نموذج فأر من التعب المركزي تعديله باستخدام أسلوب منصة متعددة
Summary
نقدم هنا، بروتوكولا لإدخال نموذج الفئران من التعب المركزي استخدام تعديل أسلوب منصة متعددة (ممبم).
Abstract
في هذه المقالة، قمنا بعرض نموذج الفئران من التعب المركزي استخدام تعديل أسلوب منصة متعددة (ممبم). تم تصميم مربع “منصة متعددة” كخزان لمياه مع المنصات الضيقة في الجزء السفلي. نموذج الفئران إلى الخزان ووقفت على المنصات ح 14 (18:00-08:00) يوميا لمدة 21 يوما على التوالي، مع مجموعة عنصر تحكم فارغاً للتباين. وأظهرت الفئران في المجموعة النموذجية في نهاية النمذجة، مظهر التعب واضحة. تقييم النموذج، أجرينا العديد من الاختبارات السلوكية، بما في ذلك فتح الحقل اختبار (الغفور)، مرتفعة الإضافة إلى المتاهة (EPM)، واختبار السباحة حصرية (ES). وأظهرت النتائج هذا القلق، وضعف الإدراك المكاني، أداء ضعف العضلات، وانخفض النشاط التطوعي المعروضة في نموذج الفئران تأكيد تشخيص التعب المركزي. كما أن التغيرات العصبية المركزية التحقق من النتيجة. وفي الختام، محاكاة النموذج بنجاح التعب المركزي، وقد تساعد الدراسة في المستقبل مع النموذج تكشف عن الآلية المرضية لهذا المرض.
Introduction
التعب هو أحد العوامل الرئيسية التي تهدد صحة الإنسان1. في العقود الماضية، أثبتت البحوث المختلفة أن التعب آثار محيطيا لكن يحركها مركزياً، ويقترن دائماً مع الاضطرابات العاطفية والمعرفية. أول من اقترح فيزيولوجي الإيطالية Mosso ألف كلمة “التعب المركزي”2. ومن يعرف عموما محدودة النشاط التطوعي وضعف الإدراك بسبب الخلل في انتقال دفعة في الجهاز العصبي المركزي (CNS)3. بالمقارنة مع العضلات المحيطية والإرهاق، التعب المركزي يؤكد التغييرات في الجهاز العصبي المركزي، فضلا عن ما يترتب عليها من الاضطرابات النفسية/السلوكية، بما في ذلك الاكتئاب والقلق، وضعف الإدراك، وفقدان الذاكرة. دراسة واحدة تبين أن عوامل عديدة يمكن أن تحدث التعب المركزي، بين النشاط البدني المفرط والضغوط النفسية التي هي غنى جداً4. أما بالنسبة للآلية المرضية، شرح نظريات مثل فرضية المسار التربتوفان-كينورينيني5 التغييرات في مسارات معينة؛ ومع ذلك، إجراء دراسات أكثر تعمقاً لا يزال يتعين الكشف عن الارتباطات الوسطى-الطرفية من التعب المركزي.
كما الآلية الكامنة وراء التعب المركزي لا يزال غير واضح، نموذج حيوان فعال مهم جداً لإجراء مزيد من البحوث. نماذج التعب الموجودة هي معظمها الناجمة عن الإفراط في ممارسة، مثل المطاحن6 والسباحة محملة بوزن7، مع الاهتمام قليلاً بشأن العوامل النفسية. لمحاكاة أفضل وضع التعب المركزي، وضع مجموعتنا نموذج الفئران مع ممبم. خلال عملية النمذجة، تظل الفئران الدائمة على منصات الضيقة في المربع “منصة متعددة” لساعات طويلة بما في ذلك جزء من وقت النوم. تختلف عن نماذج الممارسة المفرطة، يستخدم طراز ممبم الحرمان من النوم الجزئي كعامل عقلية مع مراعاة الآلية المرضية المعقدة من التعب المركزي.
نموذج التقييم، نستخدم الاختبارات OFT و EPM لتحديد المزاج القلق والنشاط التطوعي. أجرى الاختبار دا لقياس أداء العضلات المحيطية. وبالإضافة إلى ذلك، نحن نأخذ الدماغ في الفئران واكتشاف الدوبامين (DA)/السيروتونين (5-HT) المحتوى في كلا هيبوثالاموسيس مراعاة الاختلافات العصبي المركزي.
البروتوكول الواردة أدناه صمم للنموذج المركزي التعب الناجم عن النشاط البدني المتكرر وقلة النوم، محاكاة حالة شائعة في حياة الإنسان. ومع ذلك، بضبط المدة النموذجي، استخدامها في العديد من المجالات الأخرى، مثل في دراسات المراقبة والإجهاد النوم. في المستقبل للبحث، ونأمل أن هذا النموذج سوف تساعد في اكتشاف المزيد من التغييرات في الجهاز العصبي المركزي وعلاقتهم مع النظام الطرفية، وتكشف عن الآلية المرضية من التعب المركزي.
Protocol
Representative Results
Discussion
ممبم هي مصممة أصلاً للنوم الحرمان9. الفئران هي المطلقة في خزان لمياه مع المنصات الثابتة في الجزء السفلي. بدافع الخوف الغريزي من المياه، الفئران يظل قائما على المنصات والنوم لا يحدث. وتبين الدراسة أن ساعات مختلفة من الحرمان من النوم يؤدي إلى مختلف التغيرات في سلوك الفئران والم?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
أيد هذا العمل مؤسسة العلوم الطبيعية ببكين (No.7162124)، ومؤسسة شين-ao لجامعة بكين “الطب الصيني”.
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. Neuroscience. 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. Neuroscience. 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).
