ラット モデル改良を使用して中枢性疲労の複数プラットフォーム メソッド
Summary
ここでは、変更されたを使用して中枢性疲労のラットのモデルを紹介するプロトコルを提案複数プラットフォーム メソッド (MMPM)。
Abstract
この記事で紹介した修正中枢性疲労のモデルラット複数プラットフォーム メソッド (MMPM)。[複数のプラットフォーム] は、水タンク下部の狭いプラットフォームとして設計されました。モデルラットしたタンクに入れ、コントラストの設定空のコントロール グループ連続 21 日間、1 日あたり 14 時間 (18:00-8:00) プラットフォームに立っていた。モデリングの最後に、モデル グループのラットは明らかな疲労出現を示した。モデルを評価するためにいくつかの行動試験を行い、オープン フィールドを含むテスト (OFT) 高架プラス迷路 (EPM) テスト、および徹底的なスイミング (ES) テスト。結果、不安、空間認知障害、悪い筋肉のパフォーマンスやモデルラットにおける提示拒否したボランティア活動中枢性疲労の診断を確定します。中央の神経伝達物質の変化では、結果も検証されます。結論としては、正常に再現された中枢性疲労と病気の病態を明らかにするモデルでは、今後の研究が役立つことがあります。
Introduction
疲労は、1人の健康を脅かす主な要因のひとつです。過去数十年で様々 な研究は、疲労は末梢発生しますが、一元的に駆動、常に感情と認知の障害が伴うことを証明しています。イタリアの生理学者 A. Mosso は最初、中枢性疲労2単語を提案しました。それは一般に限られた自主的な活動と中枢神経系 (CNS)3のインパルスの伝達の機能障害による認知障害として定義されます。末梢筋疲労と比べると、中枢性疲労は、中枢神経系だけでなく、結果として感情/行動の障害は、うつ病、不安、認知障害、記憶喪失を含む変更を強調しています。1 つの研究は、多くの要因が、過度の身体活動と精神的ストレスは非常に不可欠な4、中枢性疲労を引き起こすことができることを示しています。病因としてトリプトファン キヌレニン経路仮説5のような理論説明特定の経路の変化しかし、綿密な研究がまだ中枢性疲労の中央周辺の相関関係を明らかにするため必要です。
中枢性疲労のメカニズムはまだ明らかでは、効果的な動物モデルはさらなる研究のためとても重要です。既存の疲労モデルは大抵トレッドミル6と重量ロード スイミング7、精神的な要因に少し関心を持ってのような過度の運動による。中枢性疲労の開発シミュレート、するためには、私たちのグループは、MMPM でラット モデルを開発しました。モデリング プロセス中にラットのまま長時間睡眠時間の一部を含む複数のプラットフォーム ボックスの狭いプラットフォームの上に立って。過度の運動モデルとは異なり、MMPM モデルは、中枢性疲労の複雑な病態を考慮した精神的な要因として部分的な睡眠の剥奪を使用します。
モデル評価不安ムードと自主的な活動を決定するために OFT と EPM のテストを使用します。ES テストを実行して、末梢筋のパフォーマンスを測定します。さらに、我々 はラットの脳を取るし、ドーパミン (DA) を検出/中央神経伝達物質の違いを観察する両方の hypothalamuses のセロトニン (5-HT) のコンテンツ。
以下に示すプロトコル モデル中枢性疲労による繰り返しの物理的な活動と人間の生活の一般的な条件を模倣、睡眠不足です。ただし、モデル期間を調整すると、それすること他の多くの分野でのような観察とストレスの睡眠の研究。将来的に研究、我々 はこのモデルが中枢神経系の変更と中枢性疲労の病態メカニズムを明らかにするため、周辺システムとの接続を発見に役立つことを願っています。
Protocol
Representative Results
Discussion
MMPM もともと睡眠剥奪9です。ラットに水槽に底面固定プラットフォームで起動されます。水の本能的な恐怖によって駆動される、ラットのままプラットフォームの上に立って、睡眠が発生しません。研究は、睡眠不足の別の時間は様々 なラットの行動および認識減損10、否定的な感情の11、中枢性疲労などの気分の変化をもたらすことを?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、北京の自然科学財団 (No.7162124)、北京大学中国語医学新 ao 財団によって支えられました。
Materials
| multiple platform sleep deprivation water tank | Customization,it is provided by the neuroimmunological laboratory of Beijing University of Chinese Medicine | 110cm x 60cm x 40cm. There are 15 plastic small platforms at the bottom. The small platform is 6.5cm in diameter and 8cm high | |
| Wistar rats | Beijing Weitong Lihua Experimental Animal Technology Company | license number SYXK (Beijing) 2016-0011 | Use 32 Wistar healthy male rats ,8 week old (200-210 g) |
| Agilent 1100LC high performance liquid chromatograph | Agilent | G1379A, G1311A, G1313A , G1316A | G1379A, G1311A type chromatographic pump, G1313A automatic sampler, G1316A column temperature box |
| DECADE II SDC electrochemical detector | Dutch ANTEC company | glassy carbon electrode, Ag/AgCl reference electrode, workstations (Clarity CHS) | |
| Biofuge Stratos high-speed refrigeration centrifuge | HERAEUS | ||
| VCX130 ultrasonic fracturing instrument | SONICS | ||
| ACS-ZEAS electronic scale | Phos technology development, Beijing. | The weight of the weighing rats can be accurate to 0.1g. | |
| Open Field Box | Customization,it is provided by the neuroimmunological laboratory of Beijing University of Chinese Medicine | wooden box of open field 100 cm by 100 cm x 40 cm, inside wall and bottom as the gray.The bottom is divided into 25 equal area squares, each of which is 20cm x 20cm, and the 16 grids along the outer wall are the external ones, and the other 9 grids are central.The camera is mounted above the median. | |
| Elevated Plus-maze | Beijing zhongshi dechuang technology development co. LTD. | The open arms and close arms of the cross are composed of 30cm x 5cm x 15cm, and the central area is 5cm x 5cm, with a camera mounted above the center and 45cm high. | |
| rat swimming bucket. | Zhenhua biological instrument equipment co., LTD. Anhui,China. | The volume of plastic drum is 70cm x 30cm x 110cm, which is used for swimming in rats. | |
| Thermometer | Shiya instrument co., LTD., changzhou,China. | Control water temperature | |
| Small water pump | Xincheng technology co., LTD., chengdu,China. | Used for water tank and swimming behavior. | |
| Ethovition3.0 behavioral software. | Nuldus,Netherlands | Measurement analysis of rat behavior videos. |
References
- Ishii, A., Tanaka, M., Yamano, E., Watanabe, Y. The neural substrates of physical fatigue sensation to evaluate ourselves: a magnetoencephalography study. Neuroscience. 261, 60-67 (2014).
- Dalsgaard, M. K., Secher, N. H. The Brain at Work: A Cerebral Metabolic Manifestation of Central Fatigue?. Journal of Neuroscience Research. 85 (15), 3334-3339 (2007).
- Chaudhuri, A., Behan, P. O. Fatigue in neurological disorders. The Lancet. 363, 978-988 (2004).
- Baston, G. Exercise-induced central fatigue: a review of the literature with implications for dance science research. Journal of Dance Medicine & Science. 17 (2), 53-62 (2013).
- Yamashita, M., Yamamoto, T. Tryptophan and Kynurenic Acid May Produce an Amplified Effect in Central Fatigue Induced by Chronic Sleep Disorder. International Journal of Tryptophan Research. 7, 9-14 (2014).
- Lee, S. W., et al. The impact of duration of one bout treadmill exercise on cell proliferation and central fatigue in rats. Journal of Exercise Rehabilitation. 9 (5), 463-469 (2013).
- Su, k. Y., et al. Rutin, a flavonoid and principal component of saussurea involucrata, attenuates physical fatigue in a forced swimming mouse model. International Journal of Medical Sciences. 11 (5), 528-537 (2014).
- Hashemi, F., Laufer, R., Szegi, P., Csomor, V., Kal ász, H., Tekes, K. HPLC determination of brain biogenic amines following treatment with bispyridinium aldoxime K203. Acta Physiologica Hungarica. 101 (1), 40-46 (2014).
- Machado, R. B., Hipo’lide, D. C., Benedito-Silva, A. A., Tufik, S. Sleep deprivation induced by the modified multiple platform technique: quantification of sleep loss and recovery. Brain Research. 1004 (1-2), 45-51 (2004).
- Alzoubi, K. H., Khabour, O. F., Tashtoush, N. H., AI-Azzam, S. I., Mhaidat, N. M. Evaluation of the Effect of Pentoxifylline on Sleep-Deprivation Induced Memory Impairment. Hippocampus. 23 (9), 812-819 (2013).
- Pires, G. N., Tufik, S., Andersen, M. L. Grooming analysis algorithm: Use in the relationship between sleep deprivation and anxiety-like behavior. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 41, 6-10 (2013).
- Yamashita, M., Yamamoto, T. Establishment of a rat model of central fatigue induced by chronic sleep disorder and excessive brain tryptophan. Japanese Journal of Cognitive Neuroscience. 15, 67-74 (2013).
- Arai, M., Yamazaki, M., Inoue, K., Fushiki, T. Effects of intracranial injection of transforming growth factor-beta relevant to central fatigue on the waking electroencephalogram of rats Comparison with effects of exercise. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 26 (2), 307-312 (2002).
- Han, C. X., et al. Distinct behavioral and brain changes after different durations of the modified multiple platform method on rats: An animal model of central fatigue. PloS One. 12 (5), e0176850 (2017).
- Tang, X., Yang, L., Sanford, L. D. Individual variation in sleep and motor activity in rats. Behavioural Brain Research. 180 (1), 62-68 (2007).
- Stanford, S. C. The Open Field Test: reinventing the wheel. Journal of Psychopharmacology. 21 (2), 134-135 (2007).
- Ahn, S. H., et al. Basal anxiety during an open field test is correlated with individual differences in contextually conditioned fear in mice. Animal Cells and Systems. 17 (3), 154 (2013).
- Costa, A. A., Morato, S., Roque, A. C., Tin ós, R. A computational model for exploratory activity of rats with different anxiety levels in elevated plus-maze. Journal of Neuroscience Methods. 236, 44-50 (2014).
- Liu, Z., Wu, Y., Liu, T., Li, R., Xie, M. Serotonin regulation in a rat model of exercise-induced chronic fatigue. Neuroscience. 349, 27-34 (2017).
- Foley, T. E., Fleshner, M. Neuroplasticity of dopamine circuits after exercise: implications for central fatigue. NeuroMolecular Medicine. 10 (2), 67-80 (2008).
- Leite, L. H., Rodrigues, A. G., Soares, D. D., Marubayashi, U., Coimbra, C. C. Central fatigue induced by losartan involves brain serotonin and dopamine content. Medicine & Science in Sports & Exercise. 42 (8), 1469-1476 (2010).
