Koşu Bandı Yorulma Testi: Mouse Yorgunluk gibi Davranış Basit, Yüksek verim Deneyi

Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

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).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Yorgunluk birçok hastalık ve bozukluklar önemli bir semptomdur ve birçok kişi için yaşam kalitesini düşürür. net patogenezi ve yeterince tüm hastalarda yorgunluk tedavisinde güncel müdahalelerin başarısızlık eksikliği yeni tedavi seçenekleri için bir ihtiyaç bırakır. Terapötik ihtiyacı ve gelecek vaat eden yeni tedaviler belirlemek yardımcı preklinik araştırma önemine rağmen, yorgunluk birkaç preklinik tahliller mevcuttur. Ayrıca, yorgunluk benzeri davranış, isteğe tekerlek döndürme değerlendirmek için kullanılan en yaygın ön klinik denemesi, yorgunluğu azaltmak ilaçlara duyarlı olabilir, farelerin bazı suşları ile kullanım için uygun değildir, ve nispeten düşük verime sahiptir. Geçerli protokol bir roman, yorgunluk gibi davranışlar, koşu bandı yorulma testi gönüllü olmayan klinik öncesi tahlil açıklar, insanlar ve halsizlik yorgunluk neden olduğu bilinen bir kemoterapi ilacı ile tedavi edilen farelerde yorgunluk benzeri davranış tespit etkinliği kanıt sağlar anima de benzeri davranışlarls. yorgunluk gibi davranış ve potansiyel müdahaleler böylece yeni tedavi seçeneklerinin hızlı keşif izin, daha kısa bir zaman dilimi içinde farelerin daha fazla sayıda değerlendirilebilir gibi bu deney, tekerlek çalıştıran yararlı bir alternatif olabilir.

Introduction

Yorgunluk belirgin yaşam kalitesini düşürebilir, insanların geniş bir yelpazede etkiler ve sık sık belirsiz veya bilinmeyen patogenezi vardır. Kansere bağlı yorgunluk (CRF), örneğin, tedavi gören kanser hastalarının çoğunluğu tarafından deneyimli ve kanser tedavisi tamamlanmış ve saptanabilir kanser 1 yokluğunda edildikten sonra uzun sürebilir. Ayrıca, yorgunluk, kronik yorgunluk sendromu, depresyon, diyabet ve fibromiyalji dahil olmak üzere pek çok başka hastalıklar ve bozukluklar, önemli bir belirti de. Neyse ki, yorgunluk yaşıyor bazı insanlara yardım yeteneğine sahip farmakolojik olmayan müdahaleler vardır (örneğin, egzersiz, bazı meme kanseri hastalarının 2,3 için CRF azaltabilir), ancak birçok kişi hala etkili tedavi yoksundur. Ayrıca, CRF için mevcut ilaç tedavileri, eğer hiç, etkili 4-7 geniş olduğu tespit edilmemiştir.

Terapötik ihtiyaç ve dru olmamasına rağmeng tedavi seçenekleri, yorgunluk preklinik tahliller özellikle hayvan modellerinde, yeni yorulma tedavileri eksiktir keşfi ve geliştirilmesine yardımcı olmak. Kemirgen çalışmaları için yorgunluk sadece preklinik tahlillerin biri fare ya da diğer kemirgenler çalışan bir tekerlek ve günlük çalışma faaliyeti kaydedilir ücretsiz erişim verildiği gönüllü tekerlek çalışan aktivite (VWRA) 9-15 vardır. Birçok çalışmada, VWRA deney grubundaki ölçülen fiziksel aktivitede azalma olarak (VWRA veya mevcut protokol ya) tanımlanan yorgunluk gibi davranışları ile yorgunluk gibi davranışların sadece ölçüsüdür. VWRA yorgunluk gibi davranış yararlı bir uzunlamasına ölçü sağlayabilir rağmen, nispeten düşük verimlilik tahlil kendilenmiş fare suşları 16 arasında önemli farklılıklar çalışan olduğunu ve davranış ve test performansında değişikliklere neden olabilir, hangi konuların ayrı ayrı muhafaza gerektirir 17-19. Bu ev kafes davranış izleme gibi diğer deneyler veAnaliz, aynı zamanda sürekli veri toplama sağlayabilir ve konular çiftler 20 içinde yer olması için bazı sistemler izin verebilir. Bu deneyler, tekerlek döndürme gibi aynı zamanda düşük hacimli olan, kullanıma sahiptir, ama yorgunluk benzeri davranış tespit için bir araç olarak daha az hassas olabilir ve bu.

VWRA aksine, fare koşu bandı testleri gönüllü faaliyet güvenmeyin ve daha yüksek verim sağlayan, kısa bir süre içinde tamamlanabilir. VWRA ile karşılaştırıldığında, bu testler, dış motivasyon kullanır. Özellikle, onlar çalıştırmak için son vermelidirler bir elektrik şoku ile fareler sağlamak için hareketli kemer arkasında bulunan bir elektrikli metal ızgara genellikle yoktur. Bu şok tablosuna ek olarak, fareler, prodding alay ya da bir el, fırça veya başka bir araç ile dokunarak ve onlara hava kısa ponponları yönlendirilmesi de dahil olmak üzere birçok diğer yöntemlerle vasıtasıyla koşu bandı üzerinde çalıştırmak için motive olabilir. Bunun yerine yorgunluk, fare bandı testi genellikle ölçmek için kullanılır aerobik ve / veya anaersinyal dizisi egzersiz kapasitesi 21-25. Fareler onlar daha elektrik şoku kaçan bir aracı olarak koşu bandı üzerinde çalıştırmaya devam etmek aciz veya isteksiz kadar çalıştırmak için motive olurlar. Fareler tüketilmesi için kriterleri karşılamadığı zaman Test sonra sona erer. Bu protokollerde, fareler gerçek fizyolojik tükenme ulaşmasını sağlamak için, yorgunluktan kriter genellikle şok ızgara üstünde döşeme beş sürekli saniye harcama ve tekrarlanan caydırıcı uyaranlara karşı çalışmaya devam başarısız olarak tanımlanır. Böylece, yorgunluk gibi davranış nedeniyle testi sonlandırmak için dış motivasyon ve kriter güçlü caydırıcı niteliği tipik koşu bandı testlerinde maskeli olabilir. İlginç bir şekilde, ve kemirgen koşu bandı kullanarak diğer çalışmaların tersine, yeni bir yayın fareler 26 sosyal stres etkilerinin incelenmesi bir parçası olarak kullanılan bir bandı yorulma testi, başka bir versiyonunu açıklamaktadır. Bu grup tarafından kullanılan yöntem belirgin cu değişse derrent protokolü (yani, bir tek şeritli koşu bandı istihdam ve testi sona erdirmek için kriter olarak elektrik çarpması 10 saniye gereklidir), yaptıkları çalışmada fare koşu bandı kullanarak hızlı, basit yorgunluk testi gelişmekte olan yararını ve çıkarı vurgulanıyor.

Yorgunluk tekerlek döndürme başka araçlar ve rutin davranışlarda değişikliklerle tespit olması muhtemeldir. CRF CRF 27 olmadan insanlardan daha EMG analizi ile belirlenen hastalar, kas yorgunluğu daha az miktarda bitkin hissediyorum. Buna ek olarak, daha az motivasyon not edilmiştir ve insan yorgunluk 28,29 ölçülmesi çok ölçekler ile ölçülür. Böylece, yorgunluk gibi davranış yararlı bir klinik öncesi tahlil fizyolojik özelliği dışında bir önlemin temelinde sağlıklı ve yorgun farelerin ayırt ve motivasyon olmamalıdır karanlık düşüşler olmalıdır. VWRA sınırlamaları ve diğer tahliller kaçınarak, mevcut yöntem wa Bu amaca ulaşmak içinFare koşu bandı testi uyarlayarak geliştirdiği s. Bu yöntem, koşu bandı üzerinde çalışan fareler yapmak için tek dış motivasyon olarak bir şok ızgara kullanır. Fareler hızla ızgara caydırıcı bir uyarıcı sağlar ve çalışırken hemen ondan biraz mesafe koşu bandı üzerinde yerleştirildiğinde ondan uzaklaşmaya ve devam edeceğini öğreniyoruz.

Fareler yorgunluk, onlar yerine ön sonuna doğru hız sürdürmenin koşu bandının arkasına doğru giderek daha fazla zaman harcamak. Bu nedenle, bu protokolde test tamamlanması için kriter belirlenmiş yorgunluk bölgesinde beş sürekli saniye harcama (yani, şok ızgara da dahil olmak üzere şok ızgara yaklaşık bir vücut uzunluğu arasında değişen ve koşu bandı arka). Bu eğitimden sonra birçok veya herhangi bir fiili şoklara almak için fareler gerektirmeden ızgara caydırıcı niteliği yararlanır. (Yukarıda tanımlandığı gibi) fareler test yerine yorgunluktan daha geçerli bir kriter kullanarak tamamlamak için izin vererek,Bu yöntem daha çok maksimal (veya yakın maksimal) fizyolojik yeteneği daha yorulma gibi davranışını ölçmek için koşu bandı kullanarak bir araç sağlar. Bu nedenle, bu yöntem, farelerde yorulma benzeri bir davranış basit, yüksek verimli bir tahlilin sağlayabilir ve yorgunluk gibi diğer davranış testlerine bağımsız veya tamamlayıcı bir önlem olarak da hizmet edebilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Bu prosedür Ulusal Diyabet Enstitüsü ve Sindirim ve Böbrek Hastalıkları Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından onaylanmıştır.

1. Hazırlık

  1. , Testten önce, her bir fare hızlı tespit edilmesi için izin tüm farelerin kuyruk eğitimli ve tespit işaretleri ile, test edilecek dövme için.
    NOT: Bu adım isteğe bağlıdır. Kalıcı bir kalem veya tanımlanması için diğer yöntemler dövme alternatif olarak kullanılabilir.
  2. (:, Eğitim ve test boyunca tutarlı tutulması 10 ° eğim tavsiye açısı) ve elektrik şoku frekansını ayarlamak eğitim ve test farelere önce, koşu bandı düz bir yüzeye ve eğim istenilen açıda koşu bandı ayarlanmış olduğundan emin ve yoğunluğu uygun (önerilir: 2 Hz, 1.22 mA).
    NOT: Kullanılan elektrik şoku bir eldivensiz parmak tarafından dokundu ve pulsatil Fash teslim edilmelidir hafif bir karıncalanma hissi daha fazla üretmesi gerektiğiniiyon (200 msn'den süren her şok ile).
  3. eğitim ve test sırasında dışkı boli ve idrar toplamak için kasap kağıt temiz bir sayfa veya koşu bandının altına emici bir yastık yerleştirin.
  4. Şok ızgara bir kağıt ya da koşu bandı konut (yani, koşu bandı şerit kapsayan şeffaf plastik kapakla) ve üçte bir emici ped uzak yerleştirin.
    Not: Bu adım isteğe bağlıdır, ancak daha koyu bir boşluk yaratacak ve koşu bandı alt kısmını önlemek için ek teşvik sağlayabilir.
  5. planlama eğitimi sırasında ek motivasyon sağlamak için bir tel fırça kullanmak, bu bir önceki eğitim oturumları başlamadan hazır olduğundan emin olun.
  6. yorgunluk tedavi ve / veya tedavi etmeye yönelik herhangi bir ilaç veya yöntem mevcuttur ve hazırlanan ya da Aşama 2.14 sırasında yapılabilir emin olun.

2. Eğitim Fareler Koşu Bandı Kullanımı

NOT: Eğitim farelerin sağlamak için gereklidirkoşu bandı ve görev aşina ve test edildiğinde uygun şekilde gerçekleştirebilirsiniz. farelerin çoğunluğu sık şoklar alma veya başka herhangi bir eğitim oturumu sırasında kötü performans eğitiliyor, ek eğitimler yapılmalıdır. İlk gün, çoğu fareler birkaç kez şok olacak. Eğitimin ikinci gününde tarafından, fareler nadiren ızgara ile temas olmalıdır. Fare sürekli kötü eğitim performansı gösterir, bu çalışmanın çıkarılmalıdır. dişi C57BL / 6NCr fareler, bu nadir bir olay (% 1'den daha az düşük bir eğitim performansı nedeniyle çalışmalar kaldırılmış) 'dir, ancak diğer suşlar eğitim sırasında farklı performans unutulmamalıdır.

  1. koşu bandı kapalı (ve 0 m / dak olarak ayarlanmış hız) ile, ayrı ayrı bir fare koşu bandı ayrı şerit halinde kuyruk ve yer fareler tarafından fareler kaldırın. Zamanında koşu bandı üzerinde her fare yerleştirdikten sonra gelen ızgara üzerinde açın. o doğrudan yerleştirilir fareler sağlamakn koşu bandı kemer.
    NOT: Her bir fare kuyruğunu tarafından düzenlenen zaman ve mesafe miktarı (katı platform üzerinde durmak, örneğin, bir tel kafes kapağı fareler koşu bandı için fareler aktarılması ve / veya izin vermeden önce koşu bandı yakın kafes yerleştirerek minimize edilmelidir ) onlar koşu bandı yakın ve deneyci koşu bandı bunları yerleştirmek için hazır olana kadar.
  2. Fareler serbestçe 1-3 dakika ya da her bir fare kendi sokaktan araştırdı ve / veya ızgara en az bir şok aldı kadar koşu bandını keşfetmek için izin verin.
  3. koşu bandı açın ve (yaklaşık 1,5 3,0 m / dk) hareket başlayana kadar yavaşça hızını artırmak. Onlar yürümeye başlayın emin olmak için tüm fareler izleyin. Bir fare yürümeye başlayın veya şok ızgara doğru yürür yoksa, bir tel fırça veya kuyruk gıdıklama ile fare dokunarak müdahale etmeye hazır olun.
  4. Yavaşça 8 m / dk koşu bandı hızını artırmak. Bir zamanlayıcı başlatmak ve izleme davranışı devam edin.
  5. için yürüme bandı hızını artırın9 m / 5 dakika ile en az 10 m / 7 dakikada dakika ve 10 dakika treadmill'de dur.
  6. fareler kısaca sonra, koşu bandı keşfetmek kaldırmak ve onun kafesine her dönmek için izin verin.
  7. alkol ile koşu bandı ve ızgara temizleyin ve koşu bandı altında kağıt veya emici ped değiştirin.
  8. Ek fareler yetiştirmek için tekrar 2.7 ile 2.1 adımları.
    NOT: Alkol koşu bandı üzerinde yeni fareler yerleştirmeden önce kurumaya bırakın.
  9. Eğitimin ikinci gününde, Adım 2.1 tekrarlayın. koşu bandı açın ve 10 m / dk hızını artırmak. Bir zamanlayıcı başlatın.
    NOT: Koşu bandı hızı eğitimin ilk gününde daha hızlı artabilir.
  10. 10 dk, 5 dakika ile 11 m / dak ila 12 m / dakika bandı hızı artırmak ve 15 dakika treadmill'de dur.
  11. fareler kaldırmak ve kafeslerine iade.
  12. alkol ile koşu bandı ve ızgara temizleyin ve koşu bandı altında kağıt veya emici ped değiştirin. Ek fareler yetiştirmek için tekrar 2.12 ile 2.9 adımları.
  13. İkinci gün aynı şekilde eğitim ek gün (3 gün) uygulayın.
    NOT: Bu adım isteğe bağlıdır, ancak (aynı cinsten ve gerginlik) çoğu veya tüm fareler görevi ekran zorluk eğitilmiş eğer şiddetle tavsiye edilir. Onlar (eğitim bir ek gün, yani) 3 gün boyunca eğitim edildiğinde eğitim ek veya daha az gün ikinci antrenman gündüzleri performans ve süresine bağlı olarak uygun olabilir, ancak fareler genellikle Adım 3'te de gerçekleştirebilirsiniz 2.14 Adım.
  14. en az bir tam gün Adım 3 geçmeden önce hangi fareler koşu bandı için poz var geçmesine izin verin.
    Not: kullanılan herhangi bir ilaç (lar) başlatabildiği ve / veya yorulma Bu adım sırasında tatbik edilmelidir hafifletmek için.
    NOT: Bu süre uzunluğu değiştirilebilir azaltmak veya ortadan kaldırmak için yorgunluk yorgunluk ve / veya test müdahaleleri uyarılması için kullanılabilir. eğitimini tamamladıktan sonra farelere 7 günden fazla test varsa, bir pilot çalışma için tavsiye edilirkullanılan fareler test sırasında gerçekleştirecek emin olun.

3. Koşu Bandı Yorulma Testi

NOT: Bu testte, yorgunluk gibi davranış "yorgunluk bölgesi" 5 ardışık saniye harcama olarak tanımlanır. yorulma bölgesi yaklaşık olarak 1 şoku ızgaranın uzunluğu hem de ızgara kendi içinde bandı kemer kısmını kapsayan bir bölge olarak tanımlanmaktadır. Testten önce, bu bölgeyi belirleyen nokta gibi koşu bandı şeritlerinin üst veya yan bir işareti uygulayarak olarak, deneyci açık olduğundan emin olun.

  1. 12 m / dk koşu bandı hızını ayarlayın. Koşu bandını başlatmak etmeyin. ızgaralar kapalı olduğundan şok olun.
  2. Bireysel koşu bandı ayrı şerit halinde fareler yerleştirin. hemen koşu bandı üzerinde her fare yerleştirdikten sonra gelen ızgara üzerinde açın.
  3. Eşzamanlı olarak koşu bandı ve bir kronometre başlar.
    NOT: fareler kaldırmak dışında test sırasında müdahale etmeyinBu (Adım 3.5 bakınız) kaldırılması için kriterini sağlamaktadır.
  4. Tablo 1'de gösterildiği gibi koşu bandı hızını arttırın. Dikkatle test boyunca tüm fareleri gözlemlemek.
    NOT: Koşu bandı Tablo 1'de listelenen hızlarını yetişkin dişi C57BL / 6NCr farelerden alınan gözlemlerine dayanarak seçildi. Daha yüksek bandı hızı spor fareler (örneğin, Dışarıda gelişen CD-1 fareleri) büyük ya da daha fazla uygun olabilir.
  5. Fare 5 sürekli saniye yorgunluk bölgesinde kalırsa, derhal koşu bandı fare kaldırmak ve süresini kayıt ve koştu mesafe.
  6. Hiçbir fareler koşu bandı üzerinde kaldığında, koşu bandı durdurun. alkol ile koşu bandı ve ızgara temizleyin ve koşu bandı altında kağıt veya emici ped değiştirin.
  7. Ek fareler test etmek için, tekrar 3.6 ile 3.1 adımları.
    NOT: Bu adım isteğe bağlıdır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Bu protokol, yorgunluk gibi davranış, bir koşu bandı kullanılarak farelerde ölçüldü sağlar. Bu bölümde sunulan veriler, eğitim ve mevcut protokolü (Şekil 1A ve 1 C hariç) kullanılarak farelerin 3 ayrı grup test edilmesi ile elde edilmiştir. Yorgunluk teşvik etmek için, 5-florourasil (5-FU), bilinen bir sitotoksik kemoterapi ilaç insanlarda 30 ve farelerde 10,13 yorgunluk gibi davranış yorulmasına yol açacak, uygulandı. sunulan tüm veriler yetişkin dişi C57BL / 6NCr fareler vardır. Fareler 9-10 (Şekil 1 ve 2) ya da test sırasında yaşı 9-13 (Şekil 3) hafta idi.

Şekil 5, gün eğitilmiş fareler 1 verileri göstermektedir, daha sonra yorgunluk indükleme, daha önce yayınlanan bir modeli 10 deki gibi, 5-FU (5 gün boyunca 60 mg / kg / gün) ile muamele edilmiştir. tedavi tamamladıktan sonra, bir polisler kullanılarak test edildikoşu bandını kullanılan verirlerse kapasitesi testi (Şekil 1A), kuyruk gıdıklama, Tablo 2 ve tel fırça listelenen hızlarını ve hava ponponları çalışan aciz kadar çalıştırmak için fareler motive etmek. Bir fare şok ızgara üzerinde 5 sürekli saniye geçirdi zaman testi sona erdi. Ertesi gün fareler, bandı yorulma testi (Şekil 1B) kullanılarak test edildi. Bir koşu bandı egzersiz kapasitesi testi (Şekil 1A) vermedi oysa Bu protokol, kemoterapi ile tedavi edilen ve kontrol fareleri (Şekil 1B) arasındaki test sırasında mesafe vadede önemli bir fark tespit edebilir. bandı taşıma yorulma testinde yorulma bulunan fark benzeri davranış ölçümü olduğu doğrulamak için, fare VWRA Ayrı bir deneyde ölçüldü. aklimasyonundan ve bazal tekerlek çalışan aktivite toplanması ardından, VWRA 5-FU tedavisi 5 gün boyunca ve bir a için karanlık döngüsü (tekerlek çalışan öncelikle oluşur "gece",) sırasında ölçüldü5-FU tedavisi tamamlandıktan ötesinde size ilave gece. 5-FU tedavisi gören fareler tedavinin ikinci gecesi (Şekil 1C) tarafından yorgunluk gibi davranışlar sergiledi. Bu etki, deney boyunca artan ve yorgunluk gibi davranış, Şekil 1A ve 1B'de farelerde bulunan tespit edilmiş olması gerektiğini belirten, tedavi bittikten sonra da devam etmiştir. bandı yorulma test kontrolü ve 5-FU ile tedavi edilmiş farelerde tarafından işletilen mesafe farkları tespit edebilen olduğu gibi, bu bandı yorulma testi yorulma benzeri davranış ölçebilen sonucunu destekler.

Koşu bandı yorulma testi de farklı dozlarda ve tedavi programları da kemoterapi alan farelerde yorgunluk benzeri bir davranış tespit edebilir. Ne farelerin yaklaşık yarısı kümülatif doz için (iki hafta boyunca haftada 5-FU, bir 80 mg / kg doz verilen farelerde, Şekil 1 'de alınan (Şekil 2) tarafından gösterildiği gibi ng>), yorgunluk gibi davranışlar sergiledi.

eğitim ve / veya eğitim ve kullanılan fareler ve yorgunluk ikna etmek için kullanılan yönteme bağlı olarak değişebilir test arasındaki zaman uzunluğu sayısı arttıkça, değişkenlerin değişiklikler yorgunluk benzeri davranışlar algılanmasını önlemek olmadığı önemlidir. Şekil 1A ve 1B gösterilen deneyler ve (fareler eğitimi 3 gün almış olan) Şekil 2 saptanabilir olduğu yorgunluk gibi davranış göstermek (ki fareler eğitimi 5 gün almış) ne zaman eğitim arasındaki eğitim oturumları sayısını ve zaman ve test değiştirilir.

Şekil 3'te, Resim kemoterapi ilaçları uygulanmıştır, ancak farelerin bandı yorulma testi haftalık kullanılarak test edilmiştir. farenin rep test edilebilir, ancakeatedly bu protokolü kullanarak, ancak tekrarlanan test (Şekil 3) üzerine çalıştırmak için daha az istekli hale gelebilir. Haftalık testler sırasında aday olmayacağını farelerin yüzde koşu bandı üzerinde aday olmayacağını test edilen farelerin en az yarısı, ikinci testten sonra, her test arttı ve. Bu veriler, bu protokol ile test uyumlu olmayan farelerin yüksek oranda önlemek için bir ya da iki testlere sınırlı olması gerektiğini göstermektedir.

Şekil 1
Şekil 1:. Gönüllü Wheel gibi Bandı Yorulma Testi, Koşu ve Koşu Bandı Egzersiz Kapasitesi Testi Kontrast, Günlük Kemoterapi Alan Farelerde Yorgunluk gibi Davranışı tespit günlerde 1-5 günü, fareler koşu bandı üzerinde günlük eğitim verildi. günlerde 6-10 fareler yorgunluk veya PBS indükleme 5-FU (60 mg / kg / gün) ile tedavi uygulandı. 11. günde (A), fareler standart bandı ex kullanılarak test edilmiştiruygun Egzersiz kapasitesi testi. 12. günde (B), fareler koşu bandı yorgunluk testi uygulandı. (Tedavi edilmeyen temel çalışan bir yüzdesi olarak gösterilmektedir) (C) tekerlek döndürme aktivitesi. Fareler 7 gün tekerlekli kafesleri çalışan alıştırıldı ve taban tekerlek döndürme 4 ek gece boyunca toplanmış ve her bir fare için çalışan baz tekerlek belirlemek için ortalaması alındı. 1-5 gün, farelere 5-FU (60 mg / kg / gün) veya PBS ile tedavi edildi. Gece 1 5-FU ilk dozdan sonra gece. Panel A ve B için, veriler, terapi grubu başına 5-6 fareden ortalama ± SD bulunmaktadır. Panel C için, veriler, terapi grubu başına 6 farelerinden alınan ortalama ± SD bulunmaktadır. ** P <0.01, Student t-testi; *** P <0.001, Bonferroni düzeltmesi ile varyans iki yönlü tekrarlı ölçümler analizi bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.


Şekil 2:. 5-FU ile haftalık tedavi 3, fareler koşu bandı üzerinde günlük eğitim verildi aracılığıyla günlerde 1 tarihinde Farelerde Yorgunluk gibi Davranışı İndükler. Gün 4 ve Gün 11, farelere 5-FU (80 mg / kg) ya da PBS enjeksiyonları verilmiştir. 12. günde fareler koşu bandı yorgunluk testi uygulandı. Veriler, terapi grubu başına 12 fareden ortalama ± SD bulunmaktadır. * P <0.05, Student t-testi , bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 3,
Şekil 3:. Mesafe Run ve Farelerin Görev Uyum Tekrarlanan Koşu Bandı Yorgunluk Testler sırasında gün 1'den 3'e kadar üzerinde fareler koşu bandı üzerinde günlük eğitim verildi. gün 5, 12, 19, 26, ve 33, farelere bandı yorulma testi uygulandı. MBuz PBS iki enjeksiyon test bir gün önce ve testten önce tek bir enjeksiyon 30 dakika aldı. (A) Uzaklık testinin her hafta boyunca fareler tarafından çalıştırın. Veriler 12 fareden elde edilen ortalama ± SD bulunmaktadır. (B) testinin her hafta boyunca non-runner farelerin yüzdesi. Non-runner fareler keyfi en az 6 dakika çalıştırmak vermedi fareler olarak tanımlandı. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Süresi (dak) Hızı (m / dk)
0 12
0.5 14
1 16
6 18
30 20
45 22 60 24
75 26

Tablo 1: Yorgunluk Testi sırasında Koşu bandı Hız.

Süresi (dak) Hızı (m / dk)
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

Tablo 2: Egzersiz Kapasitesi Test sırasında Koşu bandı Hız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Geçerli protokol yorgunluk gibi davranışını ölçmek için bir fare koşu bandı için nasıl kullanılacağı açıklanır. Bu yöntem VWRA, yorgunluk gibi davranış ortak bir klinik öncesi tahlil üzerinde birçok avantajı vardır. VWRA fareler test aparatı ile etkileşim tercih gerektirir. Bunun bir sonucu olarak, farelerde bazı doğal ırklar nadir tekerlek 16 ile etkileşim ve aktivitede bir yorulma kaynaklı azalmayı tespit etmek zor ya da imkansız olabilir çok az çalıştırın. Buna karşılık, koşu bandı yorulma test bu seçimi ortadan kaldırır ve bu nedenle çalışan tekerlek üzerinde çalıştırmayın fareler için yorgunluk gibi davranış bir alternatif tahlil sağlar. Bu protokol, VWRA ve yorgunluk gibi diğer davranış tedbirlere değiştirme ya da tamamlayıcı olarak kullanılabilir ve fare modellerinde yorgunluğunu azaltmak için potansiyel ilaç tedavileri test özellikle faydalı olabilir. bir pilot çalışma ile kurduktan sonra o yorgunluk gibi davranış belirli bir fare modelinde gözlemlenebilir, potansiyel tedavis yorgunluğu hafifletir ve yorgunluk gibi davranış azaltmak için uygulanabilir. test edildiğinde ilaç tedavisi Bu protokol kullanılarak yorulma benzeri bir davranış azaltan, bu (ya da benzer bir ilaç) Yorgunluk bazı formları tedavi edilmesi için terapötik bir değere sahip olabilir. Klinik denemeler preklinik çalışmalarda geçiş hala birçok gerekli adımlar olsa da yorulma-benzeri etkiler, tedaviler incelenebilir Bundan başka, bu protokol VWRA çok daha kısa bir zaman dilimi içinde, test edilecek farelerin daha fazla sayıda izin verir ve Daha hızlı anladım.

Bu protokolü kullanarak dikkat edilmesi gereken birkaç önemli sınırlamalar ve hususlar vardır. İlk olarak, bu test yorulma benzeri bir davranış ölçümü, fiziksel aktivite gerektiren olarak, kaşeksi veya kas atrofisi (örneğin, ileri kanseri) neden test şartları için uygun olmayabilir, dikkat edilmelidir. Biz de aynı fareler tekrar tekrar test edilir, eğer söz konusu olabilir, gözledikGenel uyumlu bir azalma (Şekil 3B). Bu etki, tüm test programları kapsamında veya farelerin her türlü gözlenen olmayabilir, ve ilaç tedavisi veya diğer müdahaleler bu etkiyi değiştirebilir, ama bu yöntemi kullanarak çalışmalarını planlarken zaman önemli bir husustur. Koşu bandı çalışırken bir fare koşu bandı kemer ve şok ızgara arasındaki boşluğa düşerse Ayrıca, yaralanma riski vardır. Bu riski en aza indirmek için, fareler dikkatle kendi güvenliğini sağlamak için eğitim ve test boyunca dikkate alınmalıdır ve çok genç ya da küçük (<15 g) farelerin kullanımından kaçınılmalıdır. Son olarak, pilot veri toplandı, ancak dişi CD-1 ve bu görevi (veriler gösterilmemiştir) gerçekleştirecek bir 129S1 / SvImJ arka plan üzerinde erkek ve dişi transgenik fareler, bugüne kadar, bu protokol, öncelikle dişi C57BL / 6NCr fareler test etmek için kullanılmıştır düşündürmektedir . Bunun gibi, diğer cinsiyet ve fare soyları eğitim ve test sonuçları farklı olabileceğini belirtmek gerekir. Son olarak,Toplanan pilot verilerinin bir 129S1 / SvImJ arka CD-1 erkek ve kadın ve erkek transgenik fareler, bu görevi (veriler gösterilmemiştir) gerçekleştirir göstermesine rağmen, bugüne kadar, bu protokol, öncelikle 9-10 haftalık dişi test etmek için kullanılmıştır C57BL / 6NCr fareleri. nedenle, farklı yaş, cinsiyet veya suşların farenin eğitim ve test sonuçları farklı olabileceğini belirtmek gerekir.

Testler sırasında, yorgunluk kriterlerini karşılayan fareler verimli ve hızlı bir şekilde yoksul kaldırma tekniği fare yorgunluk benzeri davranışlar dışında bir şey ölçülecek neden çalıştırmaya devam etmek için ek bir motivasyon sağlayabilir, kaldırılır önemlidir. kaldırma özel yöntem deneyi konfor bağlı olsa da, kaldırma basit bir yöntem endeksi ve bir elin orta parmakları kullanarak içerir. Her parmak bandı şeride birbirlerine önce düz ve biraz ayrı tutulan ve derhal üssü yakınlarında, kuyruk etrafında kapalı ya da t üzerinde olmalıdıro fare ense. Bir kez güvenli kavramış, fare kolaylıkla çıkartılabilir.

fareler test sırasında çalıştırmak için motivasyon sağlamak için şok ızgara aşina olmak için önemlidir, ancak eğitim sırasında sık sık şoklar test performansı için zararlı olabilir. Eğitimin ilk günün ardından, çoğu fareler başarıyla yürüme bandında olacak ve şebekeye geri doğru sürükleniyor önlemek için yürüyüş devam sonra, çalışan ya da uzak koşu bandı üzerinde atlamalı bir şok yanıt. Bazı fareler, ancak, darbelere şiddetle tepki ve / veya herhangi bir almadan görevini yerine değil yollarını bulabilirsiniz. şok ızgara şiddetle tepki fareler, daha sık şoklara alma koşu bandı üzerinde yürüyen daha az zaman harcamak ve koşu bandı kaçmak girişimi olabilir. Bu fare ile, deneyci hafifçe çalıştırmaya devam etmek fareyi teşvik etmek için sokağın arka eldivenli elini yerleştirebilirsiniz. koşu bandı üzerinde yürüyen önlemek için, bazı fareler şok gr bir sınırlama istismar edebilirİD. Izgara bir hayvan şok (yani, iki veya daha fazla pençeleri ızgara dokunmadan olmalıdır) doğrudan cilt teması en az iki puan gerektirir. Fare iki ayak ızgara dokunmak izin vermeden üzerine oturur Böylece, eğer o şok olmayacaktır. Bu davranış görülürse, deneyci yavaşça onun ayaklarını hareket ve bir şok ya da koşu bandı üzerinde değiştirmek için fareyi kaldırmak için neden fareyi dürtmek yapabilirsiniz. Bu müdahaleler başarılı olursa, fare birkaç dakika içinde ve gelecekteki eğitim oturumları daha tutarlı koşu bandı üzerinde yürüyen başlamalıdır. Bu girişim başarılı değilse, fare çalışması çıkarılmalıdır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hofman, M., Ryan, J. L., Figueroa-Moseley, C. D., Jean-Pierre, P., Morrow, G. R. Cancer-related fatigue: the scale of the problem. Oncologist. 12 Suppl 1, 4-10 (2007).
  2. Schwartz, A. L. Daily fatigue patterns and effect of exercise in women with breast cancer. Cancer Pract. 8, (1), 16-24 (2000).
  3. Schwartz, A. L., Mori, M., Gao, R., Nail, L. M., King, M. E. Exercise reduces daily fatigue in women with breast cancer receiving chemotherapy. Med. Sci. Sports Exerc. 33, (5), 718-723 (2001).
  4. Butler, J. M., et al. A phase III, double-blind, placebo-controlled prospective randomized clinical trial of d-threo-methylphenidate HCl in brain tumor patients receiving radiation therapy. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 69, (5), 1496-1501 (2007).
  5. Jean-Pierre, P., et al. A phase 3 randomized, placebo-controlled, double-blind, clinical trial of the effect of modafinil on cancer-related fatigue among 631 patients receiving chemotherapy: a University of Rochester Cancer Center Community Clinical Oncology Program Research base study. Cancer. 116, (14), 3513-3520 (2010).
  6. Mar Fan, H. G., et al. A randomised, placebo-controlled, double-blind trial of the effects of d-methylphenidate on fatigue and cognitive dysfunction in women undergoing adjuvant chemotherapy for breast cancer. Support. Care Cancer. 16, (6), 577-583 (2008).
  7. Moraska, A. R., et al. Phase III, randomized, double-blind, placebo-controlled study of long-acting methylphenidate for cancer-related fatigue: North Central Cancer Treatment Group NCCTG-N05C7 trial. J. Clin. Oncol. 28, (23), 3673-3679 (2010).
  8. Schwartz, A. L., Thompson, J. A., Masood, N. Interferon-induced fatigue in patients with melanoma: a pilot study of exercise and methylphenidate. Oncol. Nurs. Forum. 29, (7), E85-E90 (2002).
  9. Coletti, D., et al. Substrains of inbred mice differ in their physical activity as a behavior. Sci. World J. 237260 (2013).
  10. Mahoney, S. E., Davis, J. M., Murphy, E. A., McClellan, J. L., Gordon, B., Pena, M. M. Effects of 5-fluorouracil chemotherapy on fatigue: role of MCP-1. Brain Behav. Immun. 27, (1), 155-161 (2013).
  11. Moriya, J., Chen, R., Yamakawa, J., Sasaki, K., Ishigaki, Y., Takahashi, T. Resveratrol improves hippocampal atrophy in chronic fatigue mice by enhancing neurogenesis and inhibiting apoptosis of granular cells. Biol. Pharm. Bull. 34, (3), 354-359 (2011).
  12. Sheng, W. S., Hu, S., Lamkin, A., Peterson, P. K., Chao, C. C. Susceptibility to immunologically mediated fatigue in C57BL/6 versus Balb/c mice. Clin. Immunol. Immunopathol. 81, (2), 161-167 (1996).
  13. Weymann, K. B., Wood, L. J., Zhu, X., Marks, D. L. A role for orexin in cytotoxic chemotherapy-induced fatigue. Brain. Behav. Immun. 37, 84-94 (2014).
  14. Wood, L. J., Nail, L. M., Perrin, N. A., Elsea, C. R., Fischer, A., Druker, B. J. The cancer chemotherapy drug etoposide (VP-16) induces proinflammatory cytokine production and sickness behavior-like symptoms in a mouse model of cancer chemotherapy-related symptoms. Biol. Res. Nurs. 8, (2), 157-169 (2006).
  15. Zombeck, J. A., Fey, E. G., Lyng, G. D., Sonis, S. T. A clinically translatable mouse model for chemotherapy-related fatigue. Comp. Med. 63, (6), 491-497 (2013).
  16. Lightfoot, J. T., et al. Strain screen and haplotype association mapping of wheel running in inbred mouse strains. J. Appl. Physiol. 109, (3), 623-634 (2010).
  17. Bartolomucci, A., et al. Individual housing induces altered immuno-endocrine responses to psychological stress in male mice. Psychoneuroendocrinology. 28, (4), 540-558 (2003).
  18. Martin, A. L., Brown, R. E. The lonely mouse: verification of a separation-induced model of depression in female mice. Behav. Brain Res. 207, (1), 196-207 (2010).
  19. Võikar, V., Polus, A., Vasar, E., Rauvala, H. Long-term individual housing in C57BL/6J and DBA/2 mice: assessment of behavioral consequences. Genes Brain Behav. 4, (4), 240-252 (2005).
  20. Salem, G. H., et al. SCORHE: a novel and practical approach to video monitoring of laboratory mice housed in vivarium cage racks. Behav. Res. Methods. 47, (1), 235-250 (2015).
  21. Courtney, S. M., Massett, M. P. Identification of exercise capacity QTL using association mapping in inbred mice. Physiol. Genomics. 44, (19), 948-955 (2012).
  22. Jørgensen, S. B., et al. Effects of alpha-AMPK knockout on exercise-induced gene activation in mouse skeletal muscle. FASEB J. 19, (9), 1146-1148 (2005).
  23. Knab, A. M., Bowen, R. S., Moore-Harrison, T., Hamilton, A. T., Turner, M. J., Lightfoot, J. T. Repeatability of exercise behaviors in mice. Physiol. Behav. 98, (4), 433-440 (2009).
  24. Lightfoot, J. T., Turner, M. J., Debate, K. A., Kleeberger, S. R. Interstrain variation in murine aerobic capacity. Med. Sci. Sports Exerc. 33, (12), 2053-2057 (2001).
  25. Lightfoot, J. T., et al. Quantitative trait loci associated with maximal exercise endurance in mice. J. Appl. Physiol. 103, (1), 105-110 (2007).
  26. Azzinnari, D., et al. Mouse social stress induces increased fear conditioning, helplessness and fatigue to physical challenge together with markers of altered immune and dopamine function. Neuropharmacology. 85, 328-341 (2014).
  27. Kisiel-Sajewicz, K., et al. Myoelectrical manifestation of fatigue less prominent in patients with cancer related fatigue. PloS One. 8, (12), e83636 (2013).
  28. Smets, E. M. A., Garssen, B., Bonke, B., De Haes, J. C. J. M. The multidimensional Fatigue Inventory (MFI) psychometric qualities of an instrument to assess fatigue. J. Psychosom. Res. 39, (3), 315-325 (1995).
  29. Vercoulen, J. H. M. M., Swanink, C. M. A., Fennis, J. F. M., Galama, J. M. D., van der Meer, J. W. M., Bleijenberg, G. Dimensional assessment of chronic fatigue syndrome. J. Psychosom. Res. 38, (5), 383-392 (1994).
  30. Tsujimoto, H., et al. Tolerability of adjuvant chemotherapy with S-1 after curative resection in patients with stage II/III gastric cancer. Oncol. Lett. 4, (5), 1135-1139 (2012).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics