Solunan Çevresel Kirleticilerin Farelerde Koku Alma Fonksiyonu Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi
Summary
Bu makale, farelerde solunan çevresel kirleticilere maruz kalmanın koku alma fonksiyonu üzerindeki etkilerini değerlendirmek için gömülü gıda testinin ve sosyal koku ayrımcılığı deneyinin ayrıntılı bir açıklamasını sunmaktadır.
Abstract
Koku alma bozukluğu önemli bir halk sağlığı sorunudur ve nörodejeneratif hastalık riskini bağımsız olarak öngörür. Solunan çevresel kirleticilere maruz kalma koku almayı bozabilir; Bu nedenle, solunan çevresel kirleticilere maruz kalmanın koku alma üzerindeki etkilerini değerlendirmek için yöntemlere acil bir ihtiyaç vardır. Fareler, oldukça gelişmiş koku alma sistemleri ve davranışsal özellikleri nedeniyle koku alma deneyleri için ideal modellerdir. Farelerde solunan çevresel kirleticilere maruz kalmanın koku alma fonksiyonu üzerindeki etkilerini değerlendirmek için, deney hazırlama, deney tesislerinin seçimi ve inşası, test süreci ve zaman indeksleri dahil olmak üzere ayrıntılı bir gömülü gıda testi ve sosyal koku ayrımcılığı deneyi sağlanır. Bu arada, testin başarısını sağlamak için zaman tutma ekipmanı, operasyonel detaylar ve deney ortamı tartışılmaktadır. Deneysel yaklaşımın fizibilitesini göstermek için tedavi olarak çinko sülfat kullanılır. Protokol, solunan çevresel kirleticilerin farelerde koku alma fonksiyonu üzerindeki etkilerini değerlendirmek için basit ve net bir operasyonel süreç sağlar.
Introduction
Koku alma bozukluğu kayda değer bir halk sağlığı sorunu olarak ortaya çıkmıştır ve bağımsız olarak nörodejeneratif hastalık riskinin artmasıyla ilişkilidir. Bu durum genel refahı olumsuz yönde etkileyebilir, depresif belirtilerin gelişmesine katkıda bulunabilir ve yaşam kalitesinin düşmesine neden olabilir. Etkisi, değişen gıda algısı, sosyal iletişimdeki engeller ve artan olumsuz duygularda belirgin bir şekilde gözlenmektedir1. Sinonazal hastalık, üst solunum yolu enfeksiyonu ve travmatik beyin hasarı dahil olmak üzere çeşitli faktörlerin insanlarda koku alma bozukluğuna katkıda bulunduğu düşünülmektedir2. Özellikle, %2 ila %16 arasında değiştiği tahmin edilen PM2.5 gibi solunabilir çevresel kirleticiler, vücuda solunan hava yoluyla girer, burun boşluğunu geçer ve biriktikleri koku almaya adanmış belirli bölgelere ulaşır 3,4,5,6,7. Son bulgular, PM2.5 ve amonyak dahil olmak üzere solunabilir çevresel kirleticilerin koku alma duyu nöronlarına gerçekten zarar verebileceğini göstermektedir 8,9,10. Bununla birlikte, bu tür bir hasarın doğrudan koku alma işlev bozukluğuna yol açıp açmadığını belirlemek için daha fazla doğrulama gereklidir. Bu nedenle, solunabilir çevresel kirleticilerin koku alma fonksiyonu üzerindeki etkilerinin titiz bir şekilde değerlendirilmesi özellikle önemlidir.
Şu anda, çok sayıda araştırma laboratuvarı, koku alma işlevindeki değişiklikleri anlamayı amaçlayan davranışsal deneyler için alternatif bir omurgalı modeli olarak fareleri kullanmaktadır 11,12,13,14. Fareler, omurgalıların kimyasal iletişimini araştırmak için tercih edilen model sistem olarak seçildi ve yiyecek arama ve sosyal iletişim için çok önemli olan dikkate değer bir koku alma hassasiyeti sergiliyor15. Ayrıca, fare davranışını gözlemlemek ve etkilemek için sürekli gelişen araçlar dizisi, bu türü koku alma işlevi üzerine yapılan araştırmalar için son derece çekici hale getirmiştir16.
Bu çalışmada, solunabilir çevresel kirleticilere maruz kalan bir fare modelinde koku alma bozukluğunu değerlendirmek için gömülü gıda testi ve sosyal koku ayırt etme deneyi kullanıldı. Değerlendirmenin hassasiyetini artırmak için, koku alma işlevini değerlendirmek için en temsili yöntemi seçtik. Basitlik ve netlik sağlamak için bu yöntemi sistematik olarak geliştirdik ve solunabilir çevresel kirleticilerin neden olduğu koku alma bozukluğunun derecesini etkili bir şekilde ölçmemize olanak tanıdık.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu makale, farelerde koku alma bozukluğunun hızlı bir şekilde değerlendirilmesi için tasarlanmış iki temel protokolü tanıtmaktadır. Çeşitli solunabilir çevresel kirleticiler, farelerde farklı seviyelerde koku alma işlev bozukluğuna neden olur. Gömülü gıda testi, uçucu kokuları tespit etme yeteneğini değerlendirmek için kullanılırken, sosyal koku ayırt etme deneyi, hayvanın çeşitli sosyal kokuları ayırt etme ve ayırt etme kapasitesini değerlendirir. Buradaki protokol, çevresel kirletic…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (82204088, 82273669) ve Çin’in Shandong Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı (ZR2021QH209) tarafından finansal olarak desteklenmiştir.
Materials
| 0.5-10 μL adjustable micropipette | Eppendorf, Germany | 3123000225 | Intranasal instillation |
| 0.9% saline solution | Solarbio | 7647-14-5 | Dissolve pollutants |
| Anhydrous zinc sulfate | Macklin | 7733-02-0 | Expose mice |
| Centrifuge tube (2 mL) | Biosharp Incorporated | BS-20-M | Place urine |
| Electronic balance | Changzhou Ohaus Co. | EX125DZH | Weight anesthetics and pollutants |
| GraphPad Prism | GraphPad Software | 8.0.1 | statistic analysis |
| Handheld Dust detector | TSI Incorporated | DuatTrak  8532 |
Inhalation-exposed mice |
| Video recording equipment | Apple Inc. | iPhone 6s Plus | The activity time of mice was recorded |
| Vortex mixer | Haimen Kylin-Bell Lab Instruments Co. | Vortex-5 | Mix solution |
References
- Schäfer, L., Schriever, V. A., Croy, I. Human olfactory dysfunction: causes and consequences. Cell Tissue Res. 383 (1), 569-579 (2021).
- Keller, A., Malaspina, D. Hidden consequences of olfactory dysfunction: a patient report series. BMC Ear Nose Throat Disord. 13 (1), 8 (2013).
- Schroeter, J. D., et al. Application of physiological computational fluid dynamics models to predict interspecies nasal dosimetry of inhaled acrolein. Inhal Toxicol. 20 (3), 227-243 (2008).
- Schroeter, J. D., Garcia, G. J., Kimbell, J. S. A computational fluid dynamics approach to assess interhuman variability in hydrogen sulfide nasal dosimetry. Inhal Toxicol. 22 (4), 277-286 (2010).
- Keyhani, K., Scherer, P. W., Mozell, M. M. Numerical simulation of airflow in the human nasal cavity. J Biomech Eng. 117 (4), 429-441 (1995).
- Hahn, I., Scherer, P. W., Mozell, M. M. Velocity profiles measured for airflow through a large-scale model of the human nasal cavity. J Appl Physiol. 75 (5), 2273-2287 (1993).
- Zhang, Z., et al. Exposure to particulate matter air pollution and Anosmia. JAMA Netw Open. 4 (5), e2111606 (2021).
- Ekström, I. A., et al. Environmental air pollution and olfactory decline in aging. Environ Health Perspect. 130 (2), 27005 (2022).
- Adams, D. R., et al. Nitrogen dioxide pollution exposure is associated with olfactory dysfunction in older U.S. adults. Int Forum Allergy Rhinol. 6 (12), 1245-1252 (2016).
- Prah, J. D., Benignus, V. A. Decrements in olfactory sensitivity due to ozone exposure. Percept Mot Skills. 48 (1), 317-318 (1979).
- Shi, Z., et al. Chronic exposure to environmental pollutant ammonia causes damage to the olfactory system and behavioral abnormalities in mice. Environ Sci Technol. 57 (41), 15412-15421 (2023).
- Hernández-Soto, R., et al. Chronic intermittent hypoxia alters main olfactory bulb activity and olfaction. Exp Neurol. 340, 113653 (2021).
- Islam, S., et al. Odor preference and olfactory memory are impaired in Olfaxin-deficient mice. Brain Res. 1688, 81-90 (2018).
- Wang, H., et al. Inducible and conditional activation of ERK5 MAP kinase rescues mice from cadmium-induced olfactory memory deficits. Neurotoxicology. 81, 127-136 (2020).
- Chamero, P., Leinders-Zufall, T., Zufall, F. From genes to social communication: molecular sensing by the vomeronasal organ. Trends Neurosci. 35 (10), 597-606 (2012).
- Mohrhardt, J., et al. Signal detection and coding in the accessory olfactory system. Chem Senses. 43 (9), 667-695 (2018).
- Liu, X., et al. Type 3 adenylyl cyclase in the MOE is involved in learning and memory in mice. Behav Brain Res. 383, 112533 (2020).
- Li, X., et al. Polyhexamethylene guanidine aerosol triggers pulmonary fibrosis concomitant with elevated surface tension via inhibiting pulmonary surfactant. J Hazard Mater. 420, 126642 (2021).
- Yang, M., Crawley, J. N. Simple behavioral assessment of mouse olfaction. Curr Protoc Neurosci. Chapter 8, Unit 8.24 (2009).
- Huang, K. L., et al. Zinc oxide nanoparticles induce eosinophilic airway inflammation in mice. J Hazard Mater. 297, 304-312 (2015).
- Burd, G. D. Morphological study of the effects of intranasal zinc sulfate irrigation on the mouse olfactory epithelium and olfactory bulb. Microsc Res Tech. 24 (3), 195-213 (1993).
- Zou, J., et al. Methods to measure olfactory behavior in mice. Curr Protoc Toxicol. 63, 11.18.1-11.18.21 (2015).
- Ryalls, J. M. W., et al. Anthropogenic air pollutants reduce insect-mediated pollination services. Environ Pollut. 297, 118847 (2022).
- Schiffman, S. S. Livestock odors: implications for human health and well-being. J Anim Sci. 76 (5), 1343-1355 (1998).
- Albrechet-Souza, L., Gilpin, N. W. The predator odor avoidance model of post-traumatic stress disorder in rats. Behav Pharmacol. 30 (2 and 3-Spec Issue), 105-114 (2019).
- Davies, D. A., et al. Inactivation of medial prefrontal cortex or acute stress impairs odor span in rats. Learn Mem. 20 (12), 665-669 (2013).
- Landers, M. S., Sullivan, R. M. The development and neurobiology of infant attachment and fear. Dev Neurosci. 34 (2-3), 101-114 (2012).
- Drobyshevsky, A., et al. Antenatal insults modify newborn olfactory function by nitric oxide produced from neuronal nitric oxide synthase. Exp Neurol. 237 (2), 427-434 (2012).
- Arbuckle, E. P., et al. Testing for odor discrimination and habituation in mice. J Vis Exp. (99), e52615 (2015).
.