Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

En rotte Model af Central træthed ved hjælp af en modificeret flere Platform metode

Published: August 14, 2018 doi: 10.3791/57362
Automatic Translation
*1, *1, *1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 3
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

Summary

Vi præsenterer her, en protokol til at indføre en rotte model af central træthed ved hjælp af den modificerede flere platform metode (MMPM).

Abstract

I denne artikel, vi indført en rotte model af central træthed ved hjælp af den modificerede flere platform metode (MMPM). Boksen flere Platform var udformet som en vandtank med smalle platforme på bunden. Model rotter blev sat ind i tanken og stod på platforme for 14 h (18:00-8:00) per dag for en 21 dage i træk, med en tom kontrolgruppen for kontrast. For enden af modellering rotter i modelgruppen viste en indlysende træt udseende. For at vurdere modellen, vi udførte flere adfærdsmæssige test, herunder feltet åben test (OFT), forhøjet plus labyrint (EPM) test og udtømmende svømning (ES) test. Resultaterne viste at angst, rumlige kognition værdiforringelse, dårlig muskel præstation, og afviste frivillig aktivitet præsenteres i model rotter bekræfte diagnosen af central træthed. Ændringer af de centrale neurotransmittere også efterprøvet resultatet. Afslutningsvis modellen med held simuleret central træthed, og fremtidige studie med model kan hjælpe afsløre de patologiske mekanisme af sygdommen.

Introduction

Træthed er en af de vigtigste faktorer, der truer menneskers sundhed1. I de seneste årtier, har forskellige undersøgelser vist, at træthed er perifert udløst men centralt-drevet, og altid ledsaget med følelsesmæssige og kognitive forstyrrelser. Italienske fysiologen A. Mosso først foreslået ordet Central træthed2. Det er generelt defineret som begrænset frivillig aktivitet og kognition værdiforringelse på grund af dysfunktion af impuls transmission i det centrale nervesystem (CNS)3. Sammenlignet med perifere muskeltræthed, fremhæver central træthed ændringer i CNS, samt de deraf følgende følelsesmæssige/adfærdsmæssige forstyrrelser, herunder depression, angst, kognition værdiforringelse og hukommelsestab. En undersøgelse viser, at mange faktorer kan fremkalde central træthed, blandt hvilke overdreven fysisk aktivitet og mental stress er temmelig uundværlig4. Med hensyn til patogenesen forklare teorier som tryptophan-kynurenine pathway hypotese5 ændringer i visse veje; mere dybdegående undersøgelser er dog stadig nødvendigt at afsløre de central-perifere korrelationer af central træthed.

Som den underliggende mekanisme af central træthed er stadig uklart, er en effektiv dyremodel ganske vigtigt for yderligere forskning. De eksisterende træthed modeller er for det meste induceret af overdreven motion, såsom løbebånd6 og vægt-loaded svømning7, med lidt bekymring på mentale faktorer. For at bedre simulere udviklingen af central træthed, udviklet vores gruppe en rotte model med MMPM. Under modelleringsprocessen blive rotter stående på de smalle platforme i boksen flere Platform for lange timer herunder del af sleep-tid. Forskellige fra overdreven motion modeller, MMPM model bruger delvis søvnmangel som mentale faktor i betragtning af den komplekse patogenesen af central træthed.

Til model evaluering bruger vi OFT og EPM testene til at bestemme angst stemning og frivilligt arbejde. ES-test udføres for at måle de perifere muskler ydeevne. Derudover vi tage rottens hjernen og registrere dopamin (DA) / serotonin (5-HT) indhold i begge hypothalamuses at iagttage de centrale neurotransmitter forskelle.

Protokollen præsenteres nedenfor er designet til model central træthed induceret ved gentagne fysisk aktivitet og mangel på søvn, efterligne en almindelig tilstand i menneskers liv. Men ved at justere model varighed, det kan bruges i mange andre områder, som i Søvnstudier observation og stress. I fremtidige forskning, vi håber, at denne model vil hjælpe med at opdage mere CNS ændringer og deres forbindelse med det perifere system, til at afsløre den patogenese mekanisme af central træthed.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle dyrene blev opretholdt i overensstemmelse med retningslinjerne i den kinesiske lovgivning på den etiske brug og pleje af forsøgsdyr.

1. før modellering forberedelse

  1. Laboratoriet forberedelse
    1. Køre UV lampe til mindst 30 min før forsøget.
    2. Styre lab temperatur på 25 ± 3 ° C og relativ luftfugtighed ca. 30%.
    3. Tænde lys kl 6:00 lab og slå det fra klokken 18:00 at etablere en 12 h/12 h lys/mørke cyklus.
  2. Flere Platform box konstruktion
    1. Konstruere et uigennemsigtigt plast tank uden en coverversion af 110 × 60 × 40 cm3.
    2. Fix 15 cirkulære platforme (h = 8 cm, d = 6,5 cm) på bunden af tanken, som ordentlig distribuere i tre rækker og fem kolonner. Efterlade tilstrækkelig plads mellem hver platform, ca 10 cm mellem kolonner og 13 cm mellem rækkerne.
    3. Angive en vand outlet på den laterale side af tanken og installere en vandhane.
    4. Gøre en jern-trådnet dækning for tanken med en føde kasse hængende på det.
  3. Gruppering og boliger rotter
    Bemærk: Wistar mandlige rotter på 8 uger gammel, vejer ca. 200-210 g, der anvendes i forsøget. Rotter lever i grupper under modelleringsprocessen.
    1. Nummer den rats' hale rødder med en tusch.
    2. Vejer rotter, udelukke den ekstremt lette eller tunge dem og opdele resten tilfældigt i model- og kontrolgrupper.
    3. Sætte rotter forsigtigt i de rene bure og tillade dem at acclimate til laboratoriet i mindst 3 dage. Yde tilstrækkelig vand og fødevareforsyningen.

2. modellering med MMPM

Bemærk: Processen starter kl 18:00 og slutter kl 8:00 den næste dag, for i alt 14 timer om dagen, mere end 21 dage. For at undgå interferens faktorer, er den samme person forpligtet til at gennemføre hele eksperimentet, mens iført den samme laboratoriekittel. 10 Wistar rotter anvendes i forsøget.

  1. Placer tanken på en flad overflade, fx, gulvet. Så fyld tanken med ca 7 cm varmt (25 ± 3 ° C) vand, ca. 1 cm under den flade platform.
  2. Forberede nok mad og drikke til alle rotter i tanken i 1 dag. Sætte foder og vand i boksen mad og hænge det på forsiden.
    Bemærk: Nogle smart rotter lære at hvile på boksen mad. I så fald skal du drive dem tilbage i tanken.
  3. Tage model gruppe rotter ud af buret, få fat i dem i halen, og læg dem forsigtigt ind i tanken. Lancere alle rotter i vandet i stedet for platforme til at motivere deres frygt for vand. Sørg for, at hver rotte får en platform at stå på, mens rotter af kontrolgruppen bo i deres oprindelige bure med tilstrækkelig mad og vand.
  4. Dække tanken. Overvåge rotter for at undgå utilsigtet skade. Hvis en rotte forbliver i vand til højst 1 h uden klatring på platformen, tage det ud af tanken og fjerne det fra testen.
  5. Efter 14 h, tage model rotter ud af tanken og tørre deres hår med en tørretumbler. Re-Mark rats' haler, hvis det svinder. Returnere rotterne til deres oprindelige bure og forsyne dem med tilstrækkelig mad og vand.
  6. Skyl hvert hjørne af tanken. Ophøje den ene side af tanken og åbne vandhanen for at udstrømning af spildevand.
  7. Sterilisere kampvogn med en 75% ethanol spray og udsætter det for UV-lys.

3. model vurdering: Adfærdsmæssige Test

Bemærk: Alle test udføres i den adfærdsmæssige lab. Støj og ekstra lys er ikke tilladt under prøven at undgå forstyrrelser. Hvis det er muligt, brug de samme personer til at udføre hver test. En mørk pels og handsker er påkrævet for grå skala anerkendelse i billedbehandling. Udføre OFT først da det har den mindste indvirkning på rotte adfærd.

  1. OFT
    1. Kontrollere optageren over boksen åben for at sikre det er sluttet korrekt til arbejdsstationen og dækker hvert hjørne af boksen. Justere belysning for at fjerne skygger i boksen.
    2. Flytte rotter ind i adfærdsmæssige laboratoriet i deres oprindelige bure. Muligt for dem at acclimate til mindst 1 time før prøven.
    3. Rengøre og desinficere boksen med 75% ethanol til at sikre, at der ikke ekskrementer eller lugt tilbage fra tidligere eksperiment.
    4. Fjerne en rotte fra buret ved ryggen og sætte det forsigtigt ind i det centrale område af boksen. Hurtigt tilbagetog våben fra boksen for ikke at blokere skud.
    5. Input rottens antallet og starte optagelsen. Tælle og registrere hyppigheden af rottens lodret aktiviteter, herunder opdræt og klatring.
    6. Efter 5 min, stoppe optagelse, tage rotten ud af kassen og vende tilbage til buret.
    7. Gentag trin 3.1.3 - 3.1.6 indtil alle rotter er færdig med testen.
  2. EPM
    1. Udfør før check og akklimatisering trin som for OFT (trin 3.1.1 - 3.1.2).
    2. Fjerne en rotte fra buret ved ryggen og sætte det forsigtigt på krydset en del af de to arme. Jord rotte mod venstre åbne arm og forlade hurtigt for ikke at blokere skud.
    3. Input rottens antallet og starte optagelsen. Tælle og registrere hyppigheden af forskellige arm indgange. Hvis rotten dråber ud labyrint i testen, samle det op og sende det tilbage til labyrinten. Registrere detaljerede oplysninger til dataanalyse.
    4. Efter 5 min, stoppe optagelse, tage rotten ud og vende tilbage til buret.
    5. Fjern ekskrementer og tør labyrint med 75% ethanol til at fjerne den tidligere rotte lugt.
    6. Gentag trin 3.2.2 - 3.2.5 indtil alle rotter er færdig med testen.
  3. ES test
    1. Fyld svømning tank (70 × 30 × 110 cm3) med 80 cm varm (25 ± 3 ° C) vand.
      Bemærk: Hvis der er en termostat i tanken, vandtemperaturen bør fastsættes omkring 37 ° C, hvilket svarer til rottens kropstemperatur. Hvis ikke, sæt den til stuetemperatur til at holde det konstant.
    2. Gøre en belastning for hver rotte med pin klaser og binde det forsigtigt på dens hale-roden. Belastningen vejer 10% af rottens vægt.
    3. Grab en rotte i halen og smide det i svømning tank. Hvis rotter stimle sammen eller klamrer sig til væggen, sætte dem ud og drive dem tilbage til vand.
    4. Start timing i øjeblikket når rotten sættes i vandet og stop timing når det er opbrugt, som er påvist som fejlen til at kæmpe sig ud af vandet med munden og næsen under vandet i mere end 10 s.
      Bemærk: Nogle gange, udmattelse og drukne opstå pludseligt. Være sikker på at have nok eksperimentatorer at indspille og gemme dyret på samme tid.
    5. Fjerne de udmattede rotter op af vandet uden at afbryde andre. Tørre deres hår, re-Mark deres numre, og sende dem tilbage til buret.
    6. Ændre vand i tanken, når den ene gruppe er færdig. Efter alle rotterne er færdig, tømme tanken svømning og rengøre og sterilisere det med ethanol og UV-lys.

4. model vurdering: Central Neurotransmitter påvisning

  1. Bedøver rotte med intra peritoneal injektion af 10% Kloral hydrat (3 mL/kg), indtil det er ubevidste.
  2. Hug hovedet af rotten.
  3. Lave en langsgående indsnit langs linjen efter mediale, åbne kraniet til begge sider, og udsætte hjernen. Drej kraniet over, fjerne hjernen og sætte hjernen på en ice taske.
  4. Adskille og fjerne hypothalamus, som er området diamant-formede i den centrale del af bunden af hjernen, der har en klar grænse med omgivende væv. Læg det i sterile rør og fryse det med flydende kvælstof. Gemme alle prøverne i-80 ° C køleskab.
  5. Registrere indholdet af DA og 5-HT i hypothalamus ved hjælp af high-performance væskekromatografi (HPLC)8.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Vi beskriver en rotte model af central træthed ved hjælp af MMPM. 24 Wistar rotter er tilfældigt inddelt i kontrolgruppen og rækken model med 12 rotter i hver gruppe. Model apparater er udformet som en vandtank med smalle platforme i bunden (figur 1). Model rotter stå på platforme for 14 timer om dagen, herunder delvis sleep-tid, i 21 dage (figur 2).

Adfærdsmæssige test udføres efter modellering til at vurdere de følelsesmæssige og fysiske ændringer i rotter. OFT resultat (figur 3) viser, at sammenlignet med kontrolgruppen (n = 10), der er et betydeligt fald i både opdræt bevægelse og gennemsnitlig hastighed på frivillig aktivitet (Pedersen < 0,05, p < 0,01) i model rotter (n = 10), og en indlysende stigning i latenstid af out ring indgangen (p < 0,01). EPM test (figur 4) viser, at 21 dage af modellering faldt både hyppigheden af åbne arm poster og varighed i åben arm betydeligt sammenlignet med kontrolgruppen (n = 10) (Pedersen < 0,05, p < 0,01), mens der var en stigning i både hyppigheden af tæt arm poster og varighed i tæt arm (p < 0,05). Resultatet af ES test (figur 5) viser, at svømning varigheden af modelgruppen (n = 10) er væsentligt kortere end kontrolgruppen (n = 10) (Pedersen < 0,001).

Næste, vi opdager DA og 5-HT indhold i begge hypothalamuses at iagttage de centrale neurotransmitter forskelle. Resultater (figur 6) viser, at DA i hypothalamus og DA forholdet til 5-HT væsentligt nedsætter i modelgruppen (n = 10) sammenlignet med kontrolgruppen (n = 10) (Pedersen < 0,05, p < 0,01), mens 5-HT indhold stiger betydeligt (p < 0,05).

Figure 1
Figur 1: skematisk af boksen flere Platform. (A) Front Se. (B) Top view. Boksen flere Platform er en coverless plast tank (110 × 60 × 40 cm3) med femten akryl platforme fast på bunden og en hane på den laterale side. Hver platform består af en søjle og en cirkulær flade (d = 6,5 cm) platform større end søjle top. Platformene (h = 8 cm) distribuerer i tre rækker og fem kolonner. De tilstødende platforme er 10 cm fra hinanden i kolonner og 13 cm i rækkerne. Tanken kan rumme op til 15 rotter. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2: et foto af modellering. Den rotte stående på platformen var på den 15 dag i modellering. Dens tørt hår og dim øjne foreslå en indlysende træthed stat.

Figure 3
Figur 3: analyse af OFT. (A) sammenligning af hyppigheden af lodrette aktiviteter. Data præsenteres som betyder ± SEM (n = 10). Med forskellig varians (F = 9.877, p = 0,006 < 0,05), betydning blev fastlagt af uafhængige-prøve t-test, t = 2.226, p = 0.049 < 0,05. Hyppigheden af den lodrette aktivitet (opdræt) falder i model rotter (n = 10) sammenlignet med kontrol rotter (n = 10). (B) en sammenligning på den gennemsnitlige hastighed af de frivillige aktiviteter. Data præsenteres som median ± IQR (n = 10). Betydning var bestemt af Mann-Whitney U test, z =-2.685, p = 0,007 < 0,01. Den gennemsnitlige hastighed af volontøraktiviteten i model rotter falder i forhold til kontrol rotter. (C) sammenligning på latenstid af out ring indgangen. Data præsenteres som betyder ± SEM (n = 10). Med forskellig varians (F = 5.748, p = 0.028 < 0,05), betydning, blev fastsat ved t-test, t =-3.724, p = 0,03 < 0,01. Latenstiden af out ring indgangen stigninger i model rotter, hvilket betyder, at de bruger mere tid inden de kommer ind og ud ringen i forhold til kontrol rotter. Bemærk: p< 0,05 (*); p <0,01 (*); p < 0,001 (*).

Figure 4
Figur 4: analyse af EPM test. (A) sammenligning på hyppigheden af åbne arm poster. Data præsenteres som betyder ± SEM (n = 10). Med ens varians (F = 0.982, p = 0.348 > 0,05), betydning, blev fastsat ved t-test, t = 2.710, p = 0.014 < 0,05. Hyppigheden af åbne arm poster i model rotter (n = 10) falder sammenlignet med kontrol rotter (n = 10). (B) sammenligning på varighed i åben arm. Data præsenteres som betyder ± SEM (n = 10). Med ens varians (F = 0,100, p = 0.755 > 0,05), betydning, blev fastsat ved t-test, t = 3.304, p = 0,004 < 0,01. Åben arm varighed i model rotter falder sammenlignet med kontrol rotter, hvilket betyder, at modellen rotter tilbringe mindre tid i den åbne arm. (C) sammenligning på hyppigheden af tæt arm poster. Data præsenteres som betyder ± SEM (n = 10). Med ens varians (F = 0.141, p = 0.712 > 0,05), betydning, blev fastsat ved t-test, t =-2.466, p = 0,024 < 0,05. Hyppigheden af posterne tæt arm i model rotter stigninger sammenlignet med kontrol rotter. (D) sammenligning på varighed i tæt arm. Data præsenteres som betyder ± SEM (n = 10). Med forskellig varians (F = 4.796, p = 0.042 < 0,05), betydning, blev fastsat ved t-test, t =-2.736, p = 0.0016 < 0,05. Tæt arm varighed i model rotter stigninger sammenlignet med kontrol rotter, hvilket betyder model rotter tilbringe mere tid i den tætte arm. Bemærk: p < 0,05 (*); p <0,01 (*); p < 0,001 (*). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 5
Figur 5: analyse af udtømmende svømning test. Data præsenteres som median ± IQR (n = 10), og der rapporteres som p < 0,05 (*), Pedersen < 0,01 (*), Pedersen < 0,001 (*). Betydning var bestemt af Mann-Whitney U test, z =-3.326, p = 0,001. Svømning tidspunktet for model rotter (n = 10) er væsentligt kortere end kontrol rotter (n = 10).

Figure 6
Figur 6: analyse af centrale neurotransmitter indhold. (A) sammenligning på DA indhold. Data præsenteres som betyder ± SEM (n = 10). Med ens varians (F = 0.088, p = 0.771 > 0,05), betydning, blev fastsat ved t-test, t = 3,717, p = 0,002 < 0,01. DA indholdet i begge hypothalamuses falder i model rotter (n = 10), sammenlignet med kontrol rotter (n = 10). (B) sammenligning på 5-HT indhold. Data præsenteres som betyder ± SEM (n = 10). Med forskellig varians (F = 5.282, p = 0,034 < 0,05), betydning, blev fastsat ved t-test, t =-2.997, p = 0,012 < 0,05. 5-HT indholdet i begge hypothalamuses falder i model rotter, sammenlignet med kontrol rotter. (C) forholdet sammenligning. Data præsenteres som median ± IQR (n = 10). Betydning var bestemt af Mann-Whitney U test, z =-3.175, p = 0,001. DA forholdet til 5-HT falder betydeligt i model rotter, sammenlignet med kontrol rotter. Bemærk: p < 0,05 (*); p <0,01 (*); p < 0,001 (*).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

MMPM er oprindeligt udviklet til søvn berøvelse9. Rotter er lanceret i en vandtank med platforme fast på bunden. Drevet af den instinktive frygt for vand, rotter blive stående på platforme og ingen søvn opstår. Undersøgelsen viser, at forskellige timer af søvnmangel føre til forskellige ændringer i rotte adfærd og humør, herunder anerkendelse værdiforringelse10, negative følelser11og central træthed. Nogle forskere bevise, at kronisk søvnmangel med enkelt platform metode (SPM) kan fremkalde central træthed, med anerkendelse værdiforringelse og sociale lidelser12. Anden forskning viser, at intermitterende afsavn på hinanden følgende dage kan medføre følelsesmæssige forstyrrelser og central træthed, som kan behandles med endorfiner13. Vores tidligere undersøgelse viser, at sammenlignet med 5 dage og 14 dage, 21 dage afsavn inducerer mere central træthed snarere end stress-relaterede følelser lidelser14. Mange faktorer af MMPM kan forårsage central træthed, herunder de mange timers stående, smalle husly plads, kedelige og gentagne miljø, såvel som manglen søvn. Den underliggende korrelation mellem søvnmangel og central træthed kan knytte til hypothalamus-hypofyse-binyrer (HPA) aksen i forskellige niveauer, blandt hvilke monoamin neurotransmittere ændringer kan spille en nøglerolle.

I denne protokol, vi udvikler en central træthed model ved hjælp af MMPM og vurdere det med adfærdsmæssige test og neurotransmitter påvisning. Først, vi skaber en 12 h/12 h lys/mørke cyklus (6:00-18:00) i laboratoriet for at efterligne den naturlige døgnrytme af Wistar rotter, hvis gennemsnitlige søvn tid er 12,6 h, cirka 2,4 - 4.2 h om natten, og 8.2-9.6 h i dagtimerne15. Derefter er model rotter sat ind i boksen flere Platform til at stå for 14 h (18:00-8:00) pr. dag i 21 dage i træk, med en kontrolgruppe, der er angivet for kontrast. I slutningen af forsøget viser rotter i modelgruppen en indlysende træthed udseende, herunder glansløst hår, svage hale farve, dim øjne og nedsat aktivitet i buret.

Resultaterne af de adfærdsmæssige test viser ændringer i både fysiske og følelsesmæssige aspekter. OFT er udbredt i gnavere model vurdering til at evaluere udforskning adfærd og frivillig aktivitet16. Gnavere er instinkt for thigmotaxis, det vil sige, når de bringes i en åben mark, de har tendens til at bevæge sig hurtigt ind i og ud ringen nær væggen. På samme tid, de er nysgerrige om det nye miljø og er ivrige efter at udforske det centrale område af både opdræt af lodrette og vandrette bevægelser. Konflikten i de to motiver afspejler angst stemning17. Resultatet af OFT antyder afviste frivillig aktivitet i model rotter baseret på deres nedsat gennemsnitlige hastighed. Derudover hyppigheden af opdræt i model rotter markant fald i forhold til kontrol rotter, som kan medføre angst følelser. Desuden, modellen rotter har tendens til at tilbringe mere tid inden de kommer ind ud ring med ingen indlysende præference i udforskning, foreslår rumlige kognition lidelse i model rotter. EPM-testen er en klassisk test til at vurdere angst. Rotter med angst har tendens til at bo i den tætte arm for sikkerhed i stedet for at udforske de åbne arm18. Resultatet viser, at sammenlignet med kontrol rotter, model rotter tilbringe mere tid i de tætte arme og mindre tid i de åbne arme, og dette paralleller indgangen frekvensen af de forskellige våben, og samlede kontrollerer angst stemningen i model rotter. I ES test er svømning varigheden af model rotter meget kortere end kontrol rotter, hvilket tyder på dårlig muskel ydeevne forårsaget af træthed. Afslutningsvis, vises angst, kognition værdiforringelse, dårlig muskel ydeevne og begrænset frivillig aktivitet i model rotter, alle der angiver centrale træthed.

Som CNS foreslå alle ændringer i de centrale neurotransmittere central træthed. Vi finde en betydelig nedgang i DA indhold og en stigning i 5-HT i hypothalamus. 5-HT er en monoamin neurotransmitter syntetiseret fra aminosyren tryptophan (TRP). Intens aktivitet vil stige 5-HT generation af frigiver flere gratis TRP i blodet; den akkumulerede 5-HT til gengæld tilbageholder den centrale styring af loco-motor system, fører til dårlig muskel porformance19. DA er en overgearet neurotransmitter, som øger i begyndelsen af loco-motorisk aktivitet og dråber af udseendet af træthed20. DA og 5-HT korrelere og interagere som excitation-hæmning system at virkninger den centrale styring af loco-motor system21. Fald i forholdet mellem DA til 5-HT er således en vigtig indikator af central træthed.

Der er nogle noter i protokollen, der er afgørende for succes. Første er model varigheden af og betingelserne testet med mandlige Wistar rotter. Temperatur præference og søvn varighed variere mellem stammer og køn14. For det andet, rotter skal leve i grupper, med højst 6 rotter i bur, og forsynet med tilstrækkelig mad og vand under hele forsøget. I de første to uger af modellering, rotter er ganske irriteret og kan bekæmpe både i tanken og i bure. Holde overvåge dem og forhindre de tilskadekomne rotter fra døden. Også, Husk at tørre den rats' hår, efter de er fjernet fra tank, især om vinteren at undgå kolde forhold.

Selvom modellen er designet til central træthed, er det muligt at tilføje komplekse faktorer for at udvide sin brug. For eksempel, installerer vi vibrationer motorer og fjedre til platformen til at efterligne bølger i havet og ændre afsavn mønster i forsøg på at etablere en navigation træthed model. Ved at justere model varighed, kan det bruges i mange andre områder. Som en dyremodel undersøgelse har forskningen sin begrænsning. Første er der ingen bevis i forudsigende gyldighed af modellen. I en kommende undersøgelse, bør vi udføre anti-træthed behandling på rotter og vurdere deres recovery for at bevise den model gyldighed. Desuden fokuserer aktuelle vurdering af modellen mere på negative følelser og CNS ændringer; dog central træthed også manifesterer sig som en indlæring problemer og sociale unddragelse12. Adfærdsmæssige test som Morris Water maze og social interaktion test kan gennemføres i fremtiden for at opnå en mere omfattende forståelse af sygdommen. Vi håber, at den centrale træthed model indført her kan bidrage til at udforske den patologiske mekanisme af central træthed.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af Natural Science Foundation i Beijing (No.7162124) og Xin-ao Foundation for Beijing University of kinesisk medicin.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
multiple platform sleep deprivation water tank Customization,it is provided by the neuroimmunological laboratory of Beijing University of Chinese Medicine 110cm x 60cm x 40cm. There are 15 plastic small platforms at the bottom. The small platform is 6.5cm in diameter and 8cm high
Wistar rats Beijing Weitong Lihua Experimental Animal Technology Company license number SYXK (Beijing) 2016-0011 Use 32 Wistar healthy male rats ,8 week old (200-210 g)
Agilent 1100LC high performance liquid chromatograph  Agilent  G1379A, G1311A, G1313A , G1316A   G1379A, G1311A type chromatographic pump, G1313A automatic sampler, G1316A column temperature box
DECADE II SDC electrochemical detector Dutch ANTEC company glassy carbon electrode, Ag/AgCl reference electrode, workstations (Clarity CHS)
Biofuge Stratos high-speed refrigeration centrifuge HERAEUS
VCX130 ultrasonic fracturing instrument SONICS
ACS-ZEAS electronic scale Phos technology development, Beijing. The weight of the weighing rats can be accurate to 0.1g.
Open Field Box Customization,it is provided by the neuroimmunological laboratory of Beijing University of Chinese Medicine wooden box of open field  100 cm by 100 cm x 40 cm, inside wall and bottom as the gray.The bottom is divided into 25 equal area squares, each of which is 20cm x 20cm, and the 16 grids along the outer wall are the external ones, and the other 9 grids are central.The camera is mounted above the median.
Elevated Plus-maze Beijing zhongshi dechuang technology development co. LTD. The open arms and close  arms of the cross are composed of 30cm x 5cm x 15cm, and the central area is 5cm x 5cm, with a camera mounted above the center and 45cm high.
rat swimming bucket. Zhenhua biological instrument equipment co., LTD. Anhui,China. The volume of plastic drum is 70cm x 30cm x 110cm, which is used for swimming in rats.
Thermometer Shiya instrument co., LTD., changzhou,China. Control water temperature
Small water pump Xincheng technology co., LTD., chengdu,China. Used for water tank and swimming behavior.
Ethovition3.0 behavioral software. Nuldus,Netherlands Measurement analysis of rat behavior videos.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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).

Tags

Neurovidenskab spørgsmålet 138 ændret flere platform metode (MMPM) rotte model central træthed adfærdsmæssige test
En rotte Model af Central træthed ved hjælp af en modificeret flere Platform metode
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Zhang, W., Zhang, W., Dai, N., Han,… More

Zhang, W., Zhang, W., Dai, N., Han, C., Wu, F., Wang, X., Tan, L., Li, J., Li, F., Ren, Q. A Rat Model of Central Fatigue Using a Modified Multiple Platform Method. J. Vis. Exp. (138), e57362, doi:10.3791/57362 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter