Estabelecendo um dispositivo para privação de sono em camundongos
Summary
O presente protocolo descreve um método para a criação de um dispositivo baseado em plataforma rocker de baixo custo, usado para induzir privação de sono em camundongos. Esse dispositivo tem se mostrado eficaz em causar interrupções nos padrões de sono evidenciados pelo eletroencefalograma (EEG), bem como induzir alterações metabólicas e moleculares associadas à privação de sono.
Abstract
A ruptura do ritmo circadiano refere-se à dessincronização entre o ambiente ou comportamento externo e o relógio molecular endógeno, que prejudica significativamente a saúde. A privação do sono é uma das causas mais comuns de interrupção do ritmo circadiano. Várias modalidades (por exemplo, plataformas na água, manuseio suave, câmaras de barra deslizante, tambores giratórios, agitadores orbitais, etc.) foram relatadas para induzir privação de sono em camundongos para investigar seus efeitos na saúde. O presente estudo introduz um método alternativo para a privação de sono em camundongos. Um dispositivo automatizado baseado em plataforma rocker foi projetado que é econômico e interrompe eficientemente o sono em ratos alojados em grupo em intervalos de tempo ajustáveis. Esse dispositivo induz alterações características de privação de sono com mínima resposta ao estresse. Consequentemente, este método pode ser útil para investigadores interessados em estudar os efeitos e mecanismos subjacentes da privação de sono na patogênese de múltiplas doenças. Além disso, oferece uma solução econômica, particularmente quando vários dispositivos de privação de sono são necessários para funcionar em paralelo.
Introduction
A ruptura do ritmo circadiano refere-se à dessincronização entre o ambiente ou comportamento externo e o relógio biológico endógeno. Uma das causas mais comuns de perturbação do ritmo circadiano é a privação de sono1. A privação do sono não só afeta negativamente a saúde humana, mas também aumenta significativamente o risco de muitas doenças, incluindo câncer2 e doenças cardiovasculares3. No entanto, os mecanismos subjacentes aos efeitos prejudiciais da privação de sono permanecem em grande parte desconhecidos, e o estabelecimento de modelos de privação de sono é essencial para melhorar nossa compreensão a esse respeito.
Vários métodos para privação de sono em camundongos têm sido relatados, como o uso de plataformas de água4, manuseio suave5, câmaras de barra deslizante6, tambores rotativos7 e protocolos de agitação em gaiola 5,8,9. As câmaras de barras deslizantes varrem automaticamente as barras pelo fundo da gaiola, forçando os ratos a caminhar sobre elas e permanecer acordados. Os protocolos de agitação da gaiola envolvem a colocação de gaiolas em agitadores orbitais de laboratório, resultando em uma interrupção eficiente do sono. Embora esses métodos sejam automáticos e eficazes, eles podem ser caros quando vários dispositivos são necessários para funcionar em paralelo, especialmente para desenhos de estudo específicos que envolvem um grande número de camundongos privados de sono necessários para o perfil genético circadiano. Por outro lado, plataformas de água e protocolos de manuseio suave são métodos mais baratos e simples comumente usados para induzir a privação de sono. No entanto, a plataforma de água não permite o controle automático de ciclos de privação-repouso pré-especificados10,11, e o manuseio suave requer vigilância contínua dos pesquisadores para perturbar o sono. Além disso, outras modalidades, como tambores rotativos, podem ser confundidas pelo isolamento social ou estresse12.
Inspirados no método baseado em agitador orbital, pretendemos introduzir um protocolo para estabelecer um dispositivo baseado em plataforma rocker para privação de sono em camundongos. Este método é barato, eficaz, minimamente estressante, controlável e automatizado. O protocolo atual nos permite criar um dispositivo baseado em plataforma rocker a um custo aproximadamente dez vezes mais barato do que o de agitadores orbitais, com base em nossa acessibilidade. Este dispositivo efetivamente interrompeu o sono em camundongos alojados em grupo e induziu mudanças características de privação de sono com resposta mínima ao estresse. Será especialmente útil para pesquisadores interessados em investigar os efeitos e mecanismos subjacentes da privação de sono na patogênese de múltiplas doenças, particularmente quando o estudo envolve privação de sono em múltiplos grupos em paralelo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Modelos murinos de privação de sono são essenciais para estudar os efeitos da interrupção do sono em várias doenças, incluindo doenças cardiovasculares21, condições psiquiátricas22 e distúrbios neurológicos23. Dentre as estratégias de privação de sono existentes em camundongos, as abordagens físicas que envolvem interrupção repetitiva do sono em curto prazo são as mais comumenteutilizadas5,7,12<s…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi apoiado por subsídios da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (82230014, 81930007, 82270342), do Programa de Líderes Acadêmicos Excepcionais de Xangai (18XD1402400), da Comissão de Ciência e Tecnologia do Município de Xangai (22QA1405400, 201409005200, 20YF1426100), do Programa de Talentos de Xangai Pujiang (2020PJD030), SHWSRS (2023-62), do Centro de Pesquisa Clínica de Xangai para Envelhecimento e Medicina (19MC1910500) e do Programa de Inovação de Pós-Graduação da Faculdade de Medicina de Bengbu (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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