Application du mouvement passif de la tête pour générer des accélérations définies à la tête des rongeurs

Notre protocole aide à répondre aux questions sur la façon dont l’exercice physique soutient l’homéostasie de l’organisme. Les systèmes nous ont permis de disséquer les effets mécaniques directs sur le cerveau des conséquences complexes d’activités physiques telles que la marche et le jogging. Pour commencer, fixez l’accéléromètre sur le dessus de la tête d’un rat à l’aide de ruban chirurgical.

Après une récupération complète de l’anesthésie, placez le rat dans la machine à tapis roulant. Ajustez le tapis roulant à une vitesse modérée à 20 mètres par minute. Utilisez le logiciel d’application pour mesurer l’ampleur des accélérations verticales le long des axes X, Y et Z lorsque le rat exécute le tapis roulant.

Faites correspondre les valeurs obtenues à partir du logiciel à l’amplitude de fréquence de l’accélération verticale dans le système PHM. Préréglez l’amplitude d’oscillation de la plate-forme et la vitesse de rotation de la came en forme d’hélice. Placez ensuite la souris en position couchée avec la tête située sur l’oscillable et le reste du corps sur les plates-formes statiques.

Allumez le moteur pour faire osciller la plate-forme verticalement et appliquez PHM à la souris. Dans le boîtier en plastique transparent, configurez la caméra vidéo à une fréquence d’images de 24 FPS pour enregistrer tout l’espace. Ensuite, administrez par voie intrapéritonéale cinq hydroxytryptophane à une souris.

Placez la souris dans la cage transparente et commencez à enregistrer pendant 30 minutes. Examinez la vidéo enregistrée à une vitesse de 0,5x et comptez manuellement les contractions de la tête. Récupérez les cryosections du cerveau de souris à partir de la boîte à diapositives.

Laissez les lames sur des lingettes propres à température ambiante jusqu’à ce que les échantillons se déshydratent complètement. Utilisez un stylo bloqueur de liquide pour dessiner un cercle autour du tissu cryosectionné. Ajoutez ensuite la solution TBS-T.

Sur le fond d’un plateau, placez des lingettes humides pour créer un environnement humide pour les lames. Après une perméablisation avec TBS-T, ajouter 4% de sérum d’âne pour le blocage et incuber à température ambiante pendant une heure. Rincer les lames une fois par immersion dans TBS-T pendant cinq minutes.

Appliquez ensuite 100 microlitres d’anticorps primaires dilués de manière appropriée et le mélange dappy sur chaque lame. Couvrir le plateau et incuber à température ambiante pendant la nuit. Après l’incubation, rincer trois fois avec TBS-T pendant cinq minutes chacun.

Appliquer 100 microlitres d’anticorps secondaires fluorescents correspondant à des espèces diluées de manière appropriée et incuber à température ambiante pendant une heure. Rincer après avec TBS-T trois fois pendant cinq minutes chacune, monter les lames avec un support de montage et couvrir les lames avec des lames de couvercle. Après le montage, visualisez l’échantillon au microscope à fluorescence.

Le système PHM a été ajusté pour produire des pics d’accélération verticale à environ 1,0 fois G, ce qui était équivalent à ceux des têtes des rats pendant la course sur tapis roulant. L’application de PHM à des souris a considérablement atténué leur réponse aux contractions de la tête par rapport aux souris témoins représentant un effet suppressif de PHM sur la signalisation du récepteur 5-HT2A dans les neurones du cortex préfrontal. Le tapis roulant fonctionnant dans le PHM a considérablement amélioré l’internalisation des récepteurs 5-HT2A et les neurones du cortex préfrontal de la souris.

La quantification des zones positives du récepteur 5-HT2A internalisées et associées à la membrane par rapport à la nouvelle zone positive a confirmé cette observation. L’immunomarquage et la quantification de l’expression de c-Fos dans les neurones positifs aux récepteurs 5-HT2A ont montré que le tapis roulant fonctionnant dans le PHM régulait à la baisse l’expression de c-Fos induit le 5-HTP. Il s’agit de l’événement cellulaire en aval de l’activation du récepteur 5-HT2A et des neurones PFC de souris.

L’intervention mécanique peut être appliquée aux parties du corps autres que la tête pour étudier les aspects mécaniques des effets de l’exercice.