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 tackar Dvir Mintz DVM och veterinär- och djurhållningspersonalen i djuranläggningen, liksom medlemmar i vår grupp, för givande diskussioner. Denna studie stöddes av ett Israel Science Foundation-bidrag 1541/21 som tilldelades DBZ. DBZ är en Zuckerman STEM-fakultet.

Experimenten godkändes av Hebrew University's Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC).
OBS: Alla verktyg måste steriliseras och hantering av kanylen måste utföras med steril teknik. Protokollet nedan är finjusterat till en specifik CGM. Protokollet kan anpassas till andra CGM.
1. Analgetisk administrering före proceduren
<ol><li>Administrera 5 % dextros och 0,45 % saltlösning med meloxikam subkutant 5 mg/kg kroppsvikt.</li>
</ol...

<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>

Detta protokoll erbjuder en enkel, billig metod för att övervaka glukosnivåer hos möss som inte kräver utmanande mikrokirurgi och inte innebär blödning eller hantering av mössen. Metoden är lätt att implementera i alla anläggningar och orsakar inte dödlighet, smärta eller alltför obehag för mössen. Det mest kritiska steget i protokollet är att sätta in kanylen på glukossensorn under musens hud. Tillägget av några suturer gör att kanylen kan stanna på plats under en längre tid. Sensorerna är små ...

Diabetes mellitus (DM) är en förödande sjukdom som kännetecknas av höga blodsockernivåer. Typ 1 DM kan vara ett resultat av en autoimmun attack på de insulinproducerande betacellerna i bukspottkörteln. Typ 2 DM och graviditets-DM, å andra sidan, kännetecknas av ett misslyckande av betacellerna att utsöndra tillräckligt med insulin som svar på en ökning av glukosnivåerna1. Musen är en vanlig modellorganism som används för att studera DM eftersom den har liknande fysiologi och dess normala glukosnivåer ligger nära människors. Dessutom kan specifika musstammar utveckla DM på grund av mutationer i viktiga signalvägar eller efter exponering för specifika dieter, vilket möjliggör sjukdomsmodellering 2,3,4.
Blodglukos mäts vanligen hos möss med hjälp av glukometrar avsedda för patienter genom att extrahera en liten droppe blod (1-2 μL) från spetsen av musens svans. Denna metod orsakar stress och kräver hantering av musen, vilket påverkar glukosnivåerna och förbjuder mätning av blodsockernivåer hos fritt betande möss eller när forskaren inte är nära5. Blödning av möss kan orsaka stress hos närliggande möss, särskilt hos möss i samma bur vars glykemi ännu inte har mätts, vilket påverkar resultaten. Möss svarar olika beroende på hanterare, och den person som mäter glukos kan påverka glukosnivåerna hos mössen. Dessa fallgropar kräver noggrann experimentell design och ligger till grund för vissa inkonsekvenser mellan experiment.
Det är möjligt att mäta glukos i fritt rörliga möss utan blödning genom att implantera glukossensorer i mössens aortabåge med hjälp av toppmodern telemetri6. De resulterande mätningarna är mycket bra och kan upprätthållas under en lång period, men det är utmanande att implantera dessa sensorer, och telemetrisystemet är dyrt, vilket leder till en måttlig användning av denna metod och ingen adoption i icke-specialiserade laboratorier. Subkutana eller andra glukossensorer som är skräddarsydda för mössens dimensioner och deras fysiologi har utvecklats de senaste åren, men dessa kräver återigen högkvalificerade experter och är i vissa fall kostsamma 6,7,8,9,10.
Kommersiella kontinuerliga glukosmonitorer (CGM) som ursprungligen utvecklades för att övervaka glukosnivåerna hos DM-patienter erbjuder ett annat alternativ för att mäta glukos i fritt rörliga möss, med lägre kostnad och tekniska expertkrav än implanterade sonder. Sådana sonder har använts i grundforskning av några laboratorier 5,11,12,13,14,15 inklusive våra kollegor som använde detta protokoll 16. Dessa enheter inkluderar vanligtvis en sensor, en monteringsenhet, en mottagare och ett program. Sensorn har en kanyl som styr den enzymatiska glukosensorn, tejp, en energikälla, korttidsminne och en trådlös kommunikationsmodul som lagrar och skickar data till mottagaren. Mottagaren kan visa aktuella glukosnivåer och skickar data till en server; Denna mottagare kan vara en mobiltelefon. Programvaran tillhandahåller data för patienten och sjukvårdsteamet om patientens glykemi. Hos patienter fästs sensorn enkelt med monteringsanordningen. Kanylen sätts in subkutant genom att trycka monteringsanordningen mot huden, och sensorn förblir på plats med hjälp av tejp.
Detta är ett detaljerat protokoll för att anpassa en kommersiell CGM-enhet för att mäta glukosnivåer hos möss. Detta protokoll beskriver hur man kirurgiskt sätter in glukossensorn och fäster den på musen. Skript för grundläggande dataanalys och datavisualisering tillhandahålls. Potentiella fallgropar, felsökning och exempel på standardresultat tillhandahålls. Protokollet nedan är specifikt för en viss CGM men kan enkelt anpassas till andra typer av kommersiella CGM när de blir tillgängliga.

<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

Möss är en vanlig modellorganism som används för att studera metaboliska sjukdomar som diabetes mellitus. Glukosnivåer mäts vanligtvis genom svansblödning, vilket kräver hantering av mössen, orsakar stress och ger inte data om fritt betande möss under den mörka cykeln. Toppmodern kontinuerlig glukosmätning hos möss kräver att en sond sätts in i musens aortabåge, liksom ett specialiserat telemetrisystem. Denna utmanande och dyra metod har inte antagits av de flesta laboratorier. Här presenterar vi ett enkelt protokoll som involverar användning av kommersiellt tillgängliga kontinuerliga glukosmonitorer som används av miljontals patienter för att mäta glukos kontinuerligt i möss som en del av grundforskningen. Den glukosavkännande sonden sätts in i det subkutana utrymmet på baksidan av musen genom ett litet snitt på huden och hålls på plats tätt med ett par suturer. Enheten sys på mushuden för att säkerställa att den förblir på plats. Enheten kan mäta glukosnivåer i upp till 2 veckor och skickar data till en närliggande mottagare utan att behöva hantera mössen. Skript för grundläggande dataanalys av registrerade glukosnivåer tillhandahålls. Denna metod, från kirurgi till beräkningsanalys, är kostnadseffektiv och potentiellt mycket användbar i metabolisk forskning.

Kirurgiskt resultat Resultat från åtta HSD: ICR-möss (i åldern 8 veckor) matade en fettrik högsackarosdiet (HFHS) i 18 veckor och fem magra HSD: ICR-möss (i åldern 12 veckor) visas. Enheten vi använde lagrar data i upp till 8 timmar. Tillgång till den lokala djuranläggningen begränsades till 07:00-19:00, vilket förbjöd datainsamling under de sena PM-timmarna, när mössen är aktiva. Mössen placerades därför i ett rum med omvänd belysning i 7 dagar före det kirurgiska ingreppet, med ...

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

Här beskriver vi en enkel metod för att implantera en kommersiell kontinuerlig glukosmonitor utformad för patienter på möss och tillhandahåller skript för att analysera resultaten.

Enkel kontinuerlig glukosmätning hos möss i fritt rörelse

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

Vårt protokoll erbjuder en enkel billig metod för att övervaka glukosnivåer hos möss. Den största fördelen med denna teknik är att den inte kräver utmanande mikrokirurgi och inte innebär blödning eller hantering av mössen. Denna metod kan användas för att identifiera svårfångade glukoshanteringsfenotyper i musmodeller av fetma och diabetes.När du försöker detta protokoll är det mest kritiska steget införandet av kanylen under huden och åtdragning av de inre suturerna för att hålla kanylen på plats. För att börja raka mittlinjen på baksidan av den bedövade musen och använd en hårborttagningskräm för att säkerställa fullständig hårborttagning. Öppna och ladda sensorn.Montera sedan sensorn på sensorns monteringsenhet för att exponera sensorns tejp och kanylsida. Kanylen är tom från nålen. Suturera två 5-0 koniska punktsuturer till tejpen på båda sidor av kanylen.För dorsal hudberedning, gör ett två millimeter snitt i mitten av det rakade området ovanför ryggraden med en vass sax. Sätt kort in små pincett med en trubbig kant under huden för att bilda en liten subkutan ficka, så att kanylen lätt kan sättas in i fickan. För en sutur genom huden på vardera sidan av snittet.För sensorinsättningen, ta bort sensorn helt från sensormonteringsenheten och håll sensorn med pincett för att förhindra att den omgivande tejpen fastnar på sig själv. Sätt försiktigt in kanylen i den subkutana fickan. Dra suturerna på varje sida och dra åt och binda dem för att fästa sensorn ordentligt på plats.Detta förhindrar att kanylen glider ut ur den subkutana fickan när tejpen lossnar med tiden, Klipp ändarna på suturerna och kassera dem. Fäst tejp runt sensorn och gör åtta diskontinuerliga suturer runt sensorn som fäster kanten på sensorerna tejpade på huden. Aktivera sensorn.När kanylen har satts in och CGM har aktiverats samlar du in data med mottagaren. De råa utdata för tre dagar från en enda mus med den angivna koden visas här. Axelparametrarna och alla andra parametrar kan moduleras i koden.Här visas data för tre dagar för tydlighet. Att göra en subkutan ficka och lägga till några suturer gör att sensorns kanyl kan stanna på plats under en längre tid. De kontinuerliga data som förvärvats med hjälp av denna teknik gjorde det möjligt för oss att avslöja en svårfångad metabolisk fenotyp i en specifik musstam.

Research

JoVE Journal

Biology

Pyrosequencing: A Simple Method for Accurate Genotyping

Pyrosequencing: En enkel metod för noggrann Genotypning

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

Inspelningar av neurala Circuit Aktivering i fritt bete Djur

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

Åtgärder för Hjärt-och Ventilationsstöd priser i fritt flytta Kräftor

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

Långsiktig Dödligt toxicitetstest med Crustacean 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 däggdjursceller för kontinuerlig och övervakning i realtid av cytotoxicitet

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 nukleinsyror: En enkel och snabb DNA-extraktion metod

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 hög verkningsgrad protokoll för bukspottskörteln ö isolering från möss

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 och effektiv metod för In Vivo hjärt-specifik gen Manipulation av Intramyocardial injektion i möss

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

Upptäcka etablering av delad blodtillförsel i parabiotiska möss av Caudal Vein Glukos 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

Enkel Detektion av primär Cilier genom immunofluorescens

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