通过无节制的乳腺造影获得衰老小鼠呼吸模式的方法
Summary
无节制的大气胸膜术用于量化清醒小鼠的呼吸模式。我们显示，在标准化协议下，15 个片段显示的值与延长的安静呼吸持续时间相似。这种方法还允许在造型室的第一个小时内量化呼吸暂停和增强呼吸。
Abstract
无节制的大气胸膜（UBP）是一种量化小鼠呼吸模式的方法，经常报告小鼠的呼吸频率、潮汐体积和分钟通气。此外，还可以收集有关呼吸的神经输出的信息，包括中央呼吸暂停和增强呼吸的存在。UBP 的一个重要考虑因素是获得一个呼吸段，对焦虑或主动行为的影响最小，以阐明对呼吸挑战的反应。在这里，我们提出了一个协议，允许在老年小鼠中获得短而安静的基线，相当于等待更长的安静呼吸。使用较短的时间段是有价值的，因为一些小鼠菌株可能越来越兴奋或焦虑，并且较长的安静呼吸时间可能无法在合理的时间范围内实现。我们在UBP室放置了22个月大的小鼠，并将4个15分钟的安静呼吸段在60-120分钟之间与长达10分钟的安静呼吸周期进行了比较，这些呼吸时间需要2~3小时才能获得。在30分钟的熟悉期之后，我们还获得了在静默呼吸段之前的中枢呼吸暂停和增强呼吸计数。我们表明，10分钟的安静呼吸相当于使用更短的15秒的持续时间。此外，导致这15个安静呼吸段的时间可用于收集有关中心来源的呼吸暂停的数据。该协议允许调查人员在一定时间内收集呼吸模式数据，并使小鼠的安静基线测量成为可能，这些小鼠的兴奋行为可能会增加。UBP 方法本身提供了一种收集呼吸模式数据的有用和非侵入性方法，并允许在多个时间点对小鼠进行测试。
Introduction
,UBP是评估呼吸模式1、2、3、42,3的常用技术。14在这种方法中，小鼠被放置在一个封闭的腔室中，其中主室（动物所在的位置）和参考室之间的压力差异通过肺气管仪进行过滤，以获得值。由此产生的UBP设置是非侵入性和无拘无束的，并允许在不需要麻醉或手术的情况下评估呼吸措施。此外，该技术适用于需要随着时间的推移在同一鼠标中进行多次测量的研究。在单个试验或多次试验中，可以使用此方法量化呼吸频率、潮汐体积和分钟通气等变量。全身UBP还提供峰值流量和呼吸周期持续时间的测量。这些参数一起量化了呼吸模式。记录的呼吸痕迹还使得可以查看数据并计算给定时间段内显示的中央呼吸暂停数。此计数可用于分析潮汐体积和吸气时间，以测量呼吸模式的其他变化。
虽然存在几种非侵入性胸膜技术，用于直接评估肺生理参数，但全身UBP允许一种以最小的过度压力筛选呼吸功能的方法。头出胸膜，它利用潮汐中流测量，也是非侵入性的，依赖于约束，像许多其他类型的胸膜术（例如，双室胸膜）。虽然这些方法已用于啮齿动物模型测量气道响应能力5，使用颈领或小约束管可能会使小鼠（与其他物种）更长的时间适应，并返回到休息水平。
获得最佳空气呼吸段是基线比较的重要考虑因素。随着商业上可用胸膜系统的使用增加，许多实验室都能够收集呼吸模式数据。重要的是，在整个收集期间，呼吸模式是可变的，尤其是对于小鼠。话虽如此，有必要将基线分析标准化，作为确保实验者培训水平不混淆结果的手段。收集空气呼吸段的方法有很多种，作为实验设计之间的一个变化区域。一个例子包括根据之前定义的一组时间在室1中平均最后10-30分钟的数据，而另一种方法包括等待鼠标明显平静5~10分钟6。后者可能需要 2⁄3 小时才能实现，在某些情况下，如果鼠标不够平静，则可能需要放弃试验。这种担心是观察行为更焦虑和兴奋的小鼠菌株的一个特别重要的考虑因素。这些小鼠可能需要更长的时间来适应腔室环境，并且只保持平静的时间很短。限制用于基线收集的时间会标准化每个鼠标的室时间。
实验者获得适当的基线，包括鼠标中的静止行为值，但也及时发生，这一点至关重要。因此，本报告的目的是提供用于获取小鼠呼吸参数的短静基线值的方法的描述。此外，我们报告说，呼吸暂停和增强呼吸可以在室内的第一个小时量化。
Protocol
Representative Results
Discussion
该协议提供有关小鼠安静呼吸基线的信息，以及收集有关中央呼吸暂停和增强呼吸的数据。代表性的结果显示，与一群老老鼠平均4个15秒的呼吸模式相比，10分钟的安静基线具有相似的呼吸模式。重要的是，15回合在统计上没有区别，这些组也没有差异的变化，使用Levene的测试。这些数据表明，即使是短暂的回合也足以监测安静的呼吸。然而，完全有可能，在15秒和10分钟时分析小鼠体内的个体变?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
作者要感谢安吉拉·勒、莎拉·鲁比和玛丽莎·米奇在维护动物群落方面所做的工作。这项工作由 1R15 HD076379 （L.R.D.）、3R15 HD076379（支持 CNR 的 L.R.D.）和麦克德维特自然科学本科研究奖学金 （BEE） 资助。
Materials
| Carbon Dioxide Analyzer | AEI Technologies | CD-3A | |
| Carbon Dioxide Sensor | AEI Technologies | P-61B | |
| Computer | must be compliant with Ponemah requirements | ||
| Drierite beads | PermaPure LLC | DM-AR | |
| Flow Control | AEI Technologies | R-1 | vacuum |
| Flowmeter | TSI | 4100 | need one per chamber and one for vacuum |
| Gas Mixer | MCQ Instruments | GB-103 | |
| Gas Tanks | Haun | 100% oxygen, 100% carbon dioxide, 100% nitrogen – food grade, or pre-mixed tanks for nomal room air and gas challenges | |
| Oxygen Analyzer | AEI Technologies | S-3A | |
| Oxygen Sensor | AEI Technologies | N-22M | |
| Polyurethane Tubing | SMC | TUS 0604 Y-20 | |
| Ponemah Software | DSI | ||
| Small Rodent Chamber | Buxco/DSI | ||
| Thermometer (LifeChip System) | Destron-Fearing | any type of thermometer to take accurate body temperatures is appropriate, but the use of implantable chips allows for minimal disturbance to animal for taking several body temperature measurements while the animal is still in the UBP chamber | |
| Transducers | Validyne | DP45 | need one per chamber |
| Whole Body Plethysmography System | Data Science International (DSI) | Includes ACQ-7700, pressure/temperature probes, etc. |
References
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