げっ歯類の頭部に定義された加速度を生成するための受動的頭部運動の適用

私たちのプロトコルは、身体運動が生物の恒常性をどのようにサポートするかという質問に答えるのに役立ちます。このシステムにより、ウォーキングやジョギングなどの身体活動の複雑な結果から脳への直接的な機械的影響を分析することができました。まず、サージカルテープを使用して加速度計をラットの頭の上に固定します。

麻酔から完全に回復したら、ラットをトレッドミルマシンに入れます。トレッドミルを毎分20メートルの中程度の速度に調整します。アプリケーションソフトウェアを使用して、ラットがトレッドミルを実行しているときのX、Y、およびZ軸に沿った垂直加速度の大きさを測定します。

ソフトウェアから取得した値を、PHMシステムの垂直加速度の周波数の大きさに一致させます。プラットフォームの振動振幅とプロペラ型カムの回転速度をプリセットします。次に、マウスを腹臥位にして、頭を振動可能な位置に置き、体の残りの部分を静的プラットフォームに置きます。

モーターをオンにしてプラットフォームを垂直に振動させ、PHMをマウスに適用します。透明なプラスチックケースに、ビデオカメラを24FPSのフレームレートでセットアップして、空間全体を記録します。次に、5種のヒドロキシトリプトファンをマウスに腹腔内投与する。

マウスを透明なケージに入れ、30分間記録を開始します。録画したビデオを0.5倍の速度で確認し、頭のけいれんを手動でカウントします。スライドボックスからマウス脳の凍結切片を取り出す。

サンプルが完全に脱水するまで、スライドを室温で清潔なワイプの上に置いておきます。液体ブロッカーペンを使用して、凍結切片組織の周りに円を描きます。次に、TBS-Tソリューションを追加します。

トレイの底に、湿らせたワイプを置き、スライドの湿った環境を作ります。TBS-Tによる透過処理後、ブロッキングのために4%ロバ血清を加え、室温で1時間インキュベートします。TBS-Tに5分間浸してスライドを1回すすぎます。

次に、100マイクロリットルの適切に希釈された一次抗体とダッピーミックスを各スライドに塗布します。トレイを覆い、室温で一晩インキュベートします。インキュベーション後、TBS-Tでそれぞれ5分間3回すすいでください。

適切に希釈された種を100マイクロリットル適合させた蛍光二次抗体を適用し、室温で1時間インキュベートします。TBS-Tでそれぞれ5分間3回すすぎ、スライドを封入剤で取り付け、スライドをカバースリップで覆います。実装後、蛍光顕微鏡でサンプルを観察します。

PHMシステムは、トレッドミル走行中のラットの頭部と同等の約1.0倍Gで垂直加速度ピークを生成するように調整されました。マウスへのPHMの適用は、前頭前野ニューロンにおける5-HT2A受容体シグナル伝達に対するPHMの抑制効果を表す対照マウスと比較して、頭部けいれん応答を有意に減弱させた。PHMで走るトレッドミルは、5-HT2A受容体のインターナリゼーションとマウス前頭前野ニューロンを有意に増強しました。

新規および陽性領域に対するインターナライズおよび膜関連5-HT2A受容体陽性領域の定量化により、この観察が確認された。免疫染色および5-HT2A受容体陽性ニューロンにおけるc-Fos発現の定量は、PHMで走るトレッドミルが5-HTPを下方制御してc-Fos発現を誘導したことを示した。これは、5-HT2A受容体活性化およびマウスPFCニューロンの下流細胞イベントである。

頭部以外の身体部位に機械的介入を適用して、運動効果の機械的側面を調べることができます。