ट्रेडमिल थकान परीक्षण: माउस के लिए थकान की तरह व्यवहार का एक सरल, उच्च throughput परख

Behavior

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Dougherty, J. P., Springer, D. A., Gershengorn, M. C. The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse. J. Vis. Exp. (111), e54052, doi:10.3791/54052 (2016).

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Abstract

थकान कई बीमारियों और विकारों में एक प्रमुख लक्षण है और कई लोगों के लिए जीवन की गुणवत्ता में कमी आती है। स्पष्ट रोगजनन और मौजूदा उपायों की विफलता पर्याप्त रूप से सभी रोगियों में थकान के इलाज के लिए की कमी के कारण नए उपचार के विकल्प के लिए एक की जरूरत नहीं छोड़ता है। चिकित्सकीय जरूरत है और होनहार उपन्यास उपचार की पहचान की मदद करने में preclinical अनुसंधान के महत्व के बावजूद, थकान के कुछ preclinical assays उपलब्ध हैं। इसके अलावा, सबसे आम preclinical थकान की तरह व्यवहार, स्वैच्छिक पहिया चल आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया परख, नहीं चूहों के कुछ उपभेदों के साथ उपयोग के लिए उपयुक्त, दवाओं है कि थकान को कम करने के लिए संवेदनशील नहीं हो सकता है, और अपेक्षाकृत कम throughput है। वर्तमान प्रोटोकॉल एक उपन्यास, थकान की तरह व्यवहार, ट्रेडमिल थकान परीक्षण के गैर स्वैच्छिक preclinical परख का वर्णन करता है, और एक कीमोथेरेपी ज्ञात दवा के साथ इलाज चूहों में थकान की तरह व्यवहार का पता लगाने के मानव और थकान में थकान के कारण अपने प्रभाव का सबूत उपलब्ध कराता है एनिमा में की तरह व्यवहाररास। इस परख, पहिया चलाने के लिए एक फायदेमंद विकल्प हो सकता है के रूप में थकान की तरह व्यवहार और संभावित उपायों एक छोटे समय सीमा के ऊपर चूहों की एक बड़ी संख्या में मूल्यांकन किया जा सकता है, इस प्रकार नए चिकित्सीय विकल्पों में से तेजी से खोज की अनुमति है।

Introduction

थकान लोगों की एक विस्तृत श्रृंखला को प्रभावित करता है, स्पष्ट रूप से जीवन की गुणवत्ता को कम कर सकते हैं, और अक्सर एक अस्पष्ट या अज्ञात रोगजनन है। कैंसर से संबंधित थकान (सीआरएफ), उदाहरण के लिए, उपचार के दौर से गुजर कैंसर के रोगियों के बहुमत द्वारा अनुभवी है और लंबे समय तक बच सकते हैं के बाद कैंसर का इलाज पूरा हो चुका है और पता लगाने योग्य कैंसर 1 के अभाव में। इसके अलावा, थकान भी कई अन्य बीमारियों और विकारों, क्रोनिक थकान सिंड्रोम, अवसाद, मधुमेह, और fibromyalgia सहित एक प्रमुख लक्षण है। सौभाग्य से, वहाँ गैर औषधीय हस्तक्षेप कि कुछ लोगों को थकान का सामना कर मदद करने में सक्षम हो रहे हैं (उदाहरण के लिए, व्यायाम सीआरएफ कुछ स्तन कैंसर के रोगियों के लिए 2,3 कम कर सकते हैं), लेकिन कई लोगों को अभी भी प्रभावी उपचार की कमी है। इसके अलावा, सीआरएफ के लिए मौजूदा दवा उपचार, अगर सब पर, प्रभावशाली 4-7 मोटे तौर पर होना नहीं पाया गया है।

चिकित्सकीय जरूरत है और DRU की कमी के बावजूदजी उपचार के विकल्प, थकान की preclinical assays की खोज और उपन्यास थकान उपचार कमी कर रहे हैं के विकास में सहायता करने के लिए, विशेष रूप से पशु मॉडल में। कृंतक अध्ययन के लिए थकान का केवल preclinical assays में से एक स्वैच्छिक पहिया चल गतिविधि (VWRA) 9-15, जिसमें चूहों या अन्य मूषक चल रहे एक पहिया और उनके दैनिक चल गतिविधि दर्ज की गई है करने के लिए स्वतंत्र पहुँच दी जाती है। कई अध्ययनों में, VWRA थकान की तरह व्यवहार का एकमात्र उपाय, थकान की तरह व्यवहार के साथ प्रयोगात्मक समूह में मापा शारीरिक गतिविधियों में कमी के रूप में परिभाषित किया गया है (या तो VWRA या वर्तमान प्रोटोकॉल में) है। VWRA थकान की तरह व्यवहार का एक उपयोगी अनुदैर्ध्य उपाय प्रदान सकता है, यह एक अपेक्षाकृत कम throughput परख है, जन्मजात माउस उपभेदों 16 के बीच काफी भिन्न होता चल रहा है, और यह जरूरी विषयों को व्यक्तिगत रूप से रखे जाने के लिए, व्यवहार और परीक्षण के प्रदर्शन में परिवर्तन के कारण हो सकता है जो 17-19। ऐसे घर पिंजरे व्यवहार की निगरानी के रूप में अन्य assays, औरविश्लेषण, यह भी निरंतर डेटा संग्रह प्रदान कर सकते हैं और कुछ सिस्टम के लिए विषयों जोड़े के 20 में रखे होने की अनुमति हो सकती है। ये assays उपयोगिता है, लेकिन थकान की तरह व्यवहार का पता लगाने के एक साधन के रूप में कम संवेदनशील हो सकता है और, पहिया चलाने की तरह है, यह भी कम throughput हैं।

VWRA के विपरीत, माउस ट्रेडमिल परीक्षण स्वैच्छिक गतिविधि पर भरोसा नहीं है और एक छोटे से समय सीमा में पूरा किया जा सकता है, उच्च throughput के लिए अनुमति देता है। VWRA की तुलना में, इन परीक्षणों बाहरी प्रेरकों को रोजगार। विशेष रूप से, वहाँ आम तौर पर एक विद्युतीकृत धातु चलती बेल्ट के पीछे स्थित एक बिजली के झटके के साथ चूहों प्रदान करने के लिए वे चलाने के लिए संघर्ष करना चाहिए ग्रिड है। इस सदमे ग्रिड के अलावा, चूहों, उकसाने poking, या उन्हें एक हाथ, ब्रश, या अन्य उपकरण के साथ छू और उन पर हवा की छोटी कश निर्देशन सहित कई अन्य तरीकों, के माध्यम से ट्रेडमिल पर चलने के लिए प्रेरित किया जा सकता है। थकान के बजाय, माउस ट्रेडमिल परीक्षण अक्सर मापने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं एरोबिक और / या anaerobic व्यायाम क्षमता 21-25। चूहे, जब तक वे के काबिल या अनिच्छुक आगे बिजली के झटके से बचने का एक साधन के रूप में ट्रेडमिल पर चलना जारी कर रहे हैं चलाने के लिए प्रेरित कर रहे हैं। परीक्षण तब समाप्त होता है जब चूहों थकावट के लिए कसौटी को पूरा। इन प्रोटोकॉल में, यह सुनिश्चित करें कि चूहों सच शारीरिक थकावट तक पहुँचते हैं, थकावट के लिए कसौटी अक्सर पांच निरंतर सदमे ग्रिड के शीर्ष पर बिछाने सेकंड खर्च और दोहराया प्रतिकूल उत्तेजनाओं के चेहरे पर चलना जारी करने में नाकाम रहने के रूप में परिभाषित किया गया है। इस प्रकार, थकान की तरह व्यवहार बाहरी प्रेरणा और परीक्षा समाप्त होने के लिए कसौटी के मजबूत प्रतिकूल प्रकृति के कारण ठेठ ट्रेडमिल परीक्षण में नकाबपोश जा सकता है। दिलचस्प है, और कृंतक treadmills का उपयोग कर कई अन्य अध्ययनों के विपरीत, एक हाल ही में प्रकाशन एक ट्रेडमिल थकान परीक्षण है, जो चूहों 26 में सामाजिक तनाव के प्रभाव की एक परीक्षा के हिस्से के रूप में इस्तेमाल किया गया था के दूसरे संस्करण का वर्णन है। इस समूह के द्वारा प्रयोग विधि स्पष्ट रूप से घन से मतभेद हालांकिrrent प्रोटोकॉल (यानी, वे एक ही लेन ट्रेडमिल कार्यरत हैं और उनके परीक्षण समाप्त होने के लिए कसौटी के रूप में बिजली के झटके के 10 सेकंड के लिए आवश्यक), उनके अध्ययन माउस ट्रेडमिल का उपयोग कर एक त्वरित, सरल थकान परीक्षण विकसित करने में की उपयोगिता और ब्याज पर प्रकाश डाला गया।

थकान पहिया चल अलावा अन्य साधन और नियमित व्यवहार में परिवर्तन द्वारा detectable होने की संभावना है। सीआरएफ रोगियों, मांसपेशियों में थकान की एक कम राशि से थक लगता है जैसे सीआरएफ 27 बिना, electromyographic विश्लेषण द्वारा निर्धारित लोगों की तुलना में आता है। इसके अतिरिक्त, कम प्रेरणा में उल्लेख किया गया है और कई मानव थकान 28,29 मापने तराजू से मापा जाता है। इस प्रकार, थकान की तरह व्यवहार का एक उपयोगी preclinical परख स्वस्थ और थका हुआ चूहों के बीच शारीरिक क्षमता के अलावा अन्य एक उपाय के आधार पर और प्रेरणा में नहीं करना चाहिए अस्पष्ट घटने अंतर करना चाहिए। जबकि VWRA की सीमाओं और अन्य assays से परहेज है कि अंत को प्राप्त करने के लिए, वर्तमान पद्धति वामाउस ट्रेडमिल परीक्षण आदत डाल द्वारा विकसित कर रहा है। इस विधि के एकमात्र बाहरी प्रेरक ट्रेडमिल पर चलाने के चूहों बनाने के लिए एक सदमे ग्रिड का उपयोग करता है। चूहे जल्दी सीखते हैं कि ग्रिड एक प्रतिकूल प्रोत्साहन प्रदान करता है और तुरंत इसे दूर से जब ट्रेडमिल पर रखा कुछ दूरी इसे से जब चलने के लिए कदम और बनाए रखना होगा।

जब चूहों थकान, वे बजाय सामने के छोर की ओर गति को बनाए रखने के ट्रेडमिल के पीछे की ओर उत्तरोत्तर अधिक समय बिताते हैं। इसलिए, इस प्रोटोकॉल में परीक्षण पूरा करने के लिए कसौटी नामित थकान क्षेत्र में पांच निरंतर सेकंड खर्च कर रहा है (यानी, ट्रेडमिल के पीछे, सदमे ग्रिड से लगभग एक शरीर की लंबाई से लेकर, और, सहित सदमे ग्रिड)। इस प्रशिक्षण के बाद कई या किसी वास्तविक झटके प्राप्त करने के लिए चूहों की आवश्यकता के बिना ग्रिड के प्रतिकूल प्रकृति का लाभ लेता है। चूहों परीक्षण नहीं बल्कि थकावट से वर्तमान कसौटी का उपयोग कर पूरा करने के लिए (जैसा कि ऊपर परिभाषित) की अनुमति देकर,इस विधि के बजाय अपने अधिक से अधिक (या लगभग अधिक से अधिक) शारीरिक क्षमता की तुलना में थकान की तरह व्यवहार को मापने के लिए ट्रेडमिल का उपयोग करने का एक साधन प्रदान करता है। इस प्रकार, इस विधि चूहों में थकान की तरह व्यवहार का एक सरल, उच्च throughput परख प्रदान कर सकते हैं और थकान की तरह व्यवहार के अन्य assays के लिए एक स्वतंत्र या पूरक उपाय के रूप में या तो सेवा कर सकते हैं।

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Protocol

यह प्रक्रिया मधुमेह के राष्ट्रीय संस्थान और पाचन और गुर्दा रोग पशु की देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था।

1. तैयारी

  1. प्रत्येक माउस की तेजी से पहचान परीक्षण से पहले के लिए अनुमति देने के लिए, टैटू सभी चूहों की पूंछ प्रशिक्षित और पहचान के निशान के साथ परीक्षण किया जाना है।
    नोट: यह कदम वैकल्पिक है। स्थायी मार्कर या पहचान के अन्य तरीकों के गोदने के लिए एक विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
  2. प्रशिक्षण और परीक्षण चूहों करने से पहले, यह सुनिश्चित करें कि ट्रेडमिल एक सपाट सतह पर है और झुकाव के वांछित कोण करने के लिए ट्रेडमिल के लिए सेट (झुकाव का कोण की सिफारिश: 10 डिग्री, प्रशिक्षण और परीक्षण के दौरान लगातार रखा जा सकता है) और बिजली के झटके आवृत्ति सेट और तीव्रता उचित रूप से (अनुशंसित: 2 हर्ट्ज, 1.22 मा)।
    नोट: बिजली के झटके का इस्तेमाल किया एक हल्के झुनझुनी सनसनी जब एक बिना दस्ताना उंगली से छुआ और एक गुणवाला घबराहट में दिया जाना चाहिए से अधिक नहीं का उत्पादन करना चाहिएआयन (प्रत्येक के झटके स्थायी 200 मिसे के साथ)।
  3. कसाई कागज के एक साफ चादर या ट्रेडमिल के तहत एक शोषक पैड की जगह प्रशिक्षण और परीक्षण के दौरान मल boli और मूत्र इकट्ठा करने के लिए।
  4. सदमे ग्रिड से दूर कागज के एक पत्रक या ट्रेडमिल आवास (यानी, स्पष्ट प्लास्टिक के ढक्कन कि ट्रेडमिल गलियों शामिल किया गया है) के तीसरे पर एक शोषक पैड रखें।
    नोट: यह कदम वैकल्पिक है, लेकिन एक गहरे अंतरिक्ष पैदा करेगा और ट्रेडमिल के निचले हिस्से से बचने के लिए अतिरिक्त प्रोत्साहन प्रदान कर सकता है।
  5. नियोजन प्रशिक्षण के दौरान एक तार ब्रश का उपयोग करने के लिए अतिरिक्त प्रेरणा प्रदान करने के लिए, यह सुनिश्चित करें कि एक आसानी से प्रशिक्षण सत्र शुरू करने से पहले उपलब्ध है।
  6. सुनिश्चित करें कि किसी भी दवा या उत्प्रेरण और / या समाप्त करने के लिए थकान विधि उपलब्ध है और तैयार या चरण 2.14 के दौरान किया जा सकता है।

2. प्रशिक्षण चूहे ट्रेडमिल का उपयोग करने के लिए

नोट: प्रशिक्षण कि चूहों को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक हैट्रेडमिल और काम से परिचित हैं और जब जांच की उचित रूप से प्रदर्शन कर सकते हैं। चूहों के बहुमत प्रशिक्षित किया जा रहा है, तो लगातार झटके प्राप्त करने या अन्यथा किसी भी प्रशिक्षण सत्र के दौरान खराब प्रदर्शन कर रहे हैं, अतिरिक्त प्रशिक्षण सत्र प्रदर्शन किया जाना चाहिए। पहले दिन पर, सबसे चूहों को कई बार हैरान हो जाएगा। प्रशिक्षण के दूसरे दिन से, चूहों शायद ही कभी ग्रिड के साथ संपर्क बनाने के लिए किया जाना चाहिए। एक माउस लगातार खराब प्रदर्शन के प्रशिक्षण को प्रदर्शित करता है, तो यह अध्ययन से हटाया जाना चाहिए। महिला C57BL / 6NCr चूहों के लिए, यह एक दुर्लभ घटना (1% से कम गरीब प्रशिक्षण प्रदर्शन के कारण पढ़ाई से हटा दिया गया है) है, लेकिन यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अन्य नस्लों प्रशिक्षण के दौरान अलग ढंग से प्रदर्शन कर सकते हैं।

  1. ट्रेडमिल बंद (और 0 मी / मिनट के लिए निर्धारित गति के साथ), व्यक्तिगत रूप से एक माउस ट्रेडमिल की अलग गलियों में पूंछ और जगह चूहों द्वारा चूहों उठा। तुरंत ट्रेडमिल पर प्रत्येक माउस रखने के बाद इसी ग्रिड चालू। कि चूहों ओ सीधे रखा जाता है सुनिश्चित करेंn ट्रेडमिल बेल्ट।
    नोट: समय और दूरी की राशि प्रत्येक माउस इसकी पूंछ द्वारा आयोजित किया जाता है ट्रेडमिल के लिए चूहों के हस्तांतरण और / या इजाजत दी चूहों एक ठोस मंच पर खड़ा करने के लिए (जैसे, एक तार पिंजरे ढक्कन से पहले ट्रेडमिल के पास पिंजरे रखकर कम किया जाना चाहिए ) जब तक वे ट्रेडमिल के पास हैं और प्रयोगकर्ता उन्हें ट्रेडमिल में जगह के लिए तैयार है।
  2. चूहों को स्वतंत्र रूप से 1-3 मिनट के लिए या जब तक प्रत्येक माउस अपनी लेन का पता लगाया और / या ग्रिड से कम से कम एक सदमे प्राप्त हुआ है ट्रेडमिल का पता लगाने के लिए अनुमति दें।
  3. ट्रेडमिल पर बारी और धीरे-धीरे गति को बढ़ाने के लिए जब तक यह (लगभग 1.5 3.0 मीटर / मिनट के लिए) आगे बढ़ शुरू होता है। सभी चूहों पर नजर रखने के लिए सुनिश्चित करें कि वे चलने लगते हैं। एक माउस चलने शुरू नहीं होता है या सदमे ग्रिड की ओर चलता है, एक तार ब्रश या पूंछ गुदगुदी के साथ माउस दोहन से हस्तक्षेप करने के लिए तैयार हो।
  4. धीरे धीरे 8 मीटर / मिनट के लिए ट्रेडमिल की गति बढ़ा सकते हैं। एक टाइमर शुरू और निगरानी व्यवहार जारी है।
  5. ट्रेडमिल गति बढ़ाएँ9 मीटर / 5 मिनट में मिनट, 10 मीटर / 7 मिनट में मिनट और 10 मिनट में ट्रेडमिल बंद करो।
  6. चूहों संक्षेप में, ट्रेडमिल का पता लगाने तो हटा दें और अपने पिंजरे करने के लिए प्रत्येक लौटने के लिए अनुमति दें।
  7. ट्रेडमिल और शराब के साथ ग्रिड को साफ और ट्रेडमिल के नीचे कागज या शोषक पैड की जगह।
  8. अतिरिक्त चूहों को प्रशिक्षित करने, दोहराने 2.7 के माध्यम से 2.1 कदम।
    नोट: शराब ट्रेडमिल पर नए चूहों रखने से पहले सूखे की अनुमति दें।
  9. प्रशिक्षण के दूसरे दिन, 2.1 चरण को दोहराएँ। ट्रेडमिल पर मुड़ें और 10 मीटर / मिनट के लिए गति में वृद्धि। एक टाइमर शुरू।
    नोट: ट्रेडमिल गति प्रशिक्षण के पहले दिन की तुलना में अधिक तेजी से बढ़ाया जा सकता है।
  10. ट्रेडमिल गति 10 मिनट पर, 5 मिनट में 11 मीटर / मिनट के लिए बढ़ाएँ 12 एम / मिनट और 15 मिनट में ट्रेडमिल बंद करो।
  11. चूहों निकालें और उन्हें अपने पिंजरों में वापस।
  12. ट्रेडमिल और शराब के साथ ग्रिड को साफ और ट्रेडमिल के नीचे कागज या शोषक पैड की जगह। अतिरिक्त चूहों को प्रशिक्षित करने, दोहराने 2.12 के माध्यम से 2.9 कदम।
  13. दूसरे दिन के रूप में एक ही तरीके से प्रशिक्षण के अतिरिक्त दिन (3 दिन) को पूरा करें।
    नोट: यह कदम वैकल्पिक है, लेकिन दृढ़ता से सिफारिश की है कि अगर (एक ही लिंग और तनाव का) सबसे या सभी चूहों कार्य के साथ प्रदर्शन कठिनाई प्रशिक्षित किया जा रहा। चूहे आम तौर पर जब वे 3 दिन के लिए प्रशिक्षित किया गया है (यानी, प्रशिक्षण में से एक अतिरिक्त दिन के साथ) चरण 3 में अच्छा प्रदर्शन कर सकते हैं, हालांकि प्रशिक्षण के अतिरिक्त या कम दिनों दूसरा प्रशिक्षण दिन के दौरान उनके प्रदर्शन और की अवधि पर निर्भर करता उपयुक्त हो सकता है 2.14 कदम।
  14. कम से कम एक पूरा दिन के पारित करने के लिए 3 कदम के लिए आगे बढ़ने से पहले, जिसमें चूहों ट्रेडमिल के लिए कोई जोखिम है की अनुमति दें।
    नोट: प्रयुक्त कोई दवा (ओं) को प्रेरित और / या को कम थकान इस कदम के दौरान प्रशासित किया जाना चाहिए करने के लिए।
    नोट: इस समय अवधि की लंबाई में अलग किया जा सकता है और थकान और / या परीक्षण हस्तक्षेप प्रेरित करने के लिए कम करने या थकान को समाप्त करने के लिए इस्तेमाल किया। प्रशिक्षण पूरा करने के बाद चूहों अधिक से अधिक 7 दिनों का परीक्षण करते हैं, तो एक पायलट अध्ययन करने के लिए सिफारिश की हैसत्यापित करें कि इस्तेमाल चूहों के परीक्षण के दौरान प्रदर्शन करेंगे।

3. ट्रेडमिल थकान परीक्षण

नोट: इस परीक्षण में, थकान की तरह व्यवहार "थकान जोन 'में लगातार 5 सेकंड के खर्च के रूप में परिभाषित किया गया है। थकान जोन क्षेत्र के झटके ग्रिड के लगभग 1 शरीर की लंबाई के साथ ही ग्रिड, के भीतर ही ट्रेडमिल बेल्ट का हिस्सा घेरा के रूप में परिभाषित किया गया है। परीक्षण से पहले, यह सुनिश्चित करें कि बिंदु इस क्षेत्र का वर्णन इस तरह के ऊपर या ट्रेडमिल गलियों के किनारे एक निशान लगाने से के रूप में, प्रयोगकर्ता के लिए स्पष्ट है।

  1. 12 मीटर / मिनट के लिए ट्रेडमिल की गति सेट करें। ट्रेडमिल शुरू मत करो। कि सदमे ग्रिड बंद कर दिया जाता है सुनिश्चित करें।
  2. व्यक्तिगत रूप से ट्रेडमिल की अलग गलियों में चूहों जगह है। तुरंत ट्रेडमिल पर प्रत्येक माउस रखने के बाद इसी ग्रिड चालू करें।
  3. इसके साथ ही ट्रेडमिल और एक स्टॉपवॉच शुरू करते हैं।
    नोट: चूहों को दूर करने के सिवाय परीक्षण के दौरान हस्तक्षेप न चूकेंकि हटाने के लिए कसौटी को पूरा (3.5 कदम देखें)।
  4. के रूप में 1 टेबल में संकेत ट्रेडमिल गति बढ़ाएँ। सावधानी से परीक्षण के दौरान सभी चूहों निरीक्षण करते हैं।
    नोट: ट्रेडमिल 1 टेबल में सूचीबद्ध गति वयस्क महिला C57BL / 6NCr चूहों से टिप्पणियों पर आधारित चयन किया गया था। उच्चतर ट्रेडमिल गति बड़ा (जैसे, outbred सीडी 1 चूहों) या अधिक पुष्ट चूहों के लिए उपयुक्त हो सकता है।
  5. एक माउस 5 सेकंड के लिए निरंतर थकान क्षेत्र में रहता है, तो तुरंत ट्रेडमिल से माउस को हटाने और अवधि रिकॉर्ड और यह दूरी भाग गया।
  6. कोई चूहों ट्रेडमिल पर बने हुए हैं, जब ट्रेडमिल बंद करो। ट्रेडमिल और शराब के साथ ग्रिड को साफ और ट्रेडमिल के नीचे कागज या शोषक पैड की जगह।
  7. अतिरिक्त चूहों का परीक्षण करने के लिए, दोहराने 3.6 के माध्यम से 3.1 कदम।
    नोट: यह कदम वैकल्पिक है।

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Representative Results

इस प्रोटोकॉल थकान की तरह व्यवहार एक ट्रेडमिल का उपयोग चूहों में मापा जा करने की अनुमति देता है। इस अनुभाग में प्रस्तुत आंकड़ों प्रशिक्षण और मौजूदा प्रोटोकॉल (चित्रा 1 ए और 1 सी को छोड़कर) का उपयोग करते हुए चूहों के 3 अलग अलग समूहों के परीक्षण के द्वारा प्राप्त किया गया था। थकान के लिए प्रेरित करने के लिए, 5-फ्लूरोरासिल (5-फू), एक साइटोटोक्सिक कीमोथेरेपी दवा जाना जाता मनुष्यों 30 और चूहों 10,13 में थकान की तरह व्यवहार में थकान पैदा करने के लिए, दिलाई। प्रस्तुत सभी डेटा वयस्क महिला C57BL / 6NCr चूहों से कर रहे हैं। चूहे 9-10 (चित्रा 1 और 2) या 9-13 (चित्रा 3) के परीक्षण के समय उम्र के सप्ताह के थे।

चित्रा चूहों कि 5 दिनों के लिए प्रशिक्षित किया गया 1 से पता चलता है डेटा, तो एक पूर्व प्रकाशित मॉडल 10 में, 5-फू (60 मिलीग्राम / किग्रा / 5 दिनों के लिए दिन) के साथ इलाज के रूप में, थकान प्रेरित करने के लिए। उपचार पूरा करने के बाद, वे एक exer का उपयोग कर परीक्षण किया गयाCISE क्षमता परीक्षण (चित्रा 1 ए), जो ट्रेडमिल का इस्तेमाल किया 2 टेबल और एक तार ब्रश में सूचीबद्ध गति, पूंछ गुदगुदी, और हवा कश चलाने के काबिल तक चलाने के लिए चूहों को प्रेरित करने के लिए। परीक्षा समाप्त हो गया जब एक माउस के झटके ग्रिड पर 5 निरंतर सेकंड बिताया। अगले दिन, चूहों ट्रेडमिल थकान परीक्षण (चित्रा 1 बी) का उपयोग कर परीक्षण किया गया। इस प्रोटोकॉल, कीमोथेरेपी का इलाज और नियंत्रण चूहों (चित्रा 1 बी) के बीच परीक्षण के दौरान दूरी समय में एक महत्वपूर्ण अंतर का पता लगाने, जबकि एक ट्रेडमिल व्यायाम क्षमता परीक्षण (चित्रा 1 ए) नहीं किया जा सकता है। मान्य करने के लिए है कि अंतर ट्रेडमिल थकान परीक्षण में पाया थकान की तरह व्यवहार को मापने था, माउस VWRA एक अलग प्रयोग में मापा गया था। दशानुकूलन और आधारभूत पहिया चल गतिविधि के संग्रह के बाद, VWRA 5-फू उपचार के 5 दिनों के दौरान और एक एक के लिए अंधेरे चक्र ( "रात", जब पहिया चल रहे मुख्य रूप से होता है) के दौरान मापा गया था5-फू उपचार के पूरा होने से परे dditional रात। 5-फू इलाज चल रहा चूहे उपचार की दूसरी रात (चित्रा 1 सी) से थकान की तरह व्यवहार का प्रदर्शन किया। इस आशय प्रयोग के दौरान अधिक वृद्धि हुई है और उपचार के अंत से परे कायम है, यह दर्शाता है कि थकान की तरह व्यवहार आंकड़े 1 ए और 1 बी से चूहों में detectable होना चाहिए था। के रूप में ट्रेडमिल थकान परीक्षण दूरी नियंत्रण और 5-फू इलाज चूहों द्वारा चलाए में मतभेद पता लगाने में सक्षम था, इस निष्कर्ष है कि ट्रेडमिल थकान परीक्षण थकान की तरह व्यवहार को मापने के लिए सक्षम है का समर्थन करता है।

ट्रेडमिल थकान परीक्षण भी अलग खुराक और उपचार कार्यक्रम में कीमोथेरेपी प्राप्त चूहों में थकान की तरह व्यवहार का पता लगाने कर सकते हैं। (क्या चूहों के लगभग आधे से एक संचयी खुराक के लिए दो सप्ताह के लिए प्रति सप्ताह 5-फू की एक 80 मिलीग्राम / किग्रा खुराक प्राप्त चूहों चित्रा 1 में प्राप्त (चित्रा 2) द्वारा प्रदर्शन दिखाया गया थकान की तरह व्यवहार।

प्रशिक्षण सत्र और / या प्रशिक्षण और परीक्षण इस्तेमाल चूहों और थकान प्रेरित करने के लिए इस्तेमाल किया विधि के आधार पर भिन्न हो सकते हैं के बीच समय की लंबाई की संख्या के रूप में, यह है कि इन चर में परिवर्तन थकान की तरह व्यवहार का पता लगाने को रोकने नहीं है महत्वपूर्ण है। आंकड़े 1 ए और 1 बी में दिखाया प्रयोगों और चित्रा 2 (जिसमें चूहों प्रशिक्षण के 3 दिन प्राप्त) उदाहरण देकर स्पष्ट करना है कि थकान की तरह व्यवहार का पता लगता है (जिसमें चूहों प्रशिक्षण के 5 दिनों प्राप्त) जब प्रशिक्षण के बीच प्रशिक्षण सत्र की संख्या और समय और परीक्षण बदल रहे हैं।

चित्रा 3 में, कोई रसायन चिकित्सा दवाओं दिलाई गई, लेकिन चूहों ट्रेडमिल थकान परीक्षण साप्ताहिक का उपयोग कर परीक्षण किया गया। चूहों प्रतिनिधि परीक्षण किया जा सकता हैeatedly इस प्रोटोकॉल का उपयोग, लेकिन वे कम दोहराया परीक्षण (चित्रा 3) पर चलाने के लिए तैयार हो सकता है। चूहों का प्रतिशत है कि साप्ताहिक परीक्षण के दौरान नहीं चला जाएगा हर परीक्षण के साथ वृद्धि हुई है और दूसरे टेस्ट के बाद, चूहों का परीक्षण ट्रेडमिल पर नहीं चला जाएगा की कम से कम आधा। यह आंकड़ों से पता चलता है कि इस प्रोटोकॉल के साथ परीक्षण गैर अनुरूप चूहों की एक उच्च दर से बचने के लिए एक या दो टेस्ट के लिए सीमित किया जाना चाहिए।

आकृति 1
चित्रा 1:। ट्रेडमिल थकान परीक्षण, स्वैच्छिक व्हील की तरह चल रहा है और ट्रेडमिल व्यायाम क्षमता का परीक्षण करने के लिए इसके विपरीत, का पता लगाता डेली रसायन चिकित्सा प्राप्त चूहे में थकान की तरह व्यवहार दिनों 1-5 पर, चूहों ट्रेडमिल पर दैनिक प्रशिक्षित किया गया। दिन 6-10 पर, चूहों थकान या पीबीएस प्रेरित करने के लिए 5-फू (60 मिलीग्राम / किग्रा / दिन) के साथ इलाज कराना पड़ा। (ए) 11 दिन, चूहों एक मानक ट्रेडमिल पूर्व का उपयोग कर परीक्षण किया गयाercise क्षमता का परीक्षण। (बी) के 12 दिन, चूहों ट्रेडमिल थकान परीक्षण कराना पड़ा। (सी) व्हील चल गतिविधि (इलाज आधारभूत चलाने का एक प्रतिशत के रूप में दिखाया गया है)। चूहे 7 दिनों के लिए पहिया पिंजरों चलाने के लिए इस्तेमाल कर रहे थे और आधारभूत पहिया चल रहे 4 अतिरिक्त रातों से अधिक एकत्र और आधारभूत पहिया प्रत्येक माउस के लिए चल रहा है निर्धारित करने के लिए औसतन किया गया था। दिन 1-5 पर, चूहों 5-फू (60 मिलीग्राम / किग्रा / दिन) या पीबीएस के साथ इलाज किया गया। रात 1 5-फू की पहली खुराक के बाद रात है। पैनल के ए और बी के लिए, डेटा इलाज के समूह प्रति 5-6 चूहों से मतलब + एसडी हैं। पैनल सी के लिए, डेटा ± इलाज के समूह के अनुसार 6 चूहों से एसडी मतलब हैं। ** पी <0.01, छात्र टी -Test; *** पी <0.001, दो तरह Bonferroni सुधार के साथ विचरण के दोहराया उपायों विश्लेषण यहाँ यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए क्लिक करें।


चित्रा 2: 5-फू के साथ साप्ताहिक उपचार के माध्यम से 3, चूहों ट्रेडमिल पर दैनिक प्रशिक्षित किया गया चूहे में थकान की तरह व्यवहार लाती दिन 1 पर।। दिन 4 और 11 पर, चूहों 5-फू (80 मिलीग्राम / किग्रा) या पीबीएस के इंजेक्शन प्राप्त किया। 12 दिन, चूहों ट्रेडमिल थकान परीक्षण कराना पड़ा। डेटा इलाज के समूह प्रति 12 चूहों से मतलब + एसडी हैं। * पी <0.05, छात्र टी -Test यहां यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए क्लिक करें।

चित्र तीन
चित्रा 3:। दूरी चलाने और चूहों के टास्क के अनुपालन दोहराया ट्रेडमिल थकान परीक्षण के दौरान 1 से 3 दिन पर, चूहों ट्रेडमिल पर दैनिक प्रशिक्षित किया गया। दिन 5, 12, 19, 26, और 33 पर, चूहों ट्रेडमिल थकान परीक्षण कराना पड़ा। एमबर्फ पीबीएस के दो इंजेक्शन दिन परीक्षण से पहले और एक इंजेक्शन 30 मिनट के परीक्षण से पहले प्राप्त किया। (ए) दूरी परीक्षण के लिए प्रत्येक सप्ताह के दौरान चूहों द्वारा चलाए। डेटा मतलब + एसडी 12 चूहों से कर रहे हैं। (बी) के परीक्षण के लिए प्रत्येक सप्ताह के दौरान गैर-धावक चूहों का प्रतिशत। गैर-धावक चूहों मनमाने ढंग से चूहों कि कम से कम 6 मिनट के लिए नहीं चला था के रूप में परिभाषित किया गया। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

समय (मिनट) गति (एम / मिनट)
0 12
0.5 14
1 16
6 18
30 20
45 22 60 24
75 26

तालिका 1: थकान परीक्षण के दौरान ट्रेडमिल स्पीड।

समय (मिनट) गति (एम / मिनट)
0 10
10 15
15 16.8
18 18.6
21 20.4
24 22.2
27 24
30 25.8
33 27.6
36 29.4
39 31.2
42 33
45 34.8
48 36.6

तालिका 2: व्यायाम क्षमता के परीक्षण के दौरान ट्रेडमिल स्पीड।

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Discussion

वर्तमान प्रोटोकॉल कैसे थकान की तरह व्यवहार को मापने के लिए एक माउस ट्रेडमिल का उपयोग करने का वर्णन है। इस विधि VWRA, थकान की तरह व्यवहार का एक आम preclinical परख पर कई फायदे हैं। VWRA की आवश्यकता है कि चूहों परीक्षण उपकरण के साथ बातचीत करने के लिए चुनें। नतीजतन, चूहों की कुछ जन्मजात उपभेदों शायद ही कभी पहिया 16 के साथ बातचीत और इतने कम यह गतिविधि में एक थकान प्रेरित कमी की पहचान करना मुश्किल या असंभव हो सकता है कि चलाते हैं। इसके विपरीत, ट्रेडमिल थकान परीक्षण है कि चुनाव समाप्त और इसलिए है कि चूहों चल पहियों पर नहीं चलते थकान की तरह व्यवहार के लिए एक व्यवहार्य विकल्प परख प्रदान करता है। इस प्रोटोकॉल एक प्रतिस्थापन या VWRA और थकान की तरह व्यवहार के अन्य उपायों के पूरक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है और संभावित दवा के उपचारों का परीक्षण माउस मॉडल में थकान को कम करने के लिए विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है। एक पायलट अध्ययन के माध्यम से स्थापित करने के बाद कि थकान की तरह व्यवहार एक विशेष माउस मॉडल में नमूदार है, संभावित उपचारएस थकान को कम और थकान की तरह व्यवहार को कम करने के लिए प्रशासित किया जा सकता है। एक दवा उपचार थकान की तरह व्यवहार जब परीक्षण किया attenuates इस प्रोटोकॉल का उपयोग करते हैं, तो यह (या इसी तरह की दवा) मानव थकान के कुछ रूपों के इलाज के लिए चिकित्सकीय मूल्य का हो सकता है। इसके अलावा, हालांकि वहां क्लिनिकल परीक्षण करने के लिए preclinical अध्ययन से संक्रमण में अभी भी कई आवश्यक कदम उठाए हैं, इस प्रोटोकॉल चूहों VWRA की तुलना में बहुत कम समय सीमा में परीक्षण किया जा करने के लिए की एक बड़ी संख्या परमिट इतना है कि थकान की तरह प्रभाव और संभावित उपचार का अध्ययन किया जा सकता है और तेजी से समझ में आया।

वहाँ कई महत्वपूर्ण सीमाओं और विचार जब इस प्रोटोकॉल का उपयोग के बारे में पता करने के लिए कर रहे हैं। सबसे पहले, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, जैसा कि इस परीक्षा में थकान की तरह व्यवहार को मापने के लिए शारीरिक गतिविधि की आवश्यकता है, यह परीक्षण की स्थिति है कि प्रेरित दुर्बलता या पेशी शोष (जैसे, उन्नत कैंसर) के लिए उपयुक्त नहीं हो सकता। हम यह भी देखा है कि, अगर एक ही चूहों को बार-बार परीक्षण कर रहे हैं, वहाँ हो सकता हैसमग्र अनुपालन में कमी (चित्रा 3 बी)। इस आशय की सभी परीक्षण कार्यक्रम के तहत या चूहों के सभी प्रकार में मनाया नहीं किया जा सकता, और नशीली दवाओं के उपचार या अन्य उपायों इस आशय बदल सकता है, लेकिन जब इस विधि का उपयोग अध्ययन की योजना बना यह एक महत्वपूर्ण विचार है। इसके अतिरिक्त, वहाँ चोट का खतरा है, तो एक माउस, जबकि ट्रेडमिल चल रहा है ट्रेडमिल बेल्ट और सदमे ग्रिड के बीच की खाई में गिर जाता है। इस जोखिम को कम करने के लिए, चूहों ध्यान प्रशिक्षण और परीक्षण के दौरान मनाया जाना चाहिए उनकी सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए और बहुत युवा या छोटे (<15 ग्राम) चूहों के उपयोग से बचना चाहिए। अन्त में, हालांकि पायलट डेटा एकत्र पता चलता है कि महिला सीडी -1 और एक 129S1 / SvImJ पृष्ठभूमि इस कार्य (डेटा) नहीं दिखाया प्रदर्शन करेंगे पर पुरुष और महिला ट्रांसजेनिक चूहों, आज तक, इस प्रोटोकॉल मुख्य रूप से महिला C57BL / 6NCr चूहों का परीक्षण करने के लिए इस्तेमाल किया गया है । जैसे, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अन्य लिंगों और माउस उपभेदों प्रशिक्षण और परीक्षण के प्रदर्शन में अलग हो सकता है। अंततः,हालांकि एकत्र पायलट आंकड़ों से पता चलता है कि एक 129S1 / SvImJ पृष्ठभूमि पर महिला सीडी -1 और पुरुष और महिला ट्रांसजेनिक चूहों इस कार्य (डेटा) नहीं दिखाया प्रदर्शन करेंगे, आज तक, इस प्रोटोकॉल मुख्य रूप से 9-10 सप्ताह पुराने महिला परीक्षण करने के लिए इस्तेमाल किया गया है C57BL / 6NCr चूहों। जैसे, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अलग अलग उम्र, लिंग, या स्ट्रेन के चूहों प्रशिक्षण और परीक्षण के प्रदर्शन में अलग हो सकता है।

परीक्षण के दौरान यह है कि थकान मानदंड बैठक चूहों कुशलतापूर्वक और जल्दी से हटा रहे हैं, के रूप में गरीब को हटाने की तकनीक अतिरिक्त प्रेरणा एक माउस चल रहा जारी रखने के लिए के लिए, कुछ थकान की तरह व्यवहार के अलावा अन्य मापा जा करने के लिए कारण प्रदान कर सकता है महत्वपूर्ण है। हालांकि हटाने की विशेष विधि प्रयोगकर्ता आराम पर निर्भर करेगा, हटाने का एक सरल विधि सूचकांक और एक हाथ की उंगलियों के बीच का उपयोग शामिल है। प्रत्येक उंगली सीधे और थोड़ा अलग एक-दूसरे से पहले से ट्रेडमिल लेन में प्रवेश करने के लिए आयोजित किया जाना चाहिए और तुरंत बेस के निकट, पूंछ के आसपास बंद कर दिया, या टी परवह माउस के कूड़ा। एक बार जब सुरक्षित समझा, माउस को आसानी से हटाया जा सकता है।

यह महत्वपूर्ण चूहों सदमे ग्रिड के साथ परिचित परीक्षण के दौरान चलाने के लिए प्रेरणा प्रदान करने के लिए होने के लिए है, लेकिन बार-बार झटके प्रशिक्षण के दौरान परीक्षण के प्रदर्शन के लिए हानिकारक हो सकता है। प्रशिक्षण के पहले दिन के बाद, ज्यादातर चूहों ट्रेडमिल पर सफलतापूर्वक चलने के लिए और चल रहा है या ट्रेडमिल पर दूर hopping, तो ग्रिड की ओर वापस बहती से बचने के लिए चलने को फिर से शुरू करके एक सदमे का जवाब देंगे। कुछ चूहों, तथापि, आघातों के लिए जोरदार प्रतिक्रिया और / या किसी भी प्राप्त करने के बिना कार्य प्रदर्शन नहीं करने के तरीके खोजने सकता है। चूहों कि सदमे ग्रिड को मजबूती से प्रतिक्रिया, अधिक लगातार झटके प्राप्त हो सकता है ट्रेडमिल पर चलने के लिए कम समय खर्च करते हैं, और ट्रेडमिल से बचने के लिए प्रयास कर सकते हैं। इन चूहों के साथ, प्रयोगकर्ता लेन के पीछे में एक दस्ताने हाथ जगह धीरे चलना जारी करने के लिए माउस को प्रोत्साहित करने के लिए कर सकते हैं। ट्रेडमिल पर चलने से बचने के लिए, कुछ चूहों के झटके जीआर की एक सीमा का फायदा उठाने सकता हैआईडी। ग्रिड एक जानवर सदमे से सीधे त्वचा के संपर्क में कम से कम दो अंक (यानी, दो या अधिक पंजे ग्रिड को छू जाना चाहिए) की आवश्यकता है। इस प्रकार, यदि एक माउस दो फुट ग्रिड को छूने की अनुमति के बिना उस पर बैठता है, यह नहीं हैरान हो जाएगा। इस व्यवहार को मनाया जाता है, प्रयोगकर्ता धीरे माउस कुहनी से वह अपने पैरों को स्थानांतरित और एक सदमे प्राप्त या ट्रेडमिल पर इसे बदलने के लिए माउस लिफ्ट करने के लिए प्रेरित कर सकते हैं। इन उपायों सफल रहे हैं, माउस कई मिनट के भीतर और भविष्य के प्रशिक्षण सत्र में अधिक लगातार ट्रेडमिल पर चलने शुरू करना चाहिए। इस हस्तक्षेप सफल नहीं है, तो माउस अध्ययन से हटाया जाना चाहिए।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Exer 3/6 Animal Treadmill Columbus Instruments 1050-RM Exer-3/6
Stopwatch Daigger EF24490M 
Wire brush Fisher Scientific 03-572-5
Compressed air Dust-Off FALDSXLPW
Absorbent pads Daigger EF2175CX 
Butcher paper Newell Paper Company 4620510
Alcohol (70%) Fisher Scientific BP82011

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References

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