במודל עכבר של עייפות הנגרם על ידי הקרנה ההיקפית
Summary
אנו מתארים שיטה באמצעות הקרנה היקפית ממוקדת כדי לגרום התנהגות כמו-עייפה בעכברים. מינון ההקרנה לא הקטלני שנבחר מוביל לירידה של שבוע בפעילות ריצת גלגל מרצון.
Abstract
סרטן הקשורות עייף (CRF) הוא מצב מצער ויקר כי בדרך כלל משפיע על חולים המקבלים טיפולים בסרטן, כוללים הקרנות. כאן אנו מתארים שיטה באמצעות הקרנה היקפית ממוקדת כדי לגרום להתנהגות עייפה דמוית בעכברים. עם מיגון מתאים, הקרנת מטרות באזור האגן / הבטן התחתונה של העכבר, לחוס על המוח, במאמץ לבנות מודל טיפול הקרנות שקבלו אנשים עם סרטן אגן. אנו מספקים מינון קרינה כי הוא מספיק כדי לגרום התנהגות כמו-עייפה בעכברים, שהיא נמדדות על ידי פעילות מפעיל גלגל מרצון (VWRA), מבלי לגרום לתחלואה ברורה. מאז ריצת גלגל היא התנהגות נורמלית, מרצון בעכברים, השימוש בו צריך להיות בתוקף מבלבל קצת על בדיקות התנהגותיות אחרות או אמצעים ביולוגיים. לפיכך, ריצת גלגל יכולה לשמש כמדד ריאלי בהבנה וקושרת מתחומי ביולוגיה ומדעי ההתנהגות של עייפות. CRF הוא מצב מורכב עם שיתוף תכוףנלווה, ויש לו סיבות הקשורות הוא לסרטן סביר והטיפולים השונים שלה. השיטות שתוארו במאמר זה שימושיים חוקר שינויים מושרי קרינה שתורמים להתפתחות של CRF, ובאופן כללי יותר, כדי לחקור את הרשתות הביולוגיות שיכול להסביר את ההתפתחות והתמדה של התנהגות שולי אצבע קלה על הדק אך מרכזי המונחה כמו עייפות .
Introduction
סרטן הקשורות עייף (CRF) הוא מצב מצער ויקר כי בדרך כלל משפיע על חולים המקבלים טיפולים בסרטן 1. העייפות היא לא פרופורציונלית הפעילות האחרונה ולא להקל על ידי מנוחה, והוא מזוהה עם מגוון רחב של הפרעות הקשורות למצב הרוח, המוטיבציה, תשומת לב, וקוגניציה 2. הגורמים הביולוגיים של CRF אינם ידועים, למרות שזה הוכח במקרים רבים לתאם עם רמות דלקת ציטוקינים, גם בחלק מהמקרים עם רמות המוגלובין והפונקציה של מערכות הורמון שונים (ראה Saligan et al. 3 עבור סקירה של ביולוגי מחקרים של CRF).
מחקרים מבוקרים באמצעות מודלים של בעלי חיים נחוצים כדי להבין את ההתנהגות וביולוגיה הקשורים במחלה מורכבת זו. בעוד הקשורות גידול 4 או כימותרפיה הקשורות 5, 6 שומןigue נחקרה במודלים של מכרסמים, האטיולוגיה של CRF עשויה להיות ספציפי טיפול. כדי לחקור CRF הקשורים הקרנות, הקבוצה שלנו פתחה לאחרונה במודל של עכברים של עייפות נגרמת הקרנה 7. בניגוד למודלי CRF קיימים מעורבי מוח או קרינת גוף הכולל 8, 9, מודל זה בוחן כיצד שינוי בהתנהגות מרכזית מונחה, כמו עייפות, יכול להיות מופעל על ידי הליך הקרנה שולית במיקוד.
ההליך המתואר כאן נועד מודל הקרנות לחולים עם סרטן האגן, באמצעות שריון עופרת למקד באזור האגן / הבטן התחתונה עם הקרנה. עם זאת, על-ידי שינוי שריון עופרת או ביחס למיקום שלה בחיות מעבדה, הליך זה יכול להיות מותאם מודל הקרנה של חלקים אחרים של הגוף. פעילות התנדבותית פועל-גלגל (VWRA) משמשת למדידה כמו עייפות behavior; כי זה התנהגות מרצון ונורמלית 10, היא צריכה לאפשר את השימוש בו הזמני של בדיקות התנהגותיות ביולוגיות אחרות. מצאנו כי הקרנה היקפית מספיקה כדי להפחית VWRA בעכברים מבלי לגרום לתחלואה 7 גלויה. ניסויים עתידיים עם מודל זה עשויים לעזור לחשוף תופעות של הקרנה היקפית על איתות ביולוגית חיסון ואחר, כמו גם השינויים במורד הזרם במערכת העצבים המרכזית שיכול לייצר גירעונות הקשורים CRF.
Protocol
Representative Results
Discussion
תיארנו פרוטוקול באמצעות הקרנה היקפית ממוקד כדי לגרום לירידה של VWRA בעכברים ללא בלבול תחלואה או תמותה. חשוב לציין, מכשיר מיגון פשוט מאפשר הקרנה בפרוטוקול זה כדי למקד לאזור רצוי באופן עקבי, מחק ההקרנות שקבלו חולים עם סרטן אגן. בניגוד למודלי CRF קיימים מעורבי מוח או קרינת ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מבקשים להודות מישל אלן של בית הספרים הלאומי ללב, ריאות ודם המכון (NHLBI) של המכון הלאומי לבריאות בארה"ב (NIH) על שיתוף המומחיות שלה בנדיבות בשיטות phenotyping murine ועבור סיוע טכני מתמשך שלה, כמו גם עבור טימותי הנט של NHLBI שעזרו לנו לפתח את מכשיר המיגון. מחקר זה נתמך על ידי האגף עירוני מחקר של המכון הלאומי לחקר סיעוד של NIH, וחלק למבדק התיקוף נתמך על ידי מענק מטעם אונקולוגיה סיעוד אגודת קרן.
Materials
| C57BL/6 Mice | Charles River | Strain code 027 (http://www.criver.com/products-services/basic-research/find-a-model/c57bl-6n-mouse) | |
| Ketamine HCl | Putney | 100 mg/ml stock solution | |
| Xylazine HCl | Lloyd Laboratories | 100 mg/ml stock solution | |
| Rodent Tattoo System | AIMS | ATS-3 | http://animalid.com/lab-animal-identification-systems/ats-3-general-rodent-tattoo-system |
| Lead Shielding Apparatus | (custom made) | One-inch thick lead shielding arranged as two boxes with a one-inch thick gap between them for targeted irradiation | |
| Plexiglass shielding container | (custom made) | Plexiglass container filled with styrofoam. Styrofoam cutouts hold the lead shielding in place. | |
| GammaCell 40 Exactor | Best Theratronics | http://www.theratronics.ca/product_gamma40.html | |
| RAD Disk Ultra | Best Theratronics | http://www.theratronics.ca/product_rad.html | |
| Mouse Single Activity Wheel Chamber | Lafayette Instrument Company | #80820 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=980 |
| Activity Wheel Counter for Computer Monitoring | Lafayette Instrument Company | #86061 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1052 |
| Modular Cable for Wheel Counters | Lafayette Instrument Company | #86051-7 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1046 |
| USB Computer Interface for Activity Wheel Counters | Lafayette Instrument Company | #86056A | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1047 |
| Activity Wheel Monitor Software | Lafayette Instrument Company | #86065 | http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1053 |
Referências
- Minton, O., et al. Cancer-related fatigue and its impact on functioning. Cancer. 119, 2124-2130 (2013).
- Bower, J. E. Cancer-related fatigue–mechanisms, risk factors, and treatments. Nat Rev Clin Oncol. 11 (10), 597-609 (2014).
- Saligan, L. N., et al. The biology of cancer-related fatigue: a review of the literature. Support Care Cancer. 23 (8), 2461-2478 (2015).
- Norden, D. M., et al. Tumor growth increases neuroinflammation, fatigue and depressive-like behavior prior to alterations in muscle function. Brain Behav Immun. 43, 76-85 (2015).
- Ray, M. A., Trammell, R. A., Verhulst, S., Ran, S., Toth, L. A. Development of a mouse model for assessing fatigue during chemotherapy. Comp Med. 61 (2), 119-130 (2011).
- Zombeck, J. A., Fey, E. G., Lyng, G. D., Sonis, S. T. A clinically translatable mouse model for chemotherapy-related fatigue. Comp Med. 63 (6), 491-497 (2013).
- Renner, M., et al. A murine model of peripheral irradiation-induced fatigue. Behav Brain Res. 307, 218-226 (2016).
- Van der Meeren, A., Lebaron-Jacobs, L. Behavioural consequences of an 8 Gy total body irradiation in mice: Regulation by interleukin-4. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 79 (2), 140-143 (2001).
- York, J. M., et al. The biobehavioral and neuroimmune impact of low-dose ionizing radiation. Brain Behav Immun. 26 (2), 218-227 (2012).
- Meijer, J. H., Robbers, Y. Wheel running in the wild. Proc Biol Sci. 281 (1786), (2014).
- . . The Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , (2011).
- Heredia, L., Torrente, M., Domingo, J. L., Colomina, M. T. Individual housing and handling procedures modify anxiety levels of Tg2576 mice assessed in the zero maze test. Physiol Behav. 107 (2), 187-191 (2012).
- Varty, G. B., Paulus, M. P., Braff, D. L., Geyer, M. A. Environmental enrichment and isolation rearing in the rat: effects on locomotor behavior and startle response plasticity. Biol Psychiatry. 47 (10), 864-873 (2000).
- Pham, T. M., Brene, S., Baumans, V. Behavioral assessment of intermittent wheel running and individual housing in mice in the laboratory. J Appl Anim Welf Sci. 8 (3), 157-173 (2005).
- Knab, A. M., et al. Repeatability of exercise behaviors in mice. Physiol Behav. 98 (4), 433-440 (2009).
- Novak, C. M., Burghardt, P. R., Levine, J. A. The use of a running wheel to measure activity in rodents: relationship to energy balance, general activity, and reward. Neurosci Biobehav Rev. 36 (3), 1001-1014 (2012).
- Mineur, Y. S., Belzung, C., Crusio, W. E. Effects of unpredictable chronic mild stress on anxiety and depression-like behavior in mice. Behav Brain Res. 175 (1), 43-50 (2006).
- Perhach, J. L., Barry, H. Stress responses of rats to acute body or neck restraint. Physiol Behav. 5 (4), 443-448 (1970).
- Iwakawa, M., et al. Different radiation susceptibility among five strains of mice detected by a skin reaction. J Radiat Res. 44 (1), 7-13 (2003).
- Travis, E. L., Peters, L. J., McNeill, J., Thames, H. D., Karolis, C. Effect of dose-rate on total body irradiation: lethality and pathologic findings. Radiother Oncol. 4 (4), 341-351 (1985).
- Duran-Struuck, R., Dysko, R. C. Principles of bone marrow transplantation (BMT): providing optimal veterinary and husbandry care to irradiated mice in BMT studies. J Am Assoc Lab Anim Sci. 48 (1), 11-22 (2009).
- Duran-Struuck, R., et al. Differential susceptibility of C57BL/6NCr and B6.Cg-Ptprca mice to commensal bacteria after whole body irradiation in translational bone marrow transplant studies. J Transl Med. 6, 10 (2008).
