Waiting
Login processing...

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

Medicine

Создание устройства для депривации сна у мышей

Published: September 22, 2023 doi: 10.3791/65157
* These authors contributed equally

Summary

В настоящем протоколе описывается метод создания экономически эффективного устройства на основе платформы Rocker, используемого для индуцирования депривации сна у мышей. Это устройство доказало свою эффективность в вызывании нарушений в режиме сна, подтвержденном электроэнцефалограммой (ЭЭГ), а также в индуцировании метаболических и молекулярных изменений, связанных с депривацией сна.

Abstract

Нарушение циркадного ритма относится к рассинхронизации между внешней средой или поведением и эндогенными молекулярными часами, что значительно ухудшает здоровье. Недосыпание является одной из наиболее распространенных причин нарушения циркадного ритма. Сообщалось о различных способах (например, платформы на воде, мягкое обращение, скользящие стержневые камеры, вращающиеся барабаны, орбитальные шейкеры и т. д.) для индуцирования депривации сна у мышей, чтобы исследовать его влияние на здоровье. В настоящем исследовании представлен альтернативный метод депривации сна у мышей. Было разработано автоматизированное устройство на основе платформы коромысел, которое является экономичным и эффективно нарушает сон у мышей, содержащихся в группе, через регулируемые промежутки времени. Это устройство вызывает характерные изменения недосыпания с минимальной реакцией на стресс. Следовательно, этот метод может оказаться полезным для исследователей, заинтересованных в изучении влияния и лежащих в их основе механизмов депривации сна на патогенез многих заболеваний. Кроме того, это экономичное решение, особенно когда требуется параллельная работа нескольких устройств для лишения сна.

Introduction

Нарушение циркадного ритма относится к рассинхронизации между внешней средой или поведением и эндогенными биологическими часами. Одной из наиболее распространенных причин нарушения циркадного ритма является недостатоксна1. Недосыпание не только негативно сказывается на здоровье человека, но и значительно повышает риск многих заболеваний, в том числерака2 и сердечно-сосудистыхзаболеваний3. Тем не менее, механизмы, лежащие в основе пагубных последствий лишения сна, остаются в значительной степени неизвестными, и создание моделей депривации сна имеет важное значение для улучшения нашего понимания в этом отношении.

Сообщалось о различных методах депривации сна у мышей, таких как использование водных платформ4, бережное обращение5, скользящие стержневые камеры6, вращающиеся барабаны7 и протоколы перемешивания клеток 5,8,9. Раздвижные стержневые камеры автоматически перемещают прутья по дну клетки, заставляя мышей ходить по ним и бодрствовать. Протоколы перемешивания в клетке включают размещение клеток на лабораторных орбитальных шейкерах, что приводит к эффективному нарушению сна. Несмотря на то, что эти методы являются автоматическими и эффективными, они могут быть дорогостоящими, когда требуется параллельная работа нескольких устройств, особенно для конкретных исследований, в которых участвует большое количество мышей, лишенных сна, необходимых для профилирования циркадных генов. С другой стороны, водные платформы и протоколы бережного обращения являются более дешевыми и простыми методами, обычно используемыми для того, чтобы вызвать лишение сна. Тем не менее, водная платформа не позволяет автоматически контролировать заранее заданные циклы депривации-отдыха10,11, и бережное обращение требует от исследователей постоянной бдительности, чтобы нарушить сон. Кроме того, другие модальности, такие как вращающиеся барабаны, могут быть искажены социальной изоляциейили стрессом.

Вдохновленные орбитальным встряхивающим методом, мы стремимся внедрить протокол для создания устройства на основе рокера для депривации сна у мышей. Этот метод дешевый, эффективный, минимально стрессовый, контролируемый и автоматизированный. Нынешний протокол позволяет создать устройство на базе рокеровой платформы по стоимости примерно в десять раз дешевле, чем у орбитальных шейкеров, исходя из нашей доступности. Это устройство эффективно нарушало сон у мышей, содержащихся в группах, и вызывало характерные изменения депривации сна с минимальной реакцией на стресс. Она будет особенно полезна исследователям, заинтересованным в изучении влияния и лежащих в ее основе механизмов депривации сна на патогенез множественных заболеваний, особенно когда исследование включает в себя параллельную депривацию сна в нескольких группах.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Все протоколы экспериментов на животных в этом исследовании были одобрены Комитетом по этике благополучия лабораторных животных больницы Жэньцзи, Медицинской школы Шанхайского университета Цзяотун. В исследовании использовались самцы мышей C57BL/6J в возрасте от 8 до 10 недель. Животные были получены из коммерческого источника (см. Таблицу материалов). Основные компоненты, необходимые для установки устройства, перечислены на рисунке 1A.

1. Подготовка устройства для депривации сна

  1. Закрепите один конец стального швеллера с прорезями диаметром 50 см в середине стального швеллера с прорезями диаметром 40 см с помощью винтов (см. Таблицу материалов), чтобы получилась Т-образная конструкция; повторить процесс и сделать две такие Т-образные конструкции (рисунок 1Б-а).
  2. Сделайте так, чтобы две Т-образные конструкции стояли параллельно вверх на расстоянии 30 см друг от друга, и соедините нижнюю часть двух Т-образных конструкций с помощью 30-сантиметрового стального цилиндра, совместимого с винтами (см. Таблицу материалов) с помощью винтов (Рисунок 1B-b).
  3. Поместите стальную прямоугольную платформу (20 × 25 см) (см. Таблицу материалов) между двумя Т-образными конструкциями (Рисунок 1B-c).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Если готовые стальные прямоугольные платформы указанного размера недоступны, их можно изготовить путем сварки плоских сталей толщиной 2 мм.
  4. Закрепите каждый конец 30-сантиметрового совместимого с винтом стального цилиндра, прикрепленного к платформе, к двум подшипникам, закрепленным на каждой из Т-образных конструкций на расстоянии 10 см вниз от верха (рис. 1B-d).
  5. Закрепите крепление двигателя (см. Таблицу материалов) на одной из Т-образных конструкций на расстоянии 25 см сверху с помощью винтов (рис. 1B-e).
    ПРИМЕЧАНИЕ: В качестве альтернативы можно использовать строительный клей для крепления опоры двигателя на Т-образной конструкции вместо экипажей.
  6. Установите двигатель (см. Таблицу материалов) на опору двигателя с помощью винтов (Рисунок 1B-f).
  7. Закрепите вентилятор охлаждения (см. Таблицу материалов) с помощью самоблокирующихся лент на Т-образной конструкции под двигателем (Рисунок 1B-g).
  8. Прикрепите подшипниковый конец шатуна к углу платформы, обращенному к двигателю, с помощью винтов (Рисунок 1B-h).
  9. Закрепите другой конец шатуна на валу двигателя с помощью винтов (рисунок 1B-i).
  10. Просверлите два отверстия диаметром 4 мм в каждом из четырех углов пластикового контейнера или стандартной клетки для животных (см. Таблицу материалов) с помощью электрической дрели и просверлите два отверстия диаметром 4 мм и нижнее отверстие диаметром 6 мм с левой стороны клетки (Рисунок 1B-j).
  11. Закрепите клетку на прямоугольной платформе самоблокирующимися лентами через угловые отверстия (рисунок 1B-k).
  12. Просверлите отверстие диаметром 5 мм в крышке центрифужной пробирки объемом 50 мл с помощью электродрели и заткните отверстие длинной насадкой, оснащенной шаровым краном, чтобы предотвратить утечку воды.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Гидрогель будет альтернативным вариантом для водоснабжения, если изготовление бутылок для воды по индивидуальному заказу затруднено.
  13. Закрепите индивидуальную бутылку с водой с левой стороны клетки с помощью самоблокирующихся лент через два отверстия диаметром 4 мм, при этом сопло проходит через отверстие диаметром 6 мм (рис. 1B-l).
  14. Подсоедините выходные электрические провода адаптера блока питания к двум клеммам двигателя (рисунок 1B-l).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Для подключения проводов к клеммам двигателя нет особых требований к полярности.
  15. Подсоедините входные электрические провода адаптера блока питания к контактору времени (рис. 1B-m).

2. Индукция депривации сна

  1. Нажимайте крайние правые кнопки со знаком «плюс» на левой и правой половинах контактора времени (см. Таблицу материалов) соответственно до тех пор, пока на механических счетчиках с обеих сторон не появится «М» (рис. 1C-a).
  2. Нажимайте средние кнопки со знаком плюс на левой и правой половинах контактора времени до тех пор, пока на механических счетчиках с обеих сторон не появится «5M» (рис. 1C-b).
  3. Нажимайте крайнюю левую кнопку со знаком «плюс» на левой половине контактора до тех пор, пока на левом механическом счетчике не появится «15M» (рис. 1C-c).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Затем контактор времени будет включен в течение 15 минут и выключен в течение 5 минут в циклическом режиме.
  4. Помещайте мышей в клетку с водой и едой вволю.
  5. Подайте питание на контактор времени и вентилятор охлаждения.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Теперь платформа будет раскачиваться со скоростью 10 оборотов в минуту.
  6. Взвешивайте каждую мышь по времени Zeitgeber 0 (ZT0) каждый день.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Свет горит с 8 утра (ZT0) до 8 вечера (ZT12).

3. Пероральный глюкозотолерантный тест

  1. Измерьте уровень глюкозы натощак у голодных мышей, взяв кровь из хвостовых вен.
  2. Ввести раствор глюкозы каждой мыши (2 г/кг массы тела) внутрибрюшинно с помощью шприцев по 1 мл.
  3. Соберите образцы крови через хвостовую вену и проверьте уровень глюкозы в крови через 15 мин, 30 мин, 60 мин и 120 мин после инъекции глюкозы соответственно.
  4. Поместите мышей обратно в клетку с едой и водой вволю после теста.

4. Забор мозговых тканей

  1. Обезглавливайте мышей после адекватной анестезии, подвергая их воздействию изофлурана (2%) в течение 3-5 минут.
  2. Обнажите череп и сделайте вертикальный надрез на черепе диаметром 1 см хирургическими ножницами.
  3. Удалите череп с помощью комарных гемостатов (см. Таблицу материалов), чтобы обнажить мозговую ткань.
  4. Аккуратно извлеките весь мозг из полости черепа с помощью изогнутого пинцета.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Мозговая ткань должна быть удалена в соответствии с местными правилами.
  5. Промойте ткани мозга с помощью холодного фосфатного солевого раствора (1x PBS, 4 °C).
  6. Snap заморозьте неповрежденную ткань мозга в жидком азоте и перенесите ткань до -80 °C для длительного хранения.
    ПРИМЕЧАНИЕ: При хранении при температуре -80°C замороженная ткань мозга стабильна в течение не менее 6 месяцев.

5. Определение экспрессии генов методом полимеразной цепной реакции (ПЦР)

  1. Разморозьте ткани мозга при 4 °C или на льду.
  2. Перенесите ткань в микроцентрифужную пробирку объемом 1,5 мл и извлеките общую РНК с помощью метода13 на основе TRIzol.
  3. Измерьте концентрацию РНК с помощью спектрофотометра (см. таблицу материалов) после экстракции РНК.
  4. Выполните обратную транскрипцию общей РНК (1 мкг) в комплементарную ДНК (кДНК) с помощью коммерческого набора14.
  5. Измерение уровней экспрессии генов с помощью полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией в режиме реального времени15.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Установленное устройство для депривации сна у мышей показано на рисунке 1D. На 7-й день после начала депривации сна электроэнцефалограмма (ЭЭГ) и электромиография (ЭМГ)16 показали, что устройство значительно сокращает продолжительность сна и увеличивает продолжительность бодрствования у мышей (рис. 2A-D). Между тем, текущий протокол значительно увеличил накопление аденозина и уровни мРНК Homer1a в головном мозге (рис. 2E, F), которые являются маркерами успешной депривации сна. Используя набор ИФА18, мы заметили, что уровни кортикостерона в сыворотке крови существенно не изменялись текущим протоколом депривации сна (рис. 2G). После лишения сна в течение 7 дней масса тела и тимуса значительно снизилась (рис. 3A-D), что согласуется с предыдущими сообщениями19. Более того, толерантность к глюкозе была значительно нарушена у мышей после лишения сна (рис. 3E, F). Чтобы исследовать изменения в экспрессии генов часов, ткани мозга собирали каждые 4 часа в течение суток. Мы наблюдали, что паттерны экспрессии генов часов в головном мозге были значительно изменены после лишения сна (рис. 3G и табл. 1), что свидетельствует о нарушении молекулярных часов20.

Figure 1
Рисунок 1: Создание устройства на платформе коромысел. (A) Иллюстрации, изображающие основные детали, необходимые для сборки устройства на платформе коромысел. (B) Подробные шаги, демонстрирующие сборку устройства для лишения сна. (C) Изображения, отображающие настройки параметров в контакторе времени. (D) Фотография полностью собранной встряхивающей камеры. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 2
Рисунок 2: Оценка нарушений сна и уровня кортикостерона в сыворотке крови у мышей. (A) Принципиальная диаграмма, иллюстрирующая запись ЭЭГ/ЭМГ у мышей во время лишения сна. (B) Репрезентативные записи ЭЭГ/ЭМГ, прослеженные у мышей. (C) Репрезентативные формы волн ЭЭГ/ЭМГ у мышей во время бодрствования, NREM и REM. (D) Процент длительности бодрствования, длительности NREM и длительности быстрого сна, зарегистрированный у мышей с нарушением сна и контрольных мышей (n = 4 мыши/группа). *P < 0,05, ***P < 0,001. Статистический анализ проводили с помощью непарного t-критерия. Сокращения: CTR, контрольная группа; NREM, Небыстрое движение глаз; REM, быстрое движение глаз; СД, группа депривации сна. (E) Уровни мРНК Homer1a в тканях головного мозга, измеренные у мышей с нарушениями сна и контрольных мышей (n=4 мыши/группа). *P < 0,05, Статистический анализ проводили с использованием непарного t-критерия. Сокращения: CTR, контрольная группа; Homer1a, Гомеровский строительный белок 1a; СД, группа депривации сна. (F) Содержание аденозина в тканях головного мозга, измеренное у мышей с нарушениями сна и контрольных мышей (n=4 мыши/группа) с использованием набора ИФА. *P < 0,05, Статистический анализ проводился с использованием непарного t-критерия в каждый момент времени. Сокращения: CTR, контрольная группа; СД, группа депривации сна. (G) Концентрация кортикостерона в сыворотке крови, измеренная у мышей с нарушениями сна и контрольных мышей (n = 4 мыши на момент времени/группу). Статистический анализ проводили с помощью двухфакторного дисперсионного анализа. Сокращения: CTR, контрольная группа; СД, группа депривации сна. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 3
Рисунок 3: Патофизиологические изменения после лишения сна у мышей. (A) Репрезентативные изображения, показывающие размеры мышей в указанных группах. Сокращения: CTR, контрольная группа; СД, группа депривации сна. (Б) Изменения массы тела после начала депривации сна в указанных группах (n = 24 мыши в группе). **P < 0,001, статистический анализ проводили с помощью непарного t-критерия. Сокращения: CTR, контрольная группа; СД, группа депривации сна. (C) Репрезентативные изображения, показывающие размеры тимуса в указанных группах. Сокращения: CTR, контрольная группа; СД, группа депривации сна. (D) Сравнение соотношения массы тимуса к массе тела между двумя группами (n = 24 мыши в группе). **P < 0,001, статистический анализ проводили с помощью непарного t-критерия. Сокращения: CTR, контрольная группа; СД, группа депривации сна. (E) Результаты внутрибрюшинного глюкозотолерантного теста в указанных группах (n = 5 на группу). *P < 0,01; **P < 0,001, статистический анализ проводили с помощью непарного t-критерия. Сокращения: CTR, контрольная группа; СД, группа депривации сна. (F) Сравнение площади под кривой (AUC) внутрибрюшинного глюкозотолерантного теста между группой депривации сна и контрольной группой (n = 5 на группу). **P < 0,001, статистический анализ проводили с помощью непарного t-критерия. Сокращения: CTR, контрольная группа; СД, группа депривации сна. (G) Циркадные паттерны экспрессии генов часов (Bmal1, Dbp, Cry1, Cry2, Nr1d1, Nr1d2, Per1 и Per2) в тканях мозга были измерены в группе депривации сна и контрольной группе (n = 4 мыши на момент времени/группу). Данные сравнивали с помощью нелинейной косинорной регрессии, а кривые экспрессии часовых генов подгоняли с помощью R-пакета CircaCompare. P-значения указываются, как показано на рисунке. Сокращения: А, амплитуда; Bmal1, мозг и мышцы Arnt-подобные 1; Cry1, криптохромный циркадный регулятор 1; Cry2, криптохромный циркадный регулятор 2; CTR, контрольная группа; Dbp, белок, связывающий D-сайт; М, мезор; Nr1d1, подсемейство ядерных рецепторов 1, группа D, член 1; Nr1d2, подсемейство ядерных рецепторов 1, группа D, член 2; Р, фаза; Per1, циркадный регулятор периода 1; Per2, циркадный регулятор периода 2; СД, группа депривации сна. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Часовые гены Бмал ДБП Крик1 Крик2 Nr1d1 Nr1d2 Пер1 Пер2
Ритмичность Контроль Р < 0,05 Р < 0,01 P < 0,001 Р < 0,05 P < 0,001 Р < 0,01 P < 0,001 P < 0,001
Депривация сна Р < 0,05 P < 0,001 P < 0,001 P < 0,001 P < 0,001 P < 0,001 P < 0,001 P < 0,001
Акрофаза (время Zeitgeber) Контроль 22 12 17 15 11 14 14 16
Депривация сна 10 24 4 3 22 0 1 1
Оценка Месора Контроль 0.933 2.242 1.136 1.171 1.799 1.41 1.289 1.033
Депривация сна 0.826 2.101 1.094 1.155 1.756 1.399 0.999 0.888
Оценка амплитуды Контроль 0.099 0.746 0.305 0.131 0.494 0.314 0.294 0.341
Депривация сна 0.108 0.866 0.342 0.168 0.503 0.323 0.388 0.305

Таблица 1: Наличие ритмичности, оценки мезора, оценки амплитуды и акрофазы для тестируемых генов часов в каждой группе.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Мышиные модели депривации сна необходимы для изучения влияния нарушения сна на различные заболевания, включая сердечно-сосудистые заболевания21, психические состояния22 и неврологические расстройства23. Среди существующих стратегий лишения сна у мышей наиболее часто используются физические подходы, которые включают повторяющееся кратковременное прерывание сна 5,7,12. Эти физические подходы включают в себя использование водных платформ4, бережное обращение5, камеры раздвижных стержней 6,24, вращающиеся барабаны7 или орбитальные шейкеры 8,9,25,26.

Чтобы эффективно вызвать депривацию сна у мышей, идеальными методами должны быть пробуждение мышей с помощью нестрессового стимула. Выбранное устройство также должно быть автоматизировано и легко управляемым для регулировки циклов депривации-отдыха. Среди упомянутых методов камера скольжения отвечает большинству этих требований. Тем не менее, он дорог и иногда может нанести вред мышам. Другим эффективным и минимально стрессовым методом является протокол 7,8,9,25 на основе орбитального шейкера, при котором клетка помещается на стандартный лабораторный орбитальный шейкер, подключенный к контроллеру времени, что приводит к повторяющемуся прерыванию сна. Однако, когда конкретные проекты исследований требуют, чтобы несколько орбитальных шейкеров работали параллельно, стоимость может стать непомерно высокой для некоторых исследовательских групп.

В настоящем исследовании, вдохновленном методами орбитального шейкера, представлен подробный пошаговый протокол создания оборудования для депривации сна на основе рокеровской платформы. Его стоимость составляет примерно одну десятую от стоимости лабораторных орбитальных шейкеров, что делает его более доступным. Было подтверждено, что представленное устройство эффективно при депривации сна у мышей, на что указывают данные ЭЭГ/ЭМГ-мониторинга, которые показали значительное сокращение продолжительности сна и увеличение маркеров депривации сна. Кроме того, это устройство на основе рокерной платформы не оказывало существенного изменения уровня кортикостерона в сыворотке крови у мышей. В целом, мы представили новое автоматизированное устройство для лишения сна, которое является недорогим, эффективным, минимально стрессовым и контролируемым.

Несмотря на свои преимущества, текущий протокол имеет некоторые ограничения. Во-первых, в отличие от готовых к использованию серийно выпускаемых устройств, представленное здесь устройство для лишения сна требует сборки экспериментаторами. Тем не менее, для упрощения процесса были предоставлены подробные пошаговые протоколы и иллюстрации. Во-вторых, не все материалы, необходимые для создания устройства, имеются в продаже, и может потребоваться некоторая адаптация материалов на основе спецификаций, приведенных в этой работе. В-третьих, обычные бутылки для воды, используемые с платформой коромысел, могут протекать, что требует использования индивидуальных бутылок для воды для предотвращения этой проблемы.

В заключение, в этом исследовании представлен экономически эффективный и эффективный метод создания альтернативного устройства для индукции лишения сна у мышей, содержащихся в группах. Этот протокол может помочь исследователям в изучении эффектов и основных механизмов депривации сна на широкий спектр заболеваний.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторам нечего раскрывать.

Acknowledgments

Эта работа была поддержана грантами Национального фонда естественных наук Китая (82230014, 81930007, 82270342), Шанхайской программы выдающихся академических лидеров (18XD1402400), Комиссии по науке и технологиям муниципалитета Шанхая (22QA1405400, 201409005200, 20YF1426100), Шанхайской программы талантов Пуцзян (2020PJD030), SHWSRS (2023-62), Шанхайского центра клинических исследований старения и медицины (19MC1910500) и Программы последипломных инноваций Медицинского колледжа Бенбу (byycxz21075).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1.5 mL microcentrifuge tube Axygen MCT-150-C-S
50 mL centrifuge tube NEST 602002
Adenosine ELISA kit Ruifan technology RF8885
Animal cage ZeYa tech MJ2
Blood glucose meter YuYue 580
C57BL/6J Mice JieSiJie Laboratory Animal N/A Age: 8-10 weeks
Connecting rod ShengXiang Tech N/A Length:  20 cm
Cooling fan LiMing EFB0805VH Supply voltage: 5 V; Power consumption: 1.2 W; Air flow: 26.92 cfm; Dimensions: 40 mm * 40 mm * 56 mm
Corticosterone ELISA kit Elabscience E-OSEL-M0001
EEG/EMG recording and analysis system Pinnacle Technology 8200-K1-iSE3
Isoflurane RWD 20071302
mosquito hemostats FST 13011-12 Surgical instrument
Motor and motor mount MingYang MY36GP-555 Supply voltage: 24 V dc; Shaft diameter: 8 mm; Maximum output torque: 100 Kgf.cm; Maximum output speed: 10 rpm
NanoDrop 2000c Thermo Scientific NanoDrop 2000c
Power brick adapter MingYang QiYe-0243 Input voltage: 110-220V ac; Output voltage: 24 V dc; Outputcurrent: 2 A; Cable length: 2 m
qPCR commercial kit Vazyme Q711-02
qPCR measurement equipment Roche 480
Rectangle platform attached with a screw-compatible steel cylinder Customized N/A Width: 20 cm; length: 25 cm; length of the cylinder: 30 cm, thickness: 2 mm
Reverse RNA to cDNA commercial kit Vazyme R323-01
Screw and nut Guwanji N/A Inner diameter: 6 mm, 12 mm
Screw-compatible steel cylinder Customized N/A Length: 300 mm
Slotted steel channels Customized N/A Length: 400 mm or 500 mm, thickness: 2 mm
Time contactor LiXiang DH48S-S Supply voltage: 110-220 V ac; Units measured: hours, minutes, seconds; Contact configuration: DPDT
TRIzol Vazyme R401-01

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Yang, D. F., et al. Acute sleep deprivation exacerbates systemic inflammation and psychiatry disorders through gut microbiota dysbiosis and disruption of circadian rhythms. Microbiological Research. 268, 127292 (2023).
  2. Alanazi, M. T., Alanazi, N. T., Alfadeel, M. A., Bugis, B. A. Sleep deprivation and quality of life among uterine cancer survivors: systematic review. Supportive Care In Cancer : Official Journal of the Multinational Association of Supportive Care In Cancer. 30 (3), 2891-2900 (2022).
  3. Tobaldini, E., et al. Sleep, sleep deprivation, autonomic nervous system and cardiovascular diseases. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 74, 321-329 (2017).
  4. Arthaud, S., et al. Paradoxical (REM) sleep deprivation in mice using the small-platforms-over-water method: polysomnographic analyses and melanin-concentrating hormone and hypocretin/orexin neuronal activation before, during and after deprivation. Journal of Sleep Research. 24 (3), 309-319 (2015).
  5. Saré, R. M., et al. Chronic sleep restriction in developing male mice results in long lasting behavior impairments. Frontiers In Behavioral Neuroscience. 13, 90 (2019).
  6. Roman, V., Vander Borght, K., Leemburg, S. A., Vander Zee, E. A., Meerlo, P. Sleep restriction by forced activity reduces hippocampal cell proliferation. Brain Research. 1065 (1-2), 53-59 (2005).
  7. Zhao, H. Y., et al. Chronic sleep restriction induces cognitive deficits and cortical beta-amyloid deposition in mice via BACE1-antisense activation. CNS Neuroscience & Therapeutics. 23 (3), 233-240 (2017).
  8. Lord, J. S., et al. Early life sleep disruption potentiates lasting sex-specific changes in behavior in genetically vulnerable Shank3 heterozygous autism model mice. Molecular Autism. 13 (1), 35 (2022).
  9. Sinton, C. M., Kovakkattu, D., Friese, R. S. Validation of a novel method to interrupt sleep in the mouse. Journal of Neuroscience Methods. 184 (1), 71-78 (2009).
  10. Rotenberg, V. S. Sleep after immobilization stress and sleep deprivation: common features and theoretical integration. Critical Reviews in Neurobiology. 14 (3-4), 225-231 (2000).
  11. Kim, T. K., et al. Melatonin modulates adiponectin expression on murine colitis with sleep deprivation. World Journal of Gastroenterology. 22 (33), 7559 (2016).
  12. Barf, R. P., Scheurink, A. J. Sleep disturbances and glucose homeostasis. European Endocrinology. 7, 14-18 (2011).
  13. Rio, D. C., Ares, M., Hannon, G. J., Nilsen, T. W. Purification of RNA using TRIzol (TRI reagent). Cold Spring Harbor Protocols. 2010 (6), (2010).
  14. Libus, J., Štorchová, H. Quantification of cDNA generated by reverse transcription of total RNA provides a simple alternative tool for quantitative RT-PCR normalization. Biotechniques. 41 (2), 156-164 (2006).
  15. Nolan, T., Hands, R. E., Bustin, S. A. Quantification of mRNA using real-time RT-PCR. Nature Protocols. 1 (3), 1559-1582 (2006).
  16. Mang, G. M., et al. Evaluation of a piezoelectric system as an alternative to electroencephalogram/electromyogram recordings in mouse sleep studies. Sleep. 37 (8), 1383-1392 (2014).
  17. Maret, S., et al. Homer1a is a core brain molecular correlate of sleep loss. Proceedings of the National Academy of Sciences. 104 (50), 20090-20095 (2007).
  18. Li, K., et al. Olfactory deprivation hastens Alzheimer-like pathologies in a human tau-overexpressed mouse model via activation of cdk5. Molecular neurobiology. 53, 391-401 (2016).
  19. Sousa, M. E., et al. Invariant Natural Killer T cells resilience to paradoxical sleep deprivation-associated stress. Brain, Behavior, and Immunity. 90, 208-215 (2020).
  20. Zhao, Y., et al. Disruption of circadian rhythms by shift work exacerbates reperfusion injury in myocardial infarction. Journal of the American College of Cardiology. 79 (21), 2097-2115 (2022).
  21. Miller, M. A., Cappuccio, F. P. Inflammation, sleep, obesity and cardiovascular disease. Current Vascular Pharmacology. 5 (2), 93-102 (2007).
  22. Minkel, J., et al. Sleep deprivation potentiates HPA axis stress reactivity in healthy adults. Health Psychology. 33 (11), 1430 (2014).
  23. Bishir, M., et al. Sleep deprivation and neurological disorders. BioMed Research International. 2020, 5764017 (2020).
  24. Franken, P., Tobler, I., Borbély, A. A. Cortical temperature and EEG slow-wave activity in the rat: analysis of vigilance state related changes. Pflugers Archiv : European Journal of Physiology. 420 (5-6), 500-507 (1992).
  25. Li, Y., et al. Effects of chronic sleep fragmentation on wake-active neurons and the hypercapnic arousal response. Sleep. 37 (1), 51-64 (2014).
  26. Jones, C. E., et al. Early-life sleep disruption increases parvalbumin in primary somatosensory cortex and impairs social bonding in prairie voles. Science Advances. 5 (1), (2019).

Tags

Устройство для депривации сна у мышей нарушение циркадного ритма методы депривации сна методы индукции лишения сна устройство на базе автоматизированной рокерной платформы регулируемые временные интервалы минимальная реакция на стресс влияние лишения сна на здоровье патогенез множественных заболеваний
Создание устройства для депривации сна у мышей
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Chen, J., Wei, J., Ying, X., Yang,More

Chen, J., Wei, J., Ying, X., Yang, F., Zhao, Y., Pu, J. Establishing a Device for Sleep Deprivation in Mice. J. Vis. Exp. (199), e65157, doi:10.3791/65157 (2023).

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