acesso. No mesmo dia, pesar todos os ratos. Todos os dias seguintes, à mesma hora, verifique o número de rotações nas rodas de corrida.No d

wheel-running-environmental-complexity-as-therapeutic-intervention-an

Research

JoVE Journal

Behavior

Comportamento

Inchworming é um movimento de escavação síncrona altamente repetitivo exibido pelo BTBR T + ITPR 3TF / J (BTBR) camundongos quando colocado em uma gaiola de testes com roupa de cama de serragem suficiente. O procedimento é uma modificação do protocolo de interacção social, juvenil e é utilizado aqui para avaliar estereotipias motoras repetitivas relevantes para Transtorno do espectro do autismo.

Inchworming: A Novel Motor Estereotipia no BTBR<em&gt; T<sup&gt; +</sup&gt; Itpr3<sup&gt; Tf</sup</em&gt; / J Rato modelo de autismo

Aqui apresentamos um protocolo para induzir anorexia baseada em atividade (ABA) em camundongos adolescentes fêmeas. ABA é uma condição de hiperatividade evocada pela imposição de restrição alimentar a roedores com acesso a uma roda de corrida. Esse fenômeno está sendo usado como modelo para estudar a neurobiologia subjacente da anorexia nervosa.

Usando a Anorexia Rodent modelo baseado em atividades para estudar a base neurobiológica da Anorexia Nervosa

Para investigar a doença co-mórbida de Alzheimer (DA) ea condição acidente vascular cerebral em um novo modelo, três tarefas de comportamento estão descritos que avaliar tanto o controle motor e comportamentos cognitivos. Essas tarefas incluem a tarefa beam-pé, a tarefa cilindro e Morris labirinto de água.

Motor e hipocampo aprendizagem espacial Dependente e Avaliação de Memória de Referência em um rato transgénico modelo da doença de Alzheimer com AVC

Este estudo apresenta um sistema de mobilidade animais inovadora à base de roda de corrida para quantificar uma atividade efetivo exercício em ratos. Um testbed ideal para rato é construído, usando uma curva de aceleração adaptativa predefinido, e uma alta correlação entre a taxa de efetivo exercício eo volume de infarto sugere o potencial do protocolo para experiências de prevenção de acidente vascular cerebral.

Um mecanismo baseado em roda de corrida inovadora para melhorar o desempenho Rat Formação

Este protocolo demonstra nosso modelo de formação baseado na atividade locomotora esteira para ratos com lesão medular (SCI). Está incluído tanto quadrúpedes e somente membro anterior de grupos, além de dois tipos distintos de grupos de controle não-treinados. Os investigadores são capazes de avaliar os efeitos do treinamento em ratos SCI usando este protocolo.

Treinamento baseado em atividade em uma esteira com medula espinhal ferido de ratos Wistar

Protocolos são apresentados para avaliar os efeitos autônomos e comportamentais do movimento passivo em roedores usando movimento vertical do elevador e rotação de roda gigante.

Avaliando os efeitos autônomos e comportamentais do movimento passivo em ratos usando movimento vertical do elevador e rotação de roda-gigante

Este procedimento descreve um modelo de treinamento de resistência de roda de corrida carregado progressivo traduzível em camundongos. A principal vantagem desse modelo de treinamento resistido é que ele é totalmente voluntário, reduzindo assim o estresse para os animais e a carga sobre o pesquisador.

Um modelo de roda de corrida simples e barato para treinamento de resistência progressiva em camundongos

Apresentamos um protocolo para o uso do agulhamento subcutâneo de Fu em um modelo de lesão por constrição crônica para induzir dor no nervo ciático em ratos.

Eficácia do Agulhamento Subcutâneo de Fu na Dor do Nervo Ciático: Alterações Comportamentais e Eletrofisiológicas em Modelo de Lesão por Constrição Crônica em Rato

Modelos de roedores são ferramentas valiosas para estudar comportamentos centrais relacionados ao transtorno do espectro do autismo (TEA). Neste artigo, expomos dois testes comportamentais para modelar as principais características do TEA em camundongos: auto-limpeza, que avalia o comportamento repetitivo, e o teste de interação social de três câmaras, que documenta deficiências sociais.

Estratégias para avaliar comportamentos semelhantes aos autistas em camundongos

Este protocolo descreve um modelo voluntário eficaz de corrida de rodas que pode ser implementado em vários contextos de pesquisa. Ao contrário de outros modelos de execução voluntária, esse método evita o isolamento enquanto rastreia métricas de execução em mouses individuais.

Rastreando métricas de corrida individuais em camundongos usando um protocolo voluntário de corrida de roda que minimiza o isolamento social

O presente estudo descreve um teste de comportamento motor fino para examinar déficits motores em modelos de roedores, incluindo o rato TgF344-AD, usando aprendizado de máquina.

Uma tarefa motora fina para estudar a cinemática articular em um modelo pré-clínico de doença neurodegenerativa

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