Nagetier-Östruszyklus-Überwachung mit vaginaler Lavage: So etwas wie ein normaler Zyklus nicht

Summary

Diese Studie beschreibt die entscheidenden Faktoren, die bei experimentellen Designs mit weiblichen Ratten zu berücksichtigen sind. Im weiteren Sinne dienen diese Daten dazu, die Stigmatisierung zu verringern und die Entwicklung umfassenderer Diagnose- und Interventionsinstrumente zu unterstützen.

Abstract

Die aktuelle Methodik etabliert einen reproduzierbaren, standardisierten und kostengünstigen Ansatz zur Überwachung des Östruszyklus weiblicher Sprague Dawley (SD) heranwachsender Ratten. Diese Studie zeigt die Komplexität der Hormonzyklen und das breite Spektrum des Verständnisses, das erforderlich ist, um eine zuverlässige und valide Überwachungstechnik zu konstruieren. Durch eine eingehende Untersuchung der wichtigsten experimentellen Design- und Verfahrenselemente bietet diese Beschreibung des Zyklus und seiner Grundprinzipien einen Rahmen für das weitere Verständnis und dekonstruiert Missverständnisse für die zukünftige Replikation.

Zusammen mit einem Überblick über den Probenentnahmeprozess unter Verwendung von vaginaler Lavage beschreibt das Verfahren den Mechanismus der Datenkategorisierung in das vierstufige Modell von Proestrus, Östrus, Metestrus und Diestrus. Diese Stadien sind durch einen neuen vorgeschlagenen Ansatz gekennzeichnet, der die 4 kategorisierenden Determinanten des vaginalen Flüssigkeitszustands, des Zelltyps (der vorhandenen Zelltypen), der Zellanordnung und der Zellmenge zum Zeitpunkt der Sammlung verwendet. Variationen jeder Stufe, günstige und ungünstige Stichproben, die Unterscheidung zwischen Zyklizität und Azyklizität sowie grafische Darstellungen der gesammelten Kategorisierungskomponenten werden neben effektiven Interpretations- und Organisationspraktiken der Daten präsentiert. Insgesamt ermöglichen diese Tools erstmals die Veröffentlichung quantifizierbarer Datenbereiche, was zur Standardisierung von Kategorisierungsfaktoren bei der Replikation führt.

Introduction

Neue Beiträge
Der Östruszyklus von Nagetieren wurde als wesentlicher Indikator für das Wohlbefinden identifiziert. Unbewusste Vorurteile der Forscher und ungenaue Interpretationen in Bezug auf den weiblichen Körper behindern jedoch die wissenschaftliche Gemeinschaft. Die Etymologie des Wortes “Östrus” impliziert ein Gefühl von Minderwertigkeit und Negativität. Euripides benutzte den Begriff, um eine “Raserei” oder einen Wahnsinn zu beschreiben, Homer, um Panik zu beschreiben, und Platon, um einen irrationalen Antrieb zu beschreiben. Diese Studie zeigt, wie diese urzeitlichen Perspektiven die aktuelle wissenschaftliche Gemeinschaft beeinflussen, und adressiert diese Bedenken durch ein neuartiges Mosaikparadigma – eine aktualisierte Kombination zuvor untersuchter Methoden, die im Rahmen eines umfassenderen Ansatzes erweitert wurde.

Das Studium und die Verwendung dieser Technik sind erstens notwendig, da es keine standardisierte und umfassende Überwachungstechnik gibt und die Dateninterpretationspraktiken unklar sein können. Zweitens, obwohl die Merkmale des Östruszyklus von einzelnen untersuchten Ratten abhängen, sind sie oft universellisiert. Drittens, während hormonelle Zyklen routinemäßige und nützliche Prozesse sind, sind sie von einem gefährlichen Stigma umgeben, das im Abschnitt “Übersetzung an den Menschen” untersucht wird. Diese Studie zielt darauf ab, diese drei Probleme auf drei Arten anzugehen: (A) durch die Beschreibung einer eingehenden Östruszyklusüberwachungstechnik und die Klärung, wie die Ergebnisse interpretiert werden können, (B) durch die Skizzierung von Methoden, die die Integrität und Individualität jedes Zyklus aufrechterhalten, und (C) durch die Aufmerksamkeit auf Missverständnisse, die unbegründete Praktiken aufrechterhalten.

Diese Studie ist auch einzigartig in ihrem Fokus auf jugendliche Ratten, eine Periode, die durch entscheidende Entwicklungsveränderungen gekennzeichnet ist, die Licht auf verschiedene verhaltensbezogene, anatomische und physiologische Manifestationen im Erwachsenenalter^{werfen 1}. Der Aufbau eines standardisierten experimentellen Designs zur Überwachung der Hormonzyklen in einer wenig erforschten Population bei gleichzeitiger Dekonstruktion gemeinsamer Verzerrungen ermöglicht die Entwicklung zuverlässiger und gültiger hormoneller Korrelationen ^2,3,4 und die Bestimmung zustandsabhängiger Zyklusstörungen 5,6,7,8,9,10 . Letztendlich dienen diese Neuheiten dazu, diagnostische Kriterien, Behandlungen und Interventionen verschiedener Wellness-Anliegen zu erweitern.

Grundlegende Definitionen und Verwendungen
Der Östruszyklus ist eine Sammlung dynamischer physiologischer Prozesse, die als Reaktion auf die drei oszillierenden weiblichen Sexualsteroidhormone auftreten: Östradiol, leuteinisierendes Hormon (LH) und Progesteron (Abbildung 1A, B). Wechselwirkungen zwischen dem endokrinen und dem zentralen Nervensystem regulieren den Zyklus, der meistens 4-5 Tage anhält und vom Beginn der sexuellen Reifung bis zur reproduktiven Seneszenz und / oder Beendigung wiederkehrt. Es ist in separate Kategorien unterteilt, die auf dem Hormonspiegel basieren – am häufigsten in die 4 Stadien von Diestrus (DIE), Proestrus (PRO), Estrus (EST) und Metestrus (MET), die kreisförmig verlaufen. Die Anzahl der Divisionen kann je nach Art der Studie 13 zwischen 3 Stufen¹¹ und¹³ Stufen¹² liegen. Die geringere Anzahl von Abteilungen schließt MET oft als Phase aus und klassifiziert es als eine kurze Übergangsperiode. Die höhere Zahl umfasst typischerweise Unterabschnitte, die eine genauere Untersuchung von Phänomenen wie Tumorentwicklung oder spontaner Pseudoschwangerschaft, dem physiologischen Zustand der Schwangerschaft ohne embryonale Implantation 12,14,15, ermöglichen.

In dieser Studie wurden die Stadien durch Komponenten des Vaginalkanals identifiziert, die als 3 kategorisierende Determinanten – Zelltyp (n), Zellanordnung und Zellmenge bezeichnet werden (Abbildung 2A-D). Während der Zustand der Vaginalflüssigkeit in dieser Studie nicht überwacht wurde, wird empfohlen, sie als vierte kategorisierende Komponente einzubeziehen. Weitere Informationen zur Untersuchung der Vaginalflüssigkeit finden Sie in der Referenzliste¹⁶. Die kategorisierenden Komponenten können untersucht werden, indem Zellen über vaginale Lavage extrahiert werden, die primäre Technik, die in der modernen Überwachung des Östruszyklus empfohlen wird. Während die eingehenden physiologischen Prozesse innerhalb jeder Phase außerhalb des Rahmens dieser Studie liegen, finden Sie weitere Informationen in der Literatur¹⁷.

Die Verwendung und Weiterentwicklung dieser Überwachungstechnik des Östruszyklus beruht auf den Verbindungen zwischen Sexualsteroidhormonen und der Funktion von Körpersystemen wie dem Herz-Kreislauf-System¹⁸, dem endokrinen System⁸ und dem zentralen Nervensystem 19,20,21. Gleichzeitig ist eine Überwachung des Östruszyklus möglicherweise nicht immer erforderlich, wenn weibliche Nagetiere beteiligt sind ^22,23,24,25. Vielmehr ist es wichtig zunächst zu prüfen, ob in dem spezifischen Studienbereich geschlechtsspezifische Unterschiede berichtet wurden, die in veröffentlichten Reviews^22,23 weiter untersucht werden können. Obwohl die Überwachung des Östruszyklus in einem breiten Spektrum von Forschungsuntersuchungen von entscheidender Bedeutung ist, sollte sie nicht als Hindernis für die Einbeziehung weiblicher Nagetiere in Experimente angesehen werden. Während diese Technik komplex und zeitaufwendig erscheinen mag, kann das Verfahren selbst je nach Prüfer weniger als 15 Minuten dauern und ist kostengünstig. Insgesamt ist die Einbeziehung weiblicher Nagetiere in wissenschaftliche Studien vorteilhaft für das Verständnis von Körpersystemen, verschiedenen Zuständen und Pathologien sowie für das allgemeine Wohlbefinden, da diese Entwicklungen hauptsächlich auf der männlichen Körpervorlage basieren.

Universelle Parameter und natürliche Variabilitäten beim Nagetier
Die Festlegung von Bereichen für Aspekte, die als “typisch” angesehen werden, ist notwendig, um Standardzyklusmuster zu definieren, Parameter für vergleichende und analytische Zwecke festzulegen und Anomalien und Ausreißer zu erkennen. Gleichzeitig ist es auch wichtig zu erkennen, dass der Zyklus jeder Ratte einzigartig ist und Abweichungen aufgrund von Tierstamm, physiologischen Prozessen und Umweltbedingungen erwartet werden. Tatsächlich ist einer der “normalsten” Aspekte des Östruszyklus die Variabilität. Dies zeigt sich in der Gesamtzykluslänge mit einem Bereich von 3-38 Tagen^26,27; das Alter der sexuellen Reifung, das von 32-34 Tagen bis zu mehreren Wochen^{reichen kann 28,29,30}; was als azyklisch 11 und die kategorisierenden Determinantenmuster^{als 11,13} gilt. Insgesamt gibt es keine universelle Vorlage für den Östruszyklus, und dies sowohl für die wissenschaftliche Gemeinschaft als auch für die breite Öffentlichkeit zu übersetzen, ist ein wichtiger Teil des experimentellen Prozesses.

Experimentelle Zeitpunkte und Entwicklungsalter
Die Anerkennung dieses Variabilitätsprinzips hilft beim Aufbau eines zuverlässigen und gültigen Versuchsdesigns. Zum Beispiel hängt der Beginn der Überwachung des Östruszyklus von der anatomischen und physiologischen Entwicklung der Ratten ab, die je nach Umwelt- und physiologischen Faktoren variiert. Die Überwachung kann erst mit der Entwicklung der Vaginalöffnung (VO) beginnen, bei der es sich um die äußere Vaginalöffnung handelt, die von der Vulva umgeben ist und zum inneren Teil des Vaginalkanals führt (Abbildung 3A-D). Während sich die VO oft im Alter zwischen 32 und 34 Tagen vollständig entwickelt, bleibt sie für jedes Subjekt individualisiert, und vieles über den Prozess bleibt unbekannt. Diese Öffnung wurde verwendet, um den Beginn der Geschlechtsreifung zu identifizieren, der mit dem Anstieg von^{Östradiol 31}, der Reifung der Hypothalamus-Hypophysen-Ovarialachse 32 und dem ersten Eisprung bei Ratten 17,33,34,35 in Verbindung gebracht wurde. Neuere Veröffentlichungen haben jedoch ergeben, dass es nur ein indirekter Marker für die reproduktive Entwicklung ist, da es sich von hormonellen und entwicklungsbedingten Ereignissen in ungünstigen Umgebungen entkoppeln^{kann 31} und Veränderungen des Östradiolspiegels anstelle der sexuellen Reifung darstellen^{kann 33}. Daher wird empfohlen, sich nicht nur auf die VO zu verlassen, um das Entwicklungsalter zu bestimmen und als Qualifikator für die Überwachung des Östruszyklus³⁶ zu verwenden, sondern auch das Auftreten des ersten EST-Stadiums und die Verhornung der^{Epithelzellen 30} zu nutzen, um den Beginn der sexuellen Reifung zu markieren.

Das Körpergewicht korreliert bei Nagetieren^30,37 Jahren deutlich mit dem Entwicklungsalter während der Adoleszenzzeit und kann daher auch bei der Bestimmung des Entwicklungsalters in diesem Zeitraum helfen. Zu den vorgeschlagenen Mechanismen im Zusammenhang mit diesem Phänomen gehören die Stimulation von Hormonen, die für die Fortpflanzungsentwicklung notwendig sind, wie Wachstumshormon, und die Hemmung der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenachse (HPA) durch den Appetitregulator^{Leptin 30}. Es wird jedoch nicht empfohlen, dieses Maß als einzigen Indikator für das Entwicklungsalter zu verwenden, da die Varianz zwischen Ratten zwischen den Arten und den Anbietern^{groß ist 38}. Die Variabilität, die bei der Entwicklung der VO und des Körpergewichts beobachtet wurde, veranschaulicht die Bedeutung des Konzepts im gesamten experimentellen Prozess.

Übersetzung an den Menschen: kulturelle und wissenschaftliche Kontexte
Die translationale Beziehung von Tier-zu-Mensch-Fortpflanzungsstudien ist bidirektional. Die Ergebnisse tierbasierter Studien beeinflussen, wie die menschlichen Prozesse bewertet, angegangen und analysiert^{werden 39}. Die Wahrnehmung des menschlichen Fortpflanzungssystems und der damit verbundenen Prozesse beeinflussen, wie Tiere untersucht werden. Tatsächlich ist einer der lautesten Hinweise auf weitere Forschung in diesem Bereich auf voreingenommene soziokulturelle Überzeugungen im Zusammenhang mit hormonellen Zyklen, die den wissenschaftlichen Prozess beeinflussen. Viele dieser Konventionen leiten sich aus einer allgemeinen kulturellen Abneigung gegen die Diskussion über die Menstruation ab, die zu einer Datenlücke in gut fundiertem Wissen geführt^{hat 40,41}. Dies hat ein Spektrum von Konsequenzen, die von geringfügig bis tödlich reichen – von Regalhöhe und Smartphone-Größe bis hin zu Polizei-Körperpanzeranpassung und verpassten Krebsdiagnosen⁴².

Die Beschreibung der Menstruation als unhygienisch, destruktiv und toxisch – gesehen in verehrten Texten, Medien, Wörterbüchern und medizinischen Lehren – wird von wissenschaftlichen Publikationen konserviert. Dies geschieht durch ungenaue und voreingenommene Beschreibungen von Hormonzyklen, die Isolierung des Fortpflanzungssystems von seinen neuroendokrinen Gegenstücken und Umwelteinflüssen und die reduktionistische Perspektive der Vollendung eines Zyklus als “Versagen der Empfängnis^“43,44. Dies führt zur Schaffung unsolider experimenteller Praktiken, wie dem Weglassen externer Variablen, die hormonelle Zyklen beeinflussen, der Bestimmung von Start und Endpunkten, die ausschließlich auf anatomischen Entwicklungen basieren, und der Messung des Zyklusfortschritts in linearer und nicht zirkulärer Weise. Trotz der direkten Korrelation zwischen soziokulturellen Faktoren und biologischen Konsequenzen wird sie in der wissenschaftlichen Literatur nicht oft berücksichtigt. Durch die Inspektion ganzheitlicherer Publikationen^43,44,45 können Forscher diese Stigmata dekonstruieren und zuverlässigere und validere experimentelle Designs erstellen.

Protocol

Alle in diesem Protokoll beschriebenen Handhabungs- und Verfahrensmethoden stimmen mit den Tierpflege- und Verwendungsrichtlinien der National Institutes of Health (NIH) überein und wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) der Pepperdine University und dem Animal Research Committee (ARC) des UCLA-Kanzlers genehmigt. 1. Tierpflege und -verwendung Erwerben Sie weibliche Ratten in Zahlen gemäß der Leistungsanalyse und männliche Ratten, um den Whitten-Effekt ode…

Representative Results

Die aktuellen Daten spiegeln die des weiblichen SD International Genetic Standardization Program (IGS) in Anwesenheit von männlichen SD-Ratten wider. Diese Tiere wurden im Rahmen einer gemeinsamen Studie sowohl in den Labors der Pepperdine University als auch der UCLA gefunden. Abbildung 5 zeigt mehrere Variationen der 4 Zyklusstufen. Abbildung 5A1 wurde als Diestrusprobe mit mehreren Zelltypen identifiziert. Dieses Beispiel zeigt, dass Proben …

Discussion

Wichtige Schritte und wichtige Überlegungen
Bestimmte kritische Schritte im bereitgestellten Protokoll erfordern Betonung, insbesondere bei der Sammlung von Vaginalzellen. Während der Vaginalflüssigkeitsextraktion ist die Sicherstellung des richtigen Winkels und der richtigen Tiefe des Spritzeneinführens der Schlüssel, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen und letztendlich Reizungen, Verletzungen oder zervikale Stimulation des Tieres zu verhindern. Die Stimulation des Gebärmutterhalses ka…

Materials

AmScope 40X-1000X LED Student Microscope + 5MP USB Camera	AmScope	Part Number: M150C-E5 EAN: 0608729747796 Model Number: M150C-E5	https://www.amazon.com/AmScope-40X-1000X-Student-Microscope-Camera/dp/B00O9GNOTA/ref=sr_1_15?crid=2W9CHTG8YSOTV& keywords=usb+camera+for+microscope& qid=1572477663&s=industrial &sprefix=USB+camera+for+micr%2Cindustrial%2C177&sr=1-15
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Bed O Cob 1/8	NEWCO	93009	https://andersonslabbedding.com/cob-products/bed-ocobs-8b/
Corning™ Plain Microscope Slides Plain water-white glass	Fischer Scientific	12-553-7A	https://www.fishersci.com/shop/products/corning-plain-microscope-slides-microscope-slides-75-x-25mm/125537a
Corning™ Rectangular Cover Glasses	Fischer Scientific	12-553-464	https://www.fishersci.com/shop/products/corning-square-rectangular-cover-glasses-rectangle-no-1-thickness-0-13-0-17mm-size-24-x-50mm/12553464#?keyword=true
Kimberly-Clark Professional™ Kimtech Science™ Kimwipes™ Delicate Task Wipers, 1-Ply	Fischer Scientific	06-666	https://www.fishersci.com/shop/products/kimberly-clark-kimtech-science-kimwipes-delicate-task-wipers-7/p-211240?crossRef=kimwipes
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Linear LED Bulb, UL Type A, T8, Medium Bi-Pin (G13), 4,000 K Color Temperature, Lumens 2550 lm	Grainger	36UX10	https://www.grainger.com/product/36UX10?gclid=CjwKCAjw_ LL2BRAkEiwAv2Y3SW1WdNdkf7 zdIxoT9R6n2DGnrToJHjv-pwCTca4ahQyExrrtWvbgwRoCi4 cQAvD_BwE&s_kwcid=AL!2966!3!335676016696 !p!!g!!led18et8%2F4%2F840&ef_id= CjwKCAjw_LL2BRAkEiwAv2Y3SW 1WdNdkf7zdIxoT9R6n2DGnrToJ Hjv-pwCTca4ahQyExrrtWvbgwRo Ci4cQAvD_BwE:G:s&s_kwcid=AL!2966!3!335676016696!p!!g!!led18et8%2F4%2F840&cm_mmc= PPC:+Google+PPC
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