Name: a mouse model of fatigue induced by peripheral irradiation
Uploaded: 2017-03-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 15 s
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Die Autoren möchten sich Michele Allen von der National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) der National Institutes of Health (NIH) für großzügig teilen ihre Expertise in der Maus-Phänotypisierung Methoden und für ihre laufende technische Unterstützung, sowie für danken Timothy Jagd des NHLBI uns helfen, die Schutzvorrichtung zu entwickeln. Diese Studie wird von der Abteilung für Interne Forschung des Nationalen Instituts für Pflegeforschung des NIH, und ein Teil der Validierung Studie unterstützt durch einen Zuschuss von der Oncology Nursing Society Foundation unterstützt.

Ethik-Erklärung: Diese Studie wurde von der National Institutes of Health (NIH) Animal Care und Use Committee genehmigt wurde. Alle Ermittler an die Behandlung der Tiere und die Messung der Studie Ergebnisse wurden entsprechend geschult durch die NIH Office of Animal Care und Verwenden und dem National Heart, Lung, and Blood Institute Murine Phänotypisierung Kern nehmen. Alle Aspekte von Tierversuchen, Wohnen und Umweltbedingungen in dieser Studie verwendet wurden , in Übereinstimmung mit der Führung für die Pflege und Verwendung von Labortieren 11. 1. Gehäuse und Versuchstiere HINWEIS: Haus männlichen C57BL / 6 - Mäuse (rund fünf Wochen alt bei der Ankunft) individuell während des gesamten Experiments und bieten freien Zugang zu Nahrung und Wasser. Alle Käfige sind auf einem 12:12 Stunden Hell-Dunkel-Zyklus mit der Lichtphase beginnt um 6 Uhr morgens und Dunkelphase um 6 Uhr gehalten. <ol><li> Identifizieren Sie die Mäuse und ordnen sie den einzelnen Standard ventilated Mäusekäfige. Lassen Sie 24 Stunden nach der Identifizierungsverfahren für die Wiederherstellung. HINWEIS: Schwanz Tätowierung wird als Mittel zur Identifizierung empfohlen, um die Möglichkeit auszuschließen, dass eine Ohrmarke in einem Laufrad verfangen könnten. Tattoo eine Nummer auf dem Schwanz jeder Maus, mit der Nummer auf dem Schwanz Anpassung der Zahl geschrieben auf dem Käfig des Maus. </li><li> Lassen Sie Mäuse in ihre Käfige für mindestens drei Tage zu akklimatisieren, jede Maus sanft für einen Zeitraum von drei Minuten pro Tag Handhabung. </li></ol> 2. Laufrad Akklimatisierung und Baseline <ol><li> Einzuführen, um die Mäuse zu einzelnen VWRA Käfige, die jeweils mit einem Laufrad für kontinuierliche Aufzeichnung auf einen elektronischen Zähler verbunden ausgestattet. HINWEIS: Alle Rad-Zähler auf einen Computer über eine einzige USB-Schnittstelle anschließen (siehe Materialliste). Die Computersoftware berechnet die Anzahl der Radumdrehungen, zurückgelegte Strecke, und die Durchschnittsgeschwindigkeit über jeden vorgesehenen Zeitintervall des spezifizierten Gesamt duration. Sobald die Aufzeichnung stoppt, werden die Daten automatisch sowohl als Text und als Tabellen gespeichert. </li><li> Die Speicherung von VWRA durch die Computer-Software-Schnittstelle. Stellen Sie die Aufnahmeintervalle bis zu einer Stunde und die Dauer von mindestens fünf Tagen. Weiterhin VWRA Aufnahme mindestens fünf Tage. HINWEIS: Am Ende von Schritt 2.2 alle Mäuse eine relativ konsistente Menge der täglichen Radfahr Aktivität erreichen sollte. Wenn nicht, dann identifizieren und keine Ausreißer auszuschließen. </li><li> Stoppen Sie VWRA durch die Software-Schnittstelle der Aufnahme und gibt die Mäuse auf ihre Standardkäfigen in Schritt 1.1 beschrieben (Käfige ohne Räder ausgeführt wird). </li><li> Randomize Mäuse entweder in schein-bestrahlten Kontroll oder bestrahlten Gruppen. </li></ol> 3. Die Bestrahlung Hinweis: Führen Sie die folgenden Schritte für alle Mäuse in beiden Gruppen, einmal pro Tag für drei aufeinander folgenden Tagen. Behandeln Sie Mäuse in der gleichen jeden Tag um. <ol><li> Anästhesieren jeder Maus durch intraperitoneale Injektion vona Ketamin (100 mg / kg) und Xylazin (10 mg / kg) -Mischung. </li><li> Bestätigen Anästhesie mit einer Zehe Prise und verwenden Salbe auf die Augen Trockenheit während der Narkose zu verhindern. </li><li> Übertragen Sie die narkotisierten Maus in eine Bleiabschirmung Gerät. Ordnen Sie die Maus in die Abschirmung, so dass nur die untere Bauch- / Beckenbereich ausgesetzt ist. HINWEIS: Die Abschirmung von zwei Blei besteht &quot;Boxen&quot; , mit einem schmalen offenen Raum zwischen dem die Strahlenexposition zu einem kleinen, Zielregion der Maus ermöglicht (siehe Abbildung 1). </li><li> Verwenden Sie medizinische Band die Unterseite der Maus den Schwanz in Position innerhalb der Abschirmung zu sichern. HINWEIS: Schritt 3.4 ist optional, aber so kann dabei helfen, sicherzustellen, dass die Position der Maus nicht während des folgenden Schritt nicht ändert. </li><li> Transport der Abschirmvorrichtung in die Bestrahlungsvorrichtung, um sicherzustellen, dass das Tier Position innerhalb der Abschirmung gehalten wird. </li><li> Wenn die Maus in der Bestrahlungsgruppe ist, liefern 800 cGy an einem dose Rate von etwa 110 cGy / min. Wenn die Maus in der Sham-Bestrahlung Kontrollgruppe ist, lassen Sie die Maus in der inaktiven Beleuchter für die äquivalente Zeit. HINWEIS: Die optimale Bestrahlungs Einstellungen auf dem jeweiligen Gerät ab. Die Dosisleistung von 110 cGy / min von einer 137 Cesium Quelle geliefert ist die zentrale Dosisrate des Bestrahlungs hier verwendet. Die Belichtungszeit wurde angepasst, um die gewünschte Gesamtdosis von 800 cGy zu erreichen. </li><li> Entfernen Sie die Maus aus der Bestrahlungsvorrichtung und Abschirmung, und dann wieder in seine ursprüngliche, Standardkäfig erwähnt in Schritt 1.1. </li><li> Kontinuierlich die Maus überwachen, bis es ausreichend, das Bewusstsein zu halten Brustlage wiedergewonnen hat. </li></ol> 4. Strahleninduzierte Fatigue Mess <ol><li> Am Tag nach der Beendigung von drei aufeinanderfolgenden Tagen nach der Bestrahlung, übertragen die Mäuse auf ihre individuellen VWRA Käfige in Schritt 2.1 beschrieben. </li><li> Nehmen Sie VWRA, wie in Schritt 2.2 beschrieben hier außer den AufzeichnungseinstelltasteDauer um mehr als 15 Tage. Am Ende der 15 Tage, manuell stoppen VWRA durch die Software-Schnittstelle aufnehmen. HINWEIS: Die Daten von jeder Aufzeichnungsperiode werden automatisch als Tabellen gespeichert werden, von denen jeder die Drehung, Distanz und Geschwindigkeitsmessungen für alle Tiere (Spalten) und in allen Abständen (Zeilen) während der gesamten Dauer der Aufzeichnung. Am Ende des Experiments gibt es zwei von der Aufnahme-Software erzeugten Tabellen: eine für die Vorbestrahlung VWRA, und eine für die post-Bestrahlung VWRA. </li></ol>

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Diese Forschung wurde von der Abteilung für Interne Forschung, Nationales Institut für Pflegeforschung, National Institutes of Health.

Wir haben ein Protokoll durch gezielte Bestrahlung peripheren beschrieben, ohne verwirrende Morbidität oder Mortalität eine Reduktion von VWRA in Mäusen zu induzieren. Wichtig ist, dass eine einfache Schutzvorrichtung erlaubt Bestrahlung in diesem Protokoll konsequent eine gewünschte Region, zur Beschränkung der Bestrahlungen erhalten von Patienten mit Becken-Krebs nachahmt. Im Gegensatz zu bestehenden CRF - Modelle beteiligt Gehirn oder Ganzkörperbestrahlung 8, 9, erforscht dieses Modell , wie eine peripher gezielte Bestrahlung Verfahren zentral gesteuerte Ermüdungsverhalten beeinflussen können. In unserer repräsentativen Ergebnisse zeigen wir, dass auf diese Weise geliefert peripheren Bestrahlung ausreichend ist, später etwa 1 Woche Müdigkeit artiges Verhalten mit einer vollständigen Genesung zu erzeugen. Als Maß für die Ermüdung ermöglicht VWRA für eine einfache und objektive Beurteilung der Entfernung und Geschwindigkeit für 24 Stunden pro Tag, ein minimales Training und Versuchszeit erfordern. Es tunes erfordern Gehäuse Mäuse in Einzelkäfigen, Facility Raum macht ein möglicher limitierender Faktor. Während einzelne Gehäuse Mausverhalten beeinflussen können, möglicherweise Angst , die zu 12 oder 13 Hyperaktivität, gibt es Anzeichen dafür , dass Radfahr diese negativen Effekte 14 verringern kann. Rad - Laufverhalten hat auch weniger intra-Maus Variabilität haben gezeigt worden , und eine höhere Reproduzierbarkeit als andere Einschätzungen der körperlichen Aktivität 15. Es ist jedoch möglich , dass körperliche Ermüdung mehr selektiv auf andere Weise als freiwillige Aktivität erfasst werden kann, da die freiwillige Tätigkeit andere auf die Motivation oder Faktoren abhängen kann als unbedingt körperliche Ermüdung 16. Weitere Experimente notwendig wäre, eine solche Entscheidung zu treffen. Allerdings gibt es mehrere Punkte innerhalb des Protokolls, die für den Erfolg entscheidend sind. Es ist wichtig, dass Mäuse Zeit erlaubt sind recover bei der Ankunft in einer neuen Anlage, und dass die Handhabung werden während dieser Zeit durchgeführt, wie zur Kenntnis genommen. Diese Verfahren reduzieren Stress und Angst, die 17 freiwillige Aktivität beeinflussen können. Die Aufrechterhaltung vollständige Anästhesie während des Bestrahlungsvorgangs ist auch entscheidend, nicht nur , weil in geschlossenen Räumen eingeschränkt zu sein (die Bleiabschirmung) 18 eine signifikante Stressor für die Tiere sein kann, aber auch unnötige Exposition anderer Organe / Gewebe der Bestrahlung zu vermeiden. Es ist daher wichtig, sicherzustellen, daß die Dosierung des Anästhetikums für das Alter und der Stamm von Mäusen geeignet ist, bevor die Bestrahlungs Teil dieses Protokolls zu starten. Zusätzlich wird die Akklimatisierung von Mäusen auf Laufrädern für ein Minimum von fünf Tagen kritische stabiles Verhalten vor der Bestrahlung und geeignete Daten zur Analyse zu erhalten. Zur Behebung ungewöhnliche VWRA Zahlen sollten die VWRA Käfige regelmäßig auf mögliche Probleme überwacht werden. Für Blutzuckerwerle, wenn Bettungsmaterialien auf oder direkt unter dem Rad aufgestapelt werden, oder wenn die Laufräder nicht ausreichend sauber sind, kann dies Widerstand gegen das Rad zu drehen hinzufügen und Aktivität Messungen reduzieren. Zusätzlich wird während der dunklen Stunden , da die meisten Radfahr 7 auftritt, kann VWRA auf Schwankungen des Lichtzyklus empfindlich sein, und sollte darauf geachtet werden , um Lichtzyklen regelmäßig und ununterbrochen halten. Dieses Protokoll kann die Verwendung von verschiedenen Ebenen der Bestrahlung aufzunehmen. Zum Beispiel haben wir beschrieben , drei Tagen in diesem Protokoll mit 800 cGy Dosierung, aber wir haben etwas weniger Müdigkeit mit drei Tagen 600 cGy Dosierung 7 zu sehen. Die Wirkungen einer bestimmten Bestrahlungsdosis 19 auf der Stamm von Mäusen ab, die Dosierungsrate der Bestrahlungsvorrichtung 20, die Fraktionierung über mehrere Tage 21, und wahrscheinlich die Größe der Region expunter der Abschirmung osed. Einzeldosen von 1000 cGy Ganzkörperbestrahlung haben in C57 / BL6 - Mäusen ohne erhöhte Sterblichkeit 22, aber Vorkehrungen getroffen werden sollten , dass hohe Dosen von Strahlung irgendwelche Anzeichen von Morbidität nicht produzieren , um sicherzustellen , verwendet worden. Neben Strahlendosis können mehrere andere Schritte modifiziert werden, um das Experiment zur Hand zu passen. Durch Modifizieren der Bleiabschirmung oder des Tieres Platzierung innerhalb der Abschirmung, könnten diese Verfahren angepasst werden, um andere Körperbereiche mit Bestrahlung zu zielen. Allerdings sollten Änderungen an der Abschirmeinrichtung mit Dosimetrie validiert werden, dass die Bestrahlung zu gewährleisten nicht den abgeschirmten Bereich eindringen. Dieses Protokoll könnte auch eine Vielzahl von Verhaltensmaßnahmen zu integrieren angepasst werden, wie freiwillige Laufaktivität nicht Verhaltensexperimente ausschließen würde, die mehr körperlich oder geistig anspruchsvoll sind. Zum Beispiel tritt häufig CRF mit kognitiver Defizite zusammen 3; ZukunftExperimente konnten die Rolle erforschen, die Strahlentherapie in diesem Verein spielen kann. Das Vorhandensein von Radfahr Aktivität muss in Betracht gezogen werden , wenn die zusätzlichen Verhaltenstests durchführen, wie VWRA 16 Physiologie und Verhalten in vielerlei Hinsicht beeinflussen können. Mit Bestrahlungsdosen von 800 cGy oder weniger, sollte die Mäuse brauchen keine besondere Pflege nach aus der Narkose zu erholen. Jedoch kann das Bestrahlungsverfahren und daraus resultierende Ermüdungs ​​möglicherweise mit anderen Eingriffen wie zusätzliche Verhaltenstests oder pharmazeutischen Anwendungen interagieren. Die Tiere sollten eng an den Tagen unmittelbar nach der Bestrahlung überwacht werden, wenn auf diese beschriebenen Verfahren zu ändern oder hinzufügen. Verschiedene Stämme von Mäusen kann zeigen auch unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber Bestrahlung 19, so ist Vorsicht ist geboten, wenn Stämme andere als C57BL / 6 verwendet wird . Während diese Technik wurde entwickelt, strahlungs in darzustellenErmüdungs ​​duced, es ist nur eine Komponente des Komplexes CRF-Konzept. CRF ist ein Zustand, der wahrscheinlich zahlreiche Ursachen und tritt bei Patienten hat, die Krebs haben und erhalten oft mehrere Behandlungen. Ein Verständnis der CRF kann daher Sätze von Experimenten erforderlich mit tumortragenden Mäusen und mit anderen Behandlungen wie Chemotherapie oder Hormontherapie. Bezieht man diese Variablen in biologischen und Verhaltenstests werden die Forscher gestatten, ihre Beiträge zu diesem komplexen Zustand zu identifizieren. Das Maus-Modell kann hier beschrieben helfen, die spezifische Rolle der Strahlung in CRF verstehen und potenzielle Therapeutika entwickeln.

Krebs-related fatigue (CRF) ist eine schmerzliche und teure Erkrankung , die häufig Patienten Behandlungen empfangen Krebs betrifft 1. Die Müdigkeit ist weder proportional zur aktuellen Aktivitäten noch durch Ruhe gelindert, und es ist mit einer Vielzahl von Störungen auf die Stimmung, Motivation, Aufmerksamkeit und Kognition 2 im Zusammenhang verbunden. Die biologischen Ursachen von CRF sind unbekannt, obwohl es in vielen Fällen gezeigt wurde , mit einer Entzündung und Cytokinspiegel, in einigen Fällen auch mit Hämoglobinwerte und die Funktion der verschiedenen Hormonsysteme (siehe Saligan et al. 3 für eine Überprüfung der biologischen korrelieren Studien von CRF). Kontrollierte Studien an Tiermodellen sind notwendig, um das Verhalten und die Biologie mit diesem komplexen Bedingung verbunden zu verstehen. Während tumorbedingten 4 oder im Zusammenhang mit Chemotherapie 5, 6 FettIgue hat in Nagetiermodellen kann die Ätiologie von CRF sein behandlungsspezifische untersucht worden. Um CRF untersuchen im Zusammenhang mit Strahlentherapie, hat unsere Gruppe entwickelte kürzlich ein Mausmodell der Strahlung verursachte Ermüdung 7. Im Gegensatz zu bestehenden CRF - Modelle beteiligt Gehirn oder Ganzkörperbestrahlung 8, 9, erforscht dieses Modell wie eine Veränderung der zentral-driven Verhalten, wie Müdigkeit, kann durch eine peripher-gezielt Bestrahlungsvorgang ausgelöst werden. Das hier beschriebene Verfahren ist so konzipiert, Bestrahlungstherapie an Patienten mit Krebs verabreicht Becken zu modellieren, Bleiabschirmung mit der unteren Bauch / Beckenbereich mit einer Bestrahlung abzuzielen. Jedoch durch die Bleiabschirmung oder seine Anordnung relativ zu Versuchstieren Modifizierung könnte dieses Verfahren die Bestrahlung der anderen Teile des Körpers zu modellieren angepasst werden. Freiwillige Rad-Laufaktivität (VWRA) wird verwendet, um ermüdungs ​​wie behavio messenr; weil es sich um ein freiwilliges und normales Verhalten ist 10, sollte es die gleichzeitige Verwendung anderer Verhaltens- und biologischen Tests ermöglichen. Wir haben festgestellt , dass periphere Bestrahlung ausreichend ist VWRA bei Mäusen zu reduzieren , ohne offenkundige Morbidität 7 verursacht. Zukünftige Experimente mit diesem Modell helfen Auswirkungen der peripheren Bestrahlung auf das Immunsystem und andere biologische Signalgebung sowie die nachgelagerten Veränderungen im zentralen Nervensystem kann sich herausstellen, dass Defizite im Zusammenhang mit CRF produzieren kann.

<table><tbody><tr><td>C57BL/6 Mice</td><td>Charles River</td><td></td><td>Strain code 027 (http://www.criver.com/products-services/basic-research/find-a-model/c57bl-6n-mouse)</td></tr><tr><td>Ketamine HCl</td><td>Putney</td><td></td><td>100 mg/mL stock solution</td></tr><tr><td>Xylazine HCl</td><td>Lloyd Laboratories</td><td></td><td>100 mg/mL stock solution</td></tr><tr><td>Rodent Tattoo System</td><td>AIMS</td><td>ATS-3</td><td>http://animalid.com/lab-animal-identification-systems/ats-3-general-rodent-tattoo-system</td></tr><tr><td>Lead Shielding Apparatus</td><td>(custom made)</td><td></td><td>One-inch thick lead shielding arranged as two boxes with a one-inch thick gap between them for targeted irradiation</td></tr><tr><td>Plexiglass shielding container</td><td>(custom made)</td><td></td><td>Plexiglass container filled with styrofoam. Styrofoam cutouts hold the lead shielding in place.</td></tr><tr><td>GammaCell 40 Exactor</td><td>Best Theratronics</td><td></td><td>http://www.theratronics.ca/product_gamma40.html</td></tr><tr><td>RAD Disk Ultra</td><td>Best Theratronics</td><td></td><td>http://www.theratronics.ca/product_rad.html</td></tr><tr><td>Mouse Single Activity Wheel Chamber</td><td>Lafayette Instrument Company</td><td>#80820</td><td>http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=980</td></tr><tr><td>Activity Wheel Counter for Computer Monitoring</td><td>Lafayette Instrument Company</td><td>#86061</td><td>http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1052</td></tr><tr><td>Modular Cable for Wheel Counters</td><td>Lafayette Instrument Company</td><td>#86051-7</td><td>http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1046</td></tr><tr><td>USB Computer Interface for Activity Wheel Counters</td><td>Lafayette Instrument Company</td><td>#86056A</td><td>http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1047</td></tr><tr><td>Activity Wheel Monitor Software</td><td>Lafayette Instrument Company</td><td>#86065</td><td>http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1053</td></tr></tbody></table>

a mouse model of fatigue induced by peripheral irradiation

Krebs-related fatigue (CRF) ist eine schmerzliche und teure Erkrankung, die häufig Patienten Behandlungen empfangen Krebs betroffen sind, einschließlich Strahlentherapie. Hier beschreiben wir eine Methode gezielt periphere Bestrahlung mit ermüdungs ​​Verhalten bei Mäusen zu induzieren. Bei entsprechender Abschirmung zielt die Bestrahlung der unteren Bauch- / Beckenbereich der Maus, um das Gehirn zu schonen, in dem Bemühen, Strahlenbehandlung von Personen mit Becken-Krebs erhalten zu modellieren. Wir liefern eine Bestrahlungsdosis, die ausreichend ist Müdigkeit artiges Verhalten bei Mäusen zu induzieren, gemessen durch freiwillige Rad laufende Tätigkeit (VWRA), ohne offensichtliche Morbidität verursacht. Da Radfahr eine normale, freiwillige Verhalten bei Mäusen ist, sollte seine Verwendung haben wenig verwirrende Wirkung auf andere Verhaltenstests oder biologische Maßnahmen. Daher kann Radfahr als machbar Ergebnis Maßnahme verwendet werden, um die Verhaltens- und biologischen Korrelate von Müdigkeit zu verstehen. CRF ist ein komplexer Zustand mit häufigen CoMorbiditäten und hat wahrscheinlich Ursachen sowohl für Krebs und seine verschiedenen Behandlungen im Zusammenhang. Die Verfahren in diesem Papier beschrieben sind nützlich für die strahlungsinduzierte Veränderungen zu untersuchen, die für die Entwicklung von CRF und generell dazu beitragen, die biologische Netzwerke zu erforschen, die die Entwicklung und Persistenz einer peripher ausgelöst, sondern zentral getriebene Verhalten wie Müdigkeit erklären kann .

Drei Chargen von Mäusen wurden durch das Protokoll laufen oben beschrieben. Es gab insgesamt 16 Schein und 20 bestrahlten (2400 cGy, 3 x 800 cGy / Tag) Mäusen. Nach drei aufeinander folgenden Tagen der Bestrahlung zeigten die bestrahlten Gruppe VWRA signifikant reduziert im Vergleich zu den schein (gemischte ANOVA mit wiederholten Messungen: Haupteffekt der Bestrahlungsbehandlung, F 1,13 = 19,233, p &lt;0,001). Der Effekt war signifikant für die ersten sieben Tage nach der Bestrahlung (einfache Haupteffekte, p &lt;0,05 mit Bonferroni - Korrektur) mit der niedrigsten mittleren VWRA Abstand nach der Bestrahlung (2A) am dritten Tag auftritt. An den Tagen 25 und 26 wurden keine Daten aufgrund anderer Verhaltenstests gesammelt. 2B zeigt die Verteilung der Änderung in VWRA von vor bis nach der Bestrahlung. Während die Mehrheit der getesteten Mäuse Ermüdungsähnliche Symptome zeigte (eine Reduktion in Radfahr Aktivität), gab es eine kleine Anzahl von Mäusen , die wenig Veränderung zeigte oder sogar eine Zunahme der VWRA (2B, untere Kurve). Aufgrund dieser Variabilität, Experimente mit kleinen Probengrößen erfassen kann nicht Müdigkeit ähnliches Verhalten. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/55145/55145fig1.jpg" /> Abbildung 1: Bleiabschirmung Gerät. Die Abschirmung, die im Hause entwickelt wurde, wird als zwei identische Boxen zusammengebaut. Mäuse werden mit nur ihre Beckenbereich ausgesetzt in den Spalt zwischen den Zuleitungskästen angeordnet. (A) Eine Fotografie der Abschirmung in ihrem Behälter. Die Bleiboxen sind Polystyrolschaum umgeben sie in Position zu halten, die durch den 10,5-Zoll Durchmesser Plexiglasbehälter umgeben ist, die für die Bestrahlungsvorrichtung entworfen wurde. (B) Schematische Darstellung der Bleiabschirmung. Die Bleiabschirmung besteht aus 1-Zoll dicken Blöcken von Blei arreichten als zwei Boxen. Jedes Feld besteht aus vier Teilen hergestellt: die oberen und unteren Stücke sind 4,25 &quot;x 3&quot; x 1 &quot;, während die Seitenteile sind ~ 0,5&quot; x 3 &quot;x 1&quot;. Im zusammengebauten Zustand sind die Außenabmessungen jeder Box 4,25 &quot;x 3&quot; x 3 &quot;, und es gibt eine 1&quot; Lücke zwischen ihnen. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55145/55145fig1Alarge.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55145/55145fig1Alarge.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/55145/55145fig2.jpg" /> Abbildung 2: Tägliche Freiwillige Radfahr Entfernung. (A) Durchschnitt von Mäusen laufen Gesamtdistanz pro Tag (n = 16 Steuer, 20 bestrahlt). Mäuse wurden an den Tagen bestrahlt 14, 15 und 16. An den Tagen 25 und 26 wurden keine Daten aufgrund von anderen Verhaltenstests gesammelt. Die Fehlerbalken zeigen Standardfehler des Mittelwerts. * P &lt;0,05. (B) Histogramme der Änderung in VWRA, hier definiert als der Mittelwert der three Tagen unmittelbar vor der Bestrahlung (Tage 11 bis 13) minus dem Mittelwert der drei Tagen unmittelbar nach der Bestrahlung (Tag 17-19). Positive Zahlen zeigen eine Verringerung der VWRA. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55145/55145fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55145/55145fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

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A Mouse Model of Fatigue Induced by Peripheral Irradiation

Wir beschreiben ein Verfahren gezielt periphere Bestrahlung mit ermüdungs ​​Verhalten bei Mäusen zu induzieren. Die gewählte nicht-tödliche Strahlungsdosis führt zu einer einwöchigen Reduzierung der freiwilligen Rad laufenden Tätigkeit.

Ein Maus-Modell der Fatigue, induziert durch Peripheral Bestrahlung

Cancer-related fatigue (CRF) is a distressing and costly condition that often affects patients receiving cancer treatments, including radiation therapy. ...

a-mouse-model-of-fatigue-induced-by-peripheral-irradiation

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Cancer Research

7.8K Aufrufe.  National Institutes of Health.  Wir beschreiben ein Verfahren gezielt periphere Bestrahlung mit ermüdungs ​​Verhalten bei Mäusen zu induzieren. Die gewählte nicht-tödliche Strahlungsdosis führt zu einer einwöchigen Reduzierung der freiwilligen Rad laufenden Tätigkeit. 

Serie: A Mouse Model of Fatigue Induced by Peripheral Irradiation

Fluorescent Orthotopic Mouse Model of Pancreatic Cancer

Pancreatic cancer remains one of the cancers for which survival has not improved substantially in the last few decades. Only 7% of diagnosed patients will survive longer than five years. In order to understand and mimic the microenvironment of pancreatic tumors, we utilized a murine orthotopic model of pancreatic cancer that allows non-invasive imaging of tumor progression in real time. Pancreatic cancer cells expressing green fluorescent protein (PANC-1 GFP) were suspended in basement membrane matrix, high concentration, (e.g., Matrigel HC) with serum-free media and then injected into the tail of the pancreas via laparotomy. The cell suspension in the high concentration basement membrane matrix becomes a gel-like substance once it reaches room temperature; therefore, it gels when it comes in contact with the pancreas, creating a seal at the injection site and preventing any cell leakage. Tumor growth and metastasis to other organs are monitored in live animals by using fluorescence. It is critical to use the appropriate filters for excitation and emission of GFP. The steps for the orthotopic implantation are detailed in this article so researchers can easily replicate the procedure in nude mice. The main steps of this protocol are preparation of the cell suspension, surgical implantation, and whole body fluorescent in vivo imaging. This orthotopic model is designed to investigate the efficacy of novel therapeutics on primary and metastatic tumors.

A procedure to implant green fluorescent protein-expressing pancreatic cancer cells (PANC-1 GFP) orthotopically into the pancreas of Balb-c Ola Hsd-Fox1nu mice to assess tumor progression and metastasis is presented here.

Fluoreszierende orthotopen Mausmodell des Bauchspeicheldrüsenkrebs

Pancreatic cancer remains one of the cancers for which survival has not improved substantially in the last few decades. Only 7% of diagnosed patients will ...

Forschung

Krebsforschung

Evaluating the Role of Mitochondrial Function in Cancer-related Fatigue

Fatigue is a common and debilitating condition that affects most cancer patients. To date, fatigue remains poorly characterized with no diagnostic test to objectively measure the severity of this condition. Here we describe an optimized method for assessing mitochondrial function of PBMCs collected from fatigued cancer patients. Using a compact extracellular flux system and sequential injection of respiratory inhibitors, we examined PBMC mitochondrial functional status by measuring basal mitochondrial respiration, spare respiratory capacity, and energy phenotype, which describes the preferred energy pathway to respond to stress. Fresh PBMCs are readily available in the clinical setting using standard phlebotomy. The entire assay described in this protocol can be completed in less than 4 hours without the involvement of complex biochemical techniques. Additionally, we describe a normalization method that is necessary for obtaining reproducible data. The simple procedure and normalization methods presented allow for repeated sample collection from the same patient and generation of reproducible data that can be compared between time points to evaluate potential treatment effects.

Our goal was to develop a practical protocol to evaluate mitochondrial dysfunction associated with fatigue in cancer patients. This innovative protocol is optimized for clinical use involving only standard phlebotomy and basic laboratory procedures.

Bewertung der Rolle der mitochondrialen Funktion in krebsbedingte Fatigue

Fatigue is a common and debilitating condition that affects most cancer patients. To date, fatigue remains poorly characterized with no diagnostic test to ...

The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of current interventions to adequately treat fatigue in all patients leaves a need for new treatment options. Despite the therapeutic need and importance of preclinical research in helping identify promising novel treatments, few preclinical assays of fatigue are available. Moreover, the most common preclinical assay used to assess fatigue-like behavior, voluntary wheel running, is not suitable for use with some strains of mice, may not be sensitive to drugs that reduce fatigue, and has relatively low throughput. The current protocol describes a novel, non-voluntary preclinical assay of fatigue-like behavior, the treadmill fatigue test, and provides evidence of its efficacy in detecting fatigue-like behavior in mice treated with a chemotherapy drug known to cause fatigue in humans and fatigue-like behavior in animals. This assay may be a beneficial alternative to wheel running, as fatigue-like behavior and potential interventions can be assessed in a greater number of mice over a shorter time frame, thus permitting faster discovery of new therapeutic options.

Fatigue is a common, undertreated and frequently poorly-understood symptom in many diseases and disorders. New preclinical assays of fatigue may help to improve current understanding and future treatment of fatigue. To that end, the current protocol provides a novel means of measuring fatigue-like behavior in the mouse.

Die Tretmühle Ermüdungstest: Eine einfache, Hochdurchsatz-Assay von Fatigue-ähnliches Verhalten für die Maus

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of ...

Verhalten

Functional Interrogation of Adult Hypothalamic Neurogenesis with Focal Radiological Inhibition

The functional characterization of adult-born neurons remains a significant challenge. Approaches to inhibit adult neurogenesis via invasive viral delivery or transgenic animals have potential confounds that make interpretation of results from these studies difficult. New radiological tools are emerging, however, that allow one to noninvasively investigate the function of select groups of adult-born neurons through accurate and precise anatomical targeting in small animals. Focal ionizing radiation inhibits the birth and differentiation of new neurons, and allows targeting of specific neural progenitor regions. In order to illuminate the potential functional role that adult hypothalamic neurogenesis plays in the regulation of physiological processes, we developed a noninvasive focal irradiation technique to selectively inhibit the birth of adult-born neurons in the hypothalamic median eminence. We describe a method for Computer tomography-guided focal irradiation (CFIR) delivery to enable precise and accurate anatomical targeting in small animals. CFIR uses three-dimensional volumetric image guidance for localization and targeting of the radiation dose, minimizes radiation exposure to nontargeted brain regions, and allows for conformal dose distribution with sharp beam boundaries. This protocol allows one to ask questions regarding the function of adult-born neurons, but also opens areas to questions in areas of radiobiology, tumor biology, and immunology. These radiological tools will facilitate the translation of discoveries at the bench to the bedside.

The function of adult-born mammalian neurons remains an active area of investigation. Ionizing radiation inhibits the birth of new neurons. Using computer tomography-guided focal irradiation (CFIR), three-dimensional anatomical targeting of specific neural progenitor populations can now be used to assess the functional role of adult neurogenesis.

Funktionelle Abfrage der Erotik Hypothalamus Neurogenese mit Brennradiologische Hemmung

The functional characterization of adult-born neurons remains a significant challenge. Approaches to inhibit adult neurogenesis via invasive viral ...

Neurowissenschaften

Establishment of a Robust and Reproducible Model of Radiation-Induced Skin and Muscle Fibrosis

Radiation-induced skin fibrosis (RISF) can result from a plethora of scenarios including cancer therapy, accidental exposure, or acts of terrorism. Radioactive beams can penetrate through the skin and affect the structures in their path including skin, muscles, and internal organs. Skin is the first structure to get exposed to radiation and is susceptible to develop chronic fibrosis, which is challenging to treat. Currently, limited treatment options show moderate efficacy in mitigating radiation-related skin fibrosis. A key factor hindering the development of effective countermeasures is the absence of a convenient and robust model that could allow for translation of the experimental findings to humans. Here, a robust and reproducible murine hind limb skin fibrosis model has been established for prophylactic and therapeutic evaluation of possible agents for functional and molecular recovery.
The right hind limb was irradiated using a single dose of 40 (Gray) Gy to induce skin fibrosis. Subjects developed edema and dermatitis in the early stages proceeded by visible skin constriction. Irradiated limbs showed a significantly reduced limb range of motion in the following weeks. In late stages, acute side effects subsided, yet chronic fibrosis persisted. A gait index was performed as an additional functional assay, which demonstrated the development of functional impairment. These non-invasive methods demonstrated reliable measurements for tracing fibrosis progression, which is supported by histological analyses. The radiation dose, application, and post-irradiation analyses employed in this model offer a vigorous and reproducible method for studying radiation-induced skin fibrosis and testing the efficacy of therapeutical agents.

Here we present a protocol to induce radiation-induced skin fibrosis in the hind limb of mice and perform post-irradiation measurements of chronic impairment via limb excursion and gait index analyses to evaluate the functional outcome. The model elucidates radiation-related skin fibrosis mechanisms and is useful in subclinical therapeutic studies.

Radiation-induced skin fibrosis (RISF) can result from a plethora of scenarios including cancer therapy, accidental exposure, or acts of terrorism. ...

Diffuse Optical Spectroscopy for the Quantitative Assessment of Acute Ionizing Radiation Induced Skin Toxicity Using a Mouse Model

Acute skin toxicities from ionizing radiation (IR) are a common side effect from therapeutic courses of external beam radiation therapy (RT) and negatively impact patient quality of life and long term survival. Advances in the understanding of the biological pathways associated with normal tissue toxicities have allowed for the development of interventional drugs, however, current response studies are limited by a lack of quantitative metrics for assessing the severity of skin reactions. Here we present a diffuse optical spectroscopic (DOS) approach that provides quantitative optical biomarkers of skin response to radiation. We describe the instrumentation design of the DOS system as well as the inversion algorithm for extracting the optical parameters. Finally, to demonstrate clinical utility, we present representative data from a pre-clinical mouse model of radiation induced erythema and compare the results with a commonly employed visual scoring. The described DOS method offers an objective, high through-put evaluation of skin toxicity via functional response that is translatable to the clinical setting.

We present a diffuse optical spectroscopic (DOS) approach that provides quantitative optical biomarkers of skin response to radiation. We describe DOS instrumentation design, optical parameters extraction algorithms and the animal handling procedures required to yield representative data from a pre-clinical mouse model of radiation induced erythema.

Diffuse Optische Spektroskopie zur quantitativen Beurteilung Akute ionisierender Strahlung induzierte Hauttoxizität Mit einem Maus-Modell

Acute skin toxicities from ionizing radiation (IR) are a common side effect from therapeutic courses of external beam radiation therapy (RT) and ...

Medizin

A Rat Model of Central Fatigue Using a Modified Multiple Platform Method

In this article, we introduced a rat model of central fatigue using the modified multiple platform method (MMPM). The Multiple Platform box was designed as a water tank with narrow platforms on the bottom. The model rats were put into the tank and stood on the platforms for 14 h (18:00 - 8:00) per day for a consecutive 21 days, with a blank control group set for contrast. At the end of modeling, rats in the model group showed an obvious fatigued appearance. To assess the model, we performed several behavioral tests, including the open field test (OFT), the elevated plus maze (EPM) test, and the exhaustive swimming (ES) test. The results showed that anxiety, spatial cognition impairment, poor muscle performance, and declined voluntary activity presented in model rats confirm the diagnosis of&#160;central fatigue. Changes of the central neurotransmitters also verified the result. In conclusion, the model successfully simulated central fatigue, and future study with the model may help reveal the pathological mechanism of the disease.

Here, we present a protocol to introduce a rat model of central fatigue using the modified multiple platform method (MMPM).

Eine Ratte Modell der zentralen Ermüdung mit einem modifizierten mehrere Plattform-Methode

In this article, we introduced a rat model of central fatigue using the modified multiple platform method (MMPM). The Multiple Platform box was designed ...

A Preclinical Model of Exertional Heat Stroke in Mice

Heat stroke is the most severe manifestation of heat-related illnesses. Classic heat stroke (CHS), also known as passive heat stroke, occurs at rest, whereas exertional heat stroke (EHS) occurs during physical activity. EHS differs from CHS in etiology, clinical presentation, and sequelae of multi-organ dysfunction. Until recently, only models of CHS have been well established. This protocol aims to provide guidelines for a refined preclinical mouse model of EHS that is free from major limiting factors such as the use of anesthesia, restraint, rectal probes, or electric shock. Male and female C57Bl/6 mice, instrumented with core temperature (Tc) telemetric probes were utilized in this model. For familiarization with the running mode, mice undergo 3 weeks of training using both voluntary and forced running wheels. Thereafter, mice run on a forced wheel inside a climatic chamber set at 37.5 &#176;C and 40%-50% relative humidity (RH) until displaying symptom limitation (e.g., loss of consciousness) at Tc of 42.1-42.5 &#176;C, although suitable results can be obtained at chamber temperatures between 34.5-39.5 &#176;C and humidity between 30%-90%. Depending on the desired severity, mice are removed from the chamber immediately for recovery in ambient temperature or remain in the heated chamber for a longer duration, inducing a more severe exposure and a higher incidence of mortality. Results are compared with sham-matched exercise controls (EXC) and/or na&#239;ve controls (NC). The model mirrors many of the pathophysiological outcomes observed in human EHS, including loss of consciousness, severe hyperthermia, multi-organ damage as well as inflammatory cytokine release, and acute phase responses of the immune system. This model is ideal for hypothesis-driven research to test preventative and therapeutic strategies that may delay the onset of EHS or reduce the multi-organ damage that characterizes this manifestation.

The protocol describes the development of a standardized, repeatable, preclinical model of exertional heat stroke (EHS) in mice free from adverse external stimuli such as electric shock. The model provides a platform for mechanistic, preventative, and therapeutic studies.

Ein präklinisches Modell des Belastungshitzeinschlags bei Mäusen

Heat stroke is the most severe manifestation of heat-related illnesses. Classic heat stroke (CHS), also known as passive heat stroke, occurs at rest, ...

Shocktube-Methode zur Modellierung hochrepetitiver schwacher Explosionen bei Mäusen

Modeling Highly Repetitive Low-level Blast Exposure in Mice

Exposure to explosive blasts is a significant risk factor for brain trauma among exposed persons. Although the effects of large blasts on the brain are well understood, the effects of smaller blasts such as those that occur during military training are less understood. This small, low-level blast exposure also varies highly according to military occupation and training tempo, with some units experiencing few exposures over the course of several years whereas others experience hundreds within a few weeks. Animal models are an important tool in identifying both the injury mechanisms and long-term clinical health risks following low-level blast exposure. Models capable of recapitulating this wide range of exposures are necessary to inform acute and chronic injury outcomes across these disparate risk profiles.
Although outcomes following a few low-level blast exposures are easily modeled for mechanistic study, chronic exposures that occur over a career may be better modeled by blast injury paradigms with repeated exposures that occur frequently over weeks and months. Shown here are methods for modeling highly repetitive low-level blast exposure in mice. The procedures are based on established and widely used pneumatic shocktube models of open-field blast exposure that can be scaled to adjust the overpressure parameters and the number or interval of the exposures. These methods can then be used to either enable mechanistic investigations or recapitulate the routine blast exposures of clinical groups under study.

Autor im Rampenlicht: Entschlüsselung der Langzeitwirkungen geringer Explosionsbelastungen bei Mäusen

Presented here are methods for producing repeated low-intensity blast exposures using mice.

Modellierung einer hochrepetitiven Explosionsexposition auf niedrigem Niveau bei Mäusen

Exposure to explosive blasts is a significant risk factor for brain trauma among exposed persons. Although the effects of large blasts on the brain are ...

Ein Maus-Modell der Fatigue, induziert durch Peripheral Bestrahlung

Zusammenfassung

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Kapitel in diesem Video

Fluoreszierende orthotopen Mausmodell des Bauchspeicheldrüsenkrebs

Bewertung der Rolle der mitochondrialen Funktion in krebsbedingte Fatigue

Die Tretmühle Ermüdungstest: Eine einfache, Hochdurchsatz-Assay von Fatigue-ähnliches Verhalten für die Maus

Funktionelle Abfrage der Erotik Hypothalamus Neurogenese mit Brennradiologische Hemmung

Establishment of a Robust and Reproducible Model of Radiation-Induced Skin and Muscle Fibrosis

Diffuse Optische Spektroskopie zur quantitativen Beurteilung Akute ionisierender Strahlung induzierte Hauttoxizität Mit einem Maus-Modell

Eine Ratte Modell der zentralen Ermüdung mit einem modifizierten mehrere Plattform-Methode

Ein präklinisches Modell des Belastungshitzeinschlags bei Mäusen

Modellierung einer hochrepetitiven Explosionsexposition auf niedrigem Niveau bei Mäusen

Modellierung einer hochrepetitiven Explosionsexposition auf niedrigem Niveau bei Mäusen