自由に動くマウスにおける簡単な連続グルコースモニタリング
Summary
ここでは、患者向けに設計された市販の連続血糖モニターをマウスに移植する簡単な方法を説明し、結果を分析するためのスクリプトを提供します。
Abstract
マウスは、糖尿病などの代謝性疾患の研究に使用される一般的なモデル生物です。グルコースレベルは通常、尾部出血によって測定され、マウスの取り扱いを必要とし、ストレスを引き起こし、暗サイクル中の自由に行動するマウスに関するデータを提供しません。マウスの最先端の連続グルコース測定には、マウスの大動脈弓にプローブを挿入し、特殊なテレメトリシステムを使用する必要があります。この困難で費用のかかる方法は、ほとんどのラボで採用されていません。ここでは、基礎研究の一環として、何百万人もの患者がマウスでグルコースを継続的に測定するために使用する市販の連続グルコースモニターの利用を含む簡単なプロトコルを紹介します。グルコース感知プローブは、皮膚への小さな切開を通してマウスの背中の皮下空間に挿入され、いくつかの縫合糸を使用してしっかりと所定の位置に保持されます。デバイスはマウスの皮膚に縫合され、所定の位置に留まるようにします。このデバイスは、最大2週間のグルコースレベルを測定し、マウスを扱うことなく近くの受信機にデータを送信します。記録されたグルコースレベルの基礎データ分析のためのスクリプトが提供されています。この方法は、手術から計算分析まで、費用対効果が高く、代謝研究に非常に役立つ可能性があります。
Introduction
糖尿病(DM)は、高血糖値を特徴とする壊滅的な病気です。1型DMは、膵臓のインスリン産生ベータ細胞に対する自己免疫攻撃の結果である可能性があります。一方、2型DMおよび妊娠DMは、ベータ細胞がグルコースレベルの上昇に応答して十分なインスリンを分泌できないことを特徴としています1。マウスは、生理機能が類似しており、その正常な血糖値がヒトに近いため、DMの研究に使用される一般的なモデル生物です。さらに、特定のマウス系統は、主要なシグナル伝達経路の突然変異または特定の食事への曝露後にDMを発症する可能性があり、これにより疾患モデリングが可能になります2,3,4。
血糖値は、一般的に、マウスの尾の先端から少量の血液(1〜2μL)を抽出することによって患者用に設計されたグルコメーターを使用してマウスで測定されます。この方法はストレスを引き起こし、マウスの取り扱いを必要とし、血糖値に影響を与え、自由に行動するマウスや研究者が5に近づいていない場合の血糖値の測定を禁止します。マウスの出血は、近くのマウス、特に血糖がまだ測定されていない同じケージのマウスにストレスを引き起こし、結果に影響を与える可能性があります。マウスはハンドラーによって反応が異なり、グルコースを測定する人はマウスのグルコースレベルに影響を与える可能性があります。これらの落とし穴は慎重な実験計画を必要とし、実験間のいくつかの不整合の根底にあります。
最先端のテレメトリ6を使用して、マウスの大動脈弓にグルコースセンサーを埋め込むことにより、出血のない自由に動くマウスのグルコースを測定することができます。結果として得られる測定値は非常に良好で、長期間にわたって持続することができますが、これらのセンサーを埋め込むことは困難であり、テレメトリシステムは高価であるため、この方法論は適度に採用され、専門外のラボでは採用されません。マウスの寸法とその生理機能に合わせた皮下または他のグルコースセンサーが近年開発されていますが、これらもまた高度なスキルを持つ専門家を必要とし、場合によってはコストがかかります6、7、8、9、10。
もともとDM患者の血糖値を監視するために開発された市販の連続血糖モニター(CGM)は、埋め込まれたプローブよりも低コストで技術的専門知識の要件で、自由に動くマウスでブドウ糖を測定する別のオプションを提供します。このようなプローブは、このプロトコル16を使用した我々の同僚を含むいくつかの研究室5、11、12、13、14、15によって基礎研究に使用されている。これらのデバイスには、通常、センサー、取り付けデバイス、レシーバー、およびソフトウェアアプリケーションが含まれます。センサーには、酵素糖センサーをガイドするカニューレ、粘着テープ、エネルギー源、短期記憶、およびデータを保存して受信機に送信する無線通信モジュールがあります。受信機は現在の血糖値を表示し、データをサーバーに送信できます。この受信機は携帯電話にすることができます。ソフトウェアアプリケーションは、患者の血糖に関するデータを患者と医療チームに提供します。患者では、センサーは取り付け装置を使用して簡単に取り付けられます。カニューレは、取り付け装置を皮膚に押し付けることによって皮下挿入され、センサーは粘着テープの助けを借りて所定の位置に留まります。
これは、市販のCGMデバイスをマウスのグルコースレベルを測定するように適合させるための詳細なプロトコルです。このプロトコルでは、グルコースセンサーを外科的に挿入してマウスに取り付ける方法について説明します。基本的なデータ分析とデータ視覚化のためのスクリプトが用意されています。潜在的な落とし穴、トラブルシューティング、および標準結果の例が示されています。以下のプロトコルは特定のCGMに固有のものですが、他のタイプの商用CGMが利用可能になると簡単に適応させることができます。
Protocol
Representative Results
Discussion
このプロトコルは、困難な顕微手術を必要とせず、出血やマウスの取り扱いを伴わない、マウスのグルコースレベルを監視するための簡単で安価な方法を提供します。この方法は、すべての施設で実施するのが簡単で、マウスに死亡率、痛み、または過度の不快感を引き起こすことはありません。プロトコルの最も重要なステップは、グルコースセンサーのカニューレをマウスの皮膚の下に?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
実りある議論をしてくれたDvir Mintz DVMと動物施設の獣医および畜産スタッフ、そして私たちのグループのメンバーに感謝します。この研究は、D.B.Z.D.B.Z.に授与されたイスラエル科学財団の助成金1541/21によってサポートされました。
Materials
| 2% Chlorhexidine Gluconate and 70% Isopropyl Alcohol | 3M | ID 7000136290 | |
| 5% Dextrose and 0.45% Sodium Chloride Injection, USP | Braun | L6120 | |
| Castroviejo needle holder | FST | 12061-02 | |
| Extra Fine Bonn scissors | FST | 14084-08 | |
| FreeStyle Libre 1 reader | Abbott | ART27543 | |
| FreeStyle Libre sensor | Abbott | ART36687 | |
| FreeStyle Libre sensor applicator | Abbott | ART36787 | |
| Gauze pads | Sion medical | PC912017 | |
| Graefe Forceps | FST | 11052-10 | |
| Hair Removal Cream | Veet | 3116523 | |
| High-fat high-sucrose diet | Envigo Teklad diets | TD.08811 | |
| Isoflurane, USP Terrell | Piramal | 26675-46-7 | |
| Meloxicam 5 mg/mL | Chanelle Pharma | 08749/5024 | |
| MiniARCO Clipper kit | Moser | CL8787-KIT | |
| PROLENE Polypropylene Suture 5-0 | Ethicon | 8725H | |
| Puralube Opthalmic Ointment | Perrigo | 574402511 | |
| Q-tips | B.H.W | 271676 | |
| SomnoSuite Low-Flow Anesthesia System | Kent Scientific | SOMNO |
Referências
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