Een Rat Model van Centrale vermoeidheid met een gewijzigde methode met verscheidene Platform
Summary
Hier presenteren we een protocol ter invoering van een rat model van Centrale vermoeidheid met behulp van de gewijzigde methode met verscheidene platform (MMPM).
Abstract
In dit artikel, introduceerden we een rat model van Centrale vermoeidheid met behulp van de gewijzigde methode met verscheidene platform (MMPM). Het vak meerdere Platform is ontworpen als een watertank met smalle platforms op de bodem. Het model ratten werden gebracht van de tank en stond op de platformen voor 14u (18:00-8:00) per dag voor een opeenvolgende 21 dagen, met een blanco-controlegroep is ingesteld voor contrast. Aan het einde van modellering, ratten in de modelgroep toonde een duidelijke vermoeid uiterlijk. Om te beoordelen van het model, we verschillende gedrags tests uitgevoerd, met inbegrip van het open veld test (OFT), de verhoogde plus doolhof (EPM), en de uitputtende zwemmen (ES)-test. De resultaten toonden dat angst, ruimtelijke cognitie waardevermindering, arme spier prestaties, en geweigerde vrijwilligerswerk gepresenteerd in model ratten bevestigen de diagnose van Centrale vermoeidheid. Wijzigingen van de centrale neurotransmitters ook gecontroleerd op het resultaat. Kortom, het model met succes gesimuleerd centrale vermoeidheid, en toekomstige studie met het model kan helpen onthullen de pathologische mechanisme van de ziekte.
Introduction
Vermoeidheid is een van de belangrijkste factoren die de gezondheid van de mens1bedreigen. In de afgelopen decennia verschillende onderzoeken gebleken dat vermoeidheid ook geactiveerd maar centraal gestuurde en altijd gepaard gaan met emotionele en cognitieve stoornissen is. Italiaans fysioloog A. Mosso het woord centrale vermoeidheid2voor het eerst voorgesteld. Het wordt doorgaans gedefinieerd als beperkte vrijwilligerswerk en waardevermindering van de cognitie als gevolg van dysfunctie voor impuls transmission in het centrale zenuwstelsel (CNS)3. Vergeleken met perifere spiervermoeidheid, centrale vermoeidheid legt de nadruk op veranderingen in het centraal zenuwstelsel, alsmede de daaruit voortvloeiende emotionele/gedrags stoornissen, zoals depressie, angst, cognitie bijzondere waardevermindering en geheugenverlies. Een studie toont aan dat vele factoren een centrale vermoeidheid, waaronder overmatige lichaamsbeweging en geestelijke stress heel onmisbaar4 zijnkunnen veroorzaken. Wat betreft de pathogenese verklaren theorieën zoals de tryptofaan-kynurenine traject hypothese5 wijzigingen in bepaalde trajecten; meer diepgaande studies zijn echter nog steeds nodig te onthullen van de Auvergne-randapparaat correlaties van Centrale vermoeidheid.
Als het onderliggende mechanisme van Centrale vermoeidheid nog onduidelijk is, is een effectieve diermodel vrij belangrijk voor verder onderzoek. De bestaande vermoeidheid-modellen zijn meestal veroorzaakt door buitensporige oefening, zoals loopbanden6 en gewicht-geladen zwemmen7, met weinig zorg op psychische factoren. Om te beter simuleren de ontwikkeling van Centrale vermoeidheid, heeft onze fractie een rat-model met de MMPM ontwikkeld. Tijdens het modelleren blijven ratten staan op de smalle perrons in het vak meerdere Platform voor lange uren inclusief deel van de tijd van de slaap. Verschillend van buitensporige oefening modellen, het MMPM-model maakt gebruik van gedeeltelijke slaaptekort als een mentale factor als tegenprestatie voor de complexe pathogenese van Centrale vermoeidheid.
Voor model evaluatie gebruiken we de OFT en EPM tests om te bepalen van angst stemming en vrijwilligerswerk. De ES-test wordt uitgevoerd voor het meten van de prestaties van de perifere spier. Bovendien, we nemen de rat hersenen en detecteren van dopamine (DA) / serotonine (5-HT) inhoud in beide hypothalamuses te observeren de centrale neurotransmitter verschillen.
Het protocol hieronder is ontworpen om centrale vermoeidheid model geïnduceerd door herhaalde lichaamsbeweging en gebrek aan slaap, het nabootsen van een veel voorkomende aandoening in het menselijk leven. Echter, door de duur van het model aan te passen, het kan worden gebruikt op vele andere terreinen, zoals in slaap observatie en stress studies. In de toekomst onderzoek, we hopen dat dit model ontdekken meer CNS veranderingen en hun verbinding met de perifere systeem helpen zal, te onthullen het mechanisme van de pathogenese van Centrale vermoeidheid.
Protocol
Representative Results
Discussion
De MMPM is oorspronkelijk ontworpen voor slaap deprivatie9. Ratten worden gelanceerd in een watertank met platforms vast op de bodem. Gedreven door de instinctieve angst voor water, ratten blijven staan op de perrons en geen slaap optreedt. De studie toont aan dat verschillende uren van slaaptekort tot verschillende veranderingen in rat gedrag- en stemmingsstoornissen leiden, waaronder erkenning bijzondere waardevermindering10, negatieve emoties11en …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd gesteund door Natural Science Foundation van Peking (No.7162124) en Xin-ao Foundation voor de Universiteit van Peking van Chinese geneeskunde.
Materials
| multiple platform sleep deprivation water tank | Customization,it is provided by the neuroimmunological laboratory of Beijing University of Chinese Medicine | 110cm x 60cm x 40cm. There are 15 plastic small platforms at the bottom. The small platform is 6.5cm in diameter and 8cm high | |
| Wistar rats | Beijing Weitong Lihua Experimental Animal Technology Company | license number SYXK (Beijing) 2016-0011 | Use 32 Wistar healthy male rats ,8 week old (200-210 g) |
| Agilent 1100LC high performance liquid chromatograph | Agilent | G1379A, G1311A, G1313A , G1316A | G1379A, G1311A type chromatographic pump, G1313A automatic sampler, G1316A column temperature box |
| DECADE II SDC electrochemical detector | Dutch ANTEC company | glassy carbon electrode, Ag/AgCl reference electrode, workstations (Clarity CHS) | |
| Biofuge Stratos high-speed refrigeration centrifuge | HERAEUS | ||
| VCX130 ultrasonic fracturing instrument | SONICS | ||
| ACS-ZEAS electronic scale | Phos technology development, Beijing. | The weight of the weighing rats can be accurate to 0.1g. | |
| Open Field Box | Customization,it is provided by the neuroimmunological laboratory of Beijing University of Chinese Medicine | wooden box of open field 100 cm by 100 cm x 40 cm, inside wall and bottom as the gray.The bottom is divided into 25 equal area squares, each of which is 20cm x 20cm, and the 16 grids along the outer wall are the external ones, and the other 9 grids are central.The camera is mounted above the median. | |
| Elevated Plus-maze | Beijing zhongshi dechuang technology development co. LTD. | The open arms and close arms of the cross are composed of 30cm x 5cm x 15cm, and the central area is 5cm x 5cm, with a camera mounted above the center and 45cm high. | |
| rat swimming bucket. | Zhenhua biological instrument equipment co., LTD. Anhui,China. | The volume of plastic drum is 70cm x 30cm x 110cm, which is used for swimming in rats. | |
| Thermometer | Shiya instrument co., LTD., changzhou,China. | Control water temperature | |
| Small water pump | Xincheng technology co., LTD., chengdu,China. | Used for water tank and swimming behavior. | |
| Ethovition3.0 behavioral software. | Nuldus,Netherlands | Measurement analysis of rat behavior videos. |
References
- Ishii, A., Tanaka, M., Yamano, E., Watanabe, Y. The neural substrates of physical fatigue sensation to evaluate ourselves: a magnetoencephalography study. Neurosciences. 261, 60-67 (2014).
- Dalsgaard, M. K., Secher, N. H. The Brain at Work: A Cerebral Metabolic Manifestation of Central Fatigue?. Journal of Neuroscience Research. 85 (15), 3334-3339 (2007).
- Chaudhuri, A., Behan, P. O. Fatigue in neurological disorders. The Lancet. 363, 978-988 (2004).
- Baston, G. Exercise-induced central fatigue: a review of the literature with implications for dance science research. Journal of Dance Medicine & Science. 17 (2), 53-62 (2013).
- Yamashita, M., Yamamoto, T. Tryptophan and Kynurenic Acid May Produce an Amplified Effect in Central Fatigue Induced by Chronic Sleep Disorder. International Journal of Tryptophan Research. 7, 9-14 (2014).
- Lee, S. W., et al. The impact of duration of one bout treadmill exercise on cell proliferation and central fatigue in rats. Journal of Exercise Rehabilitation. 9 (5), 463-469 (2013).
- Su, k. Y., et al. Rutin, a flavonoid and principal component of saussurea involucrata, attenuates physical fatigue in a forced swimming mouse model. International Journal of Medical Sciences. 11 (5), 528-537 (2014).
- Hashemi, F., Laufer, R., Szegi, P., Csomor, V., Kal ász, H., Tekes, K. HPLC determination of brain biogenic amines following treatment with bispyridinium aldoxime K203. Acta Physiologica Hungarica. 101 (1), 40-46 (2014).
- Machado, R. B., Hipo’lide, D. C., Benedito-Silva, A. A., Tufik, S. Sleep deprivation induced by the modified multiple platform technique: quantification of sleep loss and recovery. Brain Research. 1004 (1-2), 45-51 (2004).
- Alzoubi, K. H., Khabour, O. F., Tashtoush, N. H., AI-Azzam, S. I., Mhaidat, N. M. Evaluation of the Effect of Pentoxifylline on Sleep-Deprivation Induced Memory Impairment. Hippocampus. 23 (9), 812-819 (2013).
- Pires, G. N., Tufik, S., Andersen, M. L. Grooming analysis algorithm: Use in the relationship between sleep deprivation and anxiety-like behavior. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 41, 6-10 (2013).
- Yamashita, M., Yamamoto, T. Establishment of a rat model of central fatigue induced by chronic sleep disorder and excessive brain tryptophan. Japanese Journal of Cognitive Neuroscience. 15, 67-74 (2013).
- Arai, M., Yamazaki, M., Inoue, K., Fushiki, T. Effects of intracranial injection of transforming growth factor-beta relevant to central fatigue on the waking electroencephalogram of rats Comparison with effects of exercise. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 26 (2), 307-312 (2002).
- Han, C. X., et al. Distinct behavioral and brain changes after different durations of the modified multiple platform method on rats: An animal model of central fatigue. PloS One. 12 (5), e0176850 (2017).
- Tang, X., Yang, L., Sanford, L. D. Individual variation in sleep and motor activity in rats. Behavioural Brain Research. 180 (1), 62-68 (2007).
- Stanford, S. C. The Open Field Test: reinventing the wheel. Journal of Psychopharmacology. 21 (2), 134-135 (2007).
- Ahn, S. H., et al. Basal anxiety during an open field test is correlated with individual differences in contextually conditioned fear in mice. Animal Cells and Systems. 17 (3), 154 (2013).
- Costa, A. A., Morato, S., Roque, A. C., Tin ós, R. A computational model for exploratory activity of rats with different anxiety levels in elevated plus-maze. Journal of Neuroscience Methods. 236, 44-50 (2014).
- Liu, Z., Wu, Y., Liu, T., Li, R., Xie, M. Serotonin regulation in a rat model of exercise-induced chronic fatigue. Neurosciences. 349, 27-34 (2017).
- Foley, T. E., Fleshner, M. Neuroplasticity of dopamine circuits after exercise: implications for central fatigue. NeuroMolecular Medicine. 10 (2), 67-80 (2008).
- Leite, L. H., Rodrigues, A. G., Soares, D. D., Marubayashi, U., Coimbra, C. C. Central fatigue induced by losartan involves brain serotonin and dopamine content. Medicine & Science in Sports & Exercise. 42 (8), 1469-1476 (2010).
