测量小鼠使用车轮运行活动的昼夜和急性对光反应
Summary
本文将回顾的方法可以用来确定昼夜在小鼠体内的功能和光响应。
Abstract
昼夜节律的生理功能，周期多期（约24小时昼夜大约：近似的日均：天）1，2。他们是负责定时睡眠/唤醒周期和激素分泌。由于这个时机不正是24小时，它是太阳日同步光输入。这是通过光的输入从视网膜视交叉上核（SCN）在脑和周围组织的环境光线暗周期3-7其他地区同步外设时钟作为主起搏器。这种环境的光线暗周期的节奏对齐举办特殊的生理活动，以正确的时间生态位，这是生存的关键8。例如，老鼠白天睡觉，都在夜间活动。这种能力，巩固活动，无论是一天的浅色或深色的部分被称为昼夜photoentrainment和要求光输入生物钟 9 。小鼠在夜间活动，是强大的，尤其是在一个跑轮。测量这种行为是一种微创的方法，可用于评估的昼夜系统的功能以及光输入到这个系统。将这里介绍的方法用于研究生物钟，光输入到这个系统，以及光轮的运行行为的直接影响。
Protocol
1。设备安装设立任何行为实验时，动物群体的制备是非常重要的的。车轮运行的活动，所有的小鼠需要为男性，年龄匹配的，并且如果可能的话从兄弟姐妹交配。理想的情况是年轻的老鼠，大约3个月大，用于车轮运行的活动。 将车轮上的任何动物之前，房间需要完全安装。这包括准备1轮，1轮革命探头，在每个笼和充足的食物和水2周的底部少量的鼠标床上用品每笼。 房间?…
Discussion
昼夜节律进行了测量，并记录在整个历史上的各种生物。虽然我们有专门描述记录小鼠的活动节律的方法，这种技术可以很容易地修改，以衡量在其他啮齿类动物，如仓鼠和大鼠，这往往是昼夜研究的节奏。然而，freerunning期间和时间重新夹带其他生物体会有所不同。例如，在不断黑暗仓鼠freerunning期间为24.0小时，而在小鼠，这是不到24个小时。在这种情况下，你是一个有机体，这是不适合车轮运…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作是由美国国立卫生研究院授予R01 GM76430，大卫和露西尔帕卡德基金会和艾尔弗雷德斯隆基金会的资助。
Materials
- Mini Mitter 11.5 cm running wheels http://minimitter.respironics.com/home/
- Mini Mitter Vital View Software for Data Acquisition http://minimitter.respironics.com/home/
- Actimetrics Clock lab for data analysis http://www.actimetrics.com/ClockLab/
References
- Aschoff, J. Circadian timing. Ann N Y Acad Sci. 423, 442-468 (1984).
- Pittendrigh, C. S. Temporal organization: reflections of a Darwinian clock-watcher. Annu Rev Physiol. 55, 16-54 (1993).
- Abrahamson, E. E., Moore, R. Y. Suprachiasmatic nucleus in the mouse: retinal innervation, intrinsic organization and efferent projections. Brain Res. 916, 172-191 (2001).
- Guler, A. D. Melanopsin cells are the principal conduits for rod-cone input to non-image-forming vision. Nature. 453, 102-105 (2008).
- Hatori, M. Inducible ablation of melanopsin-expressing retinal ganglion cells reveals their central role in non-image forming visual responses. PLoS One. 3, e2451-e2451 (2008).
- Nelson, R. J., Zucker, I. Photoperiodic control of reproduction in olfactory-bulbectomized rats. Neuroendocrinology. 32, 266-271 (1981).
- Reppert, S. M., Weaver, D. R. Coordination of circadian timing in mammals. Nature. 418, 935-941 (2002).
- Ouyang, Y., Andersson, C. R., Kondo, T., Golden, S. S., Johnson, C. H. Resonating circadian clocks enhance fitness in cyanobacteria. Proc Natl Acad Sci U S A. 95, 8660-8664 (1998).
- Hattar, S. Melanopsin and rod-cone photoreceptive systems account for all major accessory visual functions in mice. Nature. 424, 76-81 (2003).
- Legates, T. A., Dunn, D., Weber, E. T. Accelerated re-entrainment to advanced light cycles in BALB/cJ mice. Physiol Behav. 98, 427-432 (2009).
- Minors, D. S., Waterhouse, J. M., Wirz-Justice, A. A human phase-response curve to light. Neurosci Lett. 133, 36-40 (1991).
- Summer, T. L., Ferraro, J. S., McCormack, C. E. Phase-response and Aschoff illuminance curves for locomotor activity rhythm of the rat. Am J Physiol. 246, 299-304 (1984).
- Redlin, U., Mrosovsky, N. Masking of locomotor activity in hamsters. J Comp Physiol A. 184, 429-437 (1999).
- Aschoff, J. Exogenous and endogenous components in circadian rhythms. Cold Spring Harb Symp Quant Biol. 25, 11-28 (1960).
- Refinetti, R., Menaker, M. The circadian rhythm of body temperature. Physiol Behav. 51, 613-637 (1992).
- Scheer, F. A., Czeisler, C. A. Melatonin, sleep, and circadian rhythms. Sleep Med Rev. 9, 5-9 (2005).
- Dudley, C. A. Altered patterns of sleep and behavioral adaptability in NPAS2-deficient mice. Science. 301, 379-3783 (2003).
Tags
Circadian RhythmsAcute Light ResponsesMiceWheel Running ActivitySleep/wake CyclesHormone SecretionPhotic InputRetinaSuprachiasmatic Nucleus (SCN)Master PacemakerPeripheral ClocksEnvironmental Light Dark CycleCircadian PhotoentrainmentCircadian Clock FunctionalityLight Input EvaluationWheel Running Behavior
Citer Cet Article
LeGates, T. A., Altimus, C. M. Measuring Circadian and Acute Light Responses in Mice using Wheel Running Activity. J. Vis. Exp. (48), e2463, doi:10.3791/2463 (2011).