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 dyreholdspersonalet på dyreavdelingen, samt medlemmer av gruppen vår, for fruktbare diskusjoner. Denne studien ble støttet av et Israel Science Foundation-stipend 1541/21 tildelt DBZ, DBZ, er et Zuckerman STEM-fakultet.

Forsøkene ble godkjent av det hebraiske universitetets institusjonelle dyrepleie- og brukskomité (IACUC).
MERK: Alle verktøy må steriliseres, og håndtering av kanylen må utføres ved hjelp av en steril teknikk. Protokollen nedenfor er finjustert til en bestemt CGM. Protokollen kan tilpasses andre CGM-er.
1. Analgetisk administrering før prosedyren
<ol><li>Administrer 5 % glukose og 0,45 % saltvann med meloksikam subkutant 5 mg/kg kroppsvekt...

<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 protokollen tilbyr en enkel, billig metode for å overvåke glukosenivået hos mus som ikke krever utfordrende mikrokirurgi og ikke involverer blødning eller håndtering av musene. Metoden er enkel å implementere i alle anlegg og forårsaker ikke dødelighet, smerte eller overdreven ubehag for musene. Det mest kritiske trinnet i protokollen er å sette kanylen til glukosesensoren under musens hud. Tilsetningen av noen få suturer gjør at kanylen kan holde seg på plass i lengre tid. Sensorene er små og kan bli ...

Diabetes mellitus (DM) er en ødeleggende sykdom preget av høyt blodsukkernivå. Type 1 DM kan være et resultat av et autoimmunt angrep på de insulinproduserende betacellene i bukspyttkjertelen. Type 2 DM og svangerskaps DM, derimot, er preget av en svikt i beta-cellene til å utskille tilstrekkelig insulin som respons på en økning i glukosenivået1. Musen er en vanlig modellorganisme som brukes til å studere DM siden den har lignende fysiologi, og dens normale glukosenivåer er nær menneskers. Videre kan spesifikke musestammer utvikle DM på grunn av mutasjoner i viktige signalveier eller etter eksponering for spesifikke dietter, noe som muliggjør sykdomsmodellering 2,3,4.
Blodsukker måles vanligvis hos mus ved hjelp av glukometre designet for pasienter ved å trekke ut en liten dråpe blod (1-2 μL) fra tuppen av musens hale. Denne metoden forårsaker stress og krever håndtering av musen, noe som påvirker glukosenivået og forbyr måling av blodsukkernivået hos mus som oppfører seg fritt, eller når forskeren ikke er i nærheten av5. Blødning av musene kan forårsake stress for nærliggende mus, spesielt for mus i samme bur hvis glykemi ikke er målt ennå, og dermed påvirke resultatene. Mus reagerer forskjellig avhengig av håndtereren, og personen som måler glukose kan påvirke glukosenivået til musene. Disse fallgruvene krever nøye eksperimentell design og ligger til grunn for noen inkonsekvenser mellom eksperimenter.
Det er mulig å måle glukose i fritt bevegelige mus uten blødning ved å implantere glukosesensorer i musens aortabue ved hjelp av toppmoderne telemetri6. De resulterende målingene er veldig gode og kan opprettholdes over en lang periode, men det er utfordrende å implantere disse sensorene, og telemetrisystemet er dyrt, noe som fører til en moderat bruk av denne metoden og ingen adopsjon i ikke-spesialiserte laboratorier. Subkutane eller andre glukosesensorer som er skreddersydd til dimensjonene til musene og deres fysiologi har blitt utviklet de siste årene, men disse krever igjen dyktige eksperter og er i noen tilfeller kostbare 6,7,8,9,10.
Kommersielle kontinuerlige glukosemonitorer (CGM) som opprinnelig ble utviklet for å overvåke glukosenivåene til DM-pasienter, tilbyr et annet alternativ for å måle glukose i fritt bevegelige mus, med lavere kostnader og krav til teknisk ekspertise enn implanterte sonder. Slike sonder har blitt brukt i grunnforskning av noen få laboratorier 5,11,12,13,14,15 inkludert våre kolleger som brukte denne protokollen 16. Disse enhetene inkluderer vanligvis en sensor, en monteringsenhet, en mottaker og et program. Sensoren har en kanyle som styrer den enzymatiske glukosensoren, tape, en energikilde, korttidsminne og en trådløs kommunikasjonsmodul som lagrer og sender dataene til mottakeren. Mottakeren kan vise gjeldende glukosenivåer og sender dataene til en server; Denne mottakeren kan være en mobiltelefon. Programvaren gir data for pasienten og det medisinske behandlingsteamet om pasientens glykemi. Hos pasienter festes sensoren enkelt ved hjelp av monteringsenheten. Kanylen settes inn subkutant ved å presse monteringsenheten mot huden, og sensoren holder seg på plass ved hjelp av tape.
Dette er en detaljert protokoll for å tilpasse en kommersiell CGM-enhet for å måle glukosenivået i mus. Denne protokollen beskriver hvordan du kirurgisk setter inn glukosesensoren og fester den til musen. Skript for grunnleggende dataanalyse og datavisualisering tilbys. De potensielle fallgruvene, feilsøking og eksempler på standardresultater er gitt. Protokollen nedenfor er spesifikk for en bestemt CGM, men kan enkelt tilpasses andre typer kommersielle CGM etter hvert som de blir tilgjengelige.

<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 vanlig modellorganisme som brukes til å studere metabolske sykdommer som diabetes mellitus. Glukosenivåer måles vanligvis ved haleblødning, noe som krever håndtering av musene, forårsaker stress og gir ikke data om mus som oppfører seg fritt i den mørke syklusen. State-of-the-art kontinuerlig glukosemåling hos mus krever å sette inn en sonde i musens aortabue, samt et spesialisert telemetrisystem. Denne utfordrende og dyre metoden har ikke blitt tatt i bruk av de fleste laboratorier. Her presenterer vi en enkel protokoll som involverer bruk av kommersielt tilgjengelige kontinuerlige glukosemonitorer som brukes av millioner av pasienter for å måle glukose kontinuerlig i mus som en del av grunnforskningen. Den glukosefølsomme sonden settes inn i det subkutane rommet på baksiden av musen gjennom et lite snitt på huden og holdes på plass tett ved hjelp av et par suturer. Enheten sys på musehuden for å sikre at den forblir på plass. Enheten kan måle glukosenivået i opptil 2 uker og sender dataene til en nærliggende mottaker uten behov for å håndtere musene. Skript for grunnleggende dataanalyse av registrerte glukosenivåer er gitt. Denne metoden, fra kirurgi til beregningsanalyse, er kostnadseffektiv og potensielt svært nyttig i metabolsk forskning.

Kirurgisk utfall Resultater fra åtte HSD: ICR-mus (i alderen 8 uker) matet et fettfattig høyt sukrose diett (HFHS) i 18 uker og fem magre HSD: ICR-mus (i alderen 12 uker) er vist. Enheten vi brukte lagrer data i opptil 8 timer. Tilgang til den lokale dyreavdelingen ble begrenset til 07:00-19:00, og forbød dermed datainnsamling i slutten av PM-timene, når musene er aktive. Musene ble derfor plassert i et rom med omvendt belysning i 7 dager før det kirurgiske inngrepet, med mørke timer mellom 8:30...

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 for å implantere en kommersiell kontinuerlig glukosemonitor designet for pasienter på mus og gi skriptene for å analysere resultatene.

Enkel kontinuerlig glukosemåling hos mus i fritt bevegelige 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 ...

Vår protokoll tilbyr en enkel, billig metode for å overvåke glukosenivået hos mus. Den største fordelen med denne teknikken er at den ikke krever utfordrende mikrokirurgi, og involverer ikke blødning eller håndtering av musene. Denne metoden kan brukes til å identifisere unnvikende glukosehåndteringsfenotyper i musemodeller av fedme og diabetes.Mens du prøver denne protokollen, er det mest kritiske trinnet innsetting av kanylen under huden, og stramming av de indre suturene for å holde kanylen på plass. For å begynne å barbere midtlinjen på baksiden av den bedøvede musen, og bruk en hårfjerningskrem for å sikre fullstendig hårfjerning. Åpne og last inn sensoren.Monter deretter sensoren på sensormonteringsenheten for å eksponere sensorens tape og kanyleside. Kanylen er tom fra nålen. Sutur to 5-0 taper punkt suturer til båndet på begge sider av kanylen.For dorsal hudforberedelse, gjør et to millimeter snitt i midten av det barberte området over ryggraden ved hjelp av skarp saks. Sett kort inn små tang med en stump kant under huden for å danne en liten underhudslomme, slik at kanylen lett kan settes inn i lommen. Pass en sutur gjennom huden på hver side av snittet.For sensorinnsetting, fjern sensoren helt fra sensormonteringsenheten og hold sensoren med tang for å forhindre at den omkringliggende tapen fester seg til seg selv. Sett kanylen forsiktig inn i underhudslommen. Trekk suturene på hver side, og stram og bind dem for å feste sensoren godt på plass.Dette vil forhindre at kanylen glir ut av den subkutane lommen når tapen løsner over tid, Klipp endene av suturene og kast dem. Fest selvklebende tape rundt sensoren, og lag åtte diskontinuerlige suturer rundt sensoren som fester kanten til sensorene som er tapet til huden. Aktiver sensoren.Når kanylen er satt inn, og CGM er aktivert, samler du inn dataene ved hjelp av mottakeren. De rå utdatadataene på tre dager fra en enkelt mus ved hjelp av koden som følger med, vises her. Akseparametrene og alle de andre parametrene kan moduleres i koden.Her vises dataene for tre dager for klarhet. Å lage en subkutan lomme og tillegg av noen suturer gjør at sensorens kanyle kan holde seg på plass i lengre tid. De kontinuerlige dataene som ble oppnådd ved hjelp av denne teknikken, tillot oss å avdekke en unnvikende metabolsk fenotype 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

Langsiktig Dødelig toksisitet Test med krepsdyret 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 mammalieceller for Kontinuerlig og sanntids overvåking av Cytotoksisitet

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 av nukleinsyrer: En enkel og Rapid 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 enkel High Efficiency Protocol for bukspyttkjertelen Islet 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 i Vivo hjerte-spesifikke Gene manipulering av Intramyocardial injeksjon 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

Oppdage etablering av delt blodtilførsel hos parabiotiske mus ved Caudal Vene glukoseinjeksjon

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

Enkel påvisning av primær cilia ved immunofluorescence

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