Name: method to obtain pattern of breathing in senescent mice through unrestrained barometric plethysmography
Uploaded: 2020-04-28T13:00:00
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作者要感谢安吉拉·勒、莎拉·鲁比和玛丽莎·米奇在维护动物群落方面所做的工作。这项工作由 1R15 HD076379 （L.R.D.）、3R15 HD076379（支持 CNR 的 L.R.D.）和麦克德维特自然科学本科研究奖学金 （BEE） 资助。

所有程序都得到勒莫恩学院机构动物护理和使用委员会的批准。所有使用动物都符合《实验室动物护理和使用指南》8中所述的政策。
注：（关键）在实验前，获得动物使用所需的所有批准和培训。重要的是，实验者熟悉小鼠的行为和活动水平，包括睡眠、窘迫和/或运动伪影与正常嗅探和呼吸的迹象。
1. 全身胸腔室
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<ol>
	<li>DeRuisseau, L. 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该协议提供有关小鼠安静呼吸基线的信息，以及收集有关中央呼吸暂停和增强呼吸的数据。代表性的结果显示，与一群老老鼠平均4个15秒的呼吸模式相比，10分钟的安静基线具有相似的呼吸模式。重要的是，15回合在统计上没有区别，这些组也没有差异的变化，使用Levene的测试。这些数据表明，即使是短暂的回合也足以监测安静的呼吸。然而，完全有可能，在15秒和10分钟时分析小鼠体内的个体变?...

,UBP是评估呼吸模式1、2、3、42,3的常用技术。14在这种方法中，小鼠被放置在一个封闭的腔室中，其中主室（动物所在的位置）和参考室之间的压力差异通过肺气管仪进行过滤，以获得值。由此产生的UBP设置是非侵入性和无拘无束的，并允许在不需要麻醉或手术的情况下评估呼吸措施。此外，该技术适用于需要随着时间的推移在同一鼠标中进行多次测量的研究。在单个试验或多次试验中，可以使用此方法量化呼吸频率、潮汐体积和分钟通气等变量。全身UBP还提供峰值流量和呼吸周期持续时间的测量。这些参数一起量化了呼吸模式。记录的呼吸痕迹还使得可以查看数据并计算给定时间段内显示的中央呼吸暂停数。此计数可用于分析潮汐体积和吸气时间，以测量呼吸模式的其他变化。
虽然存在几种非侵入性胸膜技术，用于直接评估肺生理参数，但全身UBP允许一种以最小的过度压力筛选呼吸功能的方法。头出胸膜，它利用潮汐中流测量，也是非侵入性的，依赖于约束，像许多其他类型的胸膜术（例如，双室胸膜）。虽然这些方法已用于啮齿动物模型测量气道响应能力5，使用颈领或小约束管可能会使小鼠（与其他物种）更长的时间适应，并返回到休息水平。
获得最佳空气呼吸段是基线比较的重要考虑因素。随着商业上可用胸膜系统的使用增加，许多实验室都能够收集呼吸模式数据。重要的是，在整个收集期间，呼吸模式是可变的，尤其是对于小鼠。话虽如此，有必要将基线分析标准化，作为确保实验者培训水平不混淆结果的手段。收集空气呼吸段的方法有很多种，作为实验设计之间的一个变化区域。一个例子包括根据之前定义的一组时间在室1中平均最后10-30分钟的数据，而另一种方法包括等待鼠标明显平静5~10分钟6。后者可能需要 2⁄3 小时才能实现，在某些情况下，如果鼠标不够平静，则可能需要放弃试验。这种担心是观察行为更焦虑和兴奋的小鼠菌株的一个特别重要的考虑因素。这些小鼠可能需要更长的时间来适应腔室环境，并且只保持平静的时间很短。限制用于基线收集的时间会标准化每个鼠标的室时间。
实验者获得适当的基线，包括鼠标中的静止行为值，但也及时发生，这一点至关重要。因此，本报告的目的是提供用于获取小鼠呼吸参数的短静基线值的方法的描述。此外，我们报告说，呼吸暂停和增强呼吸可以在室内的第一个小时量化。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1331px;" width="1330">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Carbon Dioxide Analyzer</td>
			<td style="width:135px;">AEI Technologies</td>
			<td style="width:119px;">CD-3A&#160;</td>
			<td style="width:727px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Carbon Dioxide Sensor</td>
			<td style="width:135px;">AEI Technologies</td>
			<td style="width:119px;">&#160;P-61B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Computer</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>must be compliant with Ponemah requirements</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Drierite beads</td>
			<td style="width:135px;">PermaPure LLC</td>
			<td style="width:119px;">DM-AR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Flow Control</td>
			<td style="width:135px;">AEI Technologies</td>
			<td style="width:119px;">R-1</td>
			<td>vacuum</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Flowmeter</td>
			<td style="width:135px;">TSI</td>
			<td align="right" style="width:119px;">4100</td>
			<td>need one per chamber and one for vacuum</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Gas Mixer</td>
			<td style="width:135px;">MCQ Instruments</td>
			<td style="width:119px;">GB-103</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Gas Tanks</td>
			<td style="width:135px;">Haun</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>100% oxygen, 100% carbon dioxide, 100% nitrogen - food grade, or pre-mixed tanks for nomal room air and gas challenges</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Oxygen Analyzer</td>
			<td style="width:135px;">AEI Technologies</td>
			<td style="width:119px;">S-3A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Oxygen Sensor</td>
			<td style="width:135px;">AEI Technologies</td>
			<td style="width:119px;">&#160;N-22M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Polyurethane Tubing</td>
			<td style="width:135px;">SMC</td>
			<td style="width:119px;">TUS 0604 Y-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Ponemah Software</td>
			<td style="width:135px;">DSI</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Small Rodent Chamber</td>
			<td style="width:135px;">Buxco/DSI</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Thermometer (LifeChip System)</td>
			<td style="width:135px;">Destron-Fearing</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>any type of thermometer to take accurate body temperatures is appropriate, but the use of implantable chips allows for minimal disturbance to animal for taking several body temperature measurements while the animal is still in the UBP chamber&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Transducers</td>
			<td style="width:135px;">Validyne</td>
			<td style="width:119px;">DP45</td>
			<td>need one per chamber&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:351px;">Whole Body Plethysmography System&#160;</td>
			<td style="width:135px;">Data Science International (DSI)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Includes ACQ-7700, pressure/temperature probes, etc.&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

method to obtain pattern of breathing in senescent mice through unrestrained barometric plethysmography

无节制的大气胸膜（UBP）是一种量化小鼠呼吸模式的方法，经常报告小鼠的呼吸频率、潮汐体积和分钟通气。此外，还可以收集有关呼吸的神经输出的信息，包括中央呼吸暂停和增强呼吸的存在。UBP 的一个重要考虑因素是获得一个呼吸段，对焦虑或主动行为的影响最小，以阐明对呼吸挑战的反应。在这里，我们提出了一个协议，允许在老年小鼠中获得短而安静的基线，相当于等待更长的安静呼吸。使用较短的时间段是有价值的，因为一些小鼠菌株可能越来越兴奋或焦虑，并且较长的安静呼吸时间可能无法在合理的时间范围内实现。我们在UBP室放置了22个月大的小鼠，并将4个15分钟的安静呼吸段在60-120分钟之间与长达10分钟的安静呼吸周期进行了比较，这些呼吸时间需要2~3小时才能获得。在30分钟的熟悉期之后，我们还获得了在静默呼吸段之前的中枢呼吸暂停和增强呼吸计数。我们表明，10分钟的安静呼吸相当于使用更短的15秒的持续时间。此外，导致这15个安静呼吸段的时间可用于收集有关中心来源的呼吸暂停的数据。该协议允许调查人员在一定时间内收集呼吸模式数据，并使小鼠的安静基线测量成为可能，这些小鼠的兴奋行为可能会增加。UBP 方法本身提供了一种收集呼吸模式数据的有用和非侵入性方法，并允许在多个时间点对小鼠进行测试。

报告UBP的结果是评估在正常空气气体下进行的16岁（22个月大）小鼠的呼吸模式（20.93%O2，平衡N2）。分析首先包括将长 10 分钟的安静呼吸段（需要 2 小时以上才能获得）与 4 个短 15 秒段（在 60–120 分钟内量化）的平均值进行比较。图1A提供了具有代表性的静呼吸流量跟踪，其中呼吸与无活动呼吸行为一致。当从动物身上收集类似的追踪时，软件...

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Method to Obtain Pattern of Breathing in Senescent Mice through Unrestrained Barometric Plethysmography

无节制的大气胸膜术用于量化清醒小鼠的呼吸模式。我们显示，在标准化协议下，15 个片段显示的值与延长的安静呼吸持续时间相似。这种方法还允许在造型室的第一个小时内量化呼吸暂停和增强呼吸。

通过无节制的乳腺造影获得衰老小鼠呼吸模式的方法

Unrestrained barometric plethysmography (UBP) is a method for quantifying the pattern of breathing in mice, where breathing frequency, tidal volume, and ...

该协议可用于测量小鼠的呼吸模式。重要的是，它可以最大限度地减少转基因菌株中活性行为的影响，从而混淆结果。这种技术的主要优点是，它是无创的，它不要求使用麻醉或压力诱导约束。首先确保所有软管和管连接到气压表室，并直接将气体流入管和真空流出管连接到气压表扫描室。要校准进入腔室的低流量，请将流入和流出室的流量设置为零，然后拆入腔室的流量管。关闭真空，在低单元中输入零，以记录气压多张计软件的 7700 放大器设置中的零流量。然后重新连接进气管并打开真空流量以校准高流量，并允许 20.93% 氧平衡氮气从气体混合器流经气压表扫描室。接下来，将流量计中测得的流量值从每分钟升数转换为千分之一秒，然后单击高单位单元以毫秒为单位输入值。双击高 cal，将时间更改为三秒，然后单击"测量"。然后将 7700 放大器设置选项卡保持打开状态，以校准代谢分析仪到气压多光成像软件。为了校准代谢分析仪，在气体混合器程序中，将气体混合器设置为20.93%氧和79.07%氮气。在代谢分析仪上，将氧气校准水平设置为 20.93%，将二氧化碳设置为 0%，一旦气体分析仪上输入了适当的值，将表盘转回样品，以设置高氧和低二氧化碳百分比。单击气压多光成像软件的 ABCD 4 选项卡，在 C2 线的高单位下输入 20.93 进行氧气。在高 cal 下，将时间更改为三秒，然后单击"测量"。在 C3 线的低热量下输入零，以表示二氧化碳。然后将时间更改为三秒，然后单击"低卡路里下的测量"。在气体混合器程序中，将氧气值更改为 10%，将二氧化碳值更改为 5%，并等待几分钟，使气体流量调整到这些值。在代谢分析仪上，将调节旋钮调入 5%以将二氧化碳校准为 5%，注意在校准值后将表盘转回样品。检查分析仪读数是否稳定后，单击 C3 下的高单位并输入五个二氧化碳。然后将高分更改为三秒，然后单击"测量"。单击 C2 选项下的"低单位"，然后输入 10 表示氧气，然后单击"低热量"，输入三秒钟，然后单击"测量"。将气体混合器变回 20.93% 氧气和 79.07% 氮气，等待几分钟，让腔室调整到这些值。使用经过认证的储气罐定期运行附加校准，以确认流量混合器和氧气-二氧化碳分析仪的正常工作。校准代谢分析仪后，重新检查连接到气压表室的流量计，并调整进入和流出腔室的空气流量，以符合实验的速率。当所有设置都应用于气压多版扫描软件时，单击"获取"选项卡中的"关闭"。点击"开始获取"，为文件命名，然后单击"确定"以开始录制。对于无节制的气压多测，请记录鼠标的重量和初始体温，然后再将鼠标返回到其家庭笼子。等待 10 分钟，从空室收集背景氧气和二氧化碳数据，然后再将鼠标放入腔室。在第一个小时中，记录动物的行为，记录详细的笔记，包括腔室的输入和流出的具体值。在室习惯结束时，使用植入式设备时，请观察接下来 60 分钟的安静呼吸片段，每 10 分钟进行一次体温测量。注意熟悉一般小鼠行为，以便可以适当识别平静呼吸、无嗅觉、梳理或探索的实例。实验结束时，将鼠标返回到其保持架，彻底清洁并擦拭设备。对于代谢分析，打开软件中的代谢面板，从腔室空时开始，获得前 10 分钟氧气和二氧化碳水平的平均值。查看气压学多光成像软件的流面板，右键单击"分析属性"以设置适当的参数。对于呼吸分析的模式，使用有关动物行为的注释以及流板跟踪来确认 15 秒安静呼吸的时间。然后从数据解析器选项卡输入打开解析器对话下的时间，然后单击"解析器视图模式"，仅显示感兴趣的特定 15 秒段。要分析呼吸暂停和增强呼吸，请在打开的审阅文件中退出解析器视图模式，然后单击"设置 P3 设置"和"图形设置"以选择页面视图作为类型，五个作为窗格数。在标有"低"的框中输入减二，在标有"高"的框中输入减二，以毫秒为单位，应用更改。然后滚动到流量跟踪面板上的 30 分钟标记，并手动计算呼吸暂停和增强呼吸 30 到 60 分钟后，鼠标被放置在腔室。对于此分析，暂停呼吸持续超过或等于 0.5 秒的暂停时间表示呼吸暂停。增强的呼吸表明，呼吸轨迹急剧上升，超过1.25毫升/秒，然后急剧下降低于负0.75毫升/秒。这种代表性的流跟踪安静呼吸在22个月大的老鼠是典型的模式，其中呼吸是一致的，没有活跃的呼吸行为。这种呼吸模式来自一个更活跃的部分，在此期间，小鼠正在探索腔室嗅探和/或梳妆，不理想的呼吸收集类型用于这种方法。为评估两个时间点之间可能的呼吸差异模式而选择的参数是呼吸频率、潮汐体积、分钟通风、潮汐体积吸入时间比和分钟通气排出二氧化碳比。对频率、潮汐体积、分钟通风、潮汐体积吸入时间比和分钟通风排出二氧化碳比的四个15秒基线段进行了进一步分析。任何时间点之间没有显著差异，任何呼吸测量模式的四个时间段中的任何一个之间没有差异。在30至60分钟的无节制气压测测方案中，对每只动物观察到的呼吸暂停和增强呼吸数进行量化，发现老年动物在30分钟内展示了大量呼吸暂停和增强呼吸的存在。研究人员还可以利用气能挑战，如缺氧或高帽，记录任何变化的呼吸模式产生的干预或治疗。这项技术为小啮齿动物和转基因动物菌株的呼吸模式提供了一种特征，这些动物株可能表现出明显的行为差异。

Research

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Investigation into Deep Breathing through Measurement of Ventilatory Parameters and Observation of Breathing Patterns

通过呼吸参数测量和呼吸模式观察对深呼吸的调查

In this protocol, two deep breathing patterns were shown to 15 participants to determine an easy yet effective method of breathing exercise for future ...