运行轮活动在啮齿类动物的昼夜节律的记录和分析

摘要

昼夜节律在自愿轮运行活动在哺乳动物中的紧密耦合的分子在大脑中的主时钟振荡。因此，这些生活节奏的行为可以被用来研究这个生物钟的功能，遗传，药物和环境因素的影响。

摘要

当啮齿动物可以免费使用在自己的笼子里一个跑轮，这轮自愿使用将取决于^1-5天的时间。夜间啮齿动物，包括老鼠，仓鼠，老鼠，是活跃在夜间和白天的相对不活跃。许多其他的行为和生理的措施，也表现出的生活节奏，但在啮齿动物中，运行轮活动主生物钟，下丘脑的视交叉上核（SCN）的输出作为一个特别可靠和方便的措施。在一般情况下，通过一个过程被称为夹带，每天运行轮活动模式自然会与环境的明暗周期（LD周期， 例如 12小时光照:12小时暗）对齐。但昼夜节律是内源性产生的行为模式，表现出了〜24小时内，并坚持不断的黑暗。因此，在一个LD周期的情况下，记录和分析的行驶轮活动被用来确定主观时间 - 日期。因为这些导演的生物钟节律被称为主观时间天的昼夜时间（CT）。相反，当一个LD周期本，被称为天时间确定由环境LD周期给时的时间（ZT）。

虽然运行轮活动的昼夜节律，通常与SCN时钟^6-8，也可能参与昼夜节律振荡器在许多其他地区的大脑和身体^9-14日活动节律的调节。例如，生活节奏在食品预见性的活动不要求的SCN ^15,16和取而代之的是，与额外的SCN振荡器^{17日至20日}在活动中发生变化。因此，运行轮活动记录的行为提供了重要的信息不仅SCN的主时钟输出，同时也对额外的SCN振荡器的活动。下面我们DESCRIBE使用的设备和方法，记录，分析和显示啮齿类实验动物的自发活动节律昼夜。

研究方案

1。动物房

1. 凯奇:为了记录的个人啮齿动物活动的运行轮，每个网箱应当拥有一个单一的啮齿动物和运行轮。由于正在运行的车轮可以被认为是一个形式丰富，在所有研究中的所有啮齿动物应该有类似的访问到正在运行的车轮。
2. 床上用品的变化:动物的处理以及在笼子里或床上用品，都可以非光的昼夜节律的影响^{，21日至23日的} ，所以，笼网地板是理想的，因为他们尽量减少与动物的接触。尽管有这样一个托盘系统的可用性，床上用品应避免在关键阶段的实验。备选方案包括使用更持久的床上用品，这样可以让更多的罕见笼的变化，或不断变化的笼子放在一个伪随机的时间表。
3. 隔离箱:网箱应保持在隔离箱，声音衰减，光合作ntrolled，通风良好。根据隔离框的大小和配置，在每个方块中的鸡笼的数目将通常范围从1-8。当住房在一个单一的隔离中的多个笼子里，人们应该知道，来自其他动物的各种气味和声音可以有昼夜节律的影响因子动物个体的行为。为了避免这些问题，应该尝试，以容纳一个笼子里每个隔离箱。
4. 通风:足够的空气流动是必须的框一个舒适的家居环境为啮齿动物。在每个框中的风扇应该是罩住，以防止光到达的内部从外箱。此外，球迷们通常会去除空气从盒子里吹进了房间。小透光的通风口让空气得以进入隔离箱从几个点，并有助于避免不舒服的微风。为了验证是否有足够的通风，隔离箱内的温度（当封闭几个小时，用灯）应该是几乎相同的温度的房间里它被容纳。
5. 照明:环境光的强度应该是相同的，在所有的笼子里。在类似的位置上面的每一个笼子里安排一个单独的光，并始终使用同一品牌/类型的灯泡。使用中等强度照明（100-300勒克斯）在笼级。避免过高的照明水平，这是更可能产生的昼夜系统， 本身 （ 例如掩模）的光，而不是直接修改应占行为。
6. 黑暗/暗红色灯光:如果它是必要的处理或治疗动物在黑暗中（ 例如，在持续黑暗或夜间），应使用夜视镜。另外，由于昼夜节律系统是相对不敏感，红色波长，昏暗的红色灯光可以使用。您使用的具体红灯应进行测试，以确保它不会ALTER播放轮活动（ 如屏蔽），或调整生物钟（ 如产生相移）。

2。数据收集（参见图1 - Vitalview硬件配置）

1. 运行车轮的直径和人体工程学的行走轮将改变使用量^24。因此，使用更小，更轻的轮毂和更大的小鼠，大鼠较重的车轮。当清洗并重新安装车轮，保证车轮​​可以旋转通畅，不要"摆动"，并记录微动开关被激活的车轮每转一圈的。
2. 微动开关:传动轮的每个革命应该激活磁或机械微动开关。的微动开关的信息经由单个信道被发送，并记录由计算机可以纸槽随时间的数据（ 例如每2，5，6，或10分钟）。
3. 计算机硬件:我们的伦尼NG轮的记录，则与Vitalview由微型发射机（ http://www.minimitter.com/vitalview_software.cfm ）开发，硬件和软件平台。但是，也有其它记录平台如ClockLab，开发者Actimetrics（ http://www.actimetrics.com/ClockLab/ ）。这两个平台汇集成一个单一的计算机文件数据从许多单个频道的信号源（ 例如，一个单一的微动开关由一个单一的运行轮激活）。从各个通道的数据，然后可以绘制和分析，分别在稍后的日期。

3。数据记录

1. 文件:上面提到的软件平台可用于分离出单一的渠道，使个别文件被创建为每个运行的轮记录。这些数据是最好的可视化和图形化特别DESIGNED程序，如Actiview（Minimitter，弯曲，OR），Circadia，或Clocklab的（Actimetrics，维尔梅特，IL），它可以生产周期图和actograms。然而，单声道文件也可以打开并使用一般的电子表格程序如Excel（微软，华盛顿州雷德蒙市）进行分析。
2. 计算昼夜时间（CT）:CT 12，顾名思义，运行轮在夜间啮齿动物活动的发生。在24小时一天的同时，按照惯例，一昼夜被分解成24个昼夜小时。因此，如果自由运行的昼夜周期是24小时30分钟，所测得的壁时钟，CT 0将发生约12小时15分钟后，CT12。

结果

1. 计算机程序:专门的计算机程序代的actograms和计算的昼夜周期中通常使用的。这些计划包括，但不限于，Actiview（弯，Minimitter，OR）和Circadia。
2. actograms:Actograms提供每日的行驶轮活动模式的图解说明。有单密谋（x-轴= 24小时）和双绘制（x-轴= 48小时）actograms。这两种方法情节连续的天从上到下，但双绘制actograms情节两天就每一个水平线。具体而言，双，绘制actograms显示在最右边?...

讨论

监测日活动节律运行的车轮是最常用和最可靠的方法来评估在夜间啮齿类动物的主生物钟的输出。轮运行的活动，但是，只有一个，可以连续监测的行为和生理的许多方面。虽然绝大多数的磨合轮活动发生在夜间，超过30％的总觉醒发生在白天^25,26。其他端点可用于评估，包括活动，食品斌方式，饮酒，睡眠，体温的昼夜节律。因此，根据性质的研究中，研究人员记录数的节奏同时进行。

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Vitalview卡，配件及应用软件	迷你发射器	（弯管，OR，USA）
DP24数据端口	迷你发射器	（弯管，OR，USA）
QA4模块	迷你发射器	（弯管，OR，USA）
磁性开关	迷你发射器	（弯管，OR，USA）
C-50电缆组件	迷你发射器	（弯管，OR，USA）
迷你发射器	（弯管，OR，USA）
迷你发射器	（弯管，OR，USA）
可用切去笼	迷你发射器	（弯管，OR，USA）
迷你发射器	（弯管，OR，USA）
废盘	迷你发射器	（弯管，OR，USA）
灯罩	微晶科学
4W荧光灯	微晶科学
隔离室	自定义建	28"H×20"W×28"D:½"黑三聚氰胺。