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

Мы благодарим Двир Минц DVM и ветеринарный и животноводческий персонал животноводческого комплекса, а также членов нашей группы за плодотворные обсуждения. Это исследование было поддержано грантом Израильского научного фонда 1541/21, присужденным D.B.Z. D.B.Z. является факультетом STEM Цукермана.

Эксперименты были одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию (IACUC) Еврейского университета.
ПРИМЕЧАНИЕ: Все инструменты должны быть стерилизованы, а обращение с канюлей должно выполняться с использованием стерильной техники. Приведен...

<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>

Этот протокол предлагает простой, недорогой метод мониторинга уровня глюкозы у мышей, который не требует сложной микрохирургии и не связан с кровотечением или обращением с мышами. Метод прост в применении в каждом учреждении и не вызывает смертности, боли или чрезмерного дискомфорта у...

Сахарный диабет (СД) – разрушительное заболевание, характеризующееся высоким уровнем глюкозы в крови. СД 1 типа может быть результатом аутоиммунной атаки на инсулин-продуцирующие бета-клетки поджелудочной железы. СД 2 типа и гестационный СД, с другой стороны, характеризуются неспособностью бета-клеток секретировать достаточное количество инсулина в ответ на повышение уровня глюкозы1. Мышь является распространенным модельным организмом, используемым для изучения СД, поскольку она имеет схожую физиологию, а ее нормальный уровень глюкозы близок к человеческому. Кроме того, у конкретных линий мышей может развиться СД из-за мутаций в ключевых сигнальных путях или после воздействия определенных диет, что позволяет моделировать заболевание 2,3,4.
Уровень глюкозы в крови обычно измеряется у мышей с помощью глюкометров, предназначенных для пациентов, путем извлечения небольшой капли крови (1-2 мкл) из кончика хвоста мыши. Этот метод вызывает стресс и требует обращения с мышью, что влияет на уровень глюкозы и запрещает измерение уровня глюкозы в крови у свободно ведущих себя мышей или когда исследователь не находится рядом на5. Кровотечение у мышей может вызвать стресс у ближайших мышей, особенно у мышей в той же клетке, гликемия которых еще не измерена, что влияет на результаты. Мыши реагируют по-разному в зависимости от обработчика, и человек, измеряющий глюкозу, может влиять на уровень глюкозы у мышей. Эти подводные камни требуют тщательного планирования экспериментов и лежат в основе некоторых несоответствий между экспериментами.
Можно измерить уровень глюкозы у свободно движущихся мышей без кровотечения путем имплантации датчиков глюкозы в дугу аорты мышей с использованием современной телеметрии6. Полученные измерения очень хороши и могут поддерживаться в течение длительного периода, но имплантировать эти датчики сложно, а система телеметрии стоит дорого, что приводит к умеренному принятию этой методологии и отсутствию ее принятия в неспециализированных лабораториях. В последние годы были разработаны подкожные или другие датчики глюкозы, адаптированные к размерам мышей и их физиологии, но они снова требуют высококвалифицированных специалистов и в некоторых случаях являются дорогостоящими 6,7,8,9,10.
Коммерческие непрерывные мониторы глюкозы (CGM), которые первоначально были разработаны для мониторинга уровня глюкозы у пациентов с СД, предлагают еще один вариант измерения глюкозы у свободно движущихся мышей с более низкой стоимостью и техническими требованиями, чем имплантированные зонды. Такие зонды использовались в фундаментальных исследованиях несколькими лабораториями 5,11,12,13,14,15, включая наших коллег, которые использовали этот протокол 16. Эти устройства обычно включают датчик, монтажное устройство, приемник и программное обеспечение. Датчик имеет канюлю, направляющую ферментативный глюкосенсор, клейкую ленту, источник энергии, кратковременную память и модуль беспроводной связи, который хранит и отправляет данные на приемник. Приемник может показывать текущие уровни глюкозы и отправляет данные на сервер; Этот приемник может быть мобильным телефоном. Программное приложение предоставляет данные для пациента и медицинской бригады о гликемии пациента. У пациентов датчик легко крепится с помощью крепежного устройства. Канюля вводится подкожно, прижимая крепежное устройство к коже, а датчик остается на месте с помощью клейкой ленты.
Это подробный протокол адаптации коммерческого устройства CGM для измерения уровня глюкозы у мышей. Этот протокол описывает, как хирургическим путем вставить датчик глюкозы и прикрепить его к мыши. Предусмотрены скрипты для базового анализа и визуализации данных. Приведены возможные подводные камни, устранение неполадок и примеры стандартных результатов. Приведенный ниже протокол специфичен для определенного CGM, но может быть легко адаптирован к другим типам коммерческих CGM по мере их появления.

<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

Мыши являются распространенным модельным организмом, используемым для изучения метаболических заболеваний, таких как сахарный диабет. Уровни глюкозы обычно измеряются с помощью кровотечения из хвоста, которое требует обращения с мышами, вызывает стресс и не дает данных о свободно ведущих себя мышах во время темного цикла. Современное непрерывное измерение уровня глюкозы у мышей требует введения зонда в дугу аорты мыши, а также специализированной системы телеметрии. Этот сложный и дорогостоящий метод не был принят большинством лабораторий. Здесь мы представляем простой протокол, включающий использование коммерчески доступных непрерывных мониторов глюкозы, используемых миллионами пациентов для непрерывного измерения глюкозы у мышей в рамках фундаментальных исследований. Зонд, чувствительный к глюкозе, вводится в подкожное пространство в задней части мыши через небольшой разрез на коже и плотно удерживается на месте с помощью пары швов. Устройство пришивается к коже мыши, чтобы оно оставалось на месте. Устройство может измерять уровень глюкозы в течение 2 недель и отправляет данные на ближайший приемник без необходимости обращаться с мышами. Приведены сценарии для анализа основных данных зарегистрированных уровней глюкозы. Этот метод, от хирургии до вычислительного анализа, является экономически эффективным и потенциально очень полезным в метаболических исследованиях.

Исход операции Показаны результаты восьми мышей HSD: ICR (в возрасте 8 недель), которых кормили диетой с высоким содержанием жиров и высоким содержанием сахарозы (HFHS) в течение 18 недель, и пяти постных мышей HSD: ICR (в возрасте 12 недель). Устройство, которое мы использовали, хранит дан?...

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

Здесь мы описываем простой метод имплантации мышам коммерческого непрерывного монитора глюкозы, предназначенного для пациентов, и предоставляем сценарии для анализа результатов.

Простой непрерывный мониторинг уровня глюкозы у свободно движущихся мышей

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

Наш протокол предлагает простой недорогой метод контроля уровня глюкозы у мышей. Основное преимущество этого метода заключается в том, что он не требует сложной микрохирургии, не требует кровотечения или обращения с мышами. Этот метод может быть использован для выявления неуловимых фенотипов управления глюкозой в мышиных моделях ожирения и диабета.При выполнении этого протокола наиболее важным шагом является введение канюли под кожу и затягивание внутренних швов, чтобы удерживать канюлю на месте. Для начала побрейте среднюю линию спины анестезированной мыши и используйте крем для депиляции, чтобы обеспечить полное удаление волос. Откройте и загрузите датчик.Затем установите датчик на устройство крепления датчика, чтобы обнажить ленту датчика и сторону канюли. Канюля пуста от иглы. Пришить два конических шва 5-0 к ленте с обеих сторон канюли.Для подготовки дорсальной кожи острыми ножницами сделайте двухмиллиметровый разрез в центре бритой области над позвоночником. Ненадолго вставьте небольшие щипцы с тупым краем под кожу, чтобы образовался небольшой подкожный карман, чтобы канюлю можно было легко вставить в карман. Проведите шов через кожу с каждой стороны разреза.Для установки датчика полностью снимите датчик с монтажного устройства датчика и удерживайте датчик щипцами, чтобы окружающая лента не прилипала к себе. Аккуратно вставьте канюлю в подкожный карман. Натяните швы с каждой стороны, затяните и завяжите их, чтобы датчик надежно закрепился на месте.Это предотвратит выскальзывание канюли из подкожного кармана, как только клейкая лента со временем ослабнет, Отрежьте концы швов и выбросьте их. Прикрепите клейкую ленту вокруг датчика и наложите восемь прерывистых швов вокруг датчика, прикрепляя границу датчиков, приклеенных к коже. Активируйте датчик.После того, как канюля вставлена и CGM успешно активирована, соберите данные с помощью приемника. Здесь показаны необработанные выходные данные за три дня с одной мыши с использованием предоставленного кода. Параметры оси и все остальные параметры могут быть модулированы в коде.Здесь для наглядности показаны данные за три дня. Создание подкожного кармана и добавление нескольких швов позволяет канюле датчика оставаться на месте в течение более длительного времени. Непрерывные данные, полученные с помощью этого метода, позволили нам раскрыть неуловимый метаболический фенотип в конкретном штамме мыши.

Research

JoVE Journal

Biology

Pyrosequencing: A Simple Method for Accurate Genotyping

Пиросеквенирования: Простой метод для точного генотипирования

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

Записи Нейронные Активация округу в свободно Поведение животных

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

Меры сердца и вентиляционная Тариф в свободно движущейся раков

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

Долгосрочные Смертельное испытания токсичности с ракообразных Артемия 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

Автономно Биолюминесцентный клетках млекопитающих для непрерывных и мониторинга в реальном времени цитотоксичности

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

Фильтрация Выделение нуклеиновых кислот: Простой и быстрый ДНК Метод экстракции

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

Простой протокол высокой эффективности для изоляции поджелудочной железы от мышей

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

Простой и эффективный метод для в естественных условиях сердечной специфичные генные манипуляции путем инъекций Intramyocardial мышей

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

Обнаружение создания общего кровоснабжения у парабиотических мышей путем инъекции глюкозы Caudal Vein

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

Простое обнаружение первичной силии с помощью иммунофлуоресценции

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