Koşu Bandı Yorulma Testi: Mouse Yorgunluk gibi Davranış Basit, Yüksek verim Deneyi

Özet

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.

Özet

Yorgunluk birçok hastalık ve bozukluklar önemli bir semptomdur ve birçok kişi için yaşam kalitesini düşürür. net patogenezi ve yeterince tüm hastalarda yorgunluk tedavisinde güncel müdahalelerin başarısızlık eksikliği yeni tedavi seçenekleri için bir ihtiyaç bırakır. Terapötik ihtiyacı ve gelecek vaat eden yeni tedaviler belirlemek yardımcı preklinik araştırma önemine rağmen, yorgunluk birkaç preklinik tahliller mevcuttur. Ayrıca, yorgunluk benzeri davranış, isteğe tekerlek döndürme değerlendirmek için kullanılan en yaygın ön klinik denemesi, yorgunluğu azaltmak ilaçlara duyarlı olabilir, farelerin bazı suşları ile kullanım için uygun değildir, ve nispeten düşük verime sahiptir. Geçerli protokol bir roman, yorgunluk gibi davranışlar, koşu bandı yorulma testi gönüllü olmayan klinik öncesi tahlil açıklar, insanlar ve halsizlik yorgunluk neden olduğu bilinen bir kemoterapi ilacı ile tedavi edilen farelerde yorgunluk benzeri davranış tespit etkinliği kanıt sağlar anima de benzeri davranışlarls. yorgunluk gibi davranış ve potansiyel müdahaleler böylece yeni tedavi seçeneklerinin hızlı keşif izin, daha kısa bir zaman dilimi içinde farelerin daha fazla sayıda değerlendirilebilir gibi bu deney, tekerlek çalıştıran yararlı bir alternatif olabilir.

Giriş

Yorgunluk belirgin yaşam kalitesini düşürebilir, insanların geniş bir yelpazede etkiler ve sık sık belirsiz veya bilinmeyen patogenezi vardır. Kansere bağlı yorgunluk (CRF), örneğin, tedavi gören kanser hastalarının çoğunluğu tarafından deneyimli ve kanser tedavisi tamamlanmış ve saptanabilir kanser ¹ yokluğunda edildikten sonra uzun sürebilir. Ayrıca, yorgunluk, kronik yorgunluk sendromu, depresyon, diyabet ve fibromiyalji dahil olmak üzere pek çok başka hastalıklar ve bozukluklar, önemli bir belirti de. Neyse ki, yorgunluk yaşıyor bazı insanlara yardım yeteneğine sahip farmakolojik olmayan müdahaleler vardır (örneğin, egzersiz, bazı meme kanseri hastalarının ^2,3 için CRF azaltabilir), ancak birçok kişi hala etkili tedavi yoksundur. Ayrıca, CRF için mevcut ilaç tedavileri, eğer hiç, etkili ^4-7 geniş olduğu tespit edilmemiştir.

Terapötik ihtiyaç ve dru olmamasına rağmeng tedavi seçenekleri, yorgunluk preklinik tahliller özellikle hayvan modellerinde, yeni yorulma tedavileri eksiktir keşfi ve geliştirilmesine yardımcı olmak. Kemirgen çalışmaları için yorgunluk sadece preklinik tahlillerin biri fare ya da diğer kemirgenler çalışan bir tekerlek ve günlük çalışma faaliyeti kaydedilir ücretsiz erişim verildiği gönüllü tekerlek çalışan aktivite (VWRA) ^9-15 vardır. Birçok çalışmada, VWRA deney grubundaki ölçülen fiziksel aktivitede azalma olarak (VWRA veya mevcut protokol ya) tanımlanan yorgunluk gibi davranışları ile yorgunluk gibi davranışların sadece ölçüsüdür. VWRA yorgunluk gibi davranış yararlı bir uzunlamasına ölçü sağlayabilir rağmen, nispeten düşük verimlilik tahlil kendilenmiş fare suşları ¹⁶ arasında önemli farklılıklar çalışan olduğunu ve davranış ve test performansında değişikliklere neden olabilir, hangi konuların ayrı ayrı muhafaza gerektirir ^17-19. Bu ev kafes davranış izleme gibi diğer deneyler veAnaliz, aynı zamanda sürekli veri toplama sağlayabilir ve konular çiftler ²⁰ içinde yer olması için bazı sistemler izin verebilir. Bu deneyler, tekerlek döndürme gibi aynı zamanda düşük hacimli olan, kullanıma sahiptir, ama yorgunluk benzeri davranış tespit için bir araç olarak daha az hassas olabilir ve bu.

VWRA aksine, fare koşu bandı testleri gönüllü faaliyet güvenmeyin ve daha yüksek verim sağlayan, kısa bir süre içinde tamamlanabilir. VWRA ile karşılaştırıldığında, bu testler, dış motivasyon kullanır. Özellikle, onlar çalıştırmak için son vermelidirler bir elektrik şoku ile fareler sağlamak için hareketli kemer arkasında bulunan bir elektrikli metal ızgara genellikle yoktur. Bu şok tablosuna ek olarak, fareler, prodding alay ya da bir el, fırça veya başka bir araç ile dokunarak ve onlara hava kısa ponponları yönlendirilmesi de dahil olmak üzere birçok diğer yöntemlerle vasıtasıyla koşu bandı üzerinde çalıştırmak için motive olabilir. Bunun yerine yorgunluk, fare bandı testi genellikle ölçmek için kullanılır aerobik ve / veya anaersinyal dizisi egzersiz kapasitesi ^21-25. Fareler onlar daha elektrik şoku kaçan bir aracı olarak koşu bandı üzerinde çalıştırmaya devam etmek aciz veya isteksiz kadar çalıştırmak için motive olurlar. Fareler tüketilmesi için kriterleri karşılamadığı zaman Test sonra sona erer. Bu protokollerde, fareler gerçek fizyolojik tükenme ulaşmasını sağlamak için, yorgunluktan kriter genellikle şok ızgara üstünde döşeme beş sürekli saniye harcama ve tekrarlanan caydırıcı uyaranlara karşı çalışmaya devam başarısız olarak tanımlanır. Böylece, yorgunluk gibi davranış nedeniyle testi sonlandırmak için dış motivasyon ve kriter güçlü caydırıcı niteliği tipik koşu bandı testlerinde maskeli olabilir. İlginç bir şekilde, ve kemirgen koşu bandı kullanarak diğer çalışmaların tersine, yeni bir yayın fareler ²⁶ sosyal stres etkilerinin incelenmesi bir parçası olarak kullanılan bir bandı yorulma testi, başka bir versiyonunu açıklamaktadır. Bu grup tarafından kullanılan yöntem belirgin cu değişse derrent protokolü (yani, bir tek şeritli koşu bandı istihdam ve testi sona erdirmek için kriter olarak elektrik çarpması 10 saniye gereklidir), yaptıkları çalışmada fare koşu bandı kullanarak hızlı, basit yorgunluk testi gelişmekte olan yararını ve çıkarı vurgulanıyor.

Yorgunluk tekerlek döndürme başka araçlar ve rutin davranışlarda değişikliklerle tespit olması muhtemeldir. CRF CRF ²⁷ olmadan insanlardan daha EMG analizi ile belirlenen hastalar, kas yorgunluğu daha az miktarda bitkin hissediyorum. Buna ek olarak, daha az motivasyon not edilmiştir ve insan yorgunluk ^28,29 ölçülmesi çok ölçekler ile ölçülür. Böylece, yorgunluk gibi davranış yararlı bir klinik öncesi tahlil fizyolojik özelliği dışında bir önlemin temelinde sağlıklı ve yorgun farelerin ayırt ve motivasyon olmamalıdır karanlık düşüşler olmalıdır. VWRA sınırlamaları ve diğer tahliller kaçınarak, mevcut yöntem wa Bu amaca ulaşmak içinFare koşu bandı testi uyarlayarak geliştirdiği s. Bu yöntem, koşu bandı üzerinde çalışan fareler yapmak için tek dış motivasyon olarak bir şok ızgara kullanır. Fareler hızla ızgara caydırıcı bir uyarıcı sağlar ve çalışırken hemen ondan biraz mesafe koşu bandı üzerinde yerleştirildiğinde ondan uzaklaşmaya ve devam edeceğini öğreniyoruz.

Fareler yorgunluk, onlar yerine ön sonuna doğru hız sürdürmenin koşu bandının arkasına doğru giderek daha fazla zaman harcamak. Bu nedenle, bu protokolde test tamamlanması için kriter belirlenmiş yorgunluk bölgesinde beş sürekli saniye harcama (yani, şok ızgara da dahil olmak üzere şok ızgara yaklaşık bir vücut uzunluğu arasında değişen ve koşu bandı arka). Bu eğitimden sonra birçok veya herhangi bir fiili şoklara almak için fareler gerektirmeden ızgara caydırıcı niteliği yararlanır. (Yukarıda tanımlandığı gibi) fareler test yerine yorgunluktan daha geçerli bir kriter kullanarak tamamlamak için izin vererek,Bu yöntem daha çok maksimal (veya yakın maksimal) fizyolojik yeteneği daha yorulma gibi davranışını ölçmek için koşu bandı kullanarak bir araç sağlar. Bu nedenle, bu yöntem, farelerde yorulma benzeri bir davranış basit, yüksek verimli bir tahlilin sağlayabilir ve yorgunluk gibi diğer davranış testlerine bağımsız veya tamamlayıcı bir önlem olarak da hizmet edebilir.

Protokol

Bu prosedür Ulusal Diyabet Enstitüsü ve Sindirim ve Böbrek Hastalıkları Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından onaylanmıştır.

1. Hazırlık

1. , Testten önce, her bir fare hızlı tespit edilmesi için izin tüm farelerin kuyruk eğitimli ve tespit işaretleri ile, test edilecek dövme için.
   NOT: Bu adım isteğe bağlıdır. Kalıcı bir kalem veya tanımlanması için diğer yöntemler dövme alternatif olarak kullanılabilir.
2. (:, Eğitim ve test boyunca tutarlı tutulması 10 ° eğim tavsiye açısı) ve elektrik şoku frekansını ayarlamak eğitim ve test farelere önce, koşu bandı düz bir yüzeye ve eğim istenilen açıda koşu bandı ayarlanmış olduğundan emin ve yoğunluğu uygun (önerilir: 2 Hz, 1.22 mA).
   NOT: Kullanılan elektrik şoku bir eldivensiz parmak tarafından dokundu ve pulsatil Fash teslim edilmelidir hafif bir karıncalanma hissi daha fazla üretmesi gerektiğiniiyon (200 msn'den süren her şok ile).
3. eğitim ve test sırasında dışkı boli ve idrar toplamak için kasap kağıt temiz bir sayfa veya koşu bandının altına emici bir yastık yerleştirin.
4. Şok ızgara bir kağıt ya da koşu bandı konut (yani, koşu bandı şerit kapsayan şeffaf plastik kapakla) ve üçte bir emici ped uzak yerleştirin.
   Not: Bu adım isteğe bağlıdır, ancak daha koyu bir boşluk yaratacak ve koşu bandı alt kısmını önlemek için ek teşvik sağlayabilir.
5. planlama eğitimi sırasında ek motivasyon sağlamak için bir tel fırça kullanmak, bu bir önceki eğitim oturumları başlamadan hazır olduğundan emin olun.
6. yorgunluk tedavi ve / veya tedavi etmeye yönelik herhangi bir ilaç veya yöntem mevcuttur ve hazırlanan ya da Aşama 2.14 sırasında yapılabilir emin olun.

2. Eğitim Fareler Koşu Bandı Kullanımı

NOT: Eğitim farelerin sağlamak için gereklidirkoşu bandı ve görev aşina ve test edildiğinde uygun şekilde gerçekleştirebilirsiniz. farelerin çoğunluğu sık şoklar alma veya başka herhangi bir eğitim oturumu sırasında kötü performans eğitiliyor, ek eğitimler yapılmalıdır. İlk gün, çoğu fareler birkaç kez şok olacak. Eğitimin ikinci gününde tarafından, fareler nadiren ızgara ile temas olmalıdır. Fare sürekli kötü eğitim performansı gösterir, bu çalışmanın çıkarılmalıdır. dişi C57BL / 6NCr fareler, bu nadir bir olay (% 1'den daha az düşük bir eğitim performansı nedeniyle çalışmalar kaldırılmış) 'dir, ancak diğer suşlar eğitim sırasında farklı performans unutulmamalıdır.

1. koşu bandı kapalı (ve 0 m / dak olarak ayarlanmış hız) ile, ayrı ayrı bir fare koşu bandı ayrı şerit halinde kuyruk ve yer fareler tarafından fareler kaldırın. Zamanında koşu bandı üzerinde her fare yerleştirdikten sonra gelen ızgara üzerinde açın. o doğrudan yerleştirilir fareler sağlamakn koşu bandı kemer.
   NOT: Her bir fare kuyruğunu tarafından düzenlenen zaman ve mesafe miktarı (katı platform üzerinde durmak, örneğin, bir tel kafes kapağı fareler koşu bandı için fareler aktarılması ve / veya izin vermeden önce koşu bandı yakın kafes yerleştirerek minimize edilmelidir ) onlar koşu bandı yakın ve deneyci koşu bandı bunları yerleştirmek için hazır olana kadar.
2. Fareler serbestçe 1-3 dakika ya da her bir fare kendi sokaktan araştırdı ve / veya ızgara en az bir şok aldı kadar koşu bandını keşfetmek için izin verin.
3. koşu bandı açın ve (yaklaşık 1,5 3,0 m / dk) hareket başlayana kadar yavaşça hızını artırmak. Onlar yürümeye başlayın emin olmak için tüm fareler izleyin. Bir fare yürümeye başlayın veya şok ızgara doğru yürür yoksa, bir tel fırça veya kuyruk gıdıklama ile fare dokunarak müdahale etmeye hazır olun.
4. Yavaşça 8 m / dk koşu bandı hızını artırmak. Bir zamanlayıcı başlatmak ve izleme davranışı devam edin.
5. için yürüme bandı hızını artırın9 m / 5 dakika ile en az 10 m / 7 dakikada dakika ve 10 dakika treadmill'de dur.
6. fareler kısaca sonra, koşu bandı keşfetmek kaldırmak ve onun kafesine her dönmek için izin verin.
7. alkol ile koşu bandı ve ızgara temizleyin ve koşu bandı altında kağıt veya emici ped değiştirin.
8. Ek fareler yetiştirmek için tekrar 2.7 ile 2.1 adımları.
   NOT: Alkol koşu bandı üzerinde yeni fareler yerleştirmeden önce kurumaya bırakın.
9. Eğitimin ikinci gününde, Adım 2.1 tekrarlayın. koşu bandı açın ve 10 m / dk hızını artırmak. Bir zamanlayıcı başlatın.
   NOT: Koşu bandı hızı eğitimin ilk gününde daha hızlı artabilir.
10. 10 dk, 5 dakika ile 11 m / dak ila 12 m / dakika bandı hızı artırmak ve 15 dakika treadmill'de dur.
11. fareler kaldırmak ve kafeslerine iade.
12. alkol ile koşu bandı ve ızgara temizleyin ve koşu bandı altında kağıt veya emici ped değiştirin. Ek fareler yetiştirmek için tekrar 2.12 ile 2.9 adımları.
13. İkinci gün aynı şekilde eğitim ek gün (3 gün) uygulayın.
    NOT: Bu adım isteğe bağlıdır, ancak (aynı cinsten ve gerginlik) çoğu veya tüm fareler görevi ekran zorluk eğitilmiş eğer şiddetle tavsiye edilir. Onlar (eğitim bir ek gün, yani) 3 gün boyunca eğitim edildiğinde eğitim ek veya daha az gün ikinci antrenman gündüzleri performans ve süresine bağlı olarak uygun olabilir, ancak fareler genellikle Adım 3'te de gerçekleştirebilirsiniz 2.14 Adım.
14. en az bir tam gün Adım 3 geçmeden önce hangi fareler koşu bandı için poz var geçmesine izin verin.
    Not: kullanılan herhangi bir ilaç (lar) başlatabildiği ve / veya yorulma Bu adım sırasında tatbik edilmelidir hafifletmek için.
    NOT: Bu süre uzunluğu değiştirilebilir azaltmak veya ortadan kaldırmak için yorgunluk yorgunluk ve / veya test müdahaleleri uyarılması için kullanılabilir. eğitimini tamamladıktan sonra farelere 7 günden fazla test varsa, bir pilot çalışma için tavsiye edilirkullanılan fareler test sırasında gerçekleştirecek emin olun.

3. Koşu Bandı Yorulma Testi

NOT: Bu testte, yorgunluk gibi davranış "yorgunluk bölgesi" 5 ardışık saniye harcama olarak tanımlanır. yorulma bölgesi yaklaşık olarak 1 şoku ızgaranın uzunluğu hem de ızgara kendi içinde bandı kemer kısmını kapsayan bir bölge olarak tanımlanmaktadır. Testten önce, bu bölgeyi belirleyen nokta gibi koşu bandı şeritlerinin üst veya yan bir işareti uygulayarak olarak, deneyci açık olduğundan emin olun.

1. 12 m / dk koşu bandı hızını ayarlayın. Koşu bandını başlatmak etmeyin. ızgaralar kapalı olduğundan şok olun.
2. Bireysel koşu bandı ayrı şerit halinde fareler yerleştirin. hemen koşu bandı üzerinde her fare yerleştirdikten sonra gelen ızgara üzerinde açın.
3. Eşzamanlı olarak koşu bandı ve bir kronometre başlar.
   NOT: fareler kaldırmak dışında test sırasında müdahale etmeyinBu (Adım 3.5 bakınız) kaldırılması için kriterini sağlamaktadır.
4. Tablo 1'de gösterildiği gibi koşu bandı hızını arttırın. Dikkatle test boyunca tüm fareleri gözlemlemek.
   NOT: Koşu bandı Tablo 1'de listelenen hızlarını yetişkin dişi C57BL / 6NCr farelerden alınan gözlemlerine dayanarak seçildi. Daha yüksek bandı hızı spor fareler (örneğin, Dışarıda gelişen CD-1 fareleri) büyük ya da daha fazla uygun olabilir.
5. Fare 5 sürekli saniye yorgunluk bölgesinde kalırsa, derhal koşu bandı fare kaldırmak ve süresini kayıt ve koştu mesafe.
6. Hiçbir fareler koşu bandı üzerinde kaldığında, koşu bandı durdurun. alkol ile koşu bandı ve ızgara temizleyin ve koşu bandı altında kağıt veya emici ped değiştirin.
7. Ek fareler test etmek için, tekrar 3.6 ile 3.1 adımları.
   NOT: Bu adım isteğe bağlıdır.

Sonuçlar

Bu protokol, yorgunluk gibi davranış, bir koşu bandı kullanılarak farelerde ölçüldü sağlar. Bu bölümde sunulan veriler, eğitim ve mevcut protokolü (Şekil 1A ve 1 C hariç) kullanılarak farelerin 3 ayrı grup test edilmesi ile elde edilmiştir. Yorgunluk teşvik etmek için, 5-florourasil (5-FU), bilinen bir sitotoksik kemoterapi ilaç insanlarda ³⁰ ve farelerde ^10,13 yorgunluk gibi davranış yorulmasına yol açacak...

Tartışmalar

Geçerli protokol yorgunluk gibi davranışını ölçmek için bir fare koşu bandı için nasıl kullanılacağı açıklanır. Bu yöntem VWRA, yorgunluk gibi davranış ortak bir klinik öncesi tahlil üzerinde birçok avantajı vardır. VWRA fareler test aparatı ile etkileşim tercih gerektirir. Bunun bir sonucu olarak, farelerde bazı doğal ırklar nadir tekerlek ¹⁶ ile etkileşim ve aktivitede bir yorulma kaynaklı azalmayı tespit etmek zor ya da imkansız olabilir çok az çalıştırın. Buna kar?...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Exer 3/6 Animal Treadmill	Columbus Instruments	1050-RM Exer-3/6
Stopwatch	Daigger	EF24490M
Wire brush	Fisher Scientific	03-572-5
Compressed air	Dust-Off	FALDSXLPW
Absorbent pads	Daigger	EF2175CX
Butcher paper	Newell Paper Company	4620510
Alcohol (70%)	Fisher Scientific	BP82011