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

Методическая статья

Крыса модель Центральной усталости, с использованием модифицированных несколько метод платформы

8.9K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/57362

⸱

14 августа 2018 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1School of Traditional Chinese Medicine, Beijing University of Chinese Medicine, 2Department of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine, West China Hospital, Sichuan University, 3Institute of Tibetan Medicine, Tibetan Traditional Medical College

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

Здесь мы представляем протокол представить модель крыса Центральной усталости, используя измененный метод множественные платформы (MMPM).

Аннотация

В этой статье, мы ввели крысы модель Центральной усталость, используя измененный метод множественные платформы (MMPM). Поле несколько платформа была разработана как резервуар для воды с узкими платформ на дне. Модели крыс были введены в бак и стоял на платформах для 14 h (18:00-8:00) в день в течение 21 дней подряд, с пустой элемент управления группой для контраста. В конце моделирования крысы в группе модель показал очевидное усталый вид. Для оценки модели, мы провели несколько поведенческие тесты, включая открытое поле тест (часто), повышенный плюс лабиринт (EPM) и испытания на исчерпывающий плавательный (ES). Результаты показали что тревога, нарушение пространственного познания, производительность бедных мышцы и отказался добровольной деятельности, представлены в модели крыс подтвердить диагноз Центральной усталости. Изменения центральной нейротрансмиттерами также проверить результат. В заключение модель успешно имитировать Центральной усталость, и будущие исследования с моделью может помочь выявить патологический механизм заболевания.

Введение

Усталость является одним из основных факторов, угрожающих здоровью человека1. В последние десятилетия различные исследования доказали, что усталость периферийно срабатывает, но централизованно управляемых и всегда сопровождается эмоциональные и когнитивные расстройства. Итальянского физиолога A. Mosso впервые предложил слово Центральной усталость2. Он обычно определяется как ограниченный добровольной деятельности и познания расстройство из-за дисфункции передачи импульса центральной нервной системы (ЦНС)3. По сравнению с периферической мышечной усталости, Центральный усталость подчеркивает изменения в ЦНС, а также последующего эмоционального/поведенческих беспорядков, включая депрессии, тревоги, познание обесценения и потеря памяти. Одно из исследований показывает, что многие факторы могут вызвать Центральной усталость, среди которых чрезмерной физической активности и психического стресса являются весьма необходимым4. Что касается патогенеза теории как триптофан Кинуренин путь гипотеза5 объяснить изменения в определенных путей; Однако более углубленные исследования по-прежнему обязаны выявить корреляции Центральной периферической Центральной усталости.

Как основной механизм центральной усталости до сих пор неясно, эффективную модель животных является весьма важным для дальнейших исследований. Существующие модели усталость главным образом вызвано чрезмерное упражнения, как беговые дорожки6 и загружен вес плавательный7, с мало заботит о психических факторов. Чтобы лучше имитировать развития Центральной усталость, наша группа разработала модель Крыса с MMPM. Во время процесса моделирования крысы стоять на узкие платформах в поле несколько платформа для долгих часов, включая часть времени сна. Отличается от модели чрезмерное упражнения, MMPM модель использует лишение сна в частично как фактор психического при рассмотрении сложных патогенеза Центральной усталости.

Для оценки модели мы используем часто и EPM тесты для определения тревоги настроение и добровольной деятельности. ES испытание проводится для определения производительности периферические миорелаксанты. Кроме того, мы принимаем мозга крысы и обнаруживать допамина (DA) / содержание серотонина (5-HT) в обоих hypothalamuses наблюдать различия Центральный нейромедиатор.

Протокол, представленные ниже предназначен для модели Центральной усталости, вызванных неоднократные физической активности и недостаток сна, подражая общее состояние в жизни человека. Однако регулируя продолжительность модель, он может использоваться во многих других областях, как наблюдение и стресс исследования сна. В будущем исследования, мы надеемся, что эта модель поможет обнаружить больше ЦНС изменений и их связь с периферической системы, выявить механизму патогенеза Центральной усталости.

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

Протокол

Все животные были сохранены в соответствии с руководящими принципами китайского законодательства об использовании этические и заботиться о лабораторных животных.

1. Предварительное моделирование подготовка

  1. Подготовка лабораторных
    1. Запустите УФ-лампа для по крайней мере 30 минут до эксперимента.
    2. Управление лабораторной температуре 25 ± 3 ° C и относительной влажности воздуха около 30%.
    3. Включите лаборатории света в 6:00 и в 18:00 учредить 12 h/12 h свет/темно цикла выключить его.
  2. Конструкция коробки множественные платформы
    1. Постройте непрозрачный полиэтиленовый резервуар без крышки 110 × 60 × 40 см3.
    2. Исправить пятнадцать круговыми платформ (h = 8 см, d = 6,5 см) в нижней части бака, которые упорядоченно распространять в три строки и пять столбцов. Оставьте достаточно места между каждой платформы, примерно 10 см между столбцами и 13 см между рядами.
    3. Установить выход воды на боковой стороне бака и установить кран.
    4. Сделайте обложку железо-сетка для танка с коробкой пищи, висит на нем.
  3. Группировка и жилищного строительства крыс
    Примечание: Самцов крыс Wistar 8 недель старые, весом около 200-210 g, используются в эксперименте. Крысы живут в группах в ходе процесса моделирования.
    1. Численность крыс хвост корни с маркером.
    2. Взвешивание крыс, исключить чрезвычайно легкие или тяжелые из них и произвольно разделите остальные модели и управления группы.
    3. Аккуратно вставьте крысы чистые клетки и позволяют им акклиматизироваться в лабораторию для по крайней мере 3 дней. Обеспечить достаточное количество воды и продуктов питания.

2. Моделирование с MMPM

Примечание: Этот процесс начинается в 18:00 и заканчивается в 8:00 на следующий день, в общей сложности 14 ч в день, свыше 21 дня. Чтобы избежать вмешательства факторов, тот же человек не требуется проводить весь эксперимент, во время ношения же лаборатории пальто. 10 крыс Вистара используются в эксперименте.

  1. Установите резервуар на плоской поверхности, например, слово. Затем заполните бак с примерно 7 см теплой воды (25 ± 3 ° C), примерно в 1 см ниже плоские платформы.
  2. Подготовьте достаточно продуктов питания и напитков для всех крыс в баке за 1 день. Положить корм и воду в поле питания и повесьте его на обложке.
    Примечание: Некоторые умные крыс научиться отдыхать на блоке питания. Если это так, гнать их обратно в бак.
  3. Взять модель группа крыс из клетки, захватить их за хвост и положил их аккуратно в бак. Запуск всех крыс в воде вместо платформ, чтобы мотивировать их страх перед водой. Убедитесь, что каждый Крыса получает платформу, чтобы стоять на, в то время как крысы контрольной группы остаются в их оригинальных клеток с достаточно пищи и воды.
  4. Покрытие бака. Контролировать крыс, чтобы избежать случайного повреждения. Если крыса остается в воде для более чем 1 час без восхождение на платформу, выберите его из аквариума и удалить его из теста.
  5. После 14 h взять модель крыс из аквариума и высушите их волосы с сушилкой. Повторно Марк крыс хвосты, если оно исчезает. Вернуть их оригинальный клетки крыс и предоставить им достаточно пищи и воды.
  6. Очистите каждый уголок бака. Поднять одной стороне бака и откройте кран для оттока сточных вод.
  7. Стерилизовать резервуар с распылителем 75% этанола и подвергайте его воздействию УФ-излучения.

3. модель оценки: Поведенческие тест

Примечание: Все тесты выполняются в поведенческих лаборатории. Шум и дополнительный свет не разрешается во время выполнения теста избежать беспорядков. Если возможно используйте же лица для проведения каждого испытания. Темное Пальто и перчатки необходимы для признания серой шкалы в обработке изображений. Выполнение часто сначала как наименее влияет на поведение крыс.

  1. ЧАСТО
    1. Проверьте записи над открытые поля чтобы убедиться, что он правильно подключен к рабочей станции и охватывает каждый угол окна. Отрегулируйте освещение, чтобы устранить тени в поле.
    2. Переместите крысы в поведенческих лаборатории в их оригинальных клеток. Позвольте им акклиматизироваться для по крайней мере 1 час до испытания.
    3. Чистить и дезинфицировать поле с 75% этанола для обеспечения что нет экскременты или запах слева от предыдущих эксперимента.
    4. Удалить крысы из клетки, ее обратно и осторожно положил его в центральной области окна. Быстро отступить оружия из окна так, чтобы не блокировать выстрел.
    5. Введите номер крысы и начать запись. Граф и запись частоты крыса вертикальных мероприятий, включая воспитание и альпинизм.
    6. После 5 минут остановить запись, взять крыс из коробки и вернуть его в клетке.
    7. Повторите шаги 3.1.3 - 3.1.6 до тех пор, пока все крысы закончили тест.
  2. EPM
    1. Выполните шаги предварительной проверки и адаптационного как OFT (шаги 3.1.1 - 3.1.2).
    2. Удалить крысы из клетки, ее обратно и осторожно положил его на стыке часть два оружия. Земля крысы к левой открытой руки и быстро оставить так, чтобы не блокировать выстрел.
    3. Введите номер крысы и начать запись. Граф и запись частоты различных руку входов. Если крыса падает лабиринт в тесте, забрать его и отправить его обратно в лабиринте. Записать подробные сведения для анализа данных.
    4. После 5 минут остановить запись, взять крыс вне и вернуть его в клетке.
    5. Удалять экскременты и протрите лабиринт с 75% этанола, чтобы устранить запах бывший крыса.
    6. Повторите шаги 3.2.2 - 3.2.5 до тех пор, пока все крысы закончили тест.
  3. ES тест
    1. Заполните резервуар плавательный (70 × 30 × 110 см3) с теплой (25 ± 3 ° C) воды 80 см.
      Примечание: Если есть термостат в баке, температура воды устанавливается около 37 ° C, который похож на крысу температуры тела. Если нет, установите его до комнатной температуры для поддержания постоянной.
    2. Нагрузки для каждого Крыса с pin букетов и связать его осторожно на корню хвоста. Груз весит 10% массы крыса.
    3. Grab крыса, хвост и бросить его в плавательный танк. Если крысы сговор или цепляться за стены, отличает их и управлять их обратно в воду.
    4. Начало времени в момент, когда крысы положить в воду и остановка времени, когда он переполнен, который проявляется как неспособность бороться из воды с рот и нос под водой для более чем 10 s.
      Примечание: Иногда, истощения и утопление происходят внезапно. Будьте уверены иметь достаточное количество экспериментаторов для записи и сохранения животного в то же время.
    5. Удаление исчерпаны крыс из воды без прерывания работы других. Сухие волосы, заново пометить их числа и отправить их обратно к клетке.
    6. Меняйте воду в бак после завершения одной группы. После того, как сделали все крысы, пустые плавательный танк и чистить и стерилизовать его с этанолом и ультрафиолетового излучения.

4. модель оценки: Центральный нейромедиатор обнаружения

  1. Анестезировать Крыса с внутри брюшной полости для инъекций 10% хлораль гидрат (3 мл/кг), до тех пор, пока он находится в бессознательном состоянии.
  2. Обезглавить крыса.
  3. Сделать продольный разрез вдоль линии после медиальной, откройте черепной коробки для обеих сторон и разоблачить мозга. Переверните черепной коробки, удаление мозга и поставить мозг на мешок льда.
  4. Отделить и удалить гипоталамусе, который является ромбовидная область в центральной части основания головного мозга, которая имеет четкую границу с окружающих тканей. Поместите его в стерильную пробирку и заморозить жидким азотом. Храните все образцы в холодильнике-80 ° С.
  5. Определить содержание да и 5-HT в гипоталамусе, с помощью высокопроизводительных жидкостной хроматографии (ВЭЖХ)8.

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

Результаты

Мы описываем крысы модель Центральной усталости, с помощью MMPM. 24 крыс Вистара случайным образом разделены в контрольной группе и группе модель с 12 крыс в каждой группе. Модели аппарат предназначен как резервуар для воды с узкими платформ на дне (рис. 1). Крысы модель стоят на платформах 14 часов в день, включая частичное сна время, на 21 день (рис. 2).

Поведенческие...

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

Обсуждение

MMPM первоначально предназначена для сна лишений9. Крысы являются запускаемых в резервуар с водой с платформами, на нижней. Движимый инстинктивное страх перед водой, крыс стоять на платформах и происходит без сна. Исследование показывает, что различные часов лишения сна привести различные изменения в поведении крыс и настроение, включая признание обесценения10, отрицательные эмоции11и Центральный усталость. Некоторые исследователи доказывают, что хро...

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

Раскрытие информации

Авторы не имеют ничего сообщать.

Благодарности

Эта работа была поддержана фонд естественных наук в Пекине (No.7162124) и синь АО Фонд Пекинский университет китайской медицины.

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

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Резервуар для воды с несколькими платформами для лишения сна, он предоставлен нейроиммунологической лабораторией Пекинского университета китайской медицины110 см x 60 см x 40 см. Внизу расположены 15 пластиковых небольших платформ. Небольшая платформа имеет диаметр 6,5 см и высоту 8 см
Крысы Wistar ПекинWeitong Lihua Experimental Animal Technology Companyномер лицензии SYXK (Пекин) 2016-0011Используйте 32 здоровых самца крыс Wistar, 8 недель (200-210 г)
Agilent 1100LC высокопроизводительный жидкостный хроматограф Agilent  G1379A, G1311A, G1313A, G1316A   G1379A, G1311A тип хроматографический насос, автоматический пробоотборник G1313A, термобокс колонны G1316A Термохимический бокс для колонны
DECADE II SDC электрохимический электродголландской компаниистеклоуглеродный электрод, электрод сравнения Ag/AgCl, рабочие станции (Clarity CHS)
Высокоскоростная холодильная центрифуга Biofuge StratosHERAEUS
VCX130 ультразвуковой инструмент для гидроразрыва пластаSONICS
Разработка технологии электронных весов ACS-ZEAS, Пекин.Вес взвешиваемых крыс может быть точным до 0,1 г.
Кастомизация ящика открытого поля, он предоставлен нейроиммунологической лабораторией Пекинского университета китайской медициныдеревянный ящик открытого поля   100 см на 100 см х 40 см, внутренняя стена и дно как серый. Дно разделено на 25 квадратов равной площади, каждый из которых размером 20см х 20см, причем 16 сеток вдоль внешней стены являются внешними, а остальные 9 сеток центральными. Камера устанавливается над разделительной полосой.
Надземный плюс-лабиринтBeijing zhongshi dechuang technology development co. LTD.Раскрытые рукава и ближние рукава креста состоят из 30 см x 5 см x 15 см, а центральная область - 5 см x 5 см, с камерой, установленной над центром и высотой 45 см.
крысиное ведро для плавания.Zhenhua biological instrument equipment co., LTD. Аньхой, Китай.Объем пластикового барабана составляет 70 см х 30 см х 110 см, который используется для плавания крыс.
ТермометрShiya instrument co., LTD., Чанчжоу, Китай.Контроль температуры воды
Небольшой водяной насосXincheng technology co., LTD., Чэнду, Китай.Используется для аквариума с водой и плавания.
Поведенческое программное обеспечение Ethovition3.0.Нулдус, НидерландыАнализ измерений видео о поведении крыс.
ANTEC

Ссылки

  1. Ishii, A., Tanaka, M., Yamano, E., Watanabe, Y. The neural substrates of physical fatigue sensation to evaluate ourselves: a magnetoencephalography study. Neuroscience. 261, 60-67 (2014).
  2. Dalsgaard, M. K., Secher, N. H. The Brain at Work: A Cerebral Metabolic Manifestation of Central Fatigue? Journal of Neuroscience Research. 85 (15), 3334-3339 (2007).
  3. Chaudhuri, A., Behan, P. O. Fatigue in neurological disorders. The Lancet. 363, 978-988 (2004).
  4. Baston, G. Exercise-induced central fatigue: a review of the literature with implications for dance science research. Journal of Dance Medicine & Science. 17 (2), 53-62 (2013).
  5. Yamashita, M., Yamamoto, T. Tryptophan and Kynurenic Acid May Produce an Amplified Effect in Central Fatigue Induced by Chronic Sleep Disorder. International Journal of Tryptophan Research. 7, 9-14 (2014).
  6. Lee, S. W., et al. The impact of duration of one bout treadmill exercise on cell proliferation and central fatigue in rats. Journal of Exercise Rehabilitation. 9 (5), 463-469 (2013).
  7. Su, kY., et al. Rutin, a flavonoid and principal component of saussurea involucrata, attenuates physical fatigue in a forced swimming mouse model. International Journal of Medical Sciences. 11 (5), 528-537 (2014).
  8. Hashemi, F., Laufer, R., Szegi, P., Csomor, V., Kal ász, H., Tekes, K. HPLC determination of brain biogenic amines following treatment with bispyridinium aldoxime K203. Acta Physiologica Hungarica. 101 (1), 40-46 (2014).
  9. Machado, R. B., Hipo'lide, D. C., Benedito-Silva, A. A., Tufik, S. Sleep deprivation induced by the modified multiple platform technique: quantification of sleep loss and recovery. Brain Research. 1004 (1-2), 45-51 (2004).
  10. Alzoubi, K. H., Khabour, O. F., Tashtoush, N. H., AI-Azzam, S. I., Mhaidat, N. M. Evaluation of the Effect of Pentoxifylline on Sleep-Deprivation Induced Memory Impairment. Hippocampus. 23 (9), 812-819 (2013).
  11. Pires, G. N., Tufik, S., Andersen, M. L. Grooming analysis algorithm: Use in the relationship between sleep deprivation and anxiety-like behavior. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 41, 6-10 (2013).
  12. Yamashita, M., Yamamoto, T. Establishment of a rat model of central fatigue induced by chronic sleep disorder and excessive brain tryptophan. Japanese Journal of Cognitive Neuroscience. 15, 67-74 (2013).
  13. Arai, M., Yamazaki, M., Inoue, K., Fushiki, T. Effects of intracranial injection of transforming growth factor-beta relevant to central fatigue on the waking electroencephalogram of rats Comparison with effects of exercise. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 26 (2), 307-312 (2002).
  14. Han, C. X., et al. Distinct behavioral and brain changes after different durations of the modified multiple platform method on rats: An animal model of central fatigue. PloS One. 12 (5), e0176850(2017).
  15. Tang, X., Yang, L., Sanford, L. D. Individual variation in sleep and motor activity in rats. Behavioural Brain Research. 180 (1), 62-68 (2007).
  16. Stanford, S. C. The Open Field Test: reinventing the wheel. Journal of Psychopharmacology. 21 (2), 134-135 (2007).
  17. Ahn, S. H., et al. Basal anxiety during an open field test is correlated with individual differences in contextually conditioned fear in mice. Animal Cells and Systems. 17 (3), 154(2013).
  18. Costa, A. A., Morato, S., Roque, A. C., Tin ós, R. A computational model for exploratory activity of rats with different anxiety levels in elevated plus-maze. Journal of Neuroscience Methods. 236, 44-50 (2014).
  19. Liu, Z., Wu, Y., Liu, T., Li, R., Xie, M. Serotonin regulation in a rat model of exercise-induced chronic fatigue. Neuroscience. 349, 27-34 (2017).
  20. Foley, T. E., Fleshner, M. Neuroplasticity of dopamine circuits after exercise: implications for central fatigue. NeuroMolecular Medicine. 10 (2), 67-80 (2008).
  21. Leite, L. H., Rodrigues, A. G., Soares, D. D., Marubayashi, U., Coimbra, C. C. Central fatigue induced by losartan involves brain serotonin and dopamine content. Medicine & Science in Sports & Exercise. 42 (8), 1469-1476 (2010).

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

Перепечатки и разрешения

Теги

Крыса модель Центральной усталости, с использованием модифицированных несколько метод платформы
Свяжитесь с нами
Рекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.