Etablierung eines Geräts gegen Schlafentzug bei Mäusen
Summary
Das vorliegende Protokoll skizziert eine Methode zur Einrichtung eines kostengünstigen Rocker-Plattform-basierten Geräts, das zur Induktion von Schlafentzug bei Mäusen verwendet wird. Dieses Gerät hat sich als wirksam erwiesen, wenn es darum geht, Störungen des durch Elektroenzephalogramm (EEG) nachgewiesenen Schlafmusters zu verursachen und metabolische und molekulare Veränderungen im Zusammenhang mit Schlafentzug zu induzieren.
Abstract
Die Störung des zirkadianen Rhythmus bezieht sich auf die Desynchronisation zwischen der äußeren Umgebung oder dem Verhalten und der endogenen molekularen Uhr, die die Gesundheit erheblich beeinträchtigt. Schlafentzug ist eine der häufigsten Ursachen für eine Störung des zirkadianen Rhythmus. Es wurde über verschiedene Modalitäten (z. B. Plattformen auf dem Wasser, schonende Handhabung, Gleitstangenkammern, rotierende Trommeln, Orbitalschüttler usw.) berichtet, um Schlafentzug bei Mäusen zu induzieren, um seine Auswirkungen auf die Gesundheit zu untersuchen. Die aktuelle Studie stellt eine alternative Methode für Schlafentzug bei Mäusen vor. Es wurde ein automatisiertes Gerät entwickelt, das auf einer Wippplattform basiert, das kostengünstig ist und den Schlaf von Mäusen in Gruppenhaltung in einstellbaren Zeitintervallen effizient stört. Dieses Gerät induziert charakteristische Veränderungen des Schlafentzugs bei minimaler Stressreaktion. Folglich kann sich diese Methode als nützlich für Forscher erweisen, die daran interessiert sind, die Auswirkungen und zugrunde liegenden Mechanismen von Schlafentzug auf die Pathogenese mehrerer Krankheiten zu untersuchen. Darüber hinaus bietet es eine kostengünstige Lösung, insbesondere wenn mehrere Schlafentzugsgeräte parallel laufen müssen.
Introduction
Die Störung des zirkadianen Rhythmus bezieht sich auf die Desynchronisation zwischen der äußeren Umgebung oder dem Verhalten und der endogenen biologischen Uhr. Eine der häufigsten Ursachen für eine Störung des zirkadianen Rhythmus ist Schlafentzug1. Schlafmangel wirkt sich nicht nur negativ auf die menschliche Gesundheit aus, sondern erhöht auch das Risiko für viele Krankheiten, darunter Krebs2 und Herz-Kreislauf-Erkrankungen3, erheblich. Die Mechanismen, die den schädlichen Auswirkungen von Schlafentzug zugrunde liegen, sind jedoch noch weitgehend unbekannt, und die Etablierung von Schlafentzugsmodellen ist unerlässlich, um unser Verständnis in dieser Hinsicht zu verbessern.
Es wurde über verschiedene Methoden zur Schlafentziehung bei Mäusen berichtet, wie z. B. die Verwendung von Wasserplattformen4, schonende Handhabung5, Gleitstangenkammern6, rotierende Trommeln7 und Käfigrührprotokolle 5,8,9. Schiebestangenkammern fegen automatisch über den Boden des Käfigs und zwingen die Mäuse, darüber zu laufen und wach zu bleiben. Bei den Käfig-Rührprotokollen werden Käfige auf Labor-Orbitalschüttler gesetzt, was zu einer effizienten Schlafstörung führt. Diese Methoden sind zwar automatisch und effektiv, können aber teuer sein, wenn mehrere Geräte parallel laufen müssen, insbesondere bei spezifischen Studiendesigns, die eine große Anzahl von Mäusen mit Schlafentzug umfassen, die für die Erstellung eines zirkadianen Genprofils benötigt werden. Auf der anderen Seite sind Wasserplattformen und sanfte Handhabungsprotokolle billigere und einfachere Methoden, die häufig verwendet werden, um Schlafentzug herbeizuführen. Die Wasserplattform erlaubt jedoch keine automatische Steuerung der vorgegebenen Entzugs-Ruhe-Zyklen10,11, und die schonende Handhabung erfordert von den Forschern eine kontinuierliche Wachsamkeit, um den Schlaf zu stören. Darüber hinaus können andere Modalitäten, wie rotierende Trommeln, durch soziale Isolation oder Stress verwirrt werden12.
Inspiriert von der orbitalen Shaker-basierten Methode wollen wir ein Protokoll zur Etablierung eines Rocker-Plattform-basierten Geräts für Schlafentzug bei Mäusen einführen. Diese Methode ist billig, effektiv, minimal stressig, kontrollierbar und automatisiert. Das derzeitige Protokoll ermöglicht es uns, ein auf der Wippplattform basierendes Gerät zu einem Preis zu entwickeln, der etwa zehnmal billiger ist als der von Orbitalschüttlern, basierend auf unserer Zugänglichkeit. Dieses Gerät störte effektiv den Schlaf von Mäusen, die in Gruppen gehalten wurden, und induzierte charakteristische Veränderungen des Schlafentzugs bei minimaler Stressreaktion. Es wird besonders nützlich für Forscher sein, die daran interessiert sind, die Auswirkungen und zugrunde liegenden Mechanismen von Schlafentzug auf die Pathogenese mehrerer Krankheiten zu untersuchen, insbesondere wenn die Studie mehrere Gruppen parallel Schlafentzug umfasst.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mausmodelle für Schlafentzug sind unerlässlich, um die Auswirkungen von Schlafstörungen auf verschiedene Krankheiten zu untersuchen, darunter Herz-Kreislauf-Erkrankungen21, psychiatrische Erkrankungen22 und neurologische Störungen23. Unter den bestehenden Schlafentzugsstrategien bei Mäusen sind körperliche Ansätze, die eine wiederholte kurzzeitige Unterbrechung des Schlafs beinhalten, die amhäufigsten verwendeten …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse der National Natural Science Foundation of China (82230014, 81930007, 82270342), des Shanghai Outstanding Academic Leaders Program (18XD1402400), der Science and Technology Commission of Shanghai Municipality (22QA1405400, 201409005200, 20YF1426100), des Shanghai Pujiang Talent Program (2020PJD030), des SHWSRS (2023-62), des Shanghai Clinical Research Center for Aging and Medicine (19MC1910500) und des Postgraduate Innovation Program des Bengbu Medical College unterstützt (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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