نموذج الفأر من التعب المستحث بواسطة الطرفية تشعيع
Summary
نحن تصف طريقة استخدام التشعيع الطرفية المستهدفة للحث على سلوك مثل التعب في الفئران. جرعة التشعيع غير قاتلة المختارة يؤدي إلى انخفاض لمدة أسبوع في النشاط تشغيل عجلة الطوعي.
Abstract
الاجهاد الناجم عن السرطان (CRF) هو حالة مؤلمة ومكلفة في كثير من الأحيان يؤثر على المرضى الذين يتلقون علاجات السرطان، بما في ذلك العلاج الإشعاعي. نحن هنا تصف طريقة استخدام التشعيع الطرفية المستهدفة للحث على سلوك مثل التعب في الفئران. مع التدريع المناسب، وأشعة يستهدف المنطقة / أسفل البطن الحوض من الفأرة، تشفق على الدماغ، وذلك في محاولة لنموذج العلاج الإشعاعي من قبل الأفراد مع السرطان الحوض الواردة. نحن تقديم جرعة التشعيع غير كافية للحث على سلوك مثل التعب في الفئران، ويقاس النشاط التطوعي التي تعمل عجلة (VWRA)، دون التسبب في الإصابة بالأمراض واضح. منذ عجلة دوارة هو طبيعي، والسلوك الإرادي في الفئران، وينبغي أن يكون استخدامه القليل تأثير الخلط في اختبارات سلوكية أخرى أو تدابير البيولوجية. وبالتالي، عجلة دوارة يمكن استخدامها كإجراء نتائج مجدية في فهم يرتبط السلوكية والبيولوجية من التعب. CRF هو حالة معقدة مع زملاء المتكررحالة مرضية، وعلى الأرجح لديها أسباب تتعلق على حد سواء لمرض السرطان والعلاجات المختلفة. الطرق الموضحة في هذه الورقة هي مفيدة لتحقيق التغييرات الناجمة عن الإشعاع التي تساهم في تطوير CRF، وبشكل أعم، لاستكشاف شبكات البيولوجية التي يمكن أن تفسر التنمية واستمرار سلوك أثار-محيطيا ولكن مدفوعا مركزيا مثل التعب .
Introduction
الاجهاد الناجم عن السرطان (CRF) هو حالة مؤلمة ومكلفة في كثير من الأحيان يؤثر على المرضى الذين يتلقون علاجات السرطان 1. التعب هو لا يتناسب مع النشاط الأخير ولا تخف من الراحة، ويترافق ذلك مع طائفة واسعة من الاضطرابات ذات الصلة بالمزاج، والدافع، والانتباه، والإدراك 2. الأسباب البيولوجية للCRF غير معروفة، على الرغم من أنه قد ثبت في كثير من الحالات لربط مع مستويات الالتهاب وخلوى، وأيضا في بعض الحالات مع مستويات الهيموجلوبين وظيفة أنظمة هرمون المختلفة (انظر Saligan وآخرون (3) لمراجعة البيولوجية دراسات CRF).
الدراسات التي تسيطر عليها باستخدام النماذج الحيوانية ضرورية لفهم السلوك وعلم الأحياء المرتبطة بهذا الشرط المعقدة. في حين 4 أو 5 ذات الصلة العلاج الكيميائي ذات الصلة الورم، 6 الدهونوقد درس igue في نماذج القوارض، وسبب القصور الكلوي قد تكون المعاملة محددة. للتحقيق في CRF ذات الصلة للعلاج الإشعاعي، وقد وضعت مجموعتنا مؤخرا نموذج الفأر من الإشعاع الناجم عن التعب 7. وعلى النقيض من نماذج CRF الحالية التي تنطوي على الدماغ أو الكلي إشعاع الجسم 8، 9، يستكشف هذا النموذج كيف يمكن لتغير في السلوك مدفوعة مركزيا، مثل التعب، ويمكن أن يكون سببها إجراء أشعة المستهدفة محيطيا.
تم تصميم الإجراء الموضح هنا لنموذج العلاج الإشعاعي تعطى للمرضى الذين يعانون من سرطان الحوض، وذلك باستخدام التدريع الرئيسي لاستهداف المنطقة / أسفل البطن الحوض مع التشعيع. ومع ذلك، من خلال تعديل التدريع الرصاص أو موقعها بالنسبة لحيوانات التجارب، يمكن تكييف هذا الإجراء لنموذج تشعيع أجزاء أخرى من الجسم. يستخدم-تشغيل عجلة الطوعي النشاط (VWRA) لقياس مثل التعب behavioص. لأنه سلوك طوعي والعادي 10، وينبغي أن يسمح للالاستخدام المتزامن من الاختبارات السلوكية والبيولوجية الأخرى. لقد وجدنا أن تشعيع الطرفية غير كافية للحد من VWRA في الفئران دون التسبب في الإصابة بالأمراض العلني 7. التجارب في المستقبل مع هذا النموذج قد تساعد في الكشف عن آثار الإشعاع الطرفية على الإشارات البيولوجية المناعية وغيرها، فضلا عن التغييرات اللاحقة في الجهاز العصبي المركزي التي يمكن أن تنتج العجز المرتبطة CRF.
Protocol
Representative Results
Discussion
وصفناها بروتوكول باستخدام أشعة الطرفية المستهدفة للحث على الحد من VWRA في الفئران دون التباس الاعتلال أو الوفاة. الأهم من ذلك، جهاز التدريع بسيط يسمح التشعيع في هذا البروتوكول لاستهداف المنطقة المطلوبة على الدوام، ومحاكاة العلاج الإشعاعي من قبل المرضى الذين يعانون م…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
فإن الكتاب أود أن أشكر ميشيل ألين من الوطني للقلب والرئة والدم المعهد (NHLBI) التابع للمعاهد الوطنية للصحة (NIH) لتبادل بسخاء خبرتها في طرق phenotyping الفئران ولها المساعدة التقنية الجارية، وكذلك ل تيموثي هانت من NHLBI لمساعدتنا في تطوير جهاز التدريع. ويدعم هذه الدراسة من قبل شعبة جماعية البحوث في المعهد الوطني للبحوث التمريض من المعاهد الوطنية للصحة، وجزء من المحاكمة التحقق من صحة تدعمه منحة من الأورام التمريض مؤسسة المجتمع.
Materials
| C57BL/6 Mice | Charles River | Strain code 027 (http://www.criver.com/products-services/basic-research/find-a-model/c57bl-6n-mouse) | |
| Ketamine HCl | Putney | 100 mg/ml stock solution | |
| Xylazine HCl | Lloyd Laboratories | 100 mg/ml stock solution | |
| Rodent Tattoo System | AIMS | ATS-3 | http://animalid.com/lab-animal-identification-systems/ats-3-general-rodent-tattoo-system |
| Lead Shielding Apparatus | (custom made) | One-inch thick lead shielding arranged as two boxes with a one-inch thick gap between them for targeted irradiation | |
| Plexiglass shielding container | (custom made) | Plexiglass container filled with styrofoam. Styrofoam cutouts hold the lead shielding in place. | |
| GammaCell 40 Exactor | Best Theratronics | http://www.theratronics.ca/product_gamma40.html | |
| RAD Disk Ultra | Best Theratronics | http://www.theratronics.ca/product_rad.html | |
| Mouse Single Activity Wheel Chamber | Lafayette Instrument Company | #80820 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=980 |
| Activity Wheel Counter for Computer Monitoring | Lafayette Instrument Company | #86061 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1052 |
| Modular Cable for Wheel Counters | Lafayette Instrument Company | #86051-7 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1046 |
| USB Computer Interface for Activity Wheel Counters | Lafayette Instrument Company | #86056A | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1047 |
| Activity Wheel Monitor Software | Lafayette Instrument Company | #86065 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1053 |
References
- Minton, O., et al. Cancer-related fatigue and its impact on functioning. Cancer. 119, 2124-2130 (2013).
- Bower, J. E. Cancer-related fatigue–mechanisms, risk factors, and treatments. Nat Rev Clin Oncol. 11 (10), 597-609 (2014).
- Saligan, L. N., et al. The biology of cancer-related fatigue: a review of the literature. Support Care Cancer. 23 (8), 2461-2478 (2015).
- Norden, D. M., et al. Tumor growth increases neuroinflammation, fatigue and depressive-like behavior prior to alterations in muscle function. Brain Behav Immun. 43, 76-85 (2015).
- Ray, M. A., Trammell, R. A., Verhulst, S., Ran, S., Toth, L. A. Development of a mouse model for assessing fatigue during chemotherapy. Comp Med. 61 (2), 119-130 (2011).
- Zombeck, J. A., Fey, E. G., Lyng, G. D., Sonis, S. T. A clinically translatable mouse model for chemotherapy-related fatigue. Comp Med. 63 (6), 491-497 (2013).
- Renner, M., et al. A murine model of peripheral irradiation-induced fatigue. Behav Brain Res. 307, 218-226 (2016).
- Van der Meeren, A., Lebaron-Jacobs, L. Behavioural consequences of an 8 Gy total body irradiation in mice: Regulation by interleukin-4. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 79 (2), 140-143 (2001).
- York, J. M., et al. The biobehavioral and neuroimmune impact of low-dose ionizing radiation. Brain Behav Immun. 26 (2), 218-227 (2012).
- Meijer, J. H., Robbers, Y. Wheel running in the wild. Proc Biol Sci. 281 (1786), (2014).
- . . The Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , (2011).
- Heredia, L., Torrente, M., Domingo, J. L., Colomina, M. T. Individual housing and handling procedures modify anxiety levels of Tg2576 mice assessed in the zero maze test. Physiol Behav. 107 (2), 187-191 (2012).
- Varty, G. B., Paulus, M. P., Braff, D. L., Geyer, M. A. Environmental enrichment and isolation rearing in the rat: effects on locomotor behavior and startle response plasticity. Biol Psychiatry. 47 (10), 864-873 (2000).
- Pham, T. M., Brene, S., Baumans, V. Behavioral assessment of intermittent wheel running and individual housing in mice in the laboratory. J Appl Anim Welf Sci. 8 (3), 157-173 (2005).
- Knab, A. M., et al. Repeatability of exercise behaviors in mice. Physiol Behav. 98 (4), 433-440 (2009).
- Novak, C. M., Burghardt, P. R., Levine, J. A. The use of a running wheel to measure activity in rodents: relationship to energy balance, general activity, and reward. Neurosci Biobehav Rev. 36 (3), 1001-1014 (2012).
- Mineur, Y. S., Belzung, C., Crusio, W. E. Effects of unpredictable chronic mild stress on anxiety and depression-like behavior in mice. Behav Brain Res. 175 (1), 43-50 (2006).
- Perhach, J. L., Barry, H. Stress responses of rats to acute body or neck restraint. Physiol Behav. 5 (4), 443-448 (1970).
- Iwakawa, M., et al. Different radiation susceptibility among five strains of mice detected by a skin reaction. J Radiat Res. 44 (1), 7-13 (2003).
- Travis, E. L., Peters, L. J., McNeill, J., Thames, H. D., Karolis, C. Effect of dose-rate on total body irradiation: lethality and pathologic findings. Radiother Oncol. 4 (4), 341-351 (1985).
- Duran-Struuck, R., Dysko, R. C. Principles of bone marrow transplantation (BMT): providing optimal veterinary and husbandry care to irradiated mice in BMT studies. J Am Assoc Lab Anim Sci. 48 (1), 11-22 (2009).
- Duran-Struuck, R., et al. Differential susceptibility of C57BL/6NCr and B6.Cg-Ptprca mice to commensal bacteria after whole body irradiation in translational bone marrow transplant studies. J Transl Med. 6, 10 (2008).
