Summary
このプロトコルは、感電などの有害な外部刺激を含まないマウスにおける運動熱中症(EHS)の標準化された、反復可能な前臨床モデルの開発を記述する。このモデルは、機械治療、予防、および治療研究のためのプラットフォームを提供します。
Abstract
熱中症は、熱関連疾患の最も深刻な症状です。従来の熱中症(CHS)は、受動的な熱中症としても知られ、安静時に起こるのに対し、運動熱中症(EHS)は身体活動中に起こる。EHSは、多臓器機能障害の病因、臨床プレゼンテーション、および後遺症におけるCHSとは異なる。最近まで、CHSのモデルだけが確立されています。このプロトコルは、麻酔、拘束、直腸プローブ、感電などの主要な制限要因から解放されたEHSの洗練された前臨床マウスモデルのガイドラインを提供することを目的としています。雄および雌のC57Bl/6マウスは、コア温度(Tc)テレメトリプローブを用いたこのモデルに利用された。ランニングモードに慣れるには、マウスは自主的な走輪と強制走行ホイールの両方を使用して3週間のトレーニングを受けます。その後、マウスは、42.1〜42.5°CのTcで症状の制限(意識喪失など)を表示するまで、37.5°Cおよび40%-50%相対湿度(RH)に設定された気候室内の強制ホイールで走るが、34.5〜39.5°Cと湿度30%90°Cの間のチャンバー温度で適切な結果を得ることができる。所望の重症度に応じて、マウスは周囲温度の回復のためにすぐにチャンバーから取り出されるか、またはより長い期間加熱された部屋に留まり、より重度の暴露および死亡率のより高い発生率を誘発する。結果は、シャムマッチエクササイズコントロール(EXC)および/またはナイーブコントロール(NC)と比較されます。このモデルは、意識喪失、重度の温熱療法、多臓器損傷、炎症性サイトカイン放出、免疫系の急性期応答など、ヒトEHSで観察された病態生理学的転帰の多くを反映している。このモデルは、EHSの発症を遅らせたり、この症状を特徴づける多臓器損傷を減らしたりする予防および治療戦略をテストするための仮説主導の研究に最適です。
Introduction
熱中症は、中枢神経系機能障害およびその後の高体温被験者における臓器損傷を特徴とする。熱中症には2つの症状があります。古典的な熱中症(CHS)は、暑い夏の日に太陽にさらされた車に残された熱波や子供の間に主に高齢者の集団に影響を与えます1.運動熱中症(EHS)は、身体運動中に十分に熱調節することができない場合に生じ、通常、常に、神経症状、温熱療法、およびそれに続く多臓器機能不全および損傷をもたらす高い周囲温度の下で2。EHSは、レクリエーションやエリートアスリートだけでなく、軍人や労働者の中で、付随する脱水3、4で発生します。実際、EHSは身体活動中のアスリートの死亡率の第3位の原因である5.エピソードは致命的であるか、長期的な否定的な健康結果につながる可能性がありますので、人間のEHSを研究することは非常に困難です6,7.したがって、EHSの信頼性の高い前臨床モデルは、ヒトEHSの犠牲者における遡及的および連想的臨床観察の限界を克服するための貴重なツールとして役立つ可能性がある。げっ歯類や豚のCHSの前臨床モデルは、8、9、10でよく特徴付けられています。しかし、CHSの前臨床モデルは、体温調節プロファイルおよび自然免疫応答11に対する身体運動の独特の効果のために、EHS病態生理学に直接変換しない。さらに、げっ歯類における前臨床EHSモデルの開発に関する以前の試みは、感電による過重応力刺激、直腸プローブの挿入、および高い死亡率12、13、14、15、16の事前定義された最高コア体温を含む、重要な制限を提起した 現在の疫学的データと一致しない。これらは、データ解釈を混乱させ、信頼性の低いバイオマーカーインデックスを提供する可能性のある重大な制限を表しています。したがって、このプロトコルは、上記の制限からほとんど自由であるマウスにおけるEHSの標準化された、非常に再現性の高い、翻訳可能な前臨床モデルのステップを特徴付け、記述することを目的としている。中等度から致命的な熱中症の結果を段階的に生じ得るモデルの調整について説明する。著者らの知る限りでは、これは、このような特性を持つEHSの唯一の前臨床モデルであり、仮説主導的な方法で関連するEHS研究を追求することを可能にする11、17、18。
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Protocol
すべての手順は、フロリダ大学IACUCによって見直され、承認されています.C57BL/6J雄マウスまたは雌マウスは、生後〜4ヶ月、それぞれ27〜34gおよび20〜25gの範囲内で重量を量り、研究に使用される。
1. 遠隔測定温度監視システムの外科的移植
- ベンダーから到着すると、動物は、輸送のストレスを最小限に抑えるために、手術前に少なくとも1週間のビバリウムで休むことを可能にします。
- グループは、温度テレメトリデバイスの移植のための手術の日までマウス(ローカルIACUCガイドラインの下でケージあたり最大5)を収容します。標準の7.25"(W)x 11.75"(L)x 5"(H)コーンコブ寝具を含むケージに入れておきます。12 x 12 のライト サイクルでライト サイクルを維持します(オン:午前 7 時、オフ:午後 7 時)。ハウジング温度を20~22°C、相対湿度(RH)を30~60%に保ちます。EHSプロトコルまで標準的なチャウダイエットと水 のアドリビタム を提供します。
注:個々の住宅の根拠は、雄のC57bl / 6Jマウスで頻繁に戦う怪我を避け、マウスごとに自発的なホイールを走る十分な機会を提供することです。 - テレメトリデバイスの配置には、誘導チャンバー内のイソフルラン(O2 フローの4%、0.4-0.6 L/分)でマウスを麻酔します。次に、鼻コーン(1.5%、0.6 L/分)を介して連続麻酔下にマウスを置きます。
- 獣医軟膏などの目の潤滑油を使用して、手術中の損傷や怪我から動物の目を保護します。
- 手術部位を準備するには、小さな動物の毛バリカンで下腹部を剃るか、市販のヘアリムーバーを使用します。この間に皮下ブプレノルフィン(0.1 mg/kg)の最初の用量を投与する。
- ポビドンヨウ素(または同様の殺菌スクラブ)の3回の洗浄で領域をスクラブし、続いて70%イソプロピルアルコールリンス(または地元の獣医の要件に応じて滅菌生理食動物)を続けます。次に、マウスを手術領域に移す。
- 接着剤のドレープを使用して、マウスの外科部位を分離します。滅菌器具と無菌技術を使用して、リネアアルバに沿って中線に約1cmの切開を行い、肋間から約0.5cm離れたところに切り込みます。次に、筋肉層から皮膚を分離し、リネアアルバ上でわずかに小さい切開を行い、腸または内臓に損傷を与えないように注意する。
- 筋肉層が開いたら、無菌テレメーター(ミニチュア再利用可能な電池フリー放射テレメトリデバイス;16.5 x 6.5 mm)を口蓋動脈と静脈の前の腹腔内腔に入れ、消化器官に腹筋を自由に浮かばします。
注:すべてのテレメーターは、使用の間にエチレンオキシドで完全に洗い流し、ガスを洗浄し、石鹸と水で洗浄されます。ガス滅菌が利用できない場合、テレメータの消毒および滅菌に対して、滅菌液(希釈および浸漬時間に関するメーカーの推奨に従う)に浸漬することが認められます。 - 無菌5-0吸収性縫合糸で腹部の開口部を閉じ、5-0プロリン縫合糸で簡単に中断されたステッチを使用して皮膚を閉じます。
注:テレメーターが腹壁(製造業者が推奨する方法)に結びつけずに腹部コンパートメントに浮かぶようにすることは、治癒中に腹壁の余分な緊張を排除するために著者によって成功し、好まれると実証されています。さらに、これは、エミッタから信号を得る受信機の能力に影響を与えるしません。 - ケージの下にポータブルヒーターパッドを備えたきれいなケージにマウスを置きます。麻酔からの回復の最初の時間の間に15分ごとにマウスを監視し、その後、動物の住宅施設に戻ります。
- 回復中に48時間毎に12時間ごとに皮下ブプレノルフィン注射をマウスに提供し、苦痛の徴候を監視し続ける。利用可能な場合, 48 時間の 24 時間 (1 mg/kg) ごとに皮下に徐放ブプレノルフィンを与えます。マウスは、任意のホイールを実行する前に、手術後約2週間回復することができます.
2. 慣れ親しんだ:自発的な、強制車輪の走り
- 手術からの回復後、任意のランニングホイールをケージに入れ、車輪に自由にアクセスします。他の走行ホイールの選択も同様に有効ですが、利用可能な限られたケージサイズ内に収まることを確認してください。
注: 標準のケージに収まるように、ランニングホイールの寸法を少し減らす必要がありました。 - マウスをケージ内の任意の車輪に2週間順応します。一度順応すると、マウスは強制走行ホイールのための慣れ親しんだ手順で訓練の準備ができています。
- 室温(〜25°C、相対湿度30%)で環境室で4回のトレーニングセッション(1日)を行います。
注:これは理想的ですが、マウスはチャンバーの外で同一の強制走輪で訓練に成功しました。いくつかのマウスは、チャンバーの使用を妨げることなく同時に訓練することができます。 - 最初のトレーニングセッションを開始するには、モータードライブベルトを取り外したり緩めたりして、マウスがホイールの速度を決定し、ストレスのない方法で順応できるようにすることで、マウスを15分間、変更された走行輪の中で自由にします。
注: プロトコルは、走行中のホイールメーカーが提供するソフトウェアとハードウェアで実行することも、ホイールモーターに直接配線された外部プログラマブル電源によって置き換えられる場合もあります。 - 各走行輪のシステムを調整して、各ホイールの電源電圧とメートル/分(m/分)の関係を決定します。
注:強制走行ホイールは、モーターを15cm上昇させ、反転し、ホイールを駆動するプーリーをテレメトリレシーバプラットフォームの5cm上に移動するように変更されました。これにより、受信機プラットフォームは、モータからの干渉なしに、実行プロトコル中に正確なテレメトリデータを取得することを保証しました。 - 短時間の休息期間(<5分)の後、強制実行ホイールプロトコルを開始します。2.5 m/minでホイールを開始し、実際のEHSトライアルの最初の1時間を模倣するために合計1時間、10分ごとに0.3 m/minを増加させますが、室温で。マウスをホームケージに戻し、24時間の回復を可能にします。連続した日に同じ方法で、その後の 3 つの強制実行セッションを実行します。1日目以降、自由奔放な順応部分は不要である。
- マウスの2〜3日間のウォッシュアウトまたは強制的な走行ホイールの練習のストレスからの回復を許可しますが、マウスはホームケージの任意のホイールに自由にアクセスできるようにします。マウスは EHS プロトコルを受け取る準備が整いました。
3. EHSプロトコル
- EHSプロトコルの前夜、室温(〜25°C、相対湿度 ≈30%)の環境室にマウスを置き、チャンバーに順応させる。
- データ取得システムを使用して、一晩で平均30s間隔で連続的なTcを収集します。
- EHS プロトコルの朝、チャンバー温度を上昇させる前に、マウスが通常の日盛り温度範囲以下であることを確認してください(すなわち、36-37.5 °C)。これにより、マウスは発熱を起さないため、この期間中に過度のストレスを経験していません。
- マウスが安定し、通常の安静時コア温度の範囲内で、食品と水を除去し、動物の重量を量る。チャンバードアを閉め、チャンバー温度を37.5°Cと40%-50%の相対湿度、または所望の環境温度と湿度19の目標に上げる。温度と湿度を校正したモニターでチャンバーの温度と湿度を確認します。
- プロトコル中に光と妨害を最小限に抑えるために、遮光カーテンでチャンバーを囲みます。リモートIR照明カメラを介してプロトコル中にマウスを継続的に監視します。2台目のカメラを温度と湿度モニターに焦点を合わせ、走行中のホイールの近くに置きます。環境チャンバのセットポイントのコントローラに調整を加え、動物の近くの正確な温度測定値を確保します。
- チャンバーが温度モニターの2番目のカメラで測定した目標温度に達したら(これは〜30分かかる)、すぐにチャンバードアを開け、強制的な走行ホイールにマウスを置きます。
- 2.5 m/minの速度で強制走行ホイールプロトコルを開始し、マウスが41°CのTcに達するまで10分ごとに速度0.3 m/minを上げます。 マウスがこのコア温度に達すると、意識の明らかな喪失、後方転倒または失神、および車輪に対する走り続けや保持を継続できないことが特徴の症状の限界まで、速度を一定に保ちます。マウスが物理的な応答の兆候なしにホイール上に 3 つの後方回転を持っている場合、この時点を確認します。あるいは、ローカルのIACUC規則に従って人道的エンドポイントを特定し、プロトコルを停止するタイミング(例えば、Tc〜43°Cの場合)を決定します。このエンドポイントは、本質的にすべてのマウスにおける症状の制限をわずかに上回る。
- 急速冷却プロトコル (R) を実行するには、マウスが症状の制限に達したら、ホイールを停止し、強制実行ホイールからすぐに取り外します。マウスの重量を量り、室温で回復するためにホームケージに戻します。この間、チャンバードアを開いたままにして、チャンバーが急速に冷却できるようにインキュベーターの設定ポイントを室温に戻します。この手順は>99%の長期生存をもたらす。
- より重度の(S)EHS暴露を行うために、EHSプロトコル中に37.5°Cチャンバー内に動物の家のケージを保管してください。動物が症状の制限に達したら、遠隔カメラで観察された意識に戻るまで走行中の車輪に留まるようにします(〜5〜9分)。
- 次に、マウスを走行ホイールから素早く取り外し、あらかじめ温めたケージに直接戻して、冷却プロファイル(図1A、赤い破線)を遅くし、EHS低体温相を本質的に排除します。この間、ケージからフィルタートップを取り外してチャンバとの平衡を改善します。
- 予備冷却された回復ケージを室温に使用して、低体温相を抑制するが生存率100%を有する、より重篤な代替手順を実行する。
- S プロトコルでは、回復中にマウスを注意深く監視し、人道的なエンドポイントを継続的に確認します。一般的に使用される人道的エンドポイント(例えば、右反射)をリモートでテストすることは困難ですが、グルーミング、正常呼吸、舐めなどの回復中にマウスを遠隔で観察します。この間、Tc を監視します。
- マウスは、回復段階でコア温度が方向を逆転し、最終的に40°Cを超えると回復する可能性は低くなります。この時点で、実験を終了し、標準的なヒューマンエンドポイントのマウスを評価します。
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Representative Results
EHS プロトコル全体およびマウスの早期回復の間の典型的な体温調節プロファイルを 図 1Aに示します。このプロファイルは、チャンバー加熱ステージとして定義できる4つの異なる相、インクリメンタル運動段階、定常運動段階、および急速冷却(R)または重度(S)法17のいずれかによる回復段階を含む。主な体温調節結果は、達成された最大Tc(Tc,max)とTc,maxに達するために必要な時間を含みます。昇温熱面積は温度>39.5 °C21 および低体温深さ(Tc,min)への効果的な暴露を決定することを可能にする。いくつかの研究から要約されたこれらの変数の典型的な値を 表1に示します。定期的に測定されるその他の結果変数には、全距離実行、達成された最大速度、EHS プロトコル(脱水の代理測定)中に失われた重量の割合が含まれます。繰り返しますが、典型的な値は 表1で見ることができます。雌マウスは、このモデルにおいて熱中症に対して抵抗力が高く、雄マウス17よりもほぼ2倍長い距離で走るが、 図1B に略図示し、 表1に数値的に要約した。
端末実験は、EHS後の異なる時点で、崩壊直前と崩壊直後19日から30日11日、17日、22日に及ぶ。このモデルは一貫して腸、腎臓、および肝臓19に組織学的損傷を示す。その他の期待される結果としては、ストレスまたは免疫応答性11、17、(表2)、ならびに肝臓の指標(アラニントランスアミナーゼ)、筋肉(クレアチンキナーゼキナーゼ)、腸管(脂肪酸結合タンパク質2)、および腎臓(クレアチニン:血中尿素窒素比)を含む末期臓器機能障害を含む一般的なバイオマーカーを含む。今後の調査では、組織の損傷や酸化ストレスの他のマーカーを測定することを検討する可能性があります。.
R前臨床モデルでは、>99%の動物がサンプル採取まで生存する。しかし、上記のSモデルでは、死亡率は>30%まで増加する(N= 32、P<0.003)。S モデルの一般的な回復温度プロファイルは 、図 1A (赤色の破線) で示され、Tc は 2 時間の回復期間を通じて 37 °C を超えています。EHS プロトコルと回復の各段階における EHS 回復期間のパーティションは、クラシック モデルと S モデルの間で 図 2 で比較されます。興味深いことに、2つのモデルでは39.5°Cに回復するのに要する時間に差はありません。しかし、環境温度(37.5°C、常温以上)まで冷却する時間が大きく長く(P<0.0001)。
図1:EHSプロトコル全体およびマウスの早期回復における温度調節プロファイル(A)垂直軸上のプロトコルを受けている C57Bl6 マウスの典型的なコア温度プロファイル。横軸上では、時間がチャンバー加熱(-50)からプロトコルの増分部分の始まりに進むにつれて進む。マウスが41°Cに達すると、症状の限界に達するまで、安定した状態の段階で速度が一定に保たれます。回復中、重症(赤破線)モデルと急速冷却(実線)モデルでは、コア温度が異なる速度で低下します。(B) コア温度と持続時間で観察される性差の概略表現。破線は男性で、実線は女性です。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図2:急速冷却(R)および低速冷却(S)プロトコルの場合、マウスのコア温度が39.5°C>残った持続時間。 Tc、最大37.5 °C、Tc、最大~Tc、minセグメントには大きな違いがあることに注意してください。データは標準偏差±平均値です。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
| 男性 | 女性 | エクスクルーシ | |
| Tc,最大(°C) | 42.1 ± 0.2 | 42.3 (42.2–42.4) | 38.5 ± 0.2 |
| Tcまでの時間 (分) | 123 ± 11 | 208 (152–252) | 113 ± 10 |
| EHS での %減量 | 8.1 ± 2.1 | 6.0 (5.1–7.6 | 4.5% ± 1.0% |
| 低体温深度(°C) | 33.0 ± 1.1 | 31.7 (30.7–33.1) | 該当する |
| 昇温熱面積(°C>39.5 • S) | 96.5 ± 14.7 | 240 (202–285) | 該当する |
| 総距離 (m) | 444.9 ± 89.3 | 623 (424–797) | 一致 |
| 最高速度(分/分) | 5.3 ± 0.6 | 8.1 (7.1–9.2) | 5.2 |
表1:運動熱中症の急速冷却モデルを用いた予想温度と運動応答環境温度からのすべてのデータ= 37.5°C、30%から40%の相対湿度。SD±2015年19日、ガルシアら 201817年、ガルシアら 202018.
Tc,max = 運動熱中症(EHS)の間に症状制限または近くで達成された最高コア温度。
% 重量損失 = EHS の直前と直後からの %重量差。昇温熱面積 = 熱負荷の指標。EHSプロトコル中の時間x温度>39.5°Cの積です。
| 男性 | 女性 | |||||||
| 男性 | エクスクルーシ | 30分 | 3時間 | 24時間 | エクスクルーシ | 30分 | 3時間 | 24時間 |
| コルチコステロン (ng/mL) | 50 ± 10 | 175 ± 42 | 152 ± 28 | 46 ± 26 | 72 ± 11 | 219 ± 78 | 259 ± 36 | 95 ± 24 |
| IL-6 (pg/mL) | 3.8 ± 0 | 58.0 ± 50.0 | 37.0 ± 43 | 5.1 ± 4.0 | 3.7 ± 0.3 | 97.0 ± 48 | 10.4 ± 16.0 | 5.0 ± 4.2 |
| GCS-F (pg/mL) | 34.2 ± 16.4 | 573 ± 462 | 1080 ± 52 | 87.8 ± 40.5 | 44.2 ± 20.0 | 238 ± 194 | 1712 ± 1700 | 208.4 ± 193 |
表2:運動熱中症の急速冷却モデルにおけるストレスホルモン/サイトカイン応答のバイオマーカー。
データはSD±手段であり、環境温度=37.5°Cからのすべてのデータ、30%-40%相対
湿度。ガルシアらから要約 201817.
| タイムポイント | エクスクルーシ | 30分 | 3時間 | 24時間 |
| クレアチンキナーゼ(IU/L) | 215 ± 108 | 309 ± 145 | 1392 ± 1797 | 344 ± 196 |
| 血液尿素窒素(mg/dL) | 23 ± 2.7 | 66 ± 2.6 | 34 ± 8.5 | 17.2 ± 0.4 |
| クレアチニン:BUN比 | 131 ± 70.0 | 210.7 ± 22.8 | 268.6 ± 118 | 52.3 ± 14 |
| アラニントランスアミナーゼ | 25 ± 3.7 | 367 ± 744 | 123 ± 167 | 207 ± 236 |
| FABP-2 (ng/mL) | 2.3 ± 1.0 | 10.2 ± 1.0 | 2.6 ± 3.1 | 1.2 ± 0.5 |
表3:運動熱中症の急速冷却モデルからの回復中の雄マウスにおける臓器損傷のバイオマーカー
データはSD±手段です。環境温度= 37.5 °Cからの全データ。 キングら 201519.
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Discussion
この技術レビューは、マウスにおけるEHSの前臨床モデルのパフォーマンスに関するガイドラインを提供することを目的としています。可変的な大等性の再現可能なEHSエピソードの実行に必要な詳細なステップと材料が提供される。重要なことに、このモデルは、ヒトEHSの犠牲者11、19で観察される徴候、症状、および多臓器機能不全を主に模倣する。さらに、このモデルは、短期および長期のEHS回復19、20、22、23の基礎となるメカニズムの検討と、熱調節における介入の効果、熱における性能測定、脳卒中後の温度低下率、および多臓器機能障害および回復の機能試験の指標を可能にする。このモデルは、研究者が悪性温熱症または横紋筋融解24、25、26を記述するもののような比較に関連する可能性のある他のモデル間の比較を描くことを可能にする。
この前臨床モデルは、電気刺激、直腸プローブ、麻酔、または所定のTcカットオフの使用などの不要なストレッサーを排除します。さらに、それは性差とEHSに対する生来の耐性を強調しています。ただし、いくつかの重要な手順を遵守する必要があります。例えば、相対湿度のわずかな上昇は、マウスが自らを冷却するために水蒸気の凝縮を使用することができるので、プロトコルの持続時間を延長するかもしれない(人間の湿度の影響の反対)19。また、Sモードを使用する場合、空のケージはテストの全期間の間、チャンバー内に保管する必要があることに注意することが重要です。ケージがチャンバーの外に放置されている場合、室温に曝され、加熱チャンバー20に素早く戻ってもマウスを冷却するのに十分な勾配を作り出す。プロトコルの一意の機能が必ずしも必要ではない、小さな、強制実行ホイール(17.1センチメートルの直径)を使用しています。この直径は、速度が増加するにつれて上胴体を持ち上げてホイールを満たし、ホイールの速度に追いつくためにかなりの調整を受け、車輪の広く間隔をあけたラングを踏む必要があります。したがって、このようなホイールを使用した効率、速度、性能は、マウスがトレッドミルやはるかに大きな直径の車輪のような平らな表面で走るときとは大きく異なります。異なる直径の車輪を使用する場合、ここに示すサンプルデータは代表的である可能性は低いです。小さい車輪では走行活動がより複雑であることを考えると、その使用は、単に平らな表面で走るのではなく、多様な活動の典型的な熱の中で複雑なモーター活動を適切にシミュレートするかもしれない。
冷却速度を調整して重症度を選択する機能は、このモデルのもう一つの利点です。EHSの陰性転帰に有効であることが知られている主な治療介入は、40°C27以下の即時冷却である。したがって、Rモデルに記載されている急速な冷却アプローチは、EHSエピソードを、冷却ステーションが容易に利用できる運動設定に逆変換しようとする人に推奨されます。しかし、軍事シナリオや遠隔地で開催されるスポーツイベントなど、他の多くの例では、犠牲者はしばしば熱、崩壊後、多くの場合、医療支援が利用可能になるまで何時間も放置されます。これにより、低速冷却(S)アプローチは、より厳しい結果を得るための有効なモデルになります。おそらく、このアプローチはさらに変更され、結果の広範囲にわたる重大度を提供し、冷却プロトコルをテストすることができます。
おそらく、この手順の最も重要なステップは、テレメトリ温度デバイスの適切な移植を確保し、十分な回復後手術を可能にすることです。回復に関与する炎症プロセスは、感染および炎症がEHSの間の体温調節応答に悪影響を及ぼすことを示されているように、マウスがEHSプロトコルに好意的に反応する能力を大きく変えることができる3,27。適切な縫合は、手術の成功と適切な創傷治癒を促進するために不可欠です。筋肉層が皮膚層とは別に縫合されていることを確認することが重要です。筋肉層はまた、不必要な失血と筋肉への損傷を確実にするために、リニアアルバに沿ってのみ切断する必要があります。適切なタイミングで鎮痛薬を投与し、ケージ内のランニングホイールを導入する前に、動物が手術から完全に回復するのに十分な時間を提供することが不可欠です。マウスは、苦痛や体重減少の徴候や症状の回復中に監視する必要があります.
このプロトコルの開発を通じて、さまざまな変更が成功したテストが行われました。最初の変更には、トレーニングが行われたペースと順応中の自由奔放な部分の排除が含まれていました。機器の制限のため、トレーニングは同じプロトコルを使用して行われましたが、60分ごとに0.5 m/minの速度が段階的に増加しました。フリーホイールは、最初のトレーニングセッションでは利用されませんでした。これらの小さな変更は、マウスの全体的な結果またはトレーニングステータスに影響を与えませんでした。試験された第二の改変は、環境室温度の上昇の間にマウスの配置であった。プロトコルは、マウスがホームケージで、目標の環境温度に達するまで休止しなければならないと述べています。しかし、目標温度でのチャンバードアの開口を排除するために、チャンバーが目標温度に達している間、マウスを強制的に走行ホイールに置いて休ませる。マウスのTcと活性は、マウスがこの期間中に車輪で休んでいたか、ホームケージで休んでいたかは大きく異ならなかった。最後に、30%~90%RH19で37.5~39.5°Cの範囲で様々な環境条件を試験した。全体のパターンは同じままで、Tc、max、および運動時間は異なっていました。したがって、目標温度と湿度の操作は、個々の研究目標に合わせて調整することができます。
このプロトコルには、いくつかの追加の制限があります。たとえば、プロトコルは症状に制限されているため、マウスは崩壊点を超えて実行されないため、運動強度に基づいてより厳しいモデルを作成することが困難になります。ただし、変更された冷却プロトコルは、この制限を修正します。もう一つの制限は、将来の治療または介入は、EHSプロトコルの前または後に、リモートで投与されなければならないということです。もし動物が治療的な管理のために停止されなければならないならば、Tcは直ちに低下し、体温調節プロファイルは変えられるであろう。
これらの制限は、いくつかの物流上の問題を提示しますが、このモデルは、ストレス刺激や侵襲的な機器を採用している他のモデルと比較して有利な特徴を表示します。将来的には、このモデルを使用して、EHSの発症を遅らせたり、多臓器機能不全を予防したりする新しい介入をテストするメカニズムを明らかにすることができる。要約すると、このプロトコルは、マウスにおけるEHSの信頼性の高い前臨床モデルの実行に関するガイドラインを確立し、他の環境や将来の調査でこのアプローチを再現する際に避けるべき潜在的な落とし穴を特定することを期待する。
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Disclosures
著者らは開示する利益相反はない。すべての作業が実行され、このプロジェクトのすべてのサポートは、フロリダ大学で生成されました.
Acknowledgments
この研究は、国防総省W81XWH-15-2-0038(TLC)とBA180078(TLC)とBKとベティ・スティーブンス基金(TLC)によって資金提供されました。JMAはサウジアラビア王国からの資金援助によって支えられた。ミシェル・キングは、この研究が行われた時点でフロリダ大学にいました.現在は、ペプシコ研究開発部門のガトラーデ・スポーツ・サイエンス・インスティテュートに勤務しています。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1080P HD 4 Security Cameras 4CH Home Video Security Camera System w/ 1TB HDD 2MP Night View Cameras CCTV Surveillance Kit | LaView | ||
| 5-0 Coated Vicryl Violet Braided | Ethicon | ||
| 5-0 Ethilon Nylon suture Black Monofilament | Ethicon | ||
| Adhesive Surgical Drape with Povidone 12x18 | Jorgensen Labset al. | ||
| BK Precision Multi-Range Programmable DC Power Supplies Model 9201 | BK Precision | ||
| DR Instruments Medical Student Comprehensive Anatomy Dissection Kit | DR Instruments | ||
| Energizer Power Supply | Starr Life Sciences | ||
| G2 Emitteret al. | Starr Life Sciences | ||
| Layfayette Motorized Wheel Model #80840B | Layfayette | ||
| Patterson Veterinary Isoflurane | Patterson Veterinary | ||
| Platform receiveret al. | Starr Life Sciences | ||
| Scientific Environmental Chamber Model 3911 | ThermoForma | ||
| Training Wheels | Columbus Inst. |
References
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