Name: simple continuous glucose monitoring in freely moving mice
Uploaded: 2023-02-24T13:35:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Simple Continuous Glucose Monitoring in Freely Moving Mice at JoVE.com

Vi takker Dvir Mintz DVM og veterinær- og husdyrpersonalet i dyreanlægget samt medlemmer af vores gruppe for frugtbare diskussioner. Denne undersøgelse blev støttet af et Israel Science Foundation-tilskud 1541/21 tildelt D.B.Z. D.B.Z. er et Zuckerman STEM-fakultet.

Forsøgene blev godkendt af Hebrew University's Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC).
BEMÆRK: Alt værktøj skal steriliseres, og håndtering af kanylen skal udføres ved hjælp af en steril teknik. Protokollen nedenfor er finjusteret til en bestemt CGM. Protokollen kan tilpasses andre CGM'er.
1. Analgetisk administration før proceduren
<ol><li>Administrer 5% dextrose og 0,45% saltvand med meloxicam ved 5 mg/kg legemsvægt subkuta...

<ol>
	<li>Polonsky, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+past+200+years+in+diabetes.">The past 200 years in diabetes.</a> New England Journal of Medicine. 367 (14), 1332-1340 (2012).</li><li>Rees, D. A., Alcolado, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+diabetes+mellitus.">Animal models of diabetes mellitus.</a> Diabetic Medicine. 22 (4), 359-370 (2005).</li><li>Pearson, J. A., Wong, F. S., Wen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+importance+of+the+non-obese+diabetic+(NOD)+mouse+model+in+autoimmune+diabetes.">The importance of the non-obese diabetic (NOD) mouse model in autoimmune diabetes.</a> Journal of Autoimmunity. 66, 76-88 (2016).</li><li>Heydemann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+overview+of+murine+high+fat+diet+as+a+model+for+Type+2+diabetes+mellitus.">An overview of murine high fat diet as a model for Type 2 diabetes mellitus.</a> Journal of Diabetes Research. 2016, 2902351 (2016).</li><li>Kennard, M. 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=The+use+of+mice+in+diabetes+research:+The+impact+of+experimental+protocols.">The use of mice in diabetes research: The impact of experimental protocols.</a> Diabetic Medicine. 38 (12), 14705 (2021).</li><li>Klueh, U., 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=Continuous+glucose+monitoring+in+normal+mice+and+mice+with+prediabetes+and+diabetes.">Continuous glucose monitoring in normal mice and mice with prediabetes and diabetes.</a> Diabetes Technology and Therapeutics. 8 (3), 402-412 (2006).</li><li>Wuyts, C., Simoens, C., Pinto, S., Philippaert, K., Vennekens, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+glucose+monitoring+during+pregnancy+in+healthy+mice.">Continuous glucose monitoring during pregnancy in healthy mice.</a> Scientific Reports. 11, 4450 (2021).</li><li>Korstanje, 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=Continuous+glucose+monitoring+in+female+NOD+mice+reveals+daily+rhythms+and+a+negative+correlation+with+body+temperature.">Continuous glucose monitoring in female NOD mice reveals daily rhythms and a negative correlation with body temperature.</a> Endocrinology. 158 (9), 2707-2712 (2017).</li><li>Han, B. G., 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=Markers+of+glycemic+control+in+the+mouse:+Comparisons+of+6-h-and+overnight-fasted+blood+glucoses+to+Hb+A1c.">Markers of glycemic control in the mouse: Comparisons of 6-h-and overnight-fasted blood glucoses to Hb A1c.</a> American Journal of Physiology - Endocrinology and Metabolism. 295 (4), 981-986 (2008).</li><li>Xie, 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=Reduction+of+measurement+noise+in+a+continuous+glucose+monitor+by+coating+the+sensor+with+a+zwitterionic+polymer.">Reduction of measurement noise in a continuous glucose monitor by coating the sensor with a zwitterionic polymer.</a> Nature Biomedical Engineering. 2 (12), 894-906 (2018).</li><li>Van Der Meulen, T., 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=Urocortin3+mediates+somatostatin-dependent+negative+feedback+control+of+insulin+secretion.">Urocortin3 mediates somatostatin-dependent negative feedback control of insulin secretion.</a> Nature Medicine. 21 (7), 769-776 (2015).</li><li>Peterson, Q. P., 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=A+method+for+the+generation+of+human+stem+cell-derived+alpha+cells.">A method for the generation of human stem cell-derived alpha cells.</a> Nature Communications. 11, 2241 (2020).</li><li>Klueh, U., Liu, Z., Feldman, B., Kreutzer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interstitial+fluid+physiology+as+it+relates+to+glucose+monitoring+technologies:+Importance+of+Interleukin-1+and+Interleukin-1+receptor+antagonist+in+short-term+glucose+sensor+function+in+vivo.">Interstitial fluid physiology as it relates to glucose monitoring technologies: Importance of Interleukin-1 and Interleukin-1 receptor antagonist in short-term glucose sensor function in vivo.</a> Journal of Diabetes Science and Technology. 4 (5), 1073 (2010).</li><li>Klueh, U., Antar, O., Qiao, Y., Kreutzer, D. L. <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+interleukin-1/interleukin-1+receptor+antagonist+family+of+cytokines+in+long-term+continuous+glucose+monitoring+in+vivo.">Role of interleukin-1/interleukin-1 receptor antagonist family of cytokines in long-term continuous glucose monitoring in vivo.</a> Journal of Diabetes Science and Technology. 7 (6), 1538 (2013).</li><li>Klueh, U., Kaur, M., Qiao, Y., Kreutzer, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+role+of+tissue+mast+cells+in+controlling+long-term+glucose+sensor+function+in+vivo.">Critical role of tissue mast cells in controlling long-term glucose sensor function in vivo.</a> Biomaterials. 31 (16), 4540-4551 (2010).</li><li>Kogot-Levin, 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=Mapping+the+metabolic+reprogramming+induced+by+sodium-glucose+cotransporter+2+inhibition.">Mapping the metabolic reprogramming induced by sodium-glucose cotransporter 2 inhibition.</a> JCI Insight. , 164296 (2023).</li></ol>

Denne protokol tilbyder en enkel, billig metode til at overvåge glukoseniveauer hos mus, der ikke kræver udfordrende mikrokirurgi og ikke involverer blødning eller håndtering af musene. Metoden er nem at implementere i alle faciliteter og forårsager ikke dødelighed, smerte eller overdreven ubehag for musene. Det mest kritiske trin i protokollen er at indsætte kanylen på glukosesensoren under musens hud. Tilføjelsen af et par suturer gør det muligt for kanylen at forblive på plads i længere tid. Sensorerne er ...

Diabetes mellitus (DM) er en ødelæggende sygdom præget af høje blodsukkerniveauer. Type 1 DM kan være et resultat af et autoimmunt angreb på de insulinproducerende betaceller i bugspytkirtlen. Type 2 DM og svangerskabs-DM er derimod karakteriseret ved, at betacellerne ikke udskiller tilstrækkeligt insulin som reaktion på en stigning i glukoseniveauer1. Musen er en almindelig modelorganisme, der bruges til at studere DM, da den har lignende fysiologi, og dens normale glukoseniveauer er tæt på menneskers. Desuden kan specifikke musestammer udvikle DM på grund af mutationer i vigtige signalveje eller efter eksponering for specifikke kostvaner, hvilket muliggør sygdomsmodellering 2,3,4.
Blodsukker måles almindeligvis hos mus ved hjælp af glucometre designet til patienter ved at ekstrahere en lille dråbe blod (1-2 μL) fra spidsen af musens hale. Denne metode forårsager stress og kræver håndtering af musen, hvilket påvirker glukoseniveauerne og forbyder måling af blodsukkerniveauer i frit opførte mus, eller når forskeren ikke er tæt på5. Blødning af musene kan forårsage stress hos mus i nærheden, især hos mus i samme bur, hvis glykæmi endnu ikke er målt, hvilket påvirker resultaterne. Mus reagerer forskelligt afhængigt af håndtereren, og den person, der måler glukose, kan påvirke musenes glukoseniveauer. Disse faldgruber kræver omhyggeligt eksperimentelt design og ligger til grund for nogle uoverensstemmelser mellem eksperimenter.
Det er muligt at måle glukose i frit bevægelige mus uden blødning ved at implantere glukosesensorer i musenes aortabue ved hjælp af avanceret telemetri6. De resulterende målinger er meget gode og kan opretholdes over en lang periode, men det er udfordrende at implantere disse sensorer, og telemetrisystemet er dyrt, hvilket fører til en moderat vedtagelse af denne metode og ingen vedtagelse i ikke-specialiserede laboratorier. Subkutane eller andre glukosesensorer, der er skræddersyet til musenes dimensioner og deres fysiologi, er blevet udviklet i de senere år, men disse kræver igen højt kvalificerede eksperter og er i nogle tilfælde dyre 6,7,8,9,10.
Kommercielle kontinuerlige glukosemonitorer (CGM'er), der oprindeligt blev udviklet til at overvåge glukoseniveauerne hos DM-patienter, tilbyder en anden mulighed for at måle glukose i frit bevægelige mus med lavere omkostninger og tekniske ekspertisekrav end implanterede sonder. Sådanne sonder er blevet brugt i grundforskning af nogle få laboratorier 5,11,12,13,14,15 inklusive vores kolleger, der brugte denne protokol 16. Disse enheder omfatter typisk en sensor, en monteringsenhed, en modtager og et softwareprogram. Sensoren har en kanyle, der styrer den enzymatiske glucosensor, tape, en energikilde, korttidshukommelse og et trådløst kommunikationsmodul, der gemmer og sender dataene til modtageren. Modtageren kan vise de aktuelle glukoseniveauer og sender dataene til en server; Denne modtager kan være en mobiltelefon. Softwareapplikationen leverer data til patienten og det medicinske behandlingsteam om patientens glykæmi. Hos patienter fastgøres sensoren let ved hjælp af monteringsanordningen. Kanylen indsættes subkutant ved at trykke monteringsenheden mod huden, og sensoren forbliver på plads ved hjælp af tape.
Dette er en detaljeret protokol til tilpasning af en kommerciel CGM-enhed til måling af glukoseniveauer hos mus. Denne protokol beskriver, hvordan du kirurgisk indsætter glukosesensoren og fastgør den til musen. Scripts til grundlæggende dataanalyse og datavisualisering leveres. De potentielle faldgruber, fejlfinding og eksempler på standardresultater er angivet. Protokollen nedenfor er specifik for en bestemt CGM, men kan let tilpasses andre typer kommercielle CGM'er, efterhånden som de bliver tilgængelige.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2%&#160; Chlorhexidine Gluconate and 70%&#160; Isopropyl Alcohol</td>
			<td>3M</td>
			<td>ID&#160;7000136290</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5% Dextrose and 0.45% Sodium Chloride Injection, USP</td>
			<td>Braun</td>
			<td>L6120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Castroviejo needle holder</td>
			<td>FST</td>
			<td>12061-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extra Fine Bonn scissors</td>
			<td>FST</td>
			<td>14084-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FreeStyle Libre 1 reader</td>
			<td>Abbott</td>
			<td>ART27543&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FreeStyle Libre sensor</td>
			<td>Abbott</td>
			<td>ART36687</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FreeStyle Libre sensor applicator</td>
			<td>Abbott</td>
			<td>ART36787</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gauze pads</td>
			<td>Sion medical</td>
			<td>PC912017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graefe Forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>11052-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hair Removal Cream</td>
			<td>Veet</td>
			<td>3116523</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-fat high-sucrose diet</td>
			<td>Envigo Teklad diets</td>
			<td>TD.08811</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane, USP Terrell</td>
			<td>Piramal</td>
			<td>26675-46-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Meloxicam 5 mg/mL</td>
			<td>Chanelle Pharma</td>
			<td>08749/5024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MiniARCO Clipper kit</td>
			<td>Moser</td>
			<td>CL8787-KIT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PROLENE Polypropylene Suture 5-0</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>8725H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Puralube Opthalmic Ointment</td>
			<td>Perrigo</td>
			<td>574402511</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Q-tips&#160;</td>
			<td>B.H.W</td>
			<td>271676</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SomnoSuite Low-Flow Anesthesia System</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td>SOMNO</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simple continuous glucose monitoring in freely moving mice

Mus er en almindelig modelorganisme, der bruges til at studere metaboliske sygdomme som diabetes mellitus. Glukoseniveauer måles typisk ved haleblødning, hvilket kræver håndtering af musene, forårsager stress og ikke giver data om frit opførte mus under den mørke cyklus. State-of-the-art kontinuerlig glukosemåling hos mus kræver indsættelse af en sonde i musens aortabue samt et specialiseret telemetrisystem. Denne udfordrende og dyre metode er ikke blevet vedtaget af de fleste laboratorier. Her præsenterer vi en simpel protokol, der involverer brugen af kommercielt tilgængelige kontinuerlige glukosemonitorer, der bruges af millioner af patienter til at måle glukose kontinuerligt i mus som en del af grundforskningen. Den glukosefølende sonde indsættes i det subkutane rum bag på musen gennem et lille snit i huden og holdes tæt på plads ved hjælp af et par suturer. Enheden sutureres til musehuden for at sikre, at den forbliver på plads. Enheden kan måle glukoseniveauer i op til 2 uger og sender dataene til en modtager i nærheden uden behov for at håndtere musene. Scripts til den grundlæggende dataanalyse af registrerede glukoseniveauer leveres. Denne metode, fra kirurgi til beregningsanalyse, er omkostningseffektiv og potentielt meget nyttig i metabolisk forskning.

Kirurgisk udfald Resultater fra otte HSD:ICR-mus (i alderen 8 uger) fodret med en fedtfattig kost med højt saccharoseindhold (HFHS) i 18 uger og fem magre HSD:ICR-mus (i alderen 12 uger) vises. Den enhed, vi brugte, gemmer data i op til 8 timer. Adgang til det lokale dyreanlæg var begrænset til kl. 07.00-19.00, hvilket forbød dataindsamling i de sene kl. 07.00, hvor musene er aktive. Musene blev derfor placeret i et rum med omvendt belysning i 7 dage før det kirurgiske indgreb med mørke timer me...

Watch this Scientific Journal Video about Simple Continuous Glucose Monitoring in Freely Moving Mice at JoVE.com

Simple Continuous Glucose Monitoring in Freely Moving Mice

Her beskriver vi en enkel metode til at implantere en kommerciel kontinuerlig glukosemonitor designet til patienter på mus og give scripts til at analysere resultaterne.

Enkel kontinuerlig glukoseovervågning i frit bevægelige mus

Mice are a common model organism used to study metabolic diseases such as diabetes mellitus. Glucose levels are typically measured by tail-bleeding, which ...

Vores protokol tilbyder en enkel, billig metode til at overvåge glukoseniveauer hos mus. Den største fordel ved denne teknik er, at den ikke kræver udfordrende mikrokirurgi og ikke involverer blødning eller håndtering af musene. Denne metode kan bruges til at identificere undvigende glukosestyringsfænotyper i musemodeller af fedme og diabetes.Mens du forsøger denne protokol, er det mest kritiske trin indsættelsen af kanylen under huden og stramning af de indre suturer for at holde kanylen på plads. For at begynde barbere midterlinjen på bagsiden af den bedøvede mus og bruge en hårfjerningscreme for at sikre fuldstændig hårfjerning. Åbn og indlæs sensoren.Monter derefter sensoren på sensorens monteringsenhed for at eksponere sensorens tape og kanyleside. Kanylen er ugyldig fra nålen. Sutur to 5-0 koniske punkt suturer til båndet på begge sider af kanylen.Til dorsal hudforberedelse skal du lave et to millimeter snit i midten af det barberede område over rygsøjlen ved hjælp af en skarp saks. Indsæt kort små pincet med en stump kant under huden for at danne en lille subkutan lomme, så kanylen let kan indsættes i lommen. Før en sutur gennem huden på hver side af snittet.Til sensorindsættelsen skal du fjerne sensoren helt fra sensormonteringsenheden og holde sensoren med pincet for at forhindre, at den omgivende tape klæber til sig selv. Indsæt forsigtigt kanylen i den subkutane lomme. Træk suturerne på hver side, og stram og bind dem for at fastgøre sensoren fast på plads.Dette forhindrer kanylen i at glide ud af den subkutane lomme, når klæbebåndet løsner sig over tid, Skær enderne af suturerne og kassér dem. Fastgør tape omkring sensoren, og lav otte diskontinuerlige suturer omkring sensoren, der fastgør kanten af sensorerne, der er tapet til huden. Aktivér sensoren.Når kanylen er indsat, og CGM er aktiveret, skal du indsamle dataene ved hjælp af modtageren. De rå outputdata for tre dage fra en enkelt mus ved hjælp af den angivne kode vises her. Akseparametrene og alle de andre parametre kan moduleres i koden.Her vises dataene for tre dage for klarhed. At lave en subkutan lomme og tilføjelsen af et par suturer gør det muligt for sensorens kanyle at forblive på plads i længere tid. De kontinuerlige data erhvervet ved hjælp af denne teknik tillod os at afdække en undvigende metabolisk fænotype i en bestemt musestamme.

Research

JoVE Journal

Biology

Pyrosequencing: A Simple Method for Accurate Genotyping

Pharmacogenetic research benefits first-hand from the abundance of information provided by the completion of the Human Genome Project. With such a ...

Recordings of Neural Circuit Activation in Freely Behaving Animals

The relationship between patterns of neural activity and corresponding behavioral expression is difficult to establish in unrestrained animals. ...

Measures of Heart and Ventilatory Rates in Freely Moving Crayfish

The fear, flight or fight response serves as the fundamental physiological basis for examining an organism's awareness of its environment under an ...

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

Langsigtet dødelige toksicitet Test med krebsdyr Artemia franciscana</em

Our research activities target the use of biological methods for the evaluation of environmental quality, with particular reference to saltwater/brackish ...

Autonomously Bioluminescent Mammalian Cells for Continuous and Real-time Monitoring of Cytotoxicity

Autonomt Bioluminescent pattedvrceller for vedvarende og Real-time overvågning af cytotoksicitet

Mammalian  cell-based in vitro assays have been  widely employed as alternatives to animal testing for toxicological studies but  have been limited due to ...

Filtration Isolation of Nucleic Acids:  A Simple and Rapid DNA Extraction Method

Filtrering Isolering af nukleinsyrer: en enkel og hurtig DNA Extraction Method

FINA, filtration isolation of nucleic acids, is a novel extraction method which utilizes vertical filtration via a separation membrane and absorbent pad ...

A Simple High Efficiency Protocol for Pancreatic Islet Isolation from Mice

En simpel højeffektiv protokol til den pankreatiske ø-isolation fra mus

Pancreatic islets, also called the Islets of Langerhans, are a cluster of endocrine cells which produces hormones for glucose regulation and other ...

A Simple and Efficient Method for In Vivo Cardiac-specific Gene Manipulation by Intramyocardial Injection in Mice

A Simple and Efficient Method for In Vivo Cardiac-specific Gene Manipulation by Intramyocardial Injection in Mice

En enkel og effektiv metode til In Vivo hjerte-specifikke genmanipulation af Intramyocardial injektion i mus

Gene manipulation specifically in the heart significantly potentiate the investigation of cardiac disease pathomechanisms and their therapeutic potential. ...

Detecting Establishment of Shared Blood Supply in Parabiotic Mice by Caudal Vein Glucose Injection

Afsløring Etablering af fælles blodforsyning i parabiotiske mus ved Caudal Veneglucose Injektion

Parabiosis is an experimental method for surgically combining two parallel animals along the longitudinal axis of the body. We present a protocol for ...

Simple Detection of Primary Cilia by Immunofluorescence

Simpel påvisning af primær cilier ved immunofluorescens

Primary cilia are dynamically regulated during cell cycle progression, specifically during the G0/G1 phases of the cell cycle, being resorbed prior to ...