局所または全身薬理学的介入後のマウスの揮発性全身麻酔の感度変化を評価する
Summary
立ち直り反射の消失は、長い実験動物でも催眠呼ばれる、意識不明のための標準的な行動の代理を務めています。薬理学的介入によって引き起こされる揮発性麻酔薬感受性における変化は、任意の吸入治療剤の送達のために適合させることができる注意深く制御されたハイスループット評価システムを用いて検出することができる。
Abstract
全身麻酔の一つの望ましいエンドポイントはまた、催眠として知られ、無意識の状態です。動物で催眠状態を定義すると、それは人間の患者には投与しないほど簡単です。げっ歯類での催眠のための広く使用されている行動の代用には反射（ロア）、あるいは動物がもはや背側横臥位の脆弱性を回避するために、自分の生来の本能に応答する点を立ち直りの損失である。我々は慎重に、温度変動を含むとガスの流れを変える可能性のある交絡のために制御しながら、同時に24匹のマウスでLORRを評価するシステムを開発した。これらのチャンバは、固定麻酔曝露後の立ち直り反射（RORR）を返すために、待ち時間によって測定された麻酔薬感受性の信頼性の評価を可能にする。代替的に、麻酔薬濃度を段階的に増加する（または減少）を用いて、チャンバはまた、誘導（又は発生）に集団の感受性の決定を可能にすることによって測定されるようEC 50およびヒル勾配。最後に、ここで説明する制御された環境チャンバーは他の薬物、毒物学研究、及びバイタルサインの同時リアルタイムモニタリングの吸入送達を含む代替的な用途、様々に適合させることができる。
Introduction
全身麻酔薬は、薬のような多様なクラスがすべて単数形エンドポイントが分かりにくいままで誘発することができる方法についての種の多種多様な、まだ説明で催眠の可逆的な状態を引き起こす能力によって定義されています。理論の数は、催眠、1,2の基礎としての一般的なメンブレンの混乱を示唆した麻酔薬の効力および脂溶性の間マイヤー·オーバートン相関、で始まる、年間で断定されています。より最近の証拠は、神経細胞のシグナル伝達に影響を与えるタンパク質標的は麻酔効果に寄与することを示唆している。マウスが原因マウスおよびヒトの麻酔応答間の相同性のこれらの理論を探索するのに不可欠なモデルであることが証明されている。マウスは全身麻酔下で主観的な意識について質問することができませんが、ある種の原始反射はげっ歯類の催眠の有用な代理尺度として役立つ。出産後の最初の数日で、マウスは反射的復原RESPを開発受動的に仰臥位3に配置されるのを防ぎますオンセ。マウスは、その立ち直り反射を失うれる麻酔の投与量は、人間の催眠用量4とよく相関する。
正向反射（LORR）の損失の評価は、マウスにおける麻酔薬の感度をテストするだけでなく、ラット、モルモット、ウサギ、フェレット、ヒツジ、犬5-8を含む他の種の様々な広く使用されている実験室の標準となっている。 LORRの種のメンバーのために行うために、所与の麻酔剤の用量は非常に一貫しているが、それは環境因子によって有意にシフトさせることができる。例えば、睡眠不足のラットは、高い有酸素容量の揮発性および静脈麻酔薬9およびラットの両方に対してより敏感であるイソフルラン10にあまり敏感である。低体温はまた、11〜14種の大スペクトルにおいて催眠ために必要な多数の麻酔薬の投与量を減少させることが示されている。順番に確実にLORR実験動物の群において発生する麻酔薬の投与量を同定するために、評価環境は注意深く、応力を最小限euthermiaを維持し、全ての被験者への薬剤の等量を送達するように制御することが重要である。驚くことではないが、遺伝的因子もまた麻酔15-18感度を変えることが知られている。そのため、慎重に検討し、また遺伝的背景19をコントロールに与えられるべきである。
我々は一定の37°Cの環境を維持しながら、24匹のマウスのそれぞれに同一の気体の麻酔薬の配信を保証する装置を開発した。エクスポージャー室の透明の円筒形デザインは、高速LORR評価と遠隔測定生理学的測定を容易に統合することができます。このシステムは、正確に、野生型マウス20で出現にイソフルラン、ハロタン、セボフルラン及び誘導EC 50および時間を測定することが示されている。また、使用している遺伝的変異を持つマウスでは麻酔薬の感度の変化を観察し、21〜23視床下部の病変を対象とするこのシステム。ここでは、麻酔薬の感度が私達の制御された環境装置を用いて、薬理学的介入の後に評価することができる2つの方法について説明します。揮発性麻酔導入及び出現感度の定常状態の表現型は、8〜10時間を必要とし、結果的に最高の慢性または長時間作用薬理学的介入のような実験条件が変化しないような研究のために調整されています。しかし、その効果が時間の経過とともに大幅に放散する短時間作用型の治療のために我々はまた、定位的に標的とするマイクロインジェクションまたは大幅に麻酔薬の出現に影響を静脈内薬物処置後立ち直り反射の変化を評価するための簡単な手順を紹介します。これらの試験は、首題の任意の数に適合させることができるこの制御された環境システムのための潜在的な用途の小さなサブセットを表す様々な種のクトは、吸入治療のいずれかのタイプを受信する。
Protocol
Representative Results
Discussion
シングルマウスLORRの評価は、一見単純な作業ですが、それは動物の群から信頼性の高いデータを収集するために、対象者との間で同一の生理学的条件を維持するためにもかかわらず、必要不可欠である。ここで紹介する厳密に調整、大容量のLORR装置は、実験を標準化し、効率を最大化する方法を提供しています。体温調節と同等の流量分布の基本的な教義に従うことによって、このシステ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、R01 GM088156およびT32 HL007713-18でサポートされていました。私たちは、立ち直り反射装置を組み立てる際の彼らの助けのためにペンシルベニア研究計装ショップ大学ビル·ペニーとマイケルカーマンに感謝したいと思います。
Materials
| Name of the Reagent | Company | Catalogue Number | Comments |
| Oxygen | Airgas | OX300 | |
| Isoflurane | Butler Schein | Any volatile anesthetic of interest may be substituted | |
| Name of Material | Company | Catalogue Number | Comments |
| Mass flow meter- 10 SLPM | Omega Engineering | FMA-A2309 | |
| Mass flow meter- 500 SCCM | Omega Engineering | FMA-A2305 | |
| Anesthetic agent analyzer/gas indicator | AM Bickford | FI-21 Riken | |
| Heating water pump | Fisher Scientific | 13-874-175 | |
| Temperature transponders | BMDS | IPTT-300 | |
| RF temperature reader | BMDS | DAS-6007 |
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