Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Мышь Модель усталости, индуцированный Peripheral Облучение

7.6K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/55145

⸱

17 марта 2017 г.

 ,  ,  , 
1Symptom Biology Unit, National Institute of Nursing Research, National Institutes of Health, 2Murine Phenotyping Core, National Heart, Lung, and Blood Institute, National Institutes of Health

В этой статье

Краткое содержание

Мы опишем метод с использованием целевого периферийного облучения, чтобы вызвать усталость, как поведение у мышей. Выбранная нелетального доза облучения приводит к недельным сокращению добровольного колесного хода деятельности.

Аннотация

усталость, связанных с раком (ХПН) является огорчает и дорогостоящим условием, что часто влияет на пациентов, получающих лечение рака, включая лучевую терапию. Здесь мы опишем метод с использованием целевого периферийного облучения, чтобы вызвать усталость, как поведение у мышей. При наличии соответствующего экранирования, облучение цели нижней части живота / тазовой области мыши, избавляя мозг, в попытке смоделировать лучевую терапию, полученные физическими лицами с тазовыми видов рака. Мы доставить дозу облучения, которая достаточна, чтобы вызвать усталость поведение как у мышей, измеренных с помощью добровольного колесного хода деятельности (VWRA), не вызывая при очевидной заболеваемости. Так как колесо, идущее является нормальным, волевое поведение у мышей, его использование должно быть немного сбивающий влияние на других поведенческих тестов или биологических мер. Следовательно, колесо, идущее может быть использован в качестве возможного оценки результата в понимании поведенческих и биологических коррелятов усталости. CRF является сложным условием при частом соболезненности, и, вероятно, имеет причины, связанные как с раком и его различных методов лечения. Методы, описанные в данной работе, могут быть использованы для исследования изменений радиационные, которые вносят вклад в развитие ХПН и, в более общем плане, для изучения биологических сетей, которые могут объяснить развитие и сохранение периферийно-триггерным но центрально-ведомой поведение как усталость ,

Введение

Усталость , связанных с раком (ХПН) является огорчает и дорогостоящим условием , что часто влияет на пациентов , получающих лечения рака 1. Усталость не является ни пропорциональна недавней активности , ни облегчены покоя, и это связано с широким спектром нарушений , связанных с настроением, мотивации, внимания, и познанием 2. Биологические причины ХПН неизвестны, хотя и было показано , во многих случаях, коррелирует с воспалением и цитокин уровнях, и в некоторых случаях с уровнем гемоглобина и функции различных систем гормонов (см Saligan и др. 3 для обзора биологической исследования CRF).

Контролируемые исследования с использованием животных моделей необходимы для понимания поведения и биологии, связанный с этим сложным условием. В то время как опухоли , связанные с 4 или химиотерапии , связанных с 5, 6 жираigue была изучена в моделях на грызунах, этиология CRF может быть лечение конкретного. Для исследования ХПН , связанные с лучевой терапией, наша группа недавно разработала модель мыши облучения , вызванной усталостью 7. В отличие от существующих моделей CRF , связанных с мозгом или общее облучение тела 8, 9, эта модель исследует , как изменение в центрально-ведомой поведение, как усталость, может быть вызвано периферически целевой процедуры облучения.

Процедура, описанная здесь, предназначена для моделирования лучевой терапии вводят пациентам с тазовой раком, с использованием свинца экранирование для целевой нижней части живота / тазовой области с облучением. Тем не менее, путем модификации свинцовой защиты или его размещение по отношению к экспериментальным животным, эта процедура может быть приспособлена для моделирования облучение других частей тела. Добровольное колесо выполняющихся активность (VWRA) используется для измерения усталости как behavioр; потому что это добровольное и нормальное поведение 10, он должен позволять одновременное использование других поведенческих и биологических тестов. Мы обнаружили , что периферическое облучения достаточна для снижения VWRA у мышей , не вызывая откровенного заболеваемости 7. Дальнейшие эксперименты с этой моделью может помочь выявить эффекты периферического облучения на иммунную и других биологических сигналов, а также вниз по течению изменений в центральной нервной системе, которые могут производить дефицита при ХПН.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Заявление по этике: Данное исследование было одобрено Национальным институтом здоровья (NIH) уходу и использованию животных комитета. Все исследователи, принимающие участие в обработке животных и измерения результатов исследования были должным образом обучены НИЗ Управления уходу и использованию животных и Национального сердца, легких и крови институт мышиной Фенотипирование Core. Все аспекты испытаний на животных, жилье и условия окружающей среды , используемые в данном исследовании , были в соответствии с Руководством по уходу и использованию лабораторных животных 11.

1. Корпус и экспериментальных животных

Примечание: Дом мужчина C57BL / 6 мышей (примерно пять недель по прибытии) в индивидуальном порядке в течение всего эксперимента и обеспечить вволю доступ к пище и воде. Все клетки сохраняются на 12:12 ч свет-темнота цикла с легкой фазы, начиная с 6 утра и темной фазы в 6 часов вечера.

  1. Определить мышей и назначать их индивидуальным стандартным Вытяжкаd мыши садках. Разрешить 24 ч после процедуры идентификации для восстановления.
    Примечание: Хвост татуировки рекомендуется в качестве средства идентификации, чтобы исключить возможность того, что ушная бирка может попасть в ходовое колесо. Татуировка номер на хвосте каждой мыши, с номером на хвосте, соответствующего номеру написанный на клетке мыши.
  2. Разрешить мыши, чтобы акклиматизироваться в их клетки по крайней мере еще три дня, обработку каждой мыши на медленном огне в течение трех минут в день.

2. Запуск колеса акклиматизации и базовой линии

  1. Введем мышей отдельных VWRA клеток, каждая из которых оснащена ходовое колесо, соединенного с электронным счетчиком для непрерывной записи.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Все колеса установлены счетчики на подключение к компьютеру через единый интерфейс USB (см список материалов). Компьютерная программа вычисляет количество оборотов колеса, пройденного расстояния, а средняя скорость по каждому указанному интервалу времени указанного общего duratioп. После остановки записи, данные автоматически сохраняются как в виде текста и в виде электронных таблиц.
  2. Инициировать запись VWRA через интерфейс компьютерного программного обеспечения. Установите записи интервалы в один час и продолжительность, по крайней мере в течение пяти дней. Продолжить запись VWRA по крайней мере в течение пяти дней.
    Примечание: В конце стадии 2.2, все мыши, должны достичь относительно постоянной количества суточного колесо, идущее деятельности. Если нет, то выявить и исключить любые выбросы.
  3. Остановка VWRA записи через интерфейс программного обеспечения, и вернуть мышей их стандартные клетки, описанные в шаге 1.1 (клетки без ходовых колес).
  4. Перемешайте мышей в любой фиктивным-облученного управления или облучаемых групп.

3. Облучение

Примечание: Выполните следующие действия для всех мышей в обеих группах, один раз в день в течение трех последовательных дней. Treat мышей в том же порядке, каждый день.

  1. Обезболить каждой мыши путем внутрибрюшинной инъекциикетамина (100 мг / кг) и ксилазина (10 мг / кг) смеси.
  2. Подтверждение анестезии с пальца щепоткой и использовать мазь на глаза, чтобы предотвратить сухость под наркозом.
  3. Передача под наркозом мышь в свинцовый устройство экранирования. Расположите мышь в экранированием, так что только в нижней части живота / тазовой области подвергается.
    Примечание: Экран состоит из двух свинцовых "коробки" с узким открытым пространством между ними , что позволяет радиационного облучения небольшой, целевой области мыши (рисунок 1).
  4. Используйте медицинскую ленту, чтобы закрепить основание хвоста мыши в положении внутри экранирования.
    Примечание: Шаг 3.4 не является обязательным, но это может помочь гарантировать, что положение мыши не изменяется в течение следующего шага.
  5. Транспортировка устройства экранирования в облучателя, гарантируя, что положение животного в экранировании поддерживается.
  6. Если мышь находится в группе облучения, доставить 800 сГр в досе скорость около 110 сГр / мин. Если мышь находится в контрольной группе фиктивным-облучения, оставьте мышь в неактивном облучателя для эквивалентного времени.
    Примечание: Оптимальные настройки облучателя будет зависеть от конкретного устройства. Мощность дозы 110 сГр / мин доставлен из 137 источника цезий является центральной дозы облучателя , используемого здесь. Время экспозиции доводили до достижения желаемой суммарной дозы 800 сГр.
  7. Отключив мышь от облучателя и экранирования, а затем вернуть его в исходное, стандартной клетке, упомянутой в пункте 1.1.
  8. Постоянно следить за мышь, пока он не пришел в сознание достаточное для поддержания грудины лежачее.

4. Радиационный Усталость измерения

  1. На следующий день после завершения трех последовательных дней облучения, передают мышей в их индивидуальные клетки VWRA, описанные на стадии 2.1.
  2. Запись VWRA, как описано в пункте 2.2, за исключением того, здесь установкой записипродолжительность более чем 15 дней. В конце 15 дней, необходимо вручную остановить VWRA записи через интерфейс программного обеспечения.
    Примечание: Данные каждого периода записи автоматически сохраняются в виде электронных таблиц, каждая из которых включает в себя поворот, расстояния и измерения скорости для всех животных (столбцов) и на всех интервалов (строк) в течение всего срока записи. В конце эксперимента, есть две таблицы, генерируемые программным обеспечением записи: один для дорадиационного VWRA, и один для пост-облучения VWRA.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Три партии мышей проводили по протоколу, описанному выше. Были в общей сложности 16 притворство и 20 облученной (2400 сГр, 3 х 800 / день сГр) мышей. После трех последовательных дней облучения облученный группа показала значительно снижается по сравнению с VWRA притворство (смешанные повторные измерения ANOVA: основной эффект обработки облучением, F 1,13 = 19.233, р <0,001). Эффект был значительным в течение первых семи дней после облучения (простые основные эффекты, р <...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Мы описали протокол с использованием целевого периферийного облучения, чтобы вызвать снижение VWRA у мышей без путая заболеваемости и смертности. Важно отметить, что простое экранирование устройство позволяет облучения в данном протоколе для целевой желаемый регион последовательно, имитируя процедуры облучения, полученные от пациентов с тазовой раком. В отличие от существующих моделей CRF , связанных с мозгом или общее облучение тела 8, 9, эта модель исследует ,...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Это исследование было поддержано Отделом Intramural исследований, Национальный институт медсестер исследований Национального института здоровья.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Мишель Аллен из Национального сердца, легких и крови институт (NHLBI) Национальных Институтов Здоровья (NIH) для щедро делится своим опытом в мышиных методами фенотипирования и за ее постоянной технической помощи, а также для Тимоти Хант NHLBI за помощь в разработке устройства экранирования. Это исследование проводится при поддержке Отдела Intramural исследований Национального института исследований по уходу за больными НИЗ, а также часть судебного процесса валидации поддерживается грантом онкологии медсестер общества Фонд.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
C57BL/6 MiceCharles RiverКод штамма 027 (http://www.criver.com/products-services/basic-research/find-a-model/c57bl-6n-mouse)
Ketamine HClPutney100 мг/мл стоковый раствор
Xylazine HClLloyd Laboratories100 мг/мл стоковый раствор
Система для татуировки грызуновAIMSATS-3http://animalid.com/lab-animal-identification-systems/ats-3-general-rodent-tattoo-system
Свинцовое экранирующее устройство(изготовлено по индивидуальному заказу)Свинцовое экранирование толщиной в один дюйм, организованное в виде двух коробок с зазором толщиной в один дюйм между ними для целенаправленного облучения
Контейнер для защиты из плексигласа(изготовлен на заказ)Контейнер из плексигласа, наполненный пенополистиролом. Вырезы из пенополистирола удерживают свинцовый экран на месте.
GammaCell 40 ExactorBest Theratronicshttp://www.theratronics.ca/product_gamma40.html
диск RAD UltraBest Theratronicshttp://www.theratronics.ca/product_rad.html
мышь Single Activity Wheel ChamberLafayette Instrument Company#80820http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=980
Счетчик колес активности для Компьютерный мониторингLafayette Instrument Company#86061http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1052
модульный кабель для счетчиков колесLafayette Instrument Company#86051-7http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1046
USB-интерфейс компьютера для активности счетчиков колесLafayette Instrument Company#86056Ahttp://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1047
Программное обеспечение для монитора колеса активностиLafayette Instrument Company#86065http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1053

Ссылки

  1. Minton, O., et al. Cancer-related fatigue and its impact on functioning. Cancer. 119, Suppl 11. 2124-2130 (2013).
  2. Bower, J. E. Cancer-related fatigue--mechanisms, risk factors, and treatments. Nat Rev Clin Oncol. 11 (10), 597-609 (2014).
  3. Saligan, L. N., et al. The biology of cancer-related fatigue: a review of the literature. Support Care Cancer. 23 (8), 2461-2478 (2015).
  4. Norden, D. M., et al. Tumor growth increases neuroinflammation, fatigue and depressive-like behavior prior to alterations in muscle function. Brain Behav Immun. 43, 76-85 (2015).
  5. Ray, M. A., Trammell, R. A., Verhulst, S., Ran, S., Toth, L. A. Development of a mouse model for assessing fatigue during chemotherapy. Comp Med. 61 (2), 119-130 (2011).
  6. Zombeck, J. A., Fey, E. G., Lyng, G. D., Sonis, S. T. A clinically translatable mouse model for chemotherapy-related fatigue. Comp Med. 63 (6), 491-497 (2013).
  7. Renner, M., et al. A murine model of peripheral irradiation-induced fatigue. Behav Brain Res. 307, 218-226 (2016).
  8. Van der Meeren, A., Lebaron-Jacobs, L. Behavioural consequences of an 8 Gy total body irradiation in mice: Regulation by interleukin-4. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 79 (2), 140-143 (2001).
  9. York, J. M., et al. The biobehavioral and neuroimmune impact of low-dose ionizing radiation. Brain Behav Immun. 26 (2), 218-227 (2012).
  10. Meijer, J. H., Robbers, Y. Wheel running in the wild. Proc Biol Sci. 281 (1786), (2014).
  11. The Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , 8th Edition, National Research Council of the National Academies. (2011).
  12. Heredia, L., Torrente, M., Domingo, J. L., Colomina, M. T. Individual housing and handling procedures modify anxiety levels of Tg2576 mice assessed in the zero maze test. Physiol Behav. 107 (2), 187-191 (2012).
  13. Varty, G. B., Paulus, M. P., Braff, D. L., Geyer, M. A. Environmental enrichment and isolation rearing in the rat: effects on locomotor behavior and startle response plasticity. Biol Psychiatry. 47 (10), 864-873 (2000).
  14. Pham, T. M., Brene, S., Baumans, V. Behavioral assessment of intermittent wheel running and individual housing in mice in the laboratory. J Appl Anim Welf Sci. 8 (3), 157-173 (2005).
  15. Knab, A. M., et al. Repeatability of exercise behaviors in mice. Physiol Behav. 98 (4), 433-440 (2009).
  16. Novak, C. M., Burghardt, P. R., Levine, J. A. The use of a running wheel to measure activity in rodents: relationship to energy balance, general activity, and reward. Neurosci Biobehav Rev. 36 (3), 1001-1014 (2012).
  17. Mineur, Y. S., Belzung, C., Crusio, W. E. Effects of unpredictable chronic mild stress on anxiety and depression-like behavior in mice. Behav Brain Res. 175 (1), 43-50 (2006).
  18. Perhach, J. L. Jr, Barry, H. 3rd Stress responses of rats to acute body or neck restraint. Physiol Behav. 5 (4), 443-448 (1970).
  19. Iwakawa, M., et al. Different radiation susceptibility among five strains of mice detected by a skin reaction. J Radiat Res. 44 (1), 7-13 (2003).
  20. Travis, E. L., Peters, L. J., McNeill, J., Thames, H. D. Jr, Karolis, C. Effect of dose-rate on total body irradiation: lethality and pathologic findings. Radiother Oncol. 4 (4), 341-351 (1985).
  21. Duran-Struuck, R., Dysko, R. C. Principles of bone marrow transplantation (BMT): providing optimal veterinary and husbandry care to irradiated mice in BMT studies. J Am Assoc Lab Anim Sci. 48 (1), 11-22 (2009).
  22. Duran-Struuck, R., et al. Differential susceptibility of C57BL/6NCr and B6.Cg-Ptprca mice to commensal bacteria after whole body irradiation in translational bone marrow transplant studies. J Transl Med. 6, 10(2008).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Индукция утомлениядобровольный бег в колеселучевая терапияраковая усталостьсвинцовое экранированиепротокол анестезииизмерение VWRAимитационное облучение
Мышь Модель усталости, индуцированный Peripheral Облучение
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.