Mise en place d’un dispositif pour la privation de sommeil chez la souris
Summary
Le présent protocole décrit une méthode de mise en place d’un dispositif rentable basé sur une plate-forme à bascule utilisé pour induire une privation de sommeil chez la souris. Cet appareil s’est avéré efficace pour provoquer des perturbations dans les habitudes de sommeil mises en évidence par l’électroencéphalogramme (EEG), ainsi que pour induire des changements métaboliques et moléculaires associés à la privation de sommeil.
Abstract
La perturbation du rythme circadien fait référence à la désynchronisation entre l’environnement ou le comportement externe et l’horloge moléculaire endogène, ce qui nuit considérablement à la santé. La privation de sommeil est l’une des causes les plus fréquentes de perturbation du rythme circadien. Diverses modalités (par exemple, plates-formes sur l’eau, manipulation douce, chambres à barres coulissantes, tambours rotatifs, agitateurs orbitaux, etc.) ont été rapportées pour induire une privation de sommeil chez la souris afin d’étudier ses effets sur la santé. La présente étude présente une méthode alternative pour la privation de sommeil chez la souris. Un dispositif automatisé basé sur une plate-forme à bascule a été conçu pour être rentable et perturber efficacement le sommeil des souris hébergées en groupe à des intervalles de temps réglables. Cet appareil induit des changements caractéristiques de la privation de sommeil avec une réponse minimale au stress. Par conséquent, cette méthode peut s’avérer utile pour les chercheurs intéressés à étudier les effets et les mécanismes sous-jacents de la privation de sommeil sur la pathogenèse de plusieurs maladies. De plus, il offre une solution rentable, en particulier lorsque plusieurs dispositifs de privation de sommeil doivent fonctionner en parallèle.
Introduction
La perturbation du rythme circadien fait référence à la désynchronisation entre l’environnement ou le comportement externe et l’horloge biologique endogène. L’une des causes les plus courantes de perturbation du rythme circadien est la privation de sommeil1. La privation de sommeil affecte non seulement négativement la santé humaine, mais augmente également considérablement le risque de nombreuses maladies, notamment le cancer2 et les maladies cardiovasculaires3. Cependant, les mécanismes sous-jacents aux effets néfastes de la privation de sommeil restent largement inconnus, et l’établissement de modèles de privation de sommeil est essentiel pour améliorer notre compréhension à cet égard.
Diverses méthodes de privation de sommeil chez la souris ont été rapportées, telles que l’utilisation de plates-formes d’eau4, la manipulation douce5, les chambres à barres coulissantes6, les tambours rotatifs7 et les protocoles d’agitation de cage5, 8, 9. Les chambres à barres coulissantes balaient automatiquement les barres sur le fond de la cage, forçant les souris à marcher dessus et à rester éveillées. Les protocoles d’agitation des cages consistent à placer des cages sur des agitateurs orbitaux de laboratoire, ce qui entraîne une perturbation efficace du sommeil. Bien que ces méthodes soient automatiques et efficaces, elles peuvent être coûteuses lorsque plusieurs appareils doivent fonctionner en parallèle, en particulier pour des modèles d’étude spécifiques qui impliquent un grand nombre de souris privées de sommeil nécessaires au profilage génétique circadien. D’autre part, les plates-formes d’eau et les protocoles de manipulation douce sont des méthodes moins chères et plus simples couramment utilisées pour induire la privation de sommeil. Cependant, la plate-forme d’eau ne permet pas le contrôle automatique des cycles de privation-repos préspécifiés10,11, et une manipulation en douceur nécessite une vigilance continue de la part des chercheurs pour perturber le sommeil. De plus, d’autres modalités, comme la rotation des tambours, peuvent être perturbées par l’isolement social ou le stress12.
En nous inspirant de la méthode basée sur un agitateur orbital, nous visons à introduire un protocole pour l’établissement d’un dispositif basé sur une plate-forme à bascule pour la privation de sommeil chez la souris. Cette méthode est bon marché, efficace, peu stressante, contrôlable et automatisée. Le protocole actuel nous permet de créer un dispositif basé sur une plate-forme à bascule à un coût environ dix fois moins cher que celui des agitateurs orbitaux, en fonction de notre accessibilité. Ce dispositif a efficacement perturbé le sommeil chez les souris logées en groupe et a induit des changements caractéristiques de privation de sommeil avec une réponse minimale au stress. Il sera particulièrement utile pour les chercheurs intéressés à étudier les effets et les mécanismes sous-jacents de la privation de sommeil sur la pathogenèse de plusieurs maladies, en particulier lorsque l’étude implique une privation de sommeil en plusieurs groupes en parallèle.
Protocol
Representative Results
Discussion
Les modèles murins de privation de sommeil sont essentiels pour étudier les effets de la perturbation du sommeil sur diverses maladies, notamment les maladies cardiovasculaires21, les troubles psychiatriques22 et les troubles neurologiques23. Parmi les stratégies de privation de sommeil existantes chez la souris, les approches physiques qui impliquent des interruptions répétitives et à court terme du sommeil sont les plus couramment utilisées<…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ces travaux ont été soutenus par des subventions de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (82230014, 81930007, 82270342), du Shanghai Outstanding Academic Leaders Program (18XD1402400), de la Commission des sciences et de la technologie de la municipalité de Shanghai (22QA1405400, 201409005200, 20YF1426100), du Shanghai Pujiang Talent Program (2020PJD030), du SHWSRS (2023-62), du Shanghai Clinical Research Center for Aging and Medicine (19MC1910500) et du programme d’innovation postdoctorale du Bengbu Medical College (Byycxz21075).
Materials
| 1.5 mL microcentrifuge tube | Axygen | MCT-150-C-S | |
| 50 mL centrifuge tube | NEST | 602002 | |
| Adenosine ELISA kit | Ruifan technology | RF8885 | |
| Animal cage | ZeYa tech | MJ2 | |
| Blood glucose meter | YuYue | 580 | |
| C57BL/6J Mice | JieSiJie Laboratory Animal | N/A | Age: 8-10 weeks |
| Connecting rod | ShengXiang Tech | N/A | Length: 20 cm |
| Cooling fan | LiMing | EFB0805VH | Supply voltage: 5 V; Power consumption: 1.2 W; Air flow: 26.92 cfm; Dimensions: 40 mm * 40 mm * 56 mm |
| Corticosterone ELISA kit | Elabscience | E-OSEL-M0001 | |
| EEG/EMG recording and analysis system | Pinnacle Technology | 8200-K1-iSE3 | |
| Isoflurane | RWD | 20071302 | |
| mosquito hemostats | FST | 13011-12 | Surgical instrument |
| Motor and motor mount | MingYang | MY36GP-555 | Supply voltage: 24 V dc; Shaft diameter: 8 mm; Maximum output torque: 100 Kgf.cm; Maximum output speed: 10 rpm |
| NanoDrop 2000c | Thermo Scientific | NanoDrop 2000c | |
| Power brick adapter | MingYang | QiYe-0243 | Input voltage: 110-220V ac; Output voltage: 24 V dc; Outputcurrent: 2 A; Cable length: 2 m |
| qPCR commercial kit | Vazyme | Q711-02 | |
| qPCR measurement equipment | Roche | 480 | |
| Rectangle platform attached with a screw-compatible steel cylinder | Customized | N/A | Width: 20 cm; length: 25 cm; length of the cylinder: 30 cm, thickness: 2 mm |
| Reverse RNA to cDNA commercial kit | Vazyme | R323-01 | |
| Screw and nut | Guwanji | N/A | Inner diameter: 6 mm, 12 mm |
| Screw-compatible steel cylinder | Customized | N/A | Length: 300 mm |
| Slotted steel channels | Customized | N/A | Length: 400 mm or 500 mm, thickness: 2 mm |
| Time contactor | LiXiang | DH48S-S | Supply voltage: 110-220 V ac; Units measured: hours, minutes, seconds; Contact configuration: DPDT |
| TRIzol | Vazyme | R401-01 |
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