Крыса модель Центральной усталости, с использованием модифицированных несколько метод платформы
14 августа 2018 г.
Здесь мы представляем протокол представить модель крыса Центральной усталости, используя измененный метод множественные платформы (MMPM).
Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в построении модели центральной усталости. Например, как вызвать усталость как с физической, так и с психологической точки зрения и как ее оценить. Основное преимущество этого метода заключается в том, что он сочетает психические факторы с модифицированным многоплатформенным методом для лучшего моделирования возникновения центральной усталости.
Впервые мы пришли к этой идее, когда заметили тесную связь между прерывистым недосыпанием и центральной усталостью. Мы пробовали разные часы и дни депривации, чтобы вызвать центральную усталость, и, наконец, обнаружили, что 14 часов в течение 21 дня — это правильная схема. Модель показывает хорошую валидность при центральной усталости, и она может быть использована в будущих исследованиях для изучения основного механизма заболевания.
Начните с создания непрозрачного пластикового резервуара без крышки. Закрепите на дне бака 15 круглых платформ, которые упорядоченно распределите в три ряда и пять столбиков. Оставьте достаточное пространство между каждой платформой, примерно 13 сантиметров между рядами и 10 сантиметров между столбцами.
Установите кран в выпускное отверстие для воды с боковой стороны бака. Наконец, сделайте для танка сетчатый чехол из железной проволоки, на котором будет висеть коробка с едой. Начните с нумерации корней крысиного хвоста маркером.
Взвесьте крыс, исключив очень легких или тяжелых, а остальных случайным образом разделите на модельную и контрольную группы. Аккуратно поместите крыс в чистые клетки и дайте им акклиматизироваться в лаборатории в течение как минимум трех дней. Обеспечьте достаточный запас воды и пищи.
Начните с того, что поставьте бак на ровный сервиз, затем наполните его семью сантиметрами теплой воды, примерно на один сантиметр ниже ровной платформы. Затем положите в коробку с едой дневной запас корма и воды и повесьте ее на крышку. Далее выньте модельную группу крыс из клетки за хвост, и аккуратно посадите их в аквариум.
Запускайте всех крыс в воду, а не на платформы, чтобы мотивировать их боязнь воды. Убедитесь, что у каждой крысы есть платформа для стояния, в то время как крысы контрольной группы остаются в своих исходных клетках с достаточным количеством пищи и воды. Далее накройте бак крышкой и следите за крысами.
Через 14 часов достаньте модельных крыс из аквариума, и высушите их волосы феном. Обратите внимание на крысиные хвосты, если они выцветают. Затем верните крысу в исходную клетку с едой и водой.
Наконец, промойте бак и откройте кран, чтобы выпустить нечистоты. Затем простерилизуйте бак с помощью спрея с 75% этанолом. Результаты испытаний в открытом поле показывают, что по сравнению с контрольной группой у модельных крыс наблюдается значительное снижение как движений при выращивании растений, так и средней скорости произвольной активности.
Тест лабиринта с повышенным уровнем и плюсом показывает, что 21 день моделирования значительно сократил как входы, так и продолжительность в открытой руке по сравнению с контрольной группой, в то время как в закрытой руке наблюдалось увеличение. Исчерпывающий тест по плаванию показал, что продолжительность плавания в модельной группе значительно короче, чем в контрольной группе. Наконец, эти результаты указывают на то, что дофамин в гипоталамусе, а также соотношение дофамина и серотонина значительно снижаются в модельной группе по сравнению с контрольной группой, в то время как содержание серотонина значительно увеличивается.
После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как построить танк с несколькими платформами и применить его в вашей центральной модели усталости. Это неинвазивная модель, которую легко освоить. Пробуя эту модель, очень важно следить за остальными, так как в первые две недели они довольно агрессивны, и может произойти травма.
Несмотря на то, что эта модель призвана дать представление о центральной усталости, она также может быть применена к другим заболеваниям путем усложнения факторов или корректировки продолжительности модели, таких как усталость при навигации и депрессия.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании представлен протокол создания модели центрального утомления у крыс с использованием модифицированного метода множественных платформ (MMPM). Этот подход сочетает в себе ментальные и физические факторы для более точного моделирования центрального утомления с целью изучения лежащих в его основе механизмов и влияния периодической депривации сна на данную модель.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Поведенческая биология
- Психология
Теоретическое обоснование
- Модель исследует утомление, вызванное физическими и психологическими факторами.
- В ней используется связь между дефицитом сна и центральным утомлением.
- Было установлено, что воздействие продолжительностью 14 часов в течение 21 дня эффективно индуцирует утомление.
- Подтверждается применимость модели для будущих исследований механизмов заболеваний.
Цель исследования
- Разработка надежной модели на крысах для изучения центрального утомления.
- Оценка как физических, так и психологических компонентов утомления.
- Создание базы для дальнейшего изучения механизмов центрального утомления.
Используемые методы
- Основной платформой является модифицированная многоплатформенная ванна для индуцирования центральной усталости.
- Биологическая модель состоит из крыс, разделенных на модельную и контрольную группы на основе веса и рандомизированного распределения.
- Основные этапы включают акклиматизацию крыс, мониторинг поведения и применение методов стимуляции.
- Крысы в модельной группе подвергались протоколу воздействия воды для индуцирования усталости.
- Для оценки эффектов после воздействия применялись различные поведенческие тесты.
Основные результаты
- Поведенческие тесты выявили снижение двигательной активности в модельной группе по сравнению с контрольной.
- В гипоталамусе были отмечены значительные изменения уровней дофамина и серотонина.
- Результаты подчеркивают роль дофамина в развитии утомления, что имеет важное значение для исследований центральной нервной системы.
- Реакции модели подтвердили ее эффективность в симуляции центрального утомления.
Выводы
- В данном исследовании представлена неинвазивная и простая в применении модель для изучения центрального утомления.
- Полученные результаты расширяют понимание механизмов центрального утомления, открывая возможности для дальнейшего изучения сопутствующих расстройств.
- Данную модель можно адаптировать для изучения других состояний, на которые влияют подобные факторы.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Данная модель центрального утомления у крыс позволяет снизить механистические риски на ранних этапах поиска новых лекарств путем имитации как физических, так и психологических факторов утомления, что способствует валидации мишеней при заболеваниях ЦНС. Модель обладает прогностической ценностью благодаря количественным поведенческим и нейрохимическим конечным точкам, помогая в идентификации ведущих соединений и сортировке портфеля препаратов для показаний, связанных с утомляемостью.
Стратегическое применение в исследованиях и разработках биофармацевтики
Ранний поиск и валидация мишени
- Научная ценность: проверка терапевтических гипотез путем моделирования утомления, вызванного сочетанием депривации сна и стрессового воздействия.
- Операционная ценность: возможность функциональной валидации мишеней посредством измеримых изменений произвольной активности и тревогоподобного поведения.
- Прогностическая ценность: поддержка снижения механистических рисков путем установления связи между фенотипами модели и изменениями центральных нейромедиаторов.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: подготовка валидированных биологических систем для скрининга соединений путем создания стабильного фенотипа утомления.
- Практическая ценность: получение стандартизированных, воспроизводимых результатов с помощью тестов в открытом поле, приподнятого крестообразного лабиринта и теста на выносливость при плавании.
- Готовность анализа: возможность надежной оценки соединений, влияющих на пути центрального утомления, с помощью количественных показателей двигательной активности и биохимических данных.
Трансляционные и доклинические исследования
- Трансляционная преемственность: Моделирование систем, релевантных заболеванию, с подтвержденными изменениями соотношения дофамина и серотонина, что соответствует патофизиологии центрального утомления у человека.
- Доклиническая валидация: Обоснование решений по продвижению разработки с учетом рисков путем подтверждения чувствительности модели к условиям, вызывающим утомление.
- Механистическое снижение рисков: Повышение прогностической уверенности за счет валидации нейрохимических изменений, которые отражают клинические наблюдения.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Данный метод вписывается в континуум открытий — от проверки гипотез до идентификации перспективных соединений (лидов), предоставляя систему, релевантную патологии заболевания, для валидации мишеней в ЦНС.
- Фундаментальная биология: Обеспечивает проверку гипотез путем моделирования утомления с помощью периодической депривации сна и стресса при воздействии воды.
- Скрининг: Обеспечивает готовность анализа с помощью стандартизированных поведенческих тестов, которые количественно определяют произвольную активность и тревогоподобное поведение.
- Аналитика: Предоставляет количественные измерения зависимых переменных, включая вертикальную активность, среднюю скорость, количество заходов в рукава, продолжительность пребывания, время плавания и уровни нейромедиаторов.
- Трансляционные исследования: Обеспечивает преемственность с доклиническими исследованиями за счет валидированных изменений уровня дофамина и серотонина в гипоталамусе, что актуально для механизмов расстройств, связанных с утомляемостью.
- Корпоративное повторное использование: Создает многократно используемую платформу для изучения центрального утомления и сопутствующих состояний, таких как депрессия, за счет регулируемой продолжительности воздействия.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Прогностическая достоверность благодаря валидированным поведенческим и нейрохимическим фенотипам центрального утомления.
- Операционная ценность: Стандартизация и воспроизводимость за счет определенного расстояния между платформами, глубины воды и времени воздействия.
- Стратегическая ценность: Оптимизация принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) путем снижения механистической неопределенности в отношении мишеней центрального утомления ЦНС.
- Влияние на портфель: Возможность приоритизации с учетом рисков на основе точности воспроизведения моделью симптоматики центрального утомления.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы с грызунами, проведение поведенческого тестирования и использование методов нейрохимического анализа.
- Необходимы оборудование для обслуживания резервуаров с водой, система видеотрекинга для поведенческого анализа, а также ВЭЖХ или ИФА для количественного определения нейромедиаторов.
- Требуется межгрупповая стандартизация длительности моделирования, конфигурации платформы и протоколов поведенческих тестов.
- При изменении продолжительности воздействия или сочетании факторов для других моделей утомления необходимо учитывать особенности адаптации.
- Существуют практические ограничения, такие как мониторинг межкрысиной агрессии в период акклиматизации для предотвращения травм и обеспечения достоверности данных.
