Name: a preclinical model of exertional heat stroke in mice
Uploaded: 2021-07-01T14:30:00
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Diese Arbeit wurde vom Verteidigungsministerium W81XWH-15-2-0038 (TLC) und BA180078 (TLC) und der BK and Betty Stevens Endowment (TLC) finanziert. JMA wurde durch finanzielle Hilfe des Königreichs Saudi-Arabien unterstützt. Michelle King war zum Zeitpunkt der Durchführung dieser Studie an der University of Florida. Derzeit ist sie am Gatorade Sports Science Institute, einer Abteilung von PepsiCo R&D, beschäftigt.

Alle Verfahren wurden von der University of Florida IACUC überprüft und genehmigt. C57BL/6J männliche oder weibliche Mäuse, ~4 Monate alt, mit einem Gewicht von 27-34 g bzw. 20-25 g, werden für die Studie verwendet.
1. Chirurgische Implantation des telemetrischen Temperaturüberwachungssystems
<ol><li>Lassen Sie die Tiere bei der Ankunft vom Verkäufer mindestens 1 Woche vor der Operation im Vivarium ruhen, um den Transportstress zu minimieren.</li>
	<li>Gruppen beherbergen die Mäuse (...

<ol>
	<li>Leon, L. R., Bouchama, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+stroke.">Heat stroke.</a> Comprehensive Physiology. 5 (2), 611-647 (2015).</li><li>Laitano, O., Leon, L. R., Roberts, W. O., Sawka, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controversies+in+exertional+heat+stroke+diagnosis,+prevention,+and+treatment.">Controversies in exertional heat stroke diagnosis, prevention, and treatment.</a> Journal of Applied Physiology. 127 (5), 1338-1348 (2019).</li><li>King, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+prior+illness+on+exertional+heat+stroke+presentation+and+outcome.">Influence of prior illness on exertional heat stroke presentation and outcome.</a> PLOS One. 14 (8), 0221329 (2019).</li><li>Carter, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+of+hospitalizations+and+deaths+from+heat+illness+in+soldiers.">Epidemiology of hospitalizations and deaths from heat illness in soldiers.</a> Medicine and Science in Sports and Exercise. 37 (8), 1338-1344 (2005).</li><li>Howe, A. S., Boden, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat-related+illness+in+athletes.">Heat-related illness in athletes.</a> The American Journal of Sports Medicine. 35 (8), 1384-1395 (2007).</li><li>Wallace, R. F., Kriebel, D., Punnett, L., Wegman, D. H., Amoroso, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prior+heat+illness+hospitalization+and+risk+of+early+death.">Prior heat illness hospitalization and risk of early death.</a> Environmental Research. 104 (2), 290-295 (2007).</li><li>Wang, J. -. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+association+between+heat+stroke+and+subsequent+cardiovascular+diseases.">The association between heat stroke and subsequent cardiovascular diseases.</a> PLOS One. 14 (2), 0211386 (2019).</li><li>Leon, L. R., Blaha, M. D., DuBose, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+course+of+cytokine,+corticosterone,+and+tissue+injury+responses+in+mice+during+heat+strain+recovery.">Time course of cytokine, corticosterone, and tissue injury responses in mice during heat strain recovery.</a> Journal of Applied Physiology. 100 (4), 1400-1409 (2006).</li><li>Leon, L. R., DuBose, D. A., Mason, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+stress+induces+a+biphasic+thermoregulatory+response+in+mice.">Heat stress induces a biphasic thermoregulatory response in mice.</a> American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 288 (1), 197-204 (2005).</li><li>Leon, L. R., Gordon, C. J., Helwig, B. G., Rufolo, D. M., Blaha, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermoregulatory,+behavioral,+and+metabolic+responses+to+heatstroke+in+a+conscious+mouse+model.">Thermoregulatory, behavioral, and metabolic responses to heatstroke in a conscious mouse model.</a> American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 299 (1), 241-248 (2010).</li><li>King, M. A., Leon, L. R., Morse, D. A., Clanton, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unique+cytokine+and+chemokine+responses+to+exertional+heat+stroke+in+mice.">Unique cytokine and chemokine responses to exertional heat stroke in mice.</a> Journal of Applied Physiology. 122 (2), 296-306 (2016).</li><li>Costa, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=l-Arginine+supplementation+prevents+increases+in+intestinal+permeability+and+bacterial+translocation+in+Male+Swiss+mice+subjected+to+physical+exercise+under+environmental+heat+stress.">l-Arginine supplementation prevents increases in intestinal permeability and bacterial translocation in Male Swiss mice subjected to physical exercise under environmental heat stress.</a> The Journal of Nutrition. 144 (2), 218-223 (2014).</li><li>Hubbard, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+exercise+in+the+heat+on+predisposition+to+heatstroke.">Effects of exercise in the heat on predisposition to heatstroke.</a> Medicine and Science in Sports. 11 (1), 66-71 (1979).</li><li>Hubbard, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rat+model+of+acute+heatstroke+mortality.">Rat model of acute heatstroke mortality.</a> Journal of Applied Physiology: Respiratory, Environmental and Exercise Physiology. 42 (6), 809-816 (1977).</li><li>Hubbard, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnostic+significance+of+selected+serum+enzymes+in+a+rat+heatstroke+model.">Diagnostic significance of selected serum enzymes in a rat heatstroke model.</a> Journal of Applied Physiology: Respiratory, Environmental and Exercise Physiology. 46 (2), 334-339 (1979).</li><li>Hubbard, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+physical+effort+in+the+etiology+of+rat+heatstroke+injury+and+mortality.">Role of physical effort in the etiology of rat heatstroke injury and mortality.</a> Journal of Applied Physiology: Respiratory, Environmental and Exercise Physiology. 45 (3), 463-468 (1978).</li><li>Garcia, C. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sex-dependent+responses+to+exertional+heat+stroke+in+mice.">Sex-dependent responses to exertional heat stroke in mice.</a> Journal of Applied Physiology. 125 (3), 841-849 (2018).</li><li>Garcia, C. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Ibuprofen+during+Exertional+Heat+Stroke+in+Mice.">Effects of Ibuprofen during Exertional Heat Stroke in Mice.</a> Medicine and Science in Sports and Exercise. 52 (9), 1870-1878 (2020).</li><li>King, M. A., Leon, L. R., Mustico, D. L., Haines, J. M., Clanton, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomarkers+of+multi-organ+injury+in+a+pre-clinical+model+of+exertional+heat+stroke.">Biomarkers of multi-organ injury in a pre-clinical model of exertional heat stroke.</a> Journal of Applied Physiology. 118 (10), (2015).</li><li>Murray, K. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exertional+heat+stroke+leads+to+concurrent+long-term+epigenetic+memory,+immunosuppression+and+altered+heat+shock+response+in+female+mice.">Exertional heat stroke leads to concurrent long-term epigenetic memory, immunosuppression and altered heat shock response in female mice.</a> The Journal of Physiology. 599 (1), 119-141 (2021).</li><li>Leon, L. R., DuBose, D. A., Mason, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+stress+induces+a+biphasic+thermoregulatory+response+in+mice.">Heat stress induces a biphasic thermoregulatory response in mice.</a> American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 288, 197-204 (2005).</li><li>Laitano, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delayed+metabolic+dysfunction+in+myocardium+following+exertional+heat+stroke+in+mice.">Delayed metabolic dysfunction in myocardium following exertional heat stroke in mice.</a> The Journal of Physiology. 598 (5), 967-985 (2020).</li><li>Iwaniec, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+phase+response+to+exertional+heat+stroke+in+mice.">Acute phase response to exertional heat stroke in mice.</a> Experimental Physiology. 106 (1), 222-232 (2020).</li><li>He, S. -. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+a+rhabdomyolysis+model+in+mice+with+exertional+heat+stroke+mouse+model+of+EHS-rhabdomyolysis.">Optimization of a rhabdomyolysis model in mice with exertional heat stroke mouse model of EHS-rhabdomyolysis.</a> Frontiers in Physiology. 11, (2020).</li><li>Lopez, J. R., Kaura, V., Diggle, C. P., Hopkins, P. M., Allen, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Malignant+hyperthermia,+environmental+heat+stress,+and+intracellular+calcium+dysregulation+in+a+mouse+model+expressing+the+p.G2435R+variant+of+RYR1.">Malignant hyperthermia, environmental heat stress, and intracellular calcium dysregulation in a mouse model expressing the p.G2435R variant of RYR1.</a> British Journal of Anaesthesia. 121 (4), 953-961 (2018).</li><li>Laitano, O., Murray, K. O., Leon, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overlapping+mechanisms+of+exertional+heat+stroke+and+malignant+hyperthermia:+evidence+vs.+conjecture.">Overlapping mechanisms of exertional heat stroke and malignant hyperthermia: evidence vs. conjecture.</a> Sports Medicine. 50 (9), 115-123 (2020).</li><li>Casa, D. J., Armstrong, L. E., Kenny, G. P., O'Connor, F. G., Huggins, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exertional+heat+stroke:+new+concepts+regarding+cause+and+care.">Exertional heat stroke: new concepts regarding cause and care.</a> Current Sports Medicine Reports. 11 (3), 115-123 (2012).</li></ol>

Diese technische Überprüfung zielt darauf ab, Richtlinien für die Leistung eines präklinischen Modells von EHS bei Mäusen bereitzustellen. Detaillierte Schritte und Materialien, die für die Ausführung einer reproduzierbaren EHS-Episode mit unterschiedlichem Schweregrad erforderlich sind, werden bereitgestellt. Wichtig ist, dass das Modell weitgehend die Anzeichen, Symptome und Multiorganfunktionsstörungen nachahmt, die bei menschlichen EHS-Opfern beobachtetwurden 11,<sup class="...

Hitzschlag ist gekennzeichnet durch dysfunktion des zentralen Nervensystems und nachfolgende Organschäden bei hyperthermen Probanden1. Es gibt zwei Manifestationen von Hitzschlag. Der klassische Hitzschlag (CHS) betrifft vor allem ältere Bevölkerungsgruppen während Hitzewellen oder Kinder, die an heißen Sommertagen in sonnenexponierten Fahrzeugen zurückgelassen werden1. Ein Belastungshitzschlag (EHS) tritt auf, wenn es nicht möglich ist, während körperlicher Anstrengung angemessen zu thermoregulieren, typischerweise, aber nicht immer, unter hohen Umgebungstemperaturen, was zu neurologischen Symptomen, Hyperthermie und anschließender Multiorganfunktionsstörung und-schädigungführt 2 . EHS tritt bei Freizeit- und Spitzensportlern sowie Militärpersonal und bei Arbeitern mit und ohne gleichzeitige Dehydrierungauf 3,4. Tatsächlich ist EHS die dritthäufigste Todesursache bei Sportlern bei körperlicher Aktivität5. Es ist äußerst schwierig, EHS beim Menschen zu untersuchen, da die Episode tödlich sein oder zu langfristigen negativen gesundheitlichen Folgen führen kann6,7. Daher könnte ein zuverlässiges präklinisches Modell von EHS als wertvolles Instrument dienen, um die Einschränkungen retrospektiver und assoziativer klinischer Beobachtungen bei menschlichen EHS-Opfern zu überwinden. Präklinische Modelle von CHS bei Nagetieren und Schweinen wurden gut charakterisiert8,9,10. Präklinische Modelle von CHS übersetzen sich jedoch aufgrund der einzigartigen Auswirkungen körperlicher Bewegung auf das thermoregulatorische Profil und die angeborene Immunantwort nicht direkt in die EHS-Pathophysiologie11. Darüber hinaus stellten frühere Versuche, präklinische EHS-Modelle bei Nagetieren zu entwickeln, erhebliche Einschränkungen dar, darunter überlagerte Stressreize, die durch elektrischen Schlag induziert wurden, das Einsetzen einer rektalen Sonde und vordefinierte maximale Körperkerntemperaturen mit hohenMortalitätsraten 12,13,14,15,16 die nicht mit den aktuellen epidemiologischen Daten übereinstimmen. Dies stellen erhebliche Einschränkungen dar, die die Dateninterpretation stören und unzuverlässige Biomarker-Indizes liefern können. Daher zielt das Protokoll darauf ab, die Schritte eines standardisierten, hochgradig wiederholbaren und übersetzbaren präklinischen Modells von EHS in Mäusen zu charakterisieren und zu beschreiben, das weitgehend frei von den oben genannten Einschränkungen ist. Anpassungen des Modells, die zu abgestuften physiologischen Ergebnissen von einem mittelschweren bis zu einem tödlichen Hitzschlag führen können, werden beschrieben. Nach Kenntnis der Autoren ist dies das einzige präklinische EHS-Modell mit solchen Eigenschaften, das es ermöglicht, relevante EHS-Forschung hypothesengetrieben zu betreiben11,17,18.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>&#160;1080P HD 4 Security Cameras 4CH Home Video Security Camera System w/ 1TB HDD 2MP Night View Cameras CCTV Surveillance Kit</td>
			<td>LaView</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-0 Coated Vicryl Violet Braided</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-0 Ethilon Nylon suture Black Monofilament</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adhesive Surgical Drape with Povidone 12x18</td>
			<td>Jorgensen Labset al.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BK Precision Multi-Range Programmable DC Power Supplies Model 9201</td>
			<td>BK Precision</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DR Instruments&#160;Medical Student Comprehensive Anatomy Dissection Kit</td>
			<td>&#160;DR Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Energizer Power Supply</td>
			<td>Starr Life Sciences</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>G2 Emitteret al.</td>
			<td>Starr Life Sciences</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Layfayette Motorized Wheel Model #80840B</td>
			<td>Layfayette</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Patterson Veterinary Isoflurane</td>
			<td>Patterson Veterinary</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Platform receiveret al.</td>
			<td>Starr Life Sciences</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scientific Environmental Chamber Model 3911</td>
			<td>ThermoForma</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Training Wheels</td>
			<td>&#160;Columbus Inst.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a preclinical model of exertional heat stroke in mice

Hitzschlag ist die schwerste Manifestation von hitzebedingten Erkrankungen. Klassischer Hitzschlag (CHS), auch bekannt als passiver Hitzschlag, tritt in Ruhe auf, während exertional hitzschlag (EHS) während körperlicher Aktivität auftritt. EHS unterscheidet sich von CHS in Ätiologie, klinischer Präsentation und Folgeerscheinungen von Multiorgan-Dysfunktion. Bis vor kurzem waren nur Modelle von CHS gut etabliert. Dieses Protokoll zielt darauf ab, Richtlinien für ein verfeinertes präklinisches Mausmodell von EHS bereitzustellen, das frei von wichtigen einschränkenden Faktoren wie der Verwendung von Anästhesie, Zurückhaltung, rektalen Sonden oder Elektrischem Schlag ist. Männliche und weibliche C57Bl/6-Mäuse, die mit telemetrischen Kerntemperatursonden (Tc) instrumentiert wurden, wurden in diesem Modell verwendet. Um sich mit dem Laufmodus vertraut zu machen, durchlaufen Mäuse ein 3-wöchiges Training mit freiwilligen und erzwungenen Laufrädern. Danach laufen Mäuse auf einem erzwungenen Rad in einer Klimakammer, die auf 37,5 °C und 40%-50% relative Luftfeuchtigkeit (RH) eingestellt ist, bis sie eine Symptombegrenzung (z. B. Bewusstlosigkeit) bei Tc von 42,1-42,5 °C zeigen, obwohl bei Kammertemperaturen zwischen 34,5-39,5 °C und einer Luftfeuchtigkeit zwischen 30%-90% geeignete Ergebnisse erzielt werden können. Abhängig von der gewünschten Schwere werden Mäuse sofort aus der Kammer entfernt, um sich bei Umgebungstemperatur zu erholen, oder bleiben länger in der beheizten Kammer, was zu einer schwereren Exposition und einer höheren Mortalitätsrate führt. Die Ergebnisse werden mit scheingepassten Übungskontrollen (EXC) und/oder naiven Kontrollen (NC) verglichen. Das Modell spiegelt viele der pathophysiologischen Ergebnisse wider, die bei menschlichen EHS beobachtet wurden, einschließlich Bewusstlosigkeit, schwerer Hyperthermie, Multiorganschäden sowie entzündlicher Zytokinfreisetzung und akuter Phasenreaktionen des Immunsystems. Dieses Modell ist ideal für die hypothesengetriebene Forschung, um präventive und therapeutische Strategien zu testen, die den Beginn von EHS verzögern oder den Multiorganschaden reduzieren können, der diese Manifestation charakterisiert.

Die typischen thermoregulatorischen Profile während der Gesamtheit des EHS-Protokolls und der frühen Wiederherstellung einer Maus sind in Abbildung 1Adargestellt. Dieses Profil umfasst vier verschiedene Phasen, die als Kammererwärmungsstufe, inkrementelle Übungsstufe, Steady-State-Übungsstufe und Erholungsphase entweder durch eine schnelle Abkühlung (R) oder eine schwere (S) Methode17definiert werden können. Zu den wichtigsten thermoregulatorischen Ergebnissen ...

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A Preclinical Model of Exertional Heat Stroke in Mice

Das Protokoll beschreibt die Entwicklung eines standardisierten, wiederholbaren, präklinischen Modells des Belastungshitzschlags (EHS) bei Mäusen, die frei von nachteiligen äußeren Reizen wie Elektroschocks sind. Das Modell bietet eine Plattform für mechanistische, präventive und therapeutische Studien.

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, ...

Bisher waren nur passive Modelle des Hitzschlags gut etabliert. Dieses Modell des Belastungshitzschlags ist frei von großen Einschränkungen und ahmt die menschliche Pathophysiologie genauer nach. Es ist nicht möglich, Hitzschlag beim Menschen effektiv zu untersuchen, da es sich um eine lebensbedrohliche Erkrankung handelt.Dieses präklinische Modell behält die klinischen Merkmale des menschlichen Hitzschlags bei. Diese Technik hilft, die Auswirkungen der Abkühlgeschwindigkeit auf die Erholung von einem Anstrengendhitzschlag, Komorbiditäten aus der Einnahme von Medikamenten sowie die langfristigen Folgen einer Hitzschlagexposition zu testen. Jamal Alzahrani, ein leitender Doktorand aus Dr. Clantons Labor, wird das Verfahren demonstrieren.Verwenden Sie nach der Betäubung der Maus Augengleitmittel wie die Tiersalbe, um die Augen des Tieres während der Operation vor Schäden oder Verletzungen zu schützen. Um die Operationsstelle vorzubereiten, rasieren Sie den Unterbauch mit kleinen Tierhaarschneidern oder einem handelsüblichen Haarentferner. Verabreichen Sie die erste Dosis subkutan 0,1 Milligramm pro Kilogramm Buprenorphin.Schrubben Sie den Bereich mit drei Wäschen Von Povidon-Jod oder Chlorhexidin, gefolgt von 70% Isopropylalkoholspülung, dann übertragen Sie die Maus in den Operationsbereich, verwenden Sie einen Klebevorhang, um die Operationsstelle auf der Maus zu isolieren. Machen Sie mit sterilen Instrumenten in aseptischer Technik einen etwa einen Zentimeter langen Schnitt an der Mittellinie entlang der Linea alba etwa 0,5 Zentimeter vom Rippenrand entfernt, trennen Sie dann die Haut von der Muskelschicht und machen Sie einen etwas kleineren Schnitt an der Linea alba, wobei Sie darauf achten, den Darm oder die inneren Organe nicht zu beschädigen. Sobald die Muskelschicht geöffnet ist, platzieren Sie das sterile Telemeter in der intraperitonealen Höhle vor den Schwanzarterien und Venen und dorsal zu den Verdauungsorganen, damit es frei schweben kann.Schließen Sie die Bauchöffnung mit einer sterilen 5-O resorbierbaren Naht und schließen Sie die Haut mit einem einfachen unterbrochenen Stich mit 5-O Prolinnaht. Legen Sie die Maus in ihren sauberen Käfig mit einem Kuschel-Mikrowellen-Heizkissen unter den Käfig. Überwachen Sie die Maus alle 15 Minuten während der ersten Stunde der Genesung von der Narkose und kehren Sie dann in die Tierhaltung zurück.Legen Sie die Maus in der Nacht vor dem Belastungshitzeschlagprotokoll bei Raumtemperatur in die Umgebungskammer, um sich an die Kammer zu gewöhnen. Verwenden Sie das Datenerfassungssystem, um über Nacht eine kontinuierliche Kerntemperatur oder TC zu erfassen, die über 30-Sekunden-Intervalle gemittelt wird. Stellen Sie am Morgen des Belastungshitzschlagprotokolls sicher, dass sich die Maus im oder unter dem normalen Bereich der Tagestemperatur von 36 bis 37,5 Grad Celsius befindet, bevor Sie die Kammertemperatur erhöhen, um sicherzustellen, dass die Maus während dieser Zeit kein Fieber hat oder übermäßigen Stress verspürt hat.Sobald die Maus stabil ist und sich in einem Bereich der normalen Ruhekerntemperatur befindet, entfernen Sie das Futter und das Wasser und wiegen Sie das Tier. Schließen Sie die Kammertür und erhöhen Sie die Kammertemperatur auf ein Ziel von 37,5 Grad Celsius und 40 bis 50% relative Luftfeuchtigkeit oder die gewünschte Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit. Überprüfen Sie die Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Kammer mit einem kalibrierten Temperatur- und Feuchtigkeitsmonitor.Umgeben Sie die Kammer mit einem Verdunkelungsvorhang, um Licht und Störungen während des Protokolls minimal zu halten. Überwachen Sie die Maus kontinuierlich während des Protokolls über IR-beleuchtete Remote-Kameras. Richten Sie die zweite Kamera auf den Temperatur- und Feuchtigkeitsmonitor in der Nähe des Laufrades.Nehmen Sie Anpassungen am Regler für den Sollwert der Umgebungskammer vor, um genaue Temperaturmessungen in der Nähe des Tieres zu gewährleisten. Sobald die Kammer ihre Zieltemperatur erreicht hat, die von der zweiten Kamera auf dem Temperaturmonitor gemessen wurde, öffnen Sie schnell die Kammertür und legen Sie die Maus in das zwangslaufende Laufrad. Initiieren Sie das erzwungene Laufradprotokoll mit einer Geschwindigkeit von 2,5 Metern pro Minute und erhöhen Sie die Geschwindigkeit alle 10 Minuten um 0,3 Meter pro Minute, bis die Maus eine Kerntemperatur von 41 Grad Celsius erreicht.Sobald die Kerntemperatur erreicht ist, lassen Sie die Geschwindigkeit konstant bleiben, bis eine Symptombegrenzung auftritt, die durch einen offensichtlichen Bewusstseinsverlust, einen Rückwärtssturz oder eine Ohnmacht und die Unfähigkeit, weiter zu laufen oder sich am Rad festzuhalten, gekennzeichnet ist. Bestätigen Sie den Zeitpunkt, an dem die Maus drei Rückwärtsumdrehungen auf dem Rad hat, ohne Anzeichen einer physischen Reaktion. Alternativ können Sie einen humanen Endpunkt gemäß den lokalen IACUC-Regeln identifizieren, um zu bestimmen, wann das Protokoll gestoppt werden soll.Dieser Endpunkt liegt bei praktisch allen Mäusen leicht über der Symptombegrenzung. Um das schnelle Abkühlprotokoll durchzuführen, stoppen Sie das Rad, sobald die Maus die Symptombegrenzung erreicht hat, und entfernen Sie die Maus sofort vom erzwungenen Laufrad. Wiegen Sie die Maus und legen Sie sie zurück in ihren Heimkäfig, um sich bei Raumtemperatur zu erholen.Lassen Sie während dieser Zeit die Kammertür offen und setzen Sie den Inkubator-Sollwert auf Raumtemperatur zurück, damit die Kammer schnell abkühlen kann, was zu einem Langzeitüberleben von mehr als 99% führt. Um einen schwereren Hitzeschlag durchzuführen, halten Sie den Käfig des Tieres während des Belastungshitzeschlagprotokolls in der 37,5 Grad Celsius warmen Kammer. Wenn das Tier die Symptombegrenzung erreicht, lassen Sie es im Laufrad bleiben, bis es zu Bewusstsein zurückkehrt, wie von der Remote-Kamera beobachtet, dann entfernen Sie die Maus schnell vom Laufrad und bringen Sie sie direkt in ihren vorgewärmten Käfig zurück, um zu einem viel langsameren Kühlprofil zu führen, wodurch die unterkühlte Phase des Anstrengendhitzeschlags im Wesentlichen eliminiert wird.Entfernen Sie während dieser Zeit die Filteroberseite aus dem Käfig, um das Gleichgewicht mit der Kammer zu verbessern. Ein auf Raumtemperatur vorgekühlter Aufwachkäfig kann verwendet werden, um ein weniger schweres alternatives Verfahren durchzuführen, das zu einer unterdrückten hypothermen Phase mit einer Überlebensrate von 100% führt. normales Atmen und Lecken. Überwachen Sie die Kerntemperatur während dieser Zeit.Es ist unwahrscheinlich, dass sich die Mäuse erholen, wenn ihre Kerntemperatur während der Erholungsphase die Richtung umkehrt und schließlich 40 Grad Celsius überschreitet. Beenden Sie in einem solchen Fall das Experiment und bewerten Sie die Maus weiterhin auf humane Standardendpunkte. Die typischen thermoregulatorischen Profile während der Gesamtheit des Belastungshitzschlagprotokolls bei der frühen Erholung einer Maus bestehen aus vier verschiedenen Phasen, die als Kammerheizstufe, inkrementelle Übungsstufe, stationäre Übungsstufe und erholungsstufe durch eine schnelle oder langsame Kühlmethode definiert werden können.Für das schwere Modell zeigte das Erholungstemperaturprofil, dass die Kerntemperatur während der zweistündigen Erholungsphase über 37 Grad Celsius blieb. Weibliche Mäuse waren in diesem Modell resistenter gegen Hitzschlag und liefen fast doppelt so lange wie männliche Mäuse. Es wurde kein Unterschied in der Zeit beobachtet, die benötigt wurde, um sich auf 39,5 Grad Celsius in den beiden Modellen zu erholen.Die Zeit zum Abkühlen auf die Umgebungstemperatur von 37,5 Grad Celsius wurde jedoch stark verlängert. Das Wichtigste ist die sorgfältige Überwachung der Tiere zu jeder Zeit nach der Operation und nach dem Hitzschlag nach der Belastung. Diese Methode hat dazu beigetragen, die langfristigen Auswirkungen einer Hitzschlagexposition bis zu mehreren Monaten zu untersuchen, und hat es uns auch ermöglicht, die Auswirkungen zusätzlicher Faktoren bei Hitzschlagerkrankungen zu messen, wie z. B. die Einnahme von nichtsteroidalen Entzündungshemmern und Epigenetik.

Research

JoVE Journal

Medicine

Modeling Stroke in Mice - Middle Cerebral Artery Occlusion with the Filament Model

Modeling Stroke in Mice - Middle Zerebralarterie mit dem Filament-Modell

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are ...

Forschung

Medizin

Gene Transfer for Ischemic Heart Failure in a Preclinical Model

Gentransfer bei ischämischen Herzinsuffizienz in einem vorklinischen Modell

Various emerging technologies are being developed for patients with heart failure. Well-established preclinical evaluations are necessary to determine ...

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion (MCAO) Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion MCAO Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

Intraluminale Nahen Zerebralarterie (MCAO) Modell des ischämischen Schlaganfalls mit Laser-Doppler-Flussmessung Guidance in Mäuse

Stroke is the third leading cause of death and the leading cause of disability in the world, with an estimated cost of near $70 billion 
in the United ...

A Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage

Einem Mausmodell der Subarachnoidalblutung

In this video publication a standardized mouse model of subarachnoid  hemorrhage (SAH) is presented. Bleeding is induced by endovascular Circle of  Willis ...

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

Exzitotoxische Stimulation der Hirn Microslices als<em&gt; In-vitro-</em&gt; Modell der Stroke

Examining molecular mechanisms involved in neuropathological conditions, such as ischemic stroke, can be difficult when using whole animal systems. As ...

A Preclinical Murine Model of Hepatic Metastases

Einer präklinischen Mausmodell der Lebermetastasen

Numerous murine models have been developed to study human cancers and advance the understanding of cancer treatment and development. Here, a preclinical, ...

Modeling Stroke in Mice: Permanent Coagulation of the Distal Middle Cerebral Artery

Modellierung Schlaganfall bei Mäusen: Permanent Koagulation der distalen A. cerebri media

Stroke is the third most common cause of death and a main cause of acquired adult disability in developed countries. Only very limited therapeutical ...

A Simple Critical-sized Femoral Defect Model in Mice

Eine einfache Kritische große Femoral Defect Modell an der Maus

While bone has a remarkable capacity for regeneration, serious bone trauma often results in damage that does not properly heal. In fact, one tenth of all ...

A Thrombotic Stroke Model Based On Transient Cerebral Hypoxia-ischemia

A thrombotischer Schlaganfall Modell basierend auf Transient zerebrale Hypoxie-Ischämie

Stroke research has endured many setbacks in translating neuroprotective therapies into clinical practice. In contrast, the real-world therapy (tPA ...