Колеса Запуск и окружающей среды Сложность в качестве терапевтического вмешательства в животную модель FASD

Summary

Сердечно-сосудистые упражнения и стимулирующие опыт в сложной среде имеют положительные результаты на нескольких мер нейропластики в пределах мозга грызуна. В этой статье будут обсуждены вопросы реализации этих мер в качестве "superintervention", который сочетает в себе колесо, идущее и экологической сложности и будут рассмотрены ограничения этих мер.

Abstract

Аэробные упражнения (например, колесо работает (WR) широко используется в исследованиях на животных) положительно влияет на многие меры neuroplastic потенциала в мозге, такие , как уровень взрослого нейрогенеза, ангиогенез и экспрессии нейротрофических факторов у грызунов. Это вмешательство также было показано , чтобы смягчить поведенческие и нейроанатомических аспекты негативных последствий тератогенами (т.е. воздействия развития к алкоголю) и возрастной нейродегенерации у грызунов. Экологическая сложность (ЕС) было показано, дает многочисленные преимущества neuroplastic в корковых и подкорковых структур и могут быть соединены с колесо, идущее к увеличению пролиферации и выживания новых клеток во взрослом гиппокампе. Сочетание этих двух вмешательств обеспечивает надежную "superintervention" (WR-EC), который может быть реализован в различных моделях грызунов неврологических расстройств. Мы обсудим реализацию WR / EC и ее составляющую ввмешательств для использования в качестве более мощного терапевтического вмешательства у крыс с использованием животной модели пренатального воздействия алкоголя в организме человека. Мы также обсудим, какие элементы процедур абсолютно необходимы для вмешательства и какие из них могут быть изменены в зависимости от вопроса или объектов экспериментатора.

Introduction

Выращивание в различных средах уже давно известно, вызывают изменения в различных мер неврологического здоровья. Многие исследования смотрят на благотворное влияние выращивания в сложных условиях (EC) , начиная с исследований по новаторским Даймонда и Розенцвейг (например, ^{1, 2)} и Гринаф (Например, ^{3, 4).} EC было продемонстрировано , имеют неоспоримое положительное влияние на синаптических и клеточных изменений в мозге ^{5, 6, 7.} ЕС может повлиять на множество областей мозга , включая гиппокамп ^{8, 9} и зрительной коре ^{10, 11,} вентральном стриатуме ^{12, 13,} а такжев качестве мозга для всей функции нейроиммунных (обзор в ^14). Особый интерес вызывают из исследований по гиппокамп , когда было показано , что ЕС может увеличить коэффициент выживаемости взрослых новорожденных гранулярных клеток зубчатой извилины через дендритной пластичности ^{9, 13.} Этот последний пункт собрал большой интерес из – за растущего объема литературы , указывающей , что сердечно – сосудистые упражнения способствует нейрогенез как в здоровом и поврежденном мозге ^{15, 16, 17, 18.} Колесо работает (WR) легко реализовать форму добровольного сердечно – сосудистой деятельности , что было показано , чтобы быть полезным в моделях грызунов неврологических расстройств или старения ^{17, 19, 20.} WR влияет на экспрессию факторов роста как в центральной и периферической нервной системы , ^{21, 22, 23.}

Объединение (впоследствии) WR и ЕС в "superintervention" (WR-EC) (т.е. 12 дней WR затем 30 дней в ЕС) обеспечивает надежное увеличение гиппокампа взрослого нейрогенеза и увеличение выживаемости вновь пролиферирующих клеток ^8, эффект, что в животной модели FASD не достигается отдельных компонентов (см ниже). Так как оба компонента WR-EC влияют на широкий спектр структур в мозге ¹³ (WR рассмотрен в ^22, EC рассмотрены в ^24), реализация этого вмешательства может быть легко применен к грызунах моделей обоих развития и более поздних этапах жизни протекающими моделей неврологическими нарушения (например, неонатальный спирта экспозиции, старение, ранняя жизнь стресс).

нт "> Интеграция WR-EC в подростковом и раннем взрослом периодах (то есть, послеродовые дни 30 – 72) могут смягчить некоторые из отрицательных эффектов на крысиной модели фетальных нарушений спирта спектра (FASDs) ⁸ Сборник исследований. показали , что грызуны воздействию спирта из постнатальный день (PD) с 4 по 9 дисплея значительный дефицит в нейроанатомической мер , таких как дендритные сложности ^25, мозжечковая развитие ^{26, 27} и нейроиммунных отзывчивости ^28, а также проявления нарушенного обучения и памяти ^{29, 30, 31} . Даже уменьшенное количество воздействия алкоголя в течение этого временного окна (т.е. PD 7 до 9) может привести к дефициту в процессах обучения и памяти у подростков и взрослых крыс ³² в то время как некоторые структуры больше не видят сиговыхщественны нейроанатомическом обесценения ^27. Многие из этих дефицитов – в дополнение к поведенческим нарушениями в гиппокампе-зависимых задач – были смягчены после воздействия этой парадигмы WR-EC ^{8, 33} или только WR ^{25, 31.} Хотя в одиночку WR был широко используется вмешательство, комбинация WR-EC до сих пор не использовались в литературе , несмотря на его способности поддерживать на относительно краткосрочные выгоды от WR ^8. В этой статье будет обсуждаться осуществление вмешательства WR-EC в подростковом возрасте. Хотя эта парадигма используется в контексте раннего постнатального воздействия алкоголя, он может быть введен в различных моделях на грызунах, чтобы оценить потенциал мозга для нейропластики в моделях заболеваний мозга.

Protocol

Заявление по этике: Следующий протокол был одобрен по уходу и использованию комитета Institutional животных (IACUC) Университета штата Делавэр путем. 1. Развивающее экспозиции (или модель Binge-как Этанол Exposure) На ПД3, определить пол каждого животного и кросс-поощрять любых животных, если …

Representative Results

Для того, чтобы оценить эффект супер вмешательства, мы должны смотреть на эффекты каждого из составляющих его элементов – WR и ЕС – на наших мер, представляющих интерес. Цифры от 1 до 3 (ниже) появилась в предыдущей публикации , использующей эту п…

Discussion

В приведенном выше протоколе мы продемонстрировали целесообразное вмешательство, чтобы спасти нейроанатомических дефицита после неонатального воздействия алкоголя. Это вмешательство может быть использовано в качестве терапевтического средства в других моделях на животных из-за у?…

Materials

Female Time-pregnant Long Evans Rats	Envigo (Formerly: Harlan, Inc.)		Average litter size is 8-10 pups
Black India Ink	Higgins (Chartpak, Inc.)	44201
Syringes and Injection Needles	Becton, Dickinson and Company (BD)	Assorted	For injection of pawmarking ink, administration of milk-alcohol solution
Ear Punch	Kent Scientific Corporation	INS750076
Running Wheels	Wahmann Labs		Wahmann Running Wheel is discontinued. Substitute with  One per cage
EC Cage	Martin's Cages, Inc.	R-695
Small EC Toys	Assorted
Medium EC Toys	Assorted		Should be able to fit 1-2 rats inside of/ on top of object
Large EC Toys	Assorted		Should be able to fit 3 or more rats inside of/on top of object