Yöntem makalesi

Sürekli Cilt Sıcaklığı İzleme ile Sıcak Basmaları Araştırmak için Koşu Bandı Tabanlı Bir Fare Modeli

DOI:

10.3791/68922

⸱

14 Ekim 2025

 ,  ,  ,  , 
1State Key Laboratory of Genetics and Development of Complex Phenotypes, School of Life Sciences, Fudan University, 2Department of Endocrinology, Jinshan Hospital, Fudan University, 3Institutes of Biomedical Sciences, School of Life Sciences, Inner Mongolia University, 4Department of Endocrinology and Metabolism, Zhongshan Hospital, Human Phenome Institute, Fudan University

* These authors contributed equally

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, ovariektomiyi egzersize bağlı termojenez ve sürekli yüksek çözünürlüklü kuyruk derisi sıcaklığı izleme ile birleştirerek menopozal sıcak basmalarının bir fare modelini oluşturmaktadır.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Sıcak basmaları menopozdaki kadınlarda yaşam kalitesini önemli ölçüde bozar, ancak altta yatan nöral mekanizmalar ve etkili tedaviler tam olarak anlaşılamamıştır. Bu alandaki en büyük zorluk, sürekli cilt sıcaklığı izleme için güvenilir hayvan modellerinin ve invaziv olmayan yöntemlerin bulunmaması olmuştur. Burada, sıcak basmaları incelemek için ovariektomiyi egzersize bağlı termojenez ile birleştiren bir fare modeli geliştirildi. 3D baskılı bir kuyruk manşonu ile sabitlenmiş bir telemetrik kaydedici kullanılarak, kuyruk derisi sıcaklığı stressiz bir durumda sürekli olarak izlendi. Ek olarak kızılötesi kameralar, ısı üretimini ve dağılımını izlemek için tamamlayıcı bir yöntem sunarak vücut sıcaklığının daha kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesine olanak sağladı. Bu model kullanılarak, yumurtalıkları alınmış farelerin, menopozda gözlemlenen sıcak basması fenotipini etkili bir şekilde taklit ederek daha yüksek cilt sıcaklığı artışları ve daha düşük çekirdek vücut sıcaklığı sergilediği bulundu. Bu yaklaşım, sıcak flaş izleme için kesin bir model oluşturur ve termoregülasyon, sinirbilim ve klinik menopoz çalışmalarındaki araştırmacılar için değerli olacaktır.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Sıcak basmaları menopozun en yaygın ve yıkıcı semptomları arasındadır ve yaşam kalitesini önemli ölçüde bozar1. Bu ataklar, cilt sıcaklığında ani bir artış ve ardından çekirdek vücut sıcaklığında 2 geçici bir düşüş ile karakterizedirve buna genellikle artan kalp atış hızı, anksiyete ve baş dönmesi3 eşlik eder. Derin etkilerine rağmen, etkili tedaviler sınırlı kalmaktadır4, bu da altta yatan mekanizmaların daha derinlemesine anlaşılması ihtiyacının altını çizmektedir.

Sıcak basmaları incelemede kritik bir adım, termoregülasyon bozukluğunu doğru bir şekilde kopyalayan güvenilir hayvan modellerinin geliştirilmesidir. Şu anda birincil yaklaşım, cilt ve çekirdek vücut sıcaklıklarının değişmesine neden olan ovariektomiyi (OVX) içermektedir5. Bununla birlikte, bu değişiklikler, stres veya ortam sıcaklığı dalgalanmaları ile karıştırılabileceğinden, genellikle tutarsızdır6. Dahası, ara sıra sıcak basması benzeri olayları yakalamak hâlâ zor. Alternatif yöntemler, kemirgenlerde akut kutanöz vazodilatasyonu tetiklemek için farmakolojik ajanlar (örneğin, senktid, kapsaisin, tamoksifen veya nalokson) kullanır 7,8,9. Bu bileşikler hızlı, ölçülebilir cilt sıcaklığı artışları üretirken, bunların invaziv uygulamaları ve doza bağlı etkileri, termoregülasyon tepkilerinin yorumlanmasını zorlaştırmaktadır. Ayrıca, ilaca bağlı vazodilatasyonun doğal sıcak basmalarının fizyolojik koşullarını tam olarak özetleyip özetlemediği belirsizliğini koruyor. Bu nedenle, daha rafine ve güvenilir bir hayvan modeline acilen ihtiyaç vardır.

Egzersiz, vücut ısısının iyi bilinen bir modülatörüdür ve insanlarda sıcak basması indüksiyonu ile bağlantılıdır10. Bazı çalışmalar, sıcak basmalarına benzeyen ısı dağılımı modellerini taklit etmek için farelerde zorunlu egzersizden yararlanmıştır 11,12,13. Bu yaklaşım, sıcaklık dalgalanmalarını tetiklemek için invazif olmayan bir araç sağlasa da, aktif farelerde cilt sıcaklığının, özellikle kızılötesi termografi yoluyla izlenmesi teknik olarak zordur. Ek olarak, sıcak basması benzeri semptomların kapsamlı bir değerlendirmesi, hem kuyruk (deri) hem de çekirdek vücut sıcaklıklarının sürekli, uzun süreli kaydedilmesini gerektirir.

Bu sınırlamaların üstesinden gelmek için, sıcak basması benzeri termoregülasyon tepkilerini güvenilir bir şekilde uyandırmak için ovariektomiyi koşu bandı kaynaklı egzersizle birleştiren optimize edilmiş bir fare modeli geliştirildi. Deneyde, 8-10 haftalık C57BL/6J fareleri standart koşullar altında (12:12 aydınlık-karanlık döngüsü, 22 °C ±1 °C,% 50 ±% 10 nem) barındırıldı. Ayrıca, 3D baskılı bir kuyruk manşonu ile sabitlenen bir telemetrik sıcaklık kaydedici, serbestçe hareket eden farelerde stressiz, sürekli kuyruk sıcaklığı izlemesini sağlamak için tasarlanmıştır. Isı üretimi ve dağılımı hakkında tamamlayıcı veriler sağlamak için kızılötesi termografi de dahil edildi. Bu model, sıcak basmalarının mekanizmalarını araştırmak ve potansiyel terapötik müdahaleleri değerlendirmek için değerli bir araç görevi görecektir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu yöntemler fare modelleri için tasarlanmıştır. Fare çalışmaları Fudan Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (2021JS0040) tarafından onaylanmıştır. Protokolün uygulanmasından önce hayvanlar, Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzuna uygun olarak barındırılıyordu. Bu çalışmada, 20-23 g ağırlığındaki 8 ila 10 haftalık dişi C57BL/6J fareler standart koşullar altında (12:12 saat aydınlık-karanlık döngüsü, 22 °C ± 1 °C,% 50 ±% 10 nem) barındırıldı. Reaktiflerin ve kullanılan ekipmanın ayrıntıları Malzeme Tablosunda listelenmiştir.

1. Deneysel hazırlık

  1. Standart koşullar altında (12:12 aydınlık-karanlık döngüsü, 22 °C ±1 °C,% 50 ±% 10 nem) barındırılan on adet 8-10 haftalık dişi fareyi ad libitum yiyecek ve su ile hazırlayın.
  2. Fareleri rastgele OVX ve sahte gruplara ayırın (n = 5/grup). Kızgınlık döngülerinin senkronizasyonuna yardımcı olmak için gruplandırılmış ev.
  3. Koşu bandı protokolü kurulumu
    1. Bağlı bilgisayarda "TSE TreadMill (USB) 5.1.7_2" koşu bandı kontrol yazılımını açın (Ek Şekil 1).
    2. Menü çubuğundan Dosya > Yeni Bir Dosya Başlat'ı seçerek yeni bir deneysel dosya başlatın.
    3. Çalışan protokolü programlayın:
      1. İlk segmenti ayarlayın: 0-0,17 m/s arasında 0-20 s hızlanma.
      2. İkinci segmenti ayarlayın: 20-150 s sabit hız 0,17 m/s'de.
      3. Üçüncü segmenti ayarlayın: 0,17-0,25 m/s arasında 150-170 s hızlanma.
      4. Son segmenti ayarlayın: 170-600 s sabit hız 0.25 m/s 10,12'de.
        NOT: Ekstra stresi önlemek için bu deneyde elektrik stimülasyonu kullanmayın.

2. Kızgınlık döngüsü izleme

  1. Vajinal swabları bir pipet kullanarak 100 μL steril PBS ile yıkayarak art arda 8 gün boyunca her gün aynı saatte bir boyama lamı üzerine sürün.
  2. Numuneleri çeker ocakta 24 saat boyunca slaytlar üzerinde havayla kurutun.
  3. Numuneleri oda sıcaklığında %100 metanole kısaca batırın.
    DİKKAT: Metanol solunması, yutulması veya ciltle teması halinde toksiktir. İyi havalandırılmış bir çeker ocakta kullanın, nitril eldiven giyin ve kıvılcım/alevden kaçının.
  4. Ticari 20× Giemsa boyasını PBS kullanarak 1×'e kadar seyreltin.
  5. Metanol sabit slaytları 1× Giemsa ile karanlıkta 1-2 saat boyayın.
  6. Bu çalışmalara dayanarak östrus evrelerini belirlemek için vajinal sitolojiyi inceleyin14,15.
  7. Fareler proöstrustayken deneylere devam edin (Şekil 2B).
    NOT: Stres kaynaklı döngü bozulmasını önlemek için fareleri nazikçe tutun. Yalancı hamileliği önlemek için pipet uçlarını derine sokmaktan kaçının.

3. Yumurtalık ameliyatı

  1. Farelerin ağırlığını kaydedin ve fareleri izofluran ile uyuşturun. Operasyon sırasında hayvanın vücut ısısını korumak için bir ısıtma yastığı kullanın.
  2. Dorsolateral bölgedeki tüyleri arka ayaklardan önce iki taraflı olarak tıraş edin ve 3 kez alternatif olarak %70 etanol ve iyot ile dezenfekte edin.
  3. Deride 1 cm uzunluğunda paravertebral bir kesi yapın ve cildi alttaki kas dokusundan ayırmak için künt uçlu bir alet kullanın. Ardından kas duvarında kesi yapın. Yumurtalık yağ yastıkçıklarını pamuklu çubuklarla açığa çıkarın.
  4. Yumurtalık kan damarlarını dikişlerle bağlayın. Yumurtalıkları cerrahi makasla çıkarın16.
  5. Katmanlar, kas ve derideki kesiği emilmeyen dikişlerle kapatın. Kurumuş kanı veya artık antiseptik peelingi çıkarmak için ameliyat bölgesinin etrafındaki cildi tuzlu su ile nazikçe temizleyin.
  6. Sahte kontroller için yumurtalıklara dokunmadan yağ yastığından bir parça kesin.
  7. Ameliyattan sonraki 7 gün boyunca farelerin sağlığını günlük olarak izleyin.
    NOT: Farelerin anestezi işlemi boyunca yaklaşık 35 ° C'de bir ısıtma yastığı üzerinde tutulduğundan emin olun.

4. Çekirdek sıcaklık kaydedici implantasyonu

  1. Kaydedici Programlama ve Başlatma (Ek Şekil 2).
    1. Sıcaklık kaydediciyi yerleştirme istasyonuna dikey olarak yerleştirin.
    2. Yazılım menü çubuğunda Kaydedici > Bağlan'a tıklayın.
    3. Menü çubuğundan Yeni Ölçüm Sırasını Düzenle > Def. öğesini seçin.
    4. Kayıt modu seçeneklerinden Çoklu Kayıt Aralıkları'nı seçin.
    5. Parametreleri ayarlayın: Başlangıç tarihi: [YYYY-AA-GG SS:DD], Bitiş tarihi: [YYYY-AA-GG SS:DD], Kayıt aralığı: 5 dk.
    6. Aralıklar ayarını sıraya ekleyin.
    7. Kaydedici'ye tıklayın > yeni ölçüm sırasını başlatın.
  2. Anestezi altında, karın derisini tıraş edin ve sterilize edin.
    NOT: Bu karın sıcaklığı kaydedici implantasyon prosedürü, birden fazla ameliyattan kaçınmak için OVX ameliyatı ile birlikte gerçekleştirilebilir.
  3. Diyaframın yaklaşık 1 cm altından 2 cm'lik bir orta hat cilt kesisi yapın.
  4. Periton boşluğunu açmak için kesiği linea alba boyunca uzatın.
  5. Çekirdek sıcaklık kaydediciyi sagital düzlem boyunca karın boşluğuna yavaşça yerleştirin.
    NOT: Doğru sıcaklık okumaları için doğru yerleştirme kritik öneme sahiptir. Ortam sıcaklığı ölçümleri etkileyebileceğinden cildin yakınında yüzeysel konumlandırmadan kaçının.
  6. Karın kesiğini 5-0 emilmeyen dikiş kullanarak dikin.
  7. Karnı iyot çözeltisi ile dezenfekte edin.
    NOT: İyileşme sırasında hayvanı yakından izleyin. Fareler tamamen uyanana kadar bir ısıtma yastığı kullanarak sıcak bir ortam sağlayın.

5. Kuyruğa monte sıcaklık kaydedici eki

  1. Kaydedici Programlama ve Başlatma (Kayıt aralığını 2 dakika olarak değiştirerek adım 4.1 prosedürüne bakın).
  2. Kuyruğu etanol darbesiyle temizleyin. 3D manşonu %70 etanol ile dezenfekte edin ve sıcaklık kaydediciyi manşonun içine sabitleyin.
  3. Manşona hızlı sertleşen yapıştırıcı uygulayın. Kaydediciyi kuyruk tabanından 1 cm uzağa yerleştirin (Şekil 1A). Kaydedicinin algılama yüzünün ciltle yakın temas halinde olduğundan emin olun. Hareket yükünü en aza indirmek için kaydedicinin kuyruğun ventral tarafına sabitlendiğinden emin olun.
  4. 2 dakika boyunca basınçla yerinde tutun. Hassas yerleştirme için gerekirse kısa anestezi kullanın.
    NOT: Yerleştirme sonrası kuyruk şişmesi veya kaydedici dekolmanı olup olmadığını günlük olarak izleyin. Düzgün takılmış bir cihaz en az 3 gün boyunca iyi kalabilir.

6. Koşu bandı koşusu ve veri toplama

  1. Adım 1.3'teki protokolü kullanarak fareleri ışık fazında 3 gün boyunca koşu bandına alıştırın.
    1. Fareleri tek tek sabit koşu bandı bandına yerleştirin. Çevresel keşif ve alışkanlık için 10 dakika bekleyin.
    2. Protokolü yürütün:
      1. Ölç düğmesine tıklayın. Koşu bandını başlatmak için Başlat'a tıklayın.
      2. Programlanan çalışma protokolünü başlatmak için Profili Başlat'ı seçin.
  2. İyi bir alışkanlık için kuyruk sıcaklığı kaydediciyi deneylerden 24 saat önce takın (bkz. adım 5).
  3. Deney gününün ışık aşamasında çalışan koşu bandı:
    1. Egzersizden 10 dakika önce bir kızılötesi kamera kullanarak 30 saniye boyunca temel sıcaklığı kaydedin. Çekirdek sıcaklığı, implante edilen karın sıcaklığı kaydedici kullanılarak aynı anda kaydedilir.
    2. Adım 1.3'teki protokole göre fareleri koşu bandında çalıştırın.
      NOT: Farelerin 600 saniye boyunca sürekli çalıştığından emin olun. Fareler koşmayı bırakırsa, bir saç fırçası kullanarak hareketin devam etmesini nazikçe teşvik edin.
    3. Koşu bandı çalıştıktan sonra fareleri temiz kafeslere aktarın. Egzersizden 0 dakika, 5 dakika, 10 dakika ve 15 dakika sonra kızılötesi termografi ile kuyruk sıcaklığını ölçün.

7. Veri analizi

  1. Kızılötesi ve çekirdek sıcaklık verileri için:
    1. Taban çizgisini ortalama egzersiz öncesi sıcaklık olarak hesaplayın.
    2. Her zaman noktası için ΔT'yi (egzersiz sonrası sıcaklık-taban çizgisi) çizin.
  2. Kuyruk sıcaklığı kaydedici verileri için:
    1. 10 dakikalık egzersiz öncesi ortalamayı temel olarak kullanın.
    2. ΔT'yi egzersizden sonraki 15 dakika boyunca 2 dakikalık aralıklarla hesaplayın.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Güvenilir bir termoregülasyon izleme sisteminin geliştirilmesi

Çekirdek ve cilt sıcaklığını ölçmek için güvenilir bir model oluşturmak amacıyla, kuyruğun tabanından 1 cm uzakta bir sıcaklık kaydediciyi güvenli bir şekilde takmak üzere özel bir 3D baskılı kuyruk kılıfı tasarlanmıştır (Şekil 1A), egzersizle tetiklenen sıcak basmaları sırasında ısı dağılımının sürekli ve hassas bir şek...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, menopozal sıcak basmalarını araştırmak için pratik ve niceliksel bir fare modeli oluşturarak bu alandaki kritik bir boşluğu ele alıyor. Ovariektominin egzersize bağlı termojenez ile entegrasyonu, insan sıcak basmalarının temel özelliklerini, yani kuyruk derisi sıcaklığında hızlı bir artış ve ardından çekirdek vücut sıcaklığında bir düşüşü başarılı bir şekilde özetler18. Bu model, sıcaklık değişimlerini artırarak ve sıcak flaş indüksiyonu üzerinde hassa...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmemektedir.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu makaledeki yardımları için laboratuvar üyelerine teşekkür ederiz. Bu çalışma, Çin 32171144 Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı ve Bulaşıcı Olmayan Kronik Hastalıklar-Ulusal Bilim ve Teknoloji Büyük Projesi'nin (2024ZD0530300) fonlarıyla desteklenmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Hayvan implante edilebilir sıcaklık kaydediciYıldız-OddiDST nano-T
C57BL/6J farelerGemPharmatech HakkındaN000013
Giemsa Boyama SolüsyonuBeyotimeC0133 (İngilizce)
Kızılötesi termal görüntüler VarioCAMVC HD kafası 980
Koşu Bandı SistemleriTSETreadmill_6M

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Stearns, V., et al. Hot flushes. Lancet. 360 (9348), 1851-1861 (2002).
  2. Gombert-Labedens, M., Kristine, V., Andrea, F., Maloney, S. K., Baker, F. C. Effects of menopause on temperature regulation. Temperature. 12 (2), 92-132 (2025).
  3. Kronenberg, F. Menopausal hot flashes: A review of physiology and biosociocultural perspective on methods of assessment. J Nutr. 140 (7), 1380S-1385S (2010).
  4. Koysombat, K., Mcgown, P., Nyunt, S., Abbara, A., Dhillo, W. S. New advances in menopause symptom management. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 38 (1), 101774(2024).
  5. Kobayashi, T., et al. Elevation of tail skin temperature in ovariectomized rats in relation to menopausal hot flushes. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 278 (4), R863-R869 (2000).
  6. Krajewski-Hall, S. J., Blackmore, E. M., Mcminn, J. R., Rance, N. E. Estradiol alters body temperature regulation in the female mouse. Temperature (Austin). 5 (1), 56-69 (2018).
  7. Krull, A. A., Larsen, S. A., Clifton, D. K., Neal-Perry, G., Steiner, R. A. A comprehensive method to quantify adaptations by male and female mice with hot flashes induced by the neurokinin B receptor agonist senktide. Endocrinology. 158 (10), 3259-3268 (2017).
  8. Merchenthaler, I., et al. The effect of estrogens and antiestrogens in a rat model for hot flush. Maturitas. 30 (3), 307-316 (1998).
  9. Zhang, Z., et al. Estrogen receptor alpha in the brain mediates tamoxifen-induced changes in physiology in mice. Elife. 10, e63333(2021).
  10. Witkowski, S., et al. Acute increases in physical activity and temperature are associated with hot flash experience in midlife women. Menopause. 31 (7), 600-607 (2024).
  11. Ban, Y. -H., et al. A hop extract Lifenol improves postmenopausal overweight, osteoporosis, and hot flash in ovariectomized rats. Evid Based Complement Alternat Med. 2018 (1), 2929107(2018).
  12. Shuto, H., et al. Forced exercise-induced flushing of tail skin in ovariectomized mice, as a new experimental model of menopausal hot flushes. J Pharmacol Sci. 98 (3), 323-326 (2005).
  13. Wilhelms, D. B., et al. CGRP is critical for hot flushes in ovariectomized mice. Front Pharmacol. 9, 1452(2018).
  14. Byers, S. L., Wiles, M. V., Dunn, S. L., Taft, R. A. Mouse estrous cycle identification tool and images. PLoS One. 7 (4), e35538(2012).
  15. Cora, M. C., Kooistra, L., Travlos, G. Vaginal cytology of the laboratory rat and mouse: Review and criteria for the staging of the estrous cycle using stained vaginal smears. Toxicol Pathol. 43 (6), 776-793 (2015).
  16. Rowe, A. A., Issioui, Y., Johnny, B., Wert, K. J. Murine orchiectomy and ovariectomy to reduce sex hormone production. J Vis Exp. (201), e64379(2023).
  17. Goldman, J. M., Murr, A. S., Cooper, R. L. The rodent estrous cycle: Characterization of vaginal cytology and its utility in toxicological studies. Birth Defects Res B Dev Reprod Toxicol. 80 (2), 84-97 (2007).
  18. Freedman, R. R. Physiology of hot flashes. Am J Hum Biol. 13 (4), 453-464 (2001).
  19. Zhang, Z., et al. Estrogen-sensitive medial preoptic area neurons coordinate torpor in mice. Nat Commun. 11 (1), 6378(2020).
  20. Ekambaram, G., Sampath Kumar, S. K., Joseph, L. D. Comparative study on the estimation of estrous cycle in mice by visual and vaginal lavage method. J Clin Diagn Res. 11 (1), Ac05-Ac07 (2017).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

S cak Basma ModeliOvaryektomize FarelerTermoreg lasyonKo u Band EgzersiziTelemetrik KaydediciK z l tesi KameraMenopoz Ara t rmalarekirdek V cut S cakl

İlgili makaleler