Blood samples are useful for assessing biomarkers of physiological states or disease in vivo. Here we describe the methodology to sample blood from the lateral tail vein in the rat. This method provides rapid samples with minimal pain and invasiveness.
Blood samples are commonly obtained in many experimental contexts to measure targets of interest, including hormones, immune factors, growth factors, proteins, and glucose, yet the composition of the blood is dynamically regulated and easily perturbed. One factor that can change the blood composition is the stress response triggered by the sampling procedure, which can contribute to variability in the measures of interest. Here we describe a procedure for blood sampling from the lateral tail vein in the rat. This procedure offers significant advantages over other more commonly used techniques. It permits rapid sampling with minimal pain or invasiveness, without anesthesia or analgesia. Additionally, it can be used to obtain large volume samples (upwards of 1 ml in some rats), and it may be used repeatedly across experimental days. By minimizing the stress response and pain resulting from blood sampling, measures can more accurately reflect the true basal state of the animal, with minimal influence from the sampling procedure itself.
Biomarkörer erhållna från blod ge användbar diagnostik, automatisk, och stratifiering åtgärder i många kliniska sammanhang, bland annat hjärt-kärlsjukdom 1, cancervetenskap 2, och psykisk sjukdom 3. De kan också användas i grundforskning för att bedöma "tillståndet" för en organism, inklusive den grad av hunger, inflammation eller stress närvarande. Sådana åtgärder kan påverkas av variabler som kan eller inte kan vara avgörande för frågan om intresse, inklusive den tid på dagen som provet erhålls och kön av ämnena. Den kan även påverkas av den stress som induceras under de förfaranden blodprovtagnings själv. Stresshormoner och uppfattningen av smärta kan snabbt ändra sammansättningen av blodet.
Gnagare är de mest vanligen använda laboratoriedjur, och flera metoder har utvecklats för bloduppsamling. Den ideala metoden för blodprovstagning bör ha minimal physiological inverkan på djuret, kräver ingen bedövning, möjliggör snabb och upprepad provtagning, och ge tillräcklig volym blod för många tillämpningar nedströms. Populära tekniker för uppsamling av blod, såsom kateterisering av halsvenen eller svanstipp amputation inte uppfyller dessa kriterier.
Syftet med detta protokoll är att beskriva en blodprovtagningsteknik för användning hos råttor som är minimalt stressigt, inte kräver narkos, möjliggör för flera blod samlingar inom ett enda ämne, och ger en relativt stor provvolym så att flera analyser kan utföras på ett enda prov. Målet med denna metod är att erhålla blodprover som minimalt påverkas av den akuta stressrespons.
Här beskriver vi ett snabbt och enkelt förfarande för att erhålla ett blodprov från en råtta som erbjuder betydande fördelar jämfört med andra vanliga tekniker. För det första behöver den inte narkos, i motsats till provtagning från halsvenen eller retroorbital sinus. När blodprov samlas kring beteende förfaranden, är administrering av bedövningsmedel önskvärt eftersom det kan störa inlärning och minne 4,5. För det andra, det ger möjlighet att samla större blodvolymer än andra venpunktion tekniker, till exempel insamling från vena eller rygg pedal ådror. Användning av den teknik som beskrivs här, upp till 1,5 ml blod kan uppsamlas från en råtta vid en enda tidpunkt, en volym som lätt tillåter multipla analyser kan köras parallellt. Slutligen, minimerar detta förfarande risken för vävnadsskada jämfört med svanstipp amputation eller retroorbital blödning. Användningen av detta förfarande underlättar efterlevnaden av de djur Welfare lagen och Guide för skötsel och användning av försöksdjur, som kräver att minimera smärta och ångest som ett resultat av laboratoriegranskningsåtgärder som vidtas på djur.
Det rekommenderas att utredarna nya med denna metod öva de tekniker återhållsamhet och svans blödnings för att minimera den tid som försöksdjur är fastspända. Blod uppsamlades i mindre än tre minuter från initieringen av återhållsamhet ger optimala resultat.
Protokollet som beskrivs här kan användas för provtagning av 1 till 4 gånger per vecka, men inte mer än två gånger per dag. Även upprepade blodsamlingar kan utföras, bör olika provtagningsställen flyttar uppåt från svansroten skall användas och de vänstra och högra svans vener bör altern som provtagningsplatser. Den totala blodvolymen hos gnagare är 6-7% av sin kroppsvikt, och inte mer än 15% av den totala blodvolymen bör samlas inom en två veckors period. Serumeller plasma utgör cirka 40-60% av den insamlade prowolymen.
Blodprovstagning via de laterala venerna svans kan också utföras i mus såsom beskrivits här med några mindre modifieringar. För det första kan endast liten spårvidd (27 G) katetrar användas. För det andra, är det rekommenderat att använda en tub restrainer, snarare än en wrap, att immobilisera mössen. Volymen av blod som kan erhållas från musen med hjälp av venpunktion av submandibular vaskulära bunt (200-500 il) är större än vad som kan säkert hämtas från svansvenen (200 l max). Eftersom provtagning blod från submandibular vaskulära bunten kräver minimal återhållsamhet och kan ge mer blod, är detta den föredragna vägen för provtagning i musen.
Den snabbhet med vilken detta förfarande kan utföras, tillsammans med sin minimalt invasiva natur, minimerar också den potentiella störning av blodbaserade åtgärder av akut stress 6. Denakut stress kan förändra cirkulerande nivåer av många molekyler inkluderande interleukiner och andra immunaktiva faktorer 7, hormoner av hypotalamus-hypofys-binjure-axeln 8, hormoner i det sympatiska nervsystemet 9, ghrelin 10, endogena opioider 11, dopamin, och serotonin 12. Om vilande cirkulerande åtgärder av dessa molekyler eller andra regleras av dessa molekyler är önskvärda, är det viktigt att minimera den stress, som utlöses inom så lite som en minut av starten av stressexponering.
Stressreaktioner inte bara ändra sammansättningen på blodet, utan också utgör ett tekniskt hinder för provtagning på grund av sammandragning av vaskulaturen blod genom ökat enhet från det sympatiska nervsystemet. Det blir allt större svårt att få jämn blodflöde från en råtta som montering av en akut stress. Därför måste djurets nöd vara minimized för att snabbt erhålla prover som återspeglar det fysiologiska tillståndet av intresse.
The authors have nothing to disclose.
Vi tackar Virginia Doherty och Junmei Yao för tekniskt stöd. Denna forskning har finansierats av NIMH (R01 MH084966), och den amerikanska armén Research Office och Defense Advanced Research Projects Agency (bevilja W911NF-10-1-0059) till KAG.
Sodium heparin (1000 USP units/ml) | Patternson Veterinary Supply | 25021040010 | |
Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) | JT Taylor | JT2020-01 | |
Dermachlor Rinse-Chlorhexadine | Butler Schein | 6356 | Topical antiseptic solution, 2% chlorhexidine gluconate |
SURFLO Winged Infusion Sets, Terumo, butterfly catheters | VWR Scientific | TESV25BLK | |
BD Tuberculin 1cc syringes | VWR Scientific | BD309659 | |
1.5 ml microcentrifuge tubes | VWR Scientific | 89202-682 | |
500 μl microcentrifuge tubes | VWR Scientific | 21150-330 | |
Scissors, stainless steel, 5" | VWR Scientific | 82027-586 | |
500ml plastic beaker | VWR Scientific | 414004-149 | |
Clean cloth wrap | Butler Schein | 2993 | |
Velcro tape, .75" width | Monoprice | B004AF9II6 | Hook and loop tape |
Timer | VWR Scientific | 62344-641 |