المطحنة التعب الاختبار: مقايسة بسيطة، عالية الإنتاجية من التعب مثل سلوك للماوس

Summary

Fatigue is a common, undertreated and frequently poorly-understood symptom in many diseases and disorders. New preclinical assays of fatigue may help to improve current understanding and future treatment of fatigue. To that end, the current protocol provides a novel means of measuring fatigue-like behavior in the mouse.

Abstract

التعب هو عرض من أعراض بارزة في العديد من الأمراض والاضطرابات، ويقلل من نوعية الحياة لكثير من الناس. عدم وجود المرضية وفشل التدخلات الحالية لعلاج كاف التعب في جميع المرضى واضحا يترك الحاجة إلى خيارات علاجية جديدة. على الرغم من الحاجة العلاجية وأهمية البحوث قبل السريرية في المساعدة في تحديد العلاج الرواية واعدة، تتوفر عدة فحوصات ما قبل السريرية من التعب. وعلاوة على ذلك، وفحص ما قبل السريرية الأكثر شيوعا التي تستخدم لتقييم مثل التعب السلوك، عجلة الطوعي التوالي، ليست مناسبة للاستخدام مع بعض سلالات من الفئران، قد لا تكون حساسة للأدوية التي تقلل من التعب، ولديه سرعة منخفضة نسبيا. يصف البروتوكول الحالي رواية، فحص ما قبل السريرية غير الطوعي للسلوك مثل التعب، واختبار التعب حلقة مفرغة، ويقدم دليلا على فعاليته في الكشف عن سلوك مثل التعب في الفئران التي عولجت بعقار العلاج الكيميائي المعروف أن يسبب التعب في البشر والتعب السلوك تشبه في أنيماليرة سورية. قد يكون هذا الاختبار بديلا مفيدا للعجلة دوارة، وسلوك مثل التعب والتدخلات المحتملة يمكن تقييم في عدد أكبر من الفئران على مدى زمني أقصر، مما يسمح اكتشاف أسرع من خيارات علاجية جديدة.

Introduction

التعب يؤثر على مجموعة واسعة من الناس، يمكن أن تقلل بشكل ملحوظ نوعية الحياة، وكثيرا ما لديه المرضية غير واضح أو غير معروف. المرتبطة بالسرطان التعب (CRF)، على سبيل المثال، هو من ذوي الخبرة من قبل غالبية مرضى السرطان يخضعون للعلاج، ويمكن أن تستمر لفترة طويلة بعد أن تم الانتهاء من علاج السرطان وفي غياب السرطان كشفها ^1. وعلاوة على ذلك، التعب هو أيضا من أعراض بارزة في العديد من الأمراض والاضطرابات الأخرى، بما في ذلك متلازمة التعب المزمن، والاكتئاب، ومرض السكري، وفيبروميالغيا. لحسن الحظ، هناك تدخلات غير الدوائية التي هي قادرة على مساعدة بعض الناس الذين يعانون من التعب (على سبيل المثال، يمكن أن تقلل من ممارسة CRF لبعض مرضى سرطان الثدي ^2،3)، ولكن العديد من الأفراد لا تزال تفتقر إلى العلاج الفعال. وعلاوة على ذلك، لم يتم العثور على العلاجات الدوائية الحالية لCRF أن يكون على نطاق واسع، على كل حال، فعال ^4-7.

على الرغم من الحاجة العلاجية وعدم وجود دروز خيارات العلاج، فحوصات ما قبل السريرية من التعب للمساعدة في اكتشاف وتطوير تفتقر إلى علاجات جديدة التعب، وخاصة في النماذج الحيوانية. واحدة من فحوصات ما قبل السريرية الوحيدة من التعب للدراسات القوارض هو عجلة الطوعية النشاط تشغيل (VWRA) ^15/09، الذي يتم إعطاء الفئران أو غيرها من القوارض حرية الوصول إلى عجلة دوارة ويتم تسجيل النشاط تشغيل حياتهم اليومية. في العديد من الدراسات، VWRA هو المقياس الوحيد للسلوك مثل التعب، مع سلوك مثل التعب محددة (في أي VWRA أو البروتوكول الحالي)، وانخفاض في النشاط البدني قياس في المجموعة التجريبية. على الرغم من أن VWRA يمكن توفير قدر الطولي مفيد من التعب مثل سلوك، بل هو فحص منخفضة الإنتاجية نسبيا، تشغيل اختلافا كبيرا بين السلالات الفطرية الماوس ^16، ويتطلب المواضيع التي سيتم إيواء بشكل فردي، والتي قد تسبب تغيرات في أداء السلوك واختبار ^17-19. فحوصات أخرى، مثل رصد السلوكي المنزل القفص والتحليل، يمكن أن توفر أيضا جمع البيانات المستمر وبعض النظم قد تسمح للمواد الدراسية ليكون مقرها في أزواج ^20. هذه المقايسات لها فائدة، ولكنها قد تكون أقل حساسية وسيلة للكشف عن سلوك مثل التعب، ومثل عجلة دوارة، هي أيضا منخفضة الإنتاجية.

وعلى النقيض من VWRA، اختبارات الماوس حلقة مفرغة لا تعتمد على النشاط التطوعي ويمكن أن تكتمل في فترة زمنية قصيرة، والسماح لأعلى إنتاجية. بالمقارنة مع VWRA، هذه الاختبارات تستخدم المحفزات الخارجية. على وجه التحديد، وعادة ما يكون هناك شبكة معدنية المكهربة تقع على الجزء الخلفي من حزام متحرك لتقديم الفئران مع صدمة كهربائية يجب أن تتوقف عن تشغيل. وبالإضافة إلى هذه الشبكة الصدمة، قد يكون الدافع الفئران لتشغيل على جهاز المشي عبر عدة طرق أخرى، بما في ذلك والحث، بدس، أو لمسها مع اليد، وفرشاة، أو أداة أخرى وتوجيه نفث قصيرة من الهواء عليهم. بدلا من التعب، وغالبا ما تستخدم اختبارات الماوس حلقة مفرغة لقياس الهوائية و / أو anaerobic القدرة على ممارسة الرياضة ^21-25. الفئران هي الدوافع لتشغيل حتى أنهم غير قادرين أو غير راغبين في متابعة تشغيل على جهاز المشي وسيلة للهروب مزيد من الصدمات الكهربائية. ثم ينتهي الاختبار عندما يلتقي الفئران معيار الإرهاق. في هذه البروتوكولات، لضمان أن الفئران تصل إلى استنفاد فيزيولوجي صحيح، وغالبا ما يتم تعريف معيار لاستنفاد كما أن أمضى خمس ثوان متواصلة وضع على رأس الشبكة صدمة وعدم متابعة تشغيل في مواجهة المثيرات مكره المتكررة. وبالتالي، قد يكون حجب سلوك مثل التعب في الاختبارات حلقة مفرغة نموذجية نظرا لطبيعة مكره قوية من الدافع الخارجي ومعيارا لإنهاء الاختبار. ومن المثير للاهتمام، وعلى النقيض من دراسات أخرى عديدة باستخدام المطاحن القوارض، يصف نشر مؤخرا نسخة أخرى من اختبار حلقة مفرغة والتعب، والتي كانت تستخدم كجزء من دراسة آثار التوتر الاجتماعي في الفئران ^(26). على الرغم من أن الطريقة المستخدمة من قبل هذه المجموعة تختلف بشكل ملحوظ عن مكعببروتوكول rrent (أي أنهم يعملون حلقة مفرغة-حارة واحدة والمطلوب 10 ثانية من الصدمة الكهربائية كمعيار لإنهاء الاختبار)، دراستهم تسلط الضوء على فائدة ومصلحة في تطوير سريع، اختبار التعب بسيط باستخدام مطحنة الماوس.

ومن المرجح أن يكون كشفها بواسطة وسائل أخرى من عجلة دوارة والتعديلات في السلوكيات الروتينية التعب. CRF يجعل المرضى يشعرون استنفدت بمقدار أقل من التعب في العضلات، على النحو الذي يحدده تحليل electromyographic، من الناس دون CRF ^27. بالإضافة إلى ذلك، لوحظ انخفاض الدافع في وتقاس عدة جداول قياس التعب البشري ^28،29. وبالتالي، يجب فحص ما قبل السريرية مفيدا للسلوك مثل التعب يميز بين الفئران صحية وأنهكتهم على أساس تدبير آخر من القدرة الفسيولوجية ولا ينبغي أن انخفاض غامضة في الدافع. ولتحقيق هذه الغاية مع تجنب القيود المفروضة على VWRA وفحوصات أخرى، وا طريقة الحاليةق التي وضعتها تكييف اختبار الماوس حلقة مفرغة. يستخدم هذا الأسلوب شبكة صدمة مثل الدافع الخارجي الوحيد لجعل الفئران تعمل على حلقة مفرغة. الفئران تتعلم بسرعة أن الشبكة توفر حافزا مكره وسوف تتحرك بسرعة بعيدا عن ذلك عند وضعه على جهاز المشي والحفاظ على مسافة من ذلك عند تشغيل.

عندما التعب الفئران، فإنها تنفق المزيد من الوقت تدريجيا نحو الجزء الخلفي من جهاز المشي بدلا من الحفاظ على سرعة نحو الواجهة الأمامية. ولذلك، فإن معيار لاستكمال الاختبار في هذا البروتوكول تنفق خمس ثوان المستمرة في منطقة التعب المعين (أي الجزء الخلفي من حلقة مفرغة، والتي تتراوح بين ما يقرب من طول الجسم من الشبكة صدمة، وبما في ذلك، على شبكة صدمة). هذا يستفيد من طبيعة مكره من الشبكة دون الحاجة الفئران في الحصول على الكثير أو أي صدمات الفعلية بعد التدريب. من خلال السماح الفئران لإكمال الاختبار باستخدام المعيار الحالي بدلا من استنفاد (كما هو موضح أعلاه)،وهذه الطريقة توفر وسيلة لاستخدام جهاز المشي لقياس سلوك مثل التعب وليس القصوى القدرة الفسيولوجية (أو شبه القصوى). وبالتالي، يمكن لهذا الأسلوب يوفر بسيطة، وفحص عالية الإنتاجية من سلوك مثل التعب في الفئران ويمكن أن تكون إما كتدبير مستقل أو مكملة للفحوصات أخرى من السلوك مثل التعب.

Protocol

وقد وافق هذا الإجراء من قبل المعهد الوطني للسكري وأمراض الجهاز الهضمي والكلى رعاية الحيوان واللجنة الاستخدام. 1. إعداد للسماح التعرف السريع على كل فأر قبل الاختبار، وشم ذيول جميع …

Representative Results

يسمح هذا البروتوكول سلوك مثل التعب المراد قياسها في الفئران باستخدام حلقة مفرغة. تم الحصول على البيانات الواردة في هذا القسم من خلال التدريب واختبار 3 مجموعات منفصلة من الفئران باستخدام بروتوكول الحالي (باستثناء الشكل 1A و 1C). للحث …

Discussion

يصف البروتوكول الحالي كيفية استخدام حلقة مفرغة الماوس لقياس سلوك مثل التعب. هذا الأسلوب لديه العديد من المزايا VWRA، فحص ما قبل السريرية شيوعا لسلوك مثل التعب. VWRA يتطلب أن الفئران اختيار للتفاعل مع جهاز الاختبار. ونتيجة لذلك، فإن بعض السلالات الفطرية من الفئران نادرا ?…

Materials

Exer 3/6 Animal Treadmill	Columbus Instruments	1050-RM Exer-3/6
Stopwatch	Daigger	EF24490M
Wire brush	Fisher Scientific	03-572-5
Compressed air	Dust-Off	FALDSXLPW
Absorbent pads	Daigger	EF2175CX
Butcher paper	Newell Paper Company	4620510
Alcohol (70%)	Fisher Scientific	BP82011