げっ歯類におけるランニングホイール活動の概日リズムの記録および分析

要約

哺乳類における自主的なホイールランニング活動の概日リズムはしっかりと脳内のマスタ·クロックの分子振動に結合されている。このように、この動作の生活リズムは、この体内時計の機能に関する遺伝的、薬理学的、および環境要因の影響を研究するために使用することができます。

要約

げっ歯類は、ホームケージで実行されているホイールへの無料アクセスを提供していたとき、このホイールの自主的な使用は、一日^1-5時間に依存します。ラット、ハムスター、マウスなどの夜行性の齧歯類では、夜の間にアクティブであり、日中は比較的不活性。他の多くの行動や生理的な措置は、生活リズムを示すが、げっ歯類では、実行中の輪活動は視床下部の視交叉上核（SCN）、マスター概日時計の出力は特に信頼性と便利な尺度として役立つ。一般的には、エントレインメントと呼ばれるプロセスを介して、実行中の輪活動の毎日のパターンが自然環境の明暗サイクル（;：12時間-暗例えば 12時間-光LDサイクル）に合わせます。しかし概日リズムは内因性に一定の暗闇の中で〜24時間の期間を示し、持続する行動のパターンを生成されます。このように、LDのサイクルが存在しない場合には、走行輪活動の記録と分析ができます主観的な時間帯を決定するために使用される。これらのリズムが体内時計によって指示されているので、主観的な時刻は概日時間（CT）と呼ばれています。これとは対照的に、LDのサイクルが存在しているとき、環境のLDサイクルによって決定される時刻は、zeitgeberタイム（ZT）と呼ばれています。

走行輪活動の概日リズムは、典型的には、SCNクロック^6から8にリンクされているが、脳と身体^9-14の他の多くの地域における概日振動子も毎日の活動リズムの調節に関与している可能性があります。例えば、食品先行アクティビティの生活リズムは、SCN ^15,16を必要とせず、その代わりに、余分-SCN発振器^17から20の活性の変化と相関している。したがって、実行中の輪活動の記録は、マスターSCNクロックの出力についてだけでなく、余分-SCN発振器の活動のみならず重要な行動情報を提供することができる。我々descrを下機器や実験用げっ歯類の概日歩行活動リズムを記録し、分析して表示するために使用されるメソッドをIBE。

プロトコル

1。動物ハウジング

1. ケージ：個々のげっ歯類の走行輪活動を記録するために、各ケージは単齧歯類とrunning-ホイールを収納する必要があります。走行輪が濃縮の形と考えることができるので、任意の研究ではすべてのげっ歯類では、実行中のホイールに似てアクセスできる必要があります。
2. 寝具の変更：彼らは動物との接触を最小限にするため、動物取扱と同様にケージや寝具の変化がすべての概日リズムを^21から23に非透光効果を持つことができるので、メッシュ敷きのケージが理想的です。このようなトレイシステムの可用性にもかかわらず、寝具の変更は実験のクリティカルフェーズ中は避けるべきである。選択肢はもっとまれケージの変更を可能にするであろう長持ち寝具、または擬似ランダムなスケジュールで変更ケージを使用する方法があります。
3. 隔離ボックス：ケージは光共、音減衰され隔離ボックスに保管してくださいntrolled、した風通しのよい。隔離ボックスのサイズと設定に応じて、各ボックス内のケージの数は、典型的には1から8の範囲であろう。 1つの絶縁ボックスに複数のケージを収容するとき、人は他の動物から来る様々な臭いや音が個々の動物の概日行動上の交絡効果を持つことができることを知っておく必要があります。これらの問題を回避するためには、分離ボックスあたり1ケージを収容するのを試みるべきです。
4. 換気：十分に空気の流れは、げっ歯類のための快適な家庭環境ボックスを作るために不可欠です。各ボックス内のファンは内部に到達するボックス外からの光を防ぐために、フード付きでなければなりません。また、ファンは一般的に箱から空気を除去し、部屋に入って、それを爆破する。小さな光を通さない通気孔がいくつかのポイントから隔離ボックスを入力するように空気を可能にし、不快な風を防ぐのに役立ちます。十分な換気、隔離ボックス内の温度が（そこにあることを確認するために、）上のライトで、数時間のため閉鎖、それが収納されている部屋の温度と実質的に同一である必要があります。
5. 照明：環境光の強さは、すべてのケージで同じでなければなりません。各ケージ上記と同様の場所にある単一の光をアレンジし、常に同じブランド/電球タイプのものをご使用ください。ケージレベルで適度な強度の照明（100から300ルクス）を使用します。むしろ概日システム、 それ自体 （ 例えばマスキング）よりも光に起因する行動に直接的な変化をもたらす可能性が高い高すぎる照明レベルを控えてください。
6. 闇/ DIM赤い照明：それは暗闇の中で動物を（定数暗闇や夜間などで）処理するか、治療する必要がある場合には、暗視ゴーグルを使用する必要があります。概日システムは赤の波長に比較的鈍感であるため、あるいは、薄暗い赤い照明を使用することができます。あなたが使用する特定の赤色光はそれがアルテしないことを確実にするためにテストする必要がありますrは走行輪の活動（ 例えばマスキング）または（ 例えば、位相シフトを生成）体内時計を調整してください。

2。データ収集（図1を参照してください - Vitalviewのハードウェア構成）

1. 車輪を実行する：実行中の車輪の直径と人間工学は、使用²⁴の量を変更します。したがって、マウス用の小型·軽量ホイールを使用し、ラットの大きい重いホイール。ホイールを洗浄してから再インストールするときは、車輪は遮るもののない、 "ぐらつき"はありませんし、録音マイクロスイッチは、ホイールの各ターンによって活性化されることをスピンすることができることを確認してください。
2. マイクロスイッチ：実行中の車輪の各回転は、磁気的または機械的なマイクロスイッチを有効にする必要があります。マイクロスイッチから得た情報は、単一のチャネルを介して送信することができますし、時間をかけてビンのデータ（ 例えば、すべての2、5,6、または10分）コンピュータによって記録されます。
3. コンピュータのハードウェア：当社runningの輪録音はVitalview、ミニマイテル（によって開発されたハードウェアとソフトウェアのプラットフォームで作られていますhttp://www.minimitter.com/vitalview_software.cfm ）。しかし、このようなActimetrics（ClockLabによって開発された、などの他のレコーディング·プラットホームがあるhttp://www.actimetrics.com/ClockLab/は ）。両方のプラットフォームでは、単一のコンピュータのファイルに多くのシングル·チャンネル·ソースからのデータを（ 例えば実行中の1つの車輪によって活性化される単一のマイクロスイッチ）を一緒に持って来る。個々のチャネルからのデータは、その後、グラフ化され、後日、別々に分析することができます。

3。データの録音

1. ファイル：上記のソフトウェアプラットフォームは、個々のファイルは、実行中の各輪のレコードに対して作成されるように、単一のチャネルを分離するために使用することができます。このようなデータは特別にdesigneで最高の可視化とグラフ化されそのようなActiview（Minimitter、オレゴン州ベンド）、Circadia、またはすべてのピリオドとactogramsを生成することができますClocklab（Actimetrics、ウィルメット、イリノイ州）などのDプログラム。しかし、シングルチャネルのファイルも開いてこのようなエクセル（マイクロソフト社、レドモンド、ワシントン州）などの一般的な表計算プログラムを用いて分析することができる。
2. 概日時間（CT）を計算する：CT 12は、定義によると、夜行性の齧歯類におけるランニングホイール活動の開始です。 24時間の日と並行して、慣例により、1日は24日周期の概日時間に分割されます。サーカディアンフリーランニング期間は壁時計によって測定されるよう24時間30分であればそれに応じて、CT 0 CT12後、約12時間15分を発生します。

結果

1. コンピュータプログラム：専用のコンピュータプログラムは、一般的にactogramsと概日周期の計算の生成に使用されています。これらのプログラムが含まれますが、（Minimitter、オレゴン州ベンド）とCircadia Actiview、これらに限定されない。
2. Actograms：Actogramsは、running-ホイール活動の毎日のパターンの写実的な実例を提供します。シングルプロット（x軸= 24時間）とダブルプ...

ディスカッション

走行輪を使って毎日の活動リズムを監視することは夜行性の齧歯類におけるマスター概日時計の出力を評価するための最も一般的に使用され、信頼性の高い方法です。ホイールランニング活動、しかし、継続的に監視することができる行動や生理機能の多くの側面のひとつに過ぎません。実行中の輪活動の大半は夜間に行われますが、合計覚醒の30％以上が昼^25,26中に発生します。他?...

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Vitalviewカード＆ソフトウェア	ミニマイテル	＃855-0030-00	（ベンド、オレゴン州、米国）
DP24データポート	ミニマイテル	＃840-0024-00	（ベンド、オレゴン州、米国）
QA4·モジュール	ミニマイテル	＃130-0050-00	（ベンド、オレゴン州、米国）
磁気スイッチ	ミニマイテル	＃130-0015-00	（ベンド、オレゴン州、米国）
C-50ケーブルアセンブリ	ミニマイテル	＃060-0045-10	（ベンド、オレゴン州、米国）
ミニマイテル	＃640-0700-00	（ベンド、オレゴン州、米国）
ケージとトレイ支持	ミニマイテル	＃640-0400-00	（ベンド、オレゴン州、米国）
使用可能にケージを切り取る	ミニマイテル	＃664-2154-00	（ベンド、オレゴン州、米国）
ミニマイテル	＃676-2154-00	（ベンド、オレゴン州、米国）
廃棄トレイ	ミニマイテル	＃684-2154-00	（ベンド、オレゴン州、米国）
ランプハウジング	マイクロライト·サイエンティフィック	＃R-101	（トロント、ON、カナダ）
4W蛍光灯	マイクロライト·サイエンティフィック	＃F4T5/CW	（トロント、ON、カナダ）
アイソレーションチャンバー	カスタム構築された	28 "H×20"幅x 28 "D½"ブラックメラミン。