Безудержная барометрическая плетисмография используется для количественной оценки структуры дыхания у проснувающихся мышей. Мы показываем, что 15 сегментов в рамках стандартизированного протокола отображают аналогичные значения длительной продолжительности тихого дыхания. Эта методология также позволяет количественно количественно апноэ и увеличенные вдохи в течение первого часа в камере.
Безудержная барометрическая плетисмография (UBP) является методом количественной оценки структуры дыхания мышей, где обычно сообщается частота дыхания, приливный объем и минутная вентиляция. Кроме того, может быть собрана информация о нервном выходе дыхания, включая наличие центрального апноэ и увеличенного дыхания. Важным фактором для UBP является получение дыхательного сегмента с минимальным воздействием тревожного или активного поведения, чтобы прояснить реакцию на проблемы с дыханием. Здесь мы представляем протокол, который позволяет получить короткие, тихие базовые линии у пожилых мышей, сравнимые с ожиданием более длительных приступов тихего дыхания. Использование более коротких сегментов времени является ценным, так как некоторые штаммы мышей могут быть все более возбудимыми или тревожными, и более длительные периоды тихого дыхания не могут быть достигнуты в разумные сроки. Мы поместили 22-месячных мышей в камеру UBP и сравнили четыре 15 сегментов тихого дыхания между минутами 60-120 и более длинным 10 минутами спокойного дыхания, который занял 2-3 ч, чтобы приобрести. Мы также получили количество центрального апноэ и увеличенные вдохи до тихого дыхания сегментов, после 30 минут периода ознакомления. Мы показываем, что 10 минут тихого дыхания сравнимо с использованием гораздо более короткой 15-й продолжительности. Кроме того, время, предшествуя этим 15 с тихого дыхания сегментов могут быть использованы для сбора данных о апноэ центрального происхождения. Этот протокол позволяет следователям собирать шаблон-дыхания данных в определенное количество времени и делает тихие базовые меры осуществимы для мышей, которые могут проявлять увеличение количества возбудимого поведения. Сама методология UBP обеспечивает полезный и неинвазивный способ сбора данных о шаблонах дыхания и позволяет мыши тестироваться в течение нескольких временных точек.
UBP является распространенной техникой для оценки дыхательных узоров1,,2,23,,4. В этом методе мыши помещаются в закрытую камеру, где различия в давлении между основной камерой (где находится животное) и эталонной камерой, фильтруются через пневмотахограф для получения значений. Полученная установка UBP является неинвазивной и безудержной и позволяет оценить респираторные меры без необходимости анестезии или хирургического вмешательства. Кроме того, этот метод подходит для исследований, требующих нескольких измерений в одной и той же мыши с течением времени. Переменные, такие как частота дыхания, объем приливов и минутная вентиляция может быть количественно с помощью этого метода, во время одного испытания или в течение нескольких испытаний. UBP всего тела также обеспечивает измерения пиковых потоков и продолжительности дыхательного цикла. Вместе эти параметры количественно определить структуру дыхания. Записанные следы дыхания также позволяют просматривать данные и подсчитывать количество центральных апноэ, отображаемых в течение определенного периода времени. Это количество может быть использовано наряду с анализом приливного объема и inspiratory раз для оценки других изменений в структуре дыхания.
В то время как существует несколько неинвазивных методов плейсмографии для непосредственной оценки легочных физиологических параметров, UBP всего тела позволяет провести скрининг на дыхательную функцию с минимальным неоправданным стрессом для мыши. Головной плетисмографии, которая использует приливные меры среднего течения потока, а также неинвазивный, опирается на сдержанность, как и многие другие виды плетисмографии (например, двухкамерный плетисмографии). Хотя эти методы были использованы в моделях грызунов для измерения реакции дыхательных путей5, использование воротники шеи или небольшие удерживающие трубки могут занять мышей (по сравнению с другими видами) дольше, чтобы акклиматизироваться и вернуть свое дыхание к уровню отдыха.
Получение оптимального сегмента воздуходыша является важным фактором для базовых сравнений. Более широкое использование коммерчески доступных систем плейсмографии делает возможным сбор данных о шаблонах дыхания во многих лабораториях. Важно отметить, что структура дыхания является переменной на протяжении всего периода сбора, особенно для мышей. С указанной стороной необходимо стандартизировать базовый анализ как средство обеспечения того, чтобы уровень подготовки экспериментаторов не смуал результаты. Существует множество способов сбора сегмента дыхания воздуха, который служит одной из областей вариаций между экспериментальными проектами. Один пример включает в себя усреднение окончательного 10-30 мин данных после ранее определенного набора времени в камере1, в то время как другой метод включает в себя ожидание, пока мышь заметно спокойно в течение 5-10 мин6. Последний может занять 2-3 ч для достижения, а в некоторых случаях, судебное разбирательство, возможно, потребуется отказаться, если мышь не спокойна достаточно долго. Эта озабоченность является особенно важным фактором для штаммов мышей, где наблюдаемое поведение более тревожным и возбудимым7. Эти мыши могут занять больше времени, чтобы приспособиться к камере окружающей среды и только оставаться спокойным в течение коротких очередей времени. Ограничение времени, отведенного на базовую коллекцию, стандартизирует время камеры для каждой мыши.
Очень важно, чтобы экспериментаторы получили подходящий базовый участок, который включает в себя значения поведения отдыха в мыши, но также происходит своевременно. Таким образом, цель этого доклада заключается в предоставлении описания методов, используемых для получения коротких тихих базовых значений для дыхания параметров у мышей. Кроме того, мы сообщаем, что апноэ и увеличенные вдохи могут быть количественно в течение первого часа в камере.
Протокол содержит информацию о тихом дыхании базовых у мышей, а также сбор данных о центральных апноэ и увеличенных вдохов. Репрезентативные результаты показывают, что 10 мин тихий базовый имеет аналогичную картину дыхания по сравнению с в среднем четыре 15 с боями для когорты старых мыш…
The authors have nothing to disclose.
Авторы хотели бы поблагодарить Анжелу Ле, Сару Руби и Марису Микки за их работу по поддержанию колоний животных. Эта работа была профинансирована 1R15 HD076379 (L.R.D.), 3R15 HD076379 (L.R.D. для поддержки CNR), и McDevitt бакалавриат научно-исследовательской стипендии в естественных науках (BEE).
Carbon Dioxide Analyzer | AEI Technologies | CD-3A | |
Carbon Dioxide Sensor | AEI Technologies | P-61B | |
Computer | must be compliant with Ponemah requirements | ||
Drierite beads | PermaPure LLC | DM-AR | |
Flow Control | AEI Technologies | R-1 | vacuum |
Flowmeter | TSI | 4100 | need one per chamber and one for vacuum |
Gas Mixer | MCQ Instruments | GB-103 | |
Gas Tanks | Haun | 100% oxygen, 100% carbon dioxide, 100% nitrogen – food grade, or pre-mixed tanks for nomal room air and gas challenges | |
Oxygen Analyzer | AEI Technologies | S-3A | |
Oxygen Sensor | AEI Technologies | N-22M | |
Polyurethane Tubing | SMC | TUS 0604 Y-20 | |
Ponemah Software | DSI | ||
Small Rodent Chamber | Buxco/DSI | ||
Thermometer (LifeChip System) | Destron-Fearing | any type of thermometer to take accurate body temperatures is appropriate, but the use of implantable chips allows for minimal disturbance to animal for taking several body temperature measurements while the animal is still in the UBP chamber | |
Transducers | Validyne | DP45 | need one per chamber |
Whole Body Plethysmography System | Data Science International (DSI) | Includes ACQ-7700, pressure/temperature probes, etc. |