建立小鼠睡眠剥夺装置

摘要

本方案概述了一种用于建立用于诱导小鼠睡眠剥夺的基于摇杆平台的具有成本效益的摇杆平台的装置的方法。该设备已被证明可有效导致脑电图 （EEG） 证明的睡眠模式中断，以及诱导与睡眠剥夺相关的代谢和分子变化。

摘要

昼夜节律紊乱是指外部环境或行为与内源性分子钟不同步，严重损害健康。睡眠不足是昼夜节律紊乱的最常见原因之一。据报道，各种方式（例如，水上平台、轻柔处理、滑动杆室、旋转鼓、轨道振动器等）可诱导小鼠睡眠剥夺，以研究其对健康的影响。目前的研究引入了一种小鼠睡眠剥夺的替代方法。设计了一种基于自动摇杆平台的设备，该设备具有成本效益，并且可以在可调节的时间间隔内有效地扰乱群居小鼠的睡眠。该装置以最小的应激反应诱导睡眠剥夺的特征性变化。因此，这种方法可能对有兴趣研究睡眠剥夺对多种疾病发病机制的影响和潜在机制的研究人员有用。此外，它还提供了一种经济高效的解决方案，特别是当需要多个睡眠剥夺设备并行运行时。

引言

昼夜节律紊乱是指外部环境或行为与内源性生物钟之间的不同步。昼夜节律紊乱的最常见原因之一是睡眠剥夺¹.睡眠不足不仅会对人类健康产生负面影响，还会显着增加患多种疾病的风险，包括癌症² 和心血管疾病³。然而，睡眠剥夺的有害影响背后的机制在很大程度上仍然未知，建立睡眠剥夺模型对于加强我们在这方面的理解至关重要。

已经报道了各种剥夺小鼠睡眠的方法，例如使用水平台⁴，轻柔处理⁵，滑动杆室⁶，旋转鼓⁷和笼式搅拌协议^5,8,9。滑动杆室自动扫过笼子底部的杆，迫使老鼠走过它们并保持清醒。笼子搅拌方案包括将笼子放在实验室轨道振动器上，从而有效地中断睡眠。虽然这些方法是自动且有效的，但当需要多个设备并行运行时，它们可能会很昂贵，特别是对于涉及昼夜节律基因分析所需的大量睡眠不足小鼠的特定研究设计。另一方面，水平台和温和的处理方案是通常用于诱导睡眠剥夺的更便宜、更简单的方法。然而，水平台....

研究方案

本研究所有动物实验方案均获得上海交通大学医学院仁济医院实验动物福利伦理委员会批准。该研究使用了年龄在8至10周之间的雄性C57BL / 6J小鼠。这些动物是从商业来源获得的（见 材料表）。 图1A列出了建立设备所需的主要部件。

1.睡眠剥夺装置的制备

1. 用螺钉将 50 cm 开槽钢槽的一端固定在 40 cm 开槽钢槽的中间（见材料表），制成 T 形结构;重复该过程并制作两个这样的T形结构（图1B-a）。
2. 使两个 T 形结构平行向上站立 30 厘米，并使用螺钉将两个 T 形结构的底部与 30 厘米的螺钉兼容钢圆柱体（见材料表）连接（图 1B-b）。
3. 在两个 T 形结构之间放置一个钢制矩形平台（20 × 25 厘米）（见材料表）（图 1B-c）。
   注意： 如果没有指定尺寸的即用型钢矩形平台，可以通过焊接 2 毫米厚....

结果

图1D显示了用于小鼠睡眠剥夺的既定装置。在睡眠剥夺开始后的第 7 天，脑电图 （EEG） 和肌电图 （EMG） 监测¹⁶ 表明该装置显着缩短了小鼠的睡眠持续时间并增加了清醒持续时间（图 2A-D）。同时，目前的方案显着增加了大脑中 Homer1a 的腺苷积聚和 mRNA 水平（图 2E，F?.......

讨论

睡眠剥夺的小鼠模型对于研究睡眠中断对各种疾病的影响至关重要，包括心血管疾病²¹、精神疾病²² 和神经系统疾病²³。在小鼠现有的睡眠剥夺策略中，涉及重复短期睡眠中断的物理方法是最常用^的5,7,12。这些物理方法包括使用水平台⁴、轻柔处理

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.5 mL microcentrifuge tube	Axygen	MCT-150-C-S
50 mL centrifuge tube	NEST	602002
Adenosine ELISA kit	Ruifan technology	RF8885
Animal cage	ZeYa tech	MJ2
Blood glucose meter	YuYue	580
C57BL/6J Mice	JieSiJie Laboratory Animal	N/A	Age: 8-10 weeks
Connecting rod	ShengXiang Tech	N/A	Length:  20 cm
Cooling fan	LiMing	EFB0805VH	Supply voltage: 5 V; Power consumption: 1.2 W; Air flow: 26.92 cfm; Dimensions: 40 mm * 40 mm * 56 mm
Corticosterone ELISA kit	Elabscience	E-OSEL-M0001
EEG/EMG recording and analysis system	Pinnacle Technology	8200-K1-iSE3
Isoflurane	RWD	20071302
mosquito hemostats	FST	13011-12	Surgical instrument
Motor and motor mount	MingYang	MY36GP-555	Supply voltage: 24 V dc; Shaft diameter: 8 mm; Maximum output torque: 100 Kgf.cm; Maximum output speed: 10 rpm
NanoDrop 2000c	Thermo Scientific	NanoDrop 2000c
Power brick adapter	MingYang	QiYe-0243	Input voltage: 110-220V ac; Output voltage: 24 V dc; Outputcurrent: 2 A; Cable length: 2 m
qPCR commercial kit	Vazyme	Q711-02
qPCR measurement equipment	Roche	480
Rectangle platform attached with a screw-compatible steel cylinder	Customized	N/A	Width: 20 cm; length: 25 cm; length of the cylinder: 30 cm, thickness: 2 mm
Reverse RNA to cDNA commercial kit	Vazyme	R323-01
Screw and nut	Guwanji	N/A	Inner diameter: 6 mm, 12 mm
Screw-compatible steel cylinder	Customized	N/A	Length: 300 mm
Slotted steel channels	Customized	N/A	Length: 400 mm or 500 mm, thickness: 2 mm
Time contactor	LiXiang	DH48S-S	Supply voltage: 110-220 V ac; Units measured: hours, minutes, seconds; Contact configuration: DPDT
TRIzol	Vazyme	R401-01