Genç Vahşi Tip Farelerde Bilişsel Açık ve Anksiyete Benzeri Davranışlara Neden Olmak İçin Titreşimli Orbital Rotor Kullanan Kronik Uyku Parçalanma Modeli
22 Eylül 2020
Burada sunulan, genç vahşi tip farelerde doğrulanmış bilişsel açık ve anksiyete benzeri davranışlara neden olabilecek, elektrik kontrollü bir yörünge rotorunun elde ettiği kronik uyku parçalanması (CSF) modeli için bir protokoldür. Bu model kronik uyku bozukluğu ve ilgili bozuklukların patogenezini keşfetmek için uygulanabilir.
Kronik uyku bozukluğu nörodejeneratif hastalık patogenezine yol açar. Bu soruyu ele almak için insan uykusu sırasında sık sık kesintileri modellemek için basit, istikrarlı ve uzun vadeli bir protokol sağlamak istiyoruz. Bu fareler, taşıma işçiliğini ve yapay alıcıları en aza indirir.
Tekrarlanabilir davranışsal ve patolojik sonuçlar üretmek için aynı deney grubundaki fareler arasında ve farklı deneyler arasında müdahaleleri standartlaştırabilir. Bu model, altta yatan bir hastalığın varlığında kronik uyku bozukluğunun etkilerini incelemek için depresyon ve Alzheimer hastalığı gibi çeşitli hastalık modellerine uygulanabilir. Sosyal izolasyon stresini önlemek için BOS modellemesine ve kontrol kafeslerine rastgele üç ila beş 20 ila 28 gram, 8 ila 10 haftalık yetişkin vahşi tip erkek fareler atayarak başlayın.
Aynı çevre ortamını korumak için her iki kafes grubunu da aynı 21 ila 23 santigrat derece ve %35 ila 60 nem modelleme odasında 12 saatlik bir aydınlık / karanlık döngüsüne sahip olarak barındırın. Daha sonra, platform hareketlerinde su sızıntısını önlemek için su şişeleri üzerinde küresel vana uçları olan uzun nozullar kullanarak ve dönme sırasında şişelerin yerinden çıkmasını önlemek için su şişelerini her kafesin üstüne bir yay ile sabitleyerek farelere yeterli yiyecek ve su sağlayın. Kronik uyku parçalanması modellemesi için, 67 x 110 santimetre platformlu, elektrikle kontrol edilen bir yörünge rotorunu sabah 8:00'de çalışacak şekilde programlayın.
saat 20:00'ye kadar ışık fazı ve rotor hızını tekrarlayan 110 saniye açık, 10 saniye kapalı döngü için dakikada 110 devire ayarlamak için bir katı hal zamanlayıcı kullanın. Platform dönüşü sırasında kafeslerin yerinden çıkmasını önlemek için BOS kafeslerini rotor platformunun üstüne sabitlemek için kalın yaylar kullanın ve yörünge dönüşleri sırasında yiyecek ve su erişiminin sağlandığını doğrulayın.
Model sistemini kurduktan sonra, yörünge rotorunun uygun şekilde çalıştığından emin olmak için kafesleri en az bir saat gözlemleyin. Modelleme süresi boyunca, yatak takımlarını değiştirirken fareleri haftada bir sabah 8:00'de tartın ve gerektiğinde saldırganları kafeslerden çıkarın.
Modelleme süresinin sonunda, fareleri modelleme odasında barındırmaya ve beslemeye devam edin. Morris Water Maze testi yapmak için, 08:00 ile 12:00 saatleri arasında.
Beş gün boyunca her gün, her seferinde bir fareyi, her deneme için dört kadrandan birinde 20 ila 23 santigrat derece su ile dolu dairesel bir tanka bırakın. Deneme sırasında, platforma yüzmeye çalışan her farenin kaçış gecikmesini kaydetmek için bir video izleme sistemi kullanın. Fare 60 saniye içinde platformu bulamazsa, hayvanı platforma yönlendirin.
Kafesine geri koymadan önce 15 saniye platformda kalmasına izin verin. Antrenmandan sonraki altıncı günde, platformu su tankından çıkarın ve hayvan başına son bir 60 saniyelik yüzme periyodu için fareyi kuzeydoğu kadranından serbest bırakın. BOS modellemesinden sonra, kontrol ve deney grupları arasında farelerin ağırlıklarında herhangi bir fark gözlenmemiştir.
CSF grubu, Morris Water Maze davranış denemesinde kontrol hayvanlarına kıyasla beş eğitim günü boyunca platformu konumlandırmada daha az yetenek gösteriyor. Prob testinde, BOS fareleri, gözlemlenebilir bir yüzme hızı farkı olmadan önceki platform konumunu daha az kez geçerek, hedeflenen kadranda orantılı olarak önemli ölçüde daha az zaman harcadılar. Yeni nesne tanıma testinin tanıdık aşamasında, BOS ve kontrol grupları arasındaki toplam keşif süresinde veya her iki gruptaki A1 ve A2 nesneleri arasındaki keşif süresinde anlamlı bir fark yoktur.
Test aşamasında, BOS farelerinin ayrımcılık indeksi, kontrol hayvanlarınınkine kıyasla önemli ölçüde azaltılır. Bu temsili açık alan testi ve zorunlu yüzme testi değerlendirmelerinde, BOS grubu test sırasında merkezi bölgede kontrol grubuna göre daha az zaman harcadı. BOS fareleri ayrıca tank içinde daha uzun bir toplam hareket mesafesi sergiledi, bu da modellemeden sonra spontan aktivitenin arttığını düşündürdü.
Bununla birlikte, BOS modellemesi, zorla yüzme testine tabi tutulan iki grup arasındaki hareketsizlik süresindeki anlamlı olmayan farklılıklarla doğrulandığı gibi depresyon benzeri davranışı indüklemedi. Uygun bir titreşim döngüsü ve modelleme süresinin seçilmesinin yanı sıra BOS tedavisi ve fenotip tanımlaması için uygun bir zaman çizelgesi bu deneyin başarısı için önemlidir. Geleneksel uyku yoksunluğu protokolleri çok fazla çalışma gerektirir ve çoğunlukla akut veya kısa süreli modelleme gerektirir.
Bu protokol, hafif fakat uzun süreli uyku bozukluğunun patolojik bir mekanizmasının incelenmesine izin verir.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu makale, elektriksel olarak kontrol edilen bir orbital rotor kullanan kronik uyku fragmantasyonu (CSF) modeli için bir protokol sunmaktadır. Bu model, genç yabani tip farelerde bilişsel eksiklikler ve anksiyete benzeri davranışlar oluşturarak, kronik uyku bozukluklarının ve ilgili rahatsızlıkların araştırılmasına olanak tanır.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Nörobilim
- Davranışsal çalışmalar
- Uyku araştırmaları
Arka Plan
- Kronik uyku bozuklukları, nörodejeneratif hastalıklarla ilişkilendirilmektedir.
- Çalışma, uyku kesintilerini modellemek için stabil bir protokol sağlamayı amaçlamaktadır.
- Bu model, elle müdahaleyi en aza indirir ve deneysel gruplar arasındaki müdahaleleri standardize eder.
- Depresyon ve Alzheimer hastalığı dahil olmak üzere çeşitli hastalık modellerine uygulanabilir.
Çalışmanın Amacı
- Farelerde uyku sırasında meydana gelen sık kesintileri modellemek.
- Kronik uyku bozukluğunun davranış ve patoloji üzerindeki etkilerini araştırmak.
- Farklı deneyler arasında tekrarlanabilir sonuçlar elde edilmesini sağlamak.
Kullanılan Yöntemler
- 20 ila 28 gram ağırlığında, 8 ila 10 haftalık yabani tip erkek farelerin rastgele atanması.
- Sosyal izolasyon stresini önlemek için CSF modelleme ve kontrol kafeslerinin kullanımı.
- Uyku fragmantasyonu için elektrikle kontrol edilen orbital bir rotorun uygulanması.
- Bilişsel eksiklikleri ve anksiyete benzeri davranışları değerlendirmek için davranışsal değerlendirmeler.
Temel Sonuçlar
- Kronik uyku fragmantasyonuna maruz bırakılan farelerde bilişsel defisitlerin doğrulanması.
- Deney grubunda anksiyete benzeri davranışların indüksiyonu.
- Farklı deneysel düzenekler arasında standartlaştırılmış sonuçlar.
- Çeşitli hastalık bağlamlarında kronik uyku bozukluklarının incelenmesinde potansiyel uygulamalar.
Sonuçlar
- CSF modeli, kronik uyku bozukluğunun etkilerini incelemek için etkilidir.
- Bu protokol, ilgili bozuklukların patogenezinin anlaşılmasına yardımcı olabilir.
- Gelecekteki araştırmalar, çeşitli nörodejeneratif hastalıklar için bu modelden yararlanabilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Sektörel Uygulanabilirlik Özeti
Kronik uyku fragmantasyonu modelleri, insan uyku bozukluğu fenotiplerini kontrollü preklinik sistemlerde tekrarlayarak nörodejeneratif hastalık hipotezlerinin mekanistik risk analizine olanak tanır. Bu yaklaşım, uyku bozukluğu ile bilişsel gerileme arasında nedensel bağlantılar kurarak Alzheimer hastalığı ve ilgili bozukluklar için hedef doğrulamayı ve biyobelirteç keşfini destekler. Standardize protokol, biyolojik değişkenliği azaltarak ve translasyonel sürekliliği artırarak erken keşif aşamasındaki öngörü güvenilirliğini yükseltir.
Biyofarma Ar-Ge'sinde Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Bilimsel Değer: Davranışsal fenotipleme aracılığıyla uyku fragmantasyonunu Alzheimer hastalığı patogenezine bağlayan terapötik hipotezleri sorgular.
- Operasyonel Değer: Genç vahşi tip farelerde stabil bilişsel defisitler ve anksiyete benzeri fenotipler indükleyerek fonksiyonel hedef doğrulamasını mümkün kılar.
- Öngörücü Değer: Nörodejeneratif hastalık progresyonu için mekanistik olarak ilgili bir risk faktörünü modelleyerek portföy önceliklendirmesini destekler.
Tarama ve Assay Geliştirme
- Bilimsel Değer: Deneysel gruplar arasında tutarlı temel fenotipler oluşturarak, hastalıkla ilgili sistemleri bileşik taramasına hazırlar.
- Operasyonel Değer: Otomatik orbital rotor kontrolü aracılığıyla assay koşullarını standartlaştırır, işlem emeğini minimize eder ve tekrarlanabilirliği maksimize eder.
- Ölçeklenebilirlik: Çeşitli davranışsal son noktalarla uyumlu, stabil ve uzun süreli bir model sağlayarak platformun birden fazla çalışmada yeniden kullanımını kolaylaştırır.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Bilimsel Değer: Mekansal öğrenme eksikliklerini ve anksiyete benzeri yanıtları ölçülebilir sonuçlar olarak nicelendirerek translasyonel biyobelirteç araştırmalarıyla uyum sağlar.
- Operasyonel Değer: Kontrol ve deney grupları için özdeş çevresel koşullar sağlayarak, keşif aşamasından preklinik doğrulamaya kadar olan sürekliliği garanti eder.
- Risk Azaltma: Depresyon benzeri karıştırıcı faktörler oluşturmadan doza bağlı davranışsal değişiklikleri ortaya koyarak, riske göre ayarlanmış ilerleme kararlarına temel oluşturur.
Boru Hattı ve İş Akışı Entegrasyonu
Kronik uyku fragmantasyonu modeli; hipotez testinden aday bileşik belirlemeye ve preklinik doğrulamaya kadar uzanan keşif sürekliliğine entegre olarak, uykuyla ilişkili patofizyolojik yolları hedefleyen terapötik adayların iteratif olarak geliştirilmesini destekler.
- Keşif Biyolojisi: Nörodejeneratif hastalık modellerinde uyku bozukluğunun değiştirilebilir bir risk faktörü olarak incelenmesine olanak tanıyarak hipotez testlerini destekler.
- Tarama: Yüksek sadakatli bileşik değerlendirmesine uygun, stabil ve ölçülebilir davranışsal fenotipler üreterek analiz hazırlığını artırır.
- Analitik: Morris su labirentinde kaçış gecikmesi, yeni nesne tanımada ayırt etme indeksi ve açık alan testinde merkezi bölge doluluğu dahil olmak üzere kantitatif bağımlı değişken ölçümleri oluşturur.
- Translasyonel Araştırma: Akut stres artefaktları olmadan, insan hastalık progresyonuyla ilgili kronik uyku etkilerini modelleyerek preklinik süreklilikle bağlantı kurar.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Standardize edilmiş ve düşük iş gücü gerektiren tasarımı sayesinde nörobilim ve uyku araştırması programları genelinde yeniden kullanılabilir bir yetkinlik olarak işlev görür.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Uyku ile nörodejenerasyon arasındaki ilişkilerdeki mekanistik belirsizliği azaltarak hedef doğrulamasında öngörüsel güven sağlar.
- Operasyonel Değer: Otomatik titreşim döngüleri ve çevresel kontroller aracılığıyla standardizasyon ve tekrarlanabilirlik sunar.
- Stratejik Değer: Patolojik riske işaret eden kognitif ve anksiyete benzeri fenotiplerin erken tespitine olanak tanıyarak go/no-go kararlarını iyileştirir.
- Portföy Etkisi: Uyku fragmantasyonunun neden olduğu davranışsal eksiklikleri hafifleten bileşikleri belirleyerek riskle uyumlu önceliklendirmeyi destekler.
Uygulama Hususları
- Fenotip spesifitesini yorumlamak için davranışsal nörobilim ve uyku fizyolojisi konularında uzmanlık gerektirir.
- Programlanabilir zamanlama ve titreşim izolasyonuna sahip, elektriksel olarak kontrol edilen bir orbital rotor dahil olmak üzere enstrümantasyon gereklidir.
- Barındırma koşullarının, besleme protokollerinin ve davranışsal test takvimlerinin ekipler arası standardizasyonunu gerektirir.
- Modelin farklı suşlara, cinsiyetlere veya komorbid hastalık modellerine uygulanmasında adaptasyon değerlendirmelerini içerir.
- Kronik etkileri akut stres tepkilerinden ayırt etmek için uzun süreli izleme gerekliliği gibi pratik sınırlamaları kapsar.
Biyofarma SSS
Chapters in this video
0:04
Introduction
1:06
Mouse Screening Preparation
1:58
Chronic Sleep Fragmentation (CSF) Modeling
3:04
Morris Water Maze (MWM) Test
4:00
Results: Representative Effects of CSF Modeling on Young Wild-Type Mouse Cognitive Abilities and Anxiety-Like Behaviors
5:34
Conclusion
