曝露研究のためのソフト拘束具

げっ歯類における様々な拘束方法によるストレス関連影響

吸入暴露の設定で使用される拘束装置は、定義上、被験者の移動能力を制限します。鼻のみの吸入セットアップの場合、一般的な拘束具は硬く、完全に密閉されており、対象者を前進させて対象者が後退するのを防ぐ金属またはアクリル製のプランジャーが含まれています。このような制約の例を以下に示します。

上の画像で明らかなように、対象者は動きが大幅に制限されており、熱出力を調整する能力がありません。さらに、適切に固定されていない場合、被験者は拘束具内で回転する可能性があり、これにより被験者が首を折ったり、窒息したりすることがあります。
SCIREQ の SoftRestraints は、典型的な拘束が被験者に及ぼす重要な影響の一部を最小限に抑えるように設計されています。まず、完全に密閉されていないため、皮膚と尾の周りに空気の流れができ、被験者が自然に体温を調節できるようになります。さらに、メッシュは被験者を優しく拘束しながら、胸部の周囲にほとんど圧迫や制限を加えません。このため、胸の動きが妨げられることはなく、環境の合図に適応する被験者の能力は維持されます。これは、被験者が特定の曝露環境に応じて呼吸パターンを調節できるため、過換気期間中に観察できます。最後に、SCIREQ の SoftRestraints の後ろにクリップを追加して、被験者の位置を維持することができます。このロック機構はオプションであり、胸腔を圧迫して呼吸や呼吸の調節を妨げる可能性がある従来の金属またはアクリル製バックストップに代わる優しい代替品です。

ソフト拘束具の使用

当社のソフト拘束具は、他の拘束具と同様に、使用に際して慣らし期間が必要です。しかし、その設計上、従来の拘束具に比べて被験者の負担が少なく、慣らし期間も短縮されます。

ソフト拘束具への順応に関する当社の標準プロトコル推奨事項は以下のとおりです。

5日1分間、被験者を拘束具に入れてケージに戻し、毎日徐々に時間を増やします。これは、プロトコルで指定された望ましい曝露時間に達するまで、2 ～ XNUMX 週間にわたって行われます。
連続した日の実験期間中、バイアスフローのみを備えた露出システムに拘束された被験者を配置します。

拘束具内での被験者の適切な配置は、その本来の用途において重要です。当社のソフト拘束具は、被験者をしっかりと固定しつつ、過度の締め付けを防ぐのに十分な柔軟性を備えるように設計されています。特に重要なのは、被験者の首の周りのメッシュに膨らみが生じないようにすることです。膨らみがあると、被験者がメッシュとプラスチックリングの接合部に挟まれた場合に、過剰な動きが生じ、怪我をする恐れがあります。参考として、以下の画像をご覧ください。なお、被験者は麻酔されておらず、単に拘束具に慣れている状態です。

inExpose システムは、露光条件を再現可能に生成できるコンピュータ制御の露光システムです。被験者が適切な位置に配置され、SoftRestraint に慣れると、曝露はグループ内および実験日内の被験者間で一貫します。

SCIREQ の多くの顧客は、日々の実験で SoftRestraints を利用しています。簡単に参照できるよう、フィードバックと対応する連絡先情報の一部を以下に示します。

マクハウワット博士は、マウスが（常に同じ動物ハンドラーを使用して）慣れてしまえば、実際には SoftRestraints の中をただ歩くだけになると述べています。マウスはそれ以上のロック機構を必要とせず、問題なく曝露を受け入れました。
Crotty-Alexander 博士はこれらの拘束具を定期的に使用しており、マウスは本来好奇心旺盛で狭い場所を好むため、マウスを優しく適切に扱えば、通常はすぐに入ってくることを発見しました。

検証研究

博士たち。ハドソン医学研究所のTateとMansellは、inExpose SoftRestraintsを使用して拘束されたときのマウスの比較ストレスレベルに関する内部予備評価を実施しました。

彼らは、マウスの血清中のコルチコステロンのレベルを調査し、以下のグループを比較しました。

グループ 1: イソフルラン麻酔 (麻酔) を受けます。
グループ 2: SoftRestraint で 15 分間拘束 (拘束)。
彼らはまた、マウスの標準的な実験手順で以前に収集した血清を分析して、マウスのストレスレベルを比較のために調べました。
グループ３：イソフルラン麻酔およびＰＢＳ（ＰＢＳ中）の鼻腔内送達の３日後のマウスからの血清。
グループ 4: イソフルラン麻酔およびインフルエンザ A ウイルスの鼻腔内接種 (IAV 内) の 3 日後のマウスからの血清。
グループ 5: PBS の腹腔内注射 (ip PBS) の 2 時間後のマウスからの血清。
グループ６：ＬＰＳの腹腔内注射（ｉ．ｐ．ＬＰＳ）の２時間後のマウスからの血清。

博士たち。テイトとマンセルは、麻酔をかけたマウス (p=0.0967)、鼻腔内 PBS (p=0.0967)、および腹腔内に PBS を注射したマウス (p=0.0923) と比較して、SoftRestraint を使用した場合のストレスに有意な差がないことを発見しました (一元配置分散分析を使用)。

総合すると、これらのデータは、SoftRestraints でマウスを拘束することが、イソフルラン麻酔などのマウスを固定して治療する現在の方法と比べて、ストレスを誘発しないことを示しています。

結論

要約すると、いかなる拘束も被験者にストレスを与えます。上で概説したように、SoftRestraint はその設計を通じて、被験者への影響を最小限に抑えるように機能します。以下に挙げるのは、SCIREQ の inExpose システムのノーズのみの構成を使用している科学出版物の一部です。

ニコチンを含む電子タバコ蒸気の慢性吸入は、気道バリア機能を破壊し、マウスの全身性炎症と多臓器線維症を誘発します。 Crotty Alexander LE., et al. （2018）。 Am J Physiol Integr Comp Physiol. ajpregu.00270.
末期慢性閉塞性肺疾患モデルにおいて、タバコの煙は IL-33 関連炎症を誘発する。リー、JH、他（2019年）。アメリカ呼吸器細胞分子生物学ジャーナル、61(5)
ガソリン直噴エンジンの排気ガスと微粒子によってマウスモデルに誘導される気道反応の比較。舞川CL 他環境研究と公衆衛生の国際ジャーナル、15(3)。 2018年。