Summary

FASD의 동물 모델에서 치료 개입으로 휠 실행 환경의 복잡성

Published: February 02, 2017
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Summary

심장 혈관 운동과 복잡한 환경에서 자극의 경험은 쥐의 뇌에서 신경 가소성의 여러 조치에 긍정적 인 효과를 가지고있다. 이 문서에서는 휠 실행 환경의 복잡성을 결합하여 이러한 개입의 한계를 해결할 것 "superintervention"이러한 개입의 구현에 대해 설명합니다.

Abstract

(광범위 동물 연구에서 사용 된 예를 들면, 휠 실행 (WR)) 유산소 운동 등 성인 신경, 혈관 신생 및 설치류에 신경 영양 인자의 발현 속도와 같은 뇌의 neuroplastic 가능성에 긍정적 인 영향을 많은 조치. 이 개입은 설치류에서 기형 (알코올 즉, 발달 노출) 및 연령과 관련된 신경 퇴행의 부정적 영향의 행동 및 신경 해부학 적 측면을 완화하는 것으로 나타났다. 환경의 복잡성 (EC)은 피질과 피질 하 구조에 수많은 neuroplastic 이익을 생성하는 것으로 나타났다 및 성인 해마의 증식 및 새로운 세포의 생존을 증가시키는 차륜 주행과 결합 될 수있다. 두 개입의 조합은 신경 질환의 설치류 모델의 범위에서 구현 될 수있는 강력한 "superintervention"(WR-EC)를 제공한다. 우리는 WR / EC의 구현과에서 그 구성에 대해 설명합니다인간 태아 알콜에 노출되는 동물 모델을 사용하여 래트에서 더 강력한 치료 개입로서 사용 terventions. 우리는 또한 절차의 요소가 개입을 위해 절대적으로 필요하고 어떤 사람은 실험자의 질문이나 시설에 따라 변경 될 수있는 설명합니다.

Introduction

다른 환경에서 사육하는 것은 긴 신경 건강의 다양한 방법의 변화를 일으키는 것으로 알려져있다. 많은 연구는, 예를 들어 다이아몬드와 Rosenzweig (에 의해 획기적인 연구를 시작하여 복잡한 환경에서 양육의 유익한 효과 (EC)를 보면 1, 2)과 Greenough (예를 들어, 3, 4). EC 뇌 5, 6, 7 및 시냅스 세포 변화에 명백한 긍정적 인 효과를 입증하고있다. EC뿐만 아니라 해마 8, 9, 시각 피질 10, 11, 복부 선조체 (12, 13)을 포함한 뇌 영역의 다양성에 영향을 미칠 수있다뇌 전체 신경 면역 기능으로 (14에서 검토). 이 EC 수지상 소성 (13)를 통해 치아 이랑 성인 태생 과립 세포의 생존율을 증가시킬 수 있음을 입증 할 때 특히 관심은 해마의 연구로부터 발전되었다. 이 마지막 점으로 인해 심장 혈관 운동이 모두 건강하고 손상된 뇌 15, 16, 17, 18 성인 신경을 촉진 나타내는 문학의 성장 몸에 많은 관심을 모아왔다. 휠 실행 (WR)은 신경 학적 장애 또는 17, 19, 20 노화의 쥐 모델에서 도움이 될 것으로 나타났다 자발적인 심장 혈관 활동의 형태를 구현하기 쉽습니다. WR은 성장 인자의 발현에 영향을 미친다 중추 및 말초 신경계 21, 22, 이십삼인치

는 "superintervention"(WR-EC)에 (이후) WR 및 EC 결합 (즉, EC 30 일까지 다음 WR 12 일)는 해마 성인 신경의 강력한 증가와 새로 증식 된 세포 (8)의 증가 생존의 제공 FASD의 동물 모델에 개별 구성 요소에 의해 달성되지 않은 효과 (아래 참조). WR-EC의 두 성분은 뇌 (13) 내의 구조물의 다양한 배열을 영향 때문에 간섭의 구현은 용이 신경계 모두의 발달과 나중에 개시 모델 쥐 모델에 적용 할 수있다 (22 평가 WR, EC (24)에서 검토) 손상 (예를 들어, 신생아 알코올 노출, 노화, 생애 초기 스트레스).

NT "> 사춘기 초기 성인 기간 (즉, 출생 후의 일 30-72가)에서 WR-EC의 통합 태아 알코올 스펙트럼 장애의 쥐 모델 (FASDs)의 부정적인 영향의 일부를 개선 할 수 8 연구 한의 컬렉션입니다. 증명 그러한 수지상 복잡성 (25), 소뇌 개발 26, 27, 신경 면역 응답 (28)뿐만 아니라 장애 학습과 기억 (29), (30)의 발현, 31 신경 해부학 적 조치 9 디스플레이 상당한 적자를 통해 출생 후 일 (PD)에서 알코올 4에 노출 된 설치류 일부 구조가 더 이상 시그 볼 수없는 상태.이 시간 창 내에서 알코올 노출도 감소 된 양 (즉, 9 PD 7) 청소년 및 성인 쥐 (32)에서 학습과 기억에 적자로 이어질 수으로 유의 신경 해부학 적 손상 27. 해마에 의존하는 작업에 행동 장애 이외에 – – 이러한 적자의 대부분은이 WR-EC 패러다임 8, 33 또는 혼자 WR (25), (31)에 노출 된 다음과 같은 완화되었습니다. 단독 WR이 널리 사용 개입 하였지만, WR-EC의 조합은 아직 WR (8)의 비교적 단기 이득을 유지하는 능력에도 불구하고, 문헌에 활용되지 않았다. 이 문서는 사춘기 동안 WR-EC 개입의 구현에 대해 설명합니다. 이 패러다임은 출생 초기 알코올 노출의 맥락에서 사용되지만, 이는 뇌 장애 모델에서 뇌 신경 가소성 대한 잠재력을 평가하기 위해 여러 가지 설치류 모델에 도입 될 수있다.

Protocol

윤리 정책 : 다음 프로토콜은 델라웨어 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)에 의해 승인되었다. 1. 발달 노출 (또는 진탕 같은 에탄올 노출의 모델) PD3에서 각 동물의 성별을 결정하고 쓰레기 크기 (8 동물) 및 성별 분포 (4 남성 : 4 여성) 유지하기 위해 필요한 경우 모든 동물을 교차 육성 각각의 쓰레기 내에서 일관성을. 참고 : 그것은 실험 교란을 방지하기 위해 가능한 ?…

Representative Results

WR 및 EC – – 수퍼 간섭의 효과를 평가하기 위해, 우리는 그 구성 요소들 각각의 효과를 살펴보아야 관심 우리의 방법에. 3 (아래)를 통해 1이이 패러다임 (8)을 이용하여 이전 책에서 등장 인물. 그림 4는 박사 학위 논문 (36)에 출연했다. 이러한 데이터는 치아 이랑에서 해마 성인 신경에서 …

Discussion

위의 프로토콜에서, 우리는 신생아 알코올 노출 다음과 신경 해부학 적자를 구출하는 편법 개입을 보여 주었다. 이 개입 인한 간섭의 각 성분의 견고성 다른 동물 모델에서 치료 적으로 사용될 수있다. WR의 형태로 자발 심혈관 활성은 여러 행동 결과 38,39 이점((40)에 검토) 해마 같은 뇌 영역에 기능성 플라스틱 변형을 유도하는 것?…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We would like to dedicate this work to the memory of late Dr. William T. Greenough, a great mentor, a colleague and a friend. This work was supported by NIH/NIAAA grant number AA009838 and NIH/NIGMS COBRE: The Delaware Center for Neuroscience research grant 1P20GM103653 to AYK. We are grateful to the former and current members of Klintsova lab.

Materials

Female Time-pregnant Long Evans Rats Envigo (Formerly: Harlan, Inc.) Average litter size is 8-10 pups
Black India Ink Higgins (Chartpak, Inc.) 44201
Syringes and Injection Needles Becton, Dickinson and Company (BD) Assorted For injection of pawmarking ink, administration of milk-alcohol solution
Ear Punch Kent Scientific Corporation INS750076
Running Wheels Wahmann Labs Wahmann Running Wheel is discontinued. Substitute with  One per cage
EC Cage Martin's Cages, Inc. R-695
Small EC Toys Assorted
Medium EC Toys Assorted Should be able to fit 1-2 rats inside of/ on top of object
Large EC Toys Assorted Should be able to fit 3 or more rats inside of/on top of object

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Diesen Artikel zitieren
Gursky, Z. H., Klintsova, A. Y. Wheel Running and Environmental Complexity as a Therapeutic Intervention in an Animal Model of FASD. J. Vis. Exp. (120), e54947, doi:10.3791/54947 (2017).

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