إعدادا معقدا وصعبا ، بالإضافة إلى تقنيات تربية ومناولة شاملة لضمان تأثيرات استقلابية قوية ومضادة للسرطان في الفئران. يوفر هذا البروتوكول إجراءات مفصلة لإعادة إنتاج التأثيرات المذكورة أعلاه في الفئران.
مقالة منهجية
إعدادا معقدا وصعبا ، بالإضافة إلى تقنيات تربية ومناولة شاملة لضمان تأثيرات استقلابية قوية ومضادة للسرطان في الفئران. يوفر هذا البروتوكول إجراءات مفصلة لإعادة إنتاج التأثيرات المذكورة أعلاه في الفئران.
الإثراء البيئي (EE) هو بيئة سكنية للفئران تعزز الصحة العقلية والجسدية مقارنة بالسكن المختبري القياسي. تظهر دراساتنا الحديثة أن الإثراء البيئي يقلل من السمنة ، ويزيد من إنفاق الطاقة ، ويقاوم السمنة التي يسببها النظام الغذائي ، ويسبب مغفرة السرطان وتثبيطه لدى الفئران. يتكون EE عادة من مساحة معيشة أكبر ، ومجموعة متنوعة من "الألعاب" للتفاعل معها ، وعجلات الجري ، ويمكن أن تشمل عددا من التغييرات البيئية الجديدة الأخرى. كل هذا يعزز مشاركة اجتماعية أكثر تعقيدا ، وتحفيز معرفي وجسدي. الأهم من ذلك ، يتم تغيير موقع اللعبة ونوع اللعبة بانتظام ، مما يشجع الفئران على التكيف مع بيئة جديدة ومتغيرة بشكل متكرر. يمكن التلاعب بالعديد من المتغيرات في كفاءة الطاقة لتعزيز الآثار الصحية على الفئران. وبالتالي يصعب التحكم في هذه الأساليب ويجب إدارتها بشكل صحيح لتكرار الأنماط الظاهرية المرتبطة بنجاح. لذلك ، فإن الهدف من هذا الفيديو هو توضيح كيفية إعداد كفاءة الطاقة وصيانتها بشكل صحيح لضمان بيئة معقدة وصعبة وخاضعة للرقابة حتى يتمكن الباحثون الآخرون بسهولة من إعادة إنتاج التأثيرات الوقائية ل EE ضد السمنة والسرطان.
تخصيب البيئي (EE) هو النموذج التجريبي المستخدمة لاستكشاف الآثار المترتبة على البيئة المعقدة والصعبة التي لا نشدد على الحيوانات 1. EE هو أسلوب إيواء الحيوانات تتألف من زيادة المساحة، والنشاط البدني، والتفاعلات الاجتماعية، وهذا بدوره يزيد الحسية والإدراكية والحركية، والتحفيز الاجتماعي 2. كوخا، دوران العجلات، وعجلات الصحن، متاهات أنبوب، وغيرها من الأشياء في البيئة السكنية تعزيز هذا المعرفي الحسي والاجتماعي، وتحفيز السيارات عن طريق تشجيع الاستكشاف والتفاعل. تخطيط الكائنات في التغييرات الضميمة بانتظام لتقديم بيئة جديدة، والتي يضطر الفئران على التكيف. تقدم هذه الاستراتيجية التحديات خفيفة وموجزة التي تحفز استجابة تكيفية المفيدة، حميدة، وصحية، والمعروفة باسم eustress، في مقابل أكثر مكره، بيئة عدائية أو الضيق غير القادرة على التأقلم 3،4. من خلال تشجيع eustress والحد من الضائقة الضارة والفئرانتظهر مجموعة متنوعة من الظواهر مواتية.
EE هو نموذج تجريبي موثوق بها مع مجموعة واسعة من التطبيقات، في حين يجري تخلو من عناصر يعتقد تقليديا مرهقة ك 1. وقد درست آثار EE على القوارض لأكثر من نصف قرن. في 1960s في وقت مبكر وأظهرت الدراسات أن مستويات الكولين القشرية انخفضت وارتفعت مستويات الكولين تحت القشرية في الفئران التي تم إيواؤهم في بيئات مع زيادة المساحة المعيشية، وزيادة عدد من الفئران، ومجموعة متنوعة من الألعاب الخشبية، متاهات، ومنصات 5،6. بالإضافة إلى ذلك، يرتبط EE مع العديد من التغييرات على التكيف في الدماغ، والسلوك، والتمثيل الغذائي في الفئران من مختلف الأعمار والخلفيات الوراثية. ولذلك، EE هو نموذج مفيد لنطاق واسع من التجارب دراسة آثار البيئة على الفئران. ويمكن ملاحظة آثار EE في الفئران في أسرع وقت التعرض لمدة أسبوع، ويمكن ملاحظة ذلك في حيوانات قديمة قدم ثمانية عشر شهرا 7. EE في كثير من الأحيان شالحوار الاقتصادي الاستراتيجي في علم الأعصاب والسلوك العصبي التجارب لدراسة استعادة وظيفة والتعلم والذاكرة 2. وعلاوة على ذلك، EE له تأثير كبير على النمط الظاهري من مجموعة متنوعة من السموم التي يسببها والنماذج الحيوانية المعدلة وراثيا من الأمراض العصبية الإنسان بما في ذلك مرض هنتنغتون، ومرض الزهايمر ومرض باركنسون، الصرع، السكتة الدماغية، وأكثر من 2.
ومع ذلك، على مر السنين كان هناك تضارب مع تصميم تخصيب إجراء مقارنات بين الدراسات من مختلف المختبرات الصعبة. على سبيل المثال، كل دراسة من الدراسات حول آثار EE النسبية للأمراض العصبية البشرية المشار إليها أعلاه قد المعلمات في إثراء متفاوتة. دراسة عن مرض هنتنغتون تؤوي 4-6 الفئران في اقفاص كبيرة (44 × 28 × 12.5 سم 3) التي تحتوي على صناديق من الورق المقوى، والأنفاق، وصحائف، وكذلك الأجسام الخشبية والبلاستيكية التي تم تغييرها كل يومين 8،9. واحدة من الدراسات التي اجريت على مرض الزهايمر و# 8217؛ ق يضم 20 الفئران في قفص أكبر (1 م 3) التي تحتوي على عجلات 2 على التوالي، أنابيب بلاستيكية، وصناديق من الورق المقوى ومواد التعشيش التي تم تغييرها أو إعادة ترتيبها أسبوعيا 10. العديد من الاجهزة من EE تعنى بمواضيع مماثلة مثل الكائنات لتشغيل أو الاختباء في، ومع ذلك فإن عدد الفئران في السكن EE، الذين يعيشون في المنطقة، وفترة تغيير البيئة تختلف من ذلك بكثير.
وقد أدت تصاميم متناسقة من EE لتكرار فشل الآثار EE. لدينا بيانات عن السرطان والتمثيل الغذائي توحي معا أن الجمع بين التحفيز المنصوص عليها في بروتوكول الرصاص الإسكان مفصل EE التالية لكبير لمكافحة السرطان وتأثيرات مضادة للسمنة 14،15. ومع ذلك، والفرق من ضبط EE التي اعتمدتها مختبرات مختلفة قد تؤثر على نتائج EE، كما ينظر في واحدة فشل محاولة لإعادة إنتاج آثار EE على نمو الأورام السرطانية محددة زرعها في الفئران (11). يمكن أن تكون النتائج مختلفة ويرجع ذلك إلى عدة أسباب تتراوح جيئة وذهابام معدلات نمو مختلفة من الثقافات الخلايا السرطانية لنوع من المنظفات المستخدمة لتنظيف المعدات الإسكان 11. من أجل تكرار ما يلاحظ في تجاربنا، مطلوب تصميم معين من تربية التخصيب والحيوان. تفاصيل الإجراء التالي السكن EE التي من شأنها أن تسمح للباحثين آخرين بتقليد نموذج تخصيب فعال لدينا بنجاح.
وقد تمت الموافقة على الإجراءات الموضحة أدناه من قبل لجنة المؤسسي رعاية الحيوان واستخدام (IACUC) من جامعة ولاية أوهايو.
1. إعداد المخصب البيئة قبل الفئران الإسكان
2. الإسكان الحيوانات
3. الحفاظ على البيئة ومراقبة الفئران خلال الدراسات
4. مراقبة ظروف السكن
EE يؤثر عامل النمو التعبير، ويزيد من تكوين الخلايا العصبية والبقاء على قيد الحياة من الخلايا داخل الجهاز العصبي المركزي (CNS) 12،13. وقد أظهرت الدراسات الحديثة أن هذه التقنية من EE يؤدي إلى قمع ملحوظ من نمو السرطان في نماذج السرطان ثلاثة الماوس بما في ذلك سرطان الجلد B16، وسرطان القولون MC38 وAPC دقيقة / + الفأر الذي يحتوي على الطفرات سلالة الجرثومية وغير عرضة للتشكيل الورم الحميد عفوية في الأمعاء 14. النتائج في الشكل 2 تأكيد قمع نمو الورم القتامي B16 زرعها في الفئران التي تعرضت للêè لمدة 5 أسابيع (~ انخفاض 80٪ من كتلة الورم). وحتى لوحظ قمع نمو السرطان في الفئران عندما بدأ EE بعد أن تم إنشاء الورم 14. أدى EE بمزيد من تثبيط نمو سرطان الجلد في ارتفاع الدهون النظام الغذائي الناجم عن الفئران السمنة (~ انخفاضا بنسبة 70٪ من كتلة الورم) من ذلك في الفئران من الوزن الطبيعي (~ انخفاض 50٪ من كتلة الورم) 14. EE دائرة الهجرة والجنسية التغييرات توقيع uced في المؤشرات الحيوية في الدم بما في ذلك انخفاض قوي اللبتين، وانخفاض IGF-1، وزيادة مستويات اديبونيكتين 14.
وبالإضافة إلى ذلك، فإن هذا الأسلوب من EE يقلل السمنة، زيادة نفقات الطاقة، ويؤدي إلى مقاومة ضد النظام الغذائي الناجم عن السمنة، ويستحث الأبيض إلى البني التحول المظهري الدهون عن طريق تنشيط الغدة sympathoneural-خلية شحمية محور 15. كان ينظر إلى انخفاض في السمنة في وقت مبكر من ستة أيام تتعرض لEE (الشكل 3A، B)، وأكد مرة أخرى في حيوانات تعرضت لêè لمدة أربعة أسابيع (الشكل 3C، D). ومن المهم أيضا أن نلاحظ أنه واحد، لا يمكن أن تحسب على مكافحة السرطان وتأثيرات مضادة للسمنة المرتبطة EE حسب النشاط البدني وحده، واثنين، وآثار EE يمكن استنساخها من قبل overexpression من المستمدة من الدماغ عامل التغذية العصبية (BDNF ) في منطقة ما تحت المهاد 14،15.
2874fig1.jpg "/>
الشكل 1: المخصب البيئة بن إعداد بيئة غنية تبلغ مساحتها 120 سم × 90 سم وتضم اثنين من أقفاص تعديل، دوران العجلات، كوخا مع عجلات الصحن، الأنابيب البلاستيكية، وسجلات خشبية، وغيرها من الألعاب تخصيب البلاستيك.

الشكل 2: بيئة المخصب يقلل من نمو الورم في C57BL / 6 الفئران الذكور كانت ثلاثة أسابيع الفئران الذكور القديمة منزل في EE أو أقفاص الرقابة لمدة 5 أسابيع قبل الورم التلقيح. B16 الأوزان الورم القتامي في 17 أيام بعد التلقيح من 10 5 خلايا لكل حيوان تحت الجلد فوق الجهة اليمنى (ن = 10 لكل مجموعة. ر -test الطالب، * p <0.05).


ق / ftp_upload / 52874 / 52874fig3c.jpg "/> 
انخفاض المخصب البيئة السمنة في C57BL / 6 الفئران الذكور تعرضوا ثلاثة فئران عمرها أسبوع لEE؛: الرقم 3. مجموعة واحدة لمدة 6 أيام، وآخر لمدة أربعة أسابيع. (A) ستة أيام في EE انخفضت أوزان وحة الدهون (ن = 5 لكل مجموعة. ر -test الطالب، * p <0.05). (B) ستة أيام في EE انخفضت أوزان وحة الدهون بالنسبة للوزن الجسم (ن = 5 لكل مجموعة. ر -test الطالب، * p <0.05). (C) انخفضت أربعة أسابيع في EE الأوزان وسادة دهنية (ن = 5 لكل مجموعة. ر -test الطالب، * p <0.05). (D) انخفضت أربعة أسابيع في EE الأوزان وحة الدهون بالنسبة للوزن الجسم (ن = 5 لكل مجموعة. ر -test الطالب، * p <0.05). BAT: بني الأنسجة الدهنية، IWAT: الإربي الأنسجة الدهنية البيضاء، EWAT: بربخي الأنسجة الدهنية البيضاء،RWAT: خلف الصفاق الأنسجة الدهنية البيضاء.
آثار قوية من EE على التعبير الجيني في الدماغ، انخفض السمنة ونمو السرطان في الفئران تعتمد بشكل كبير على قدرة الباحث على الحفاظ على البيئة الجديدة والتعامل مع الحيوانات بطريقة تعزز النشاط البدني والتفاعل الاجتماعي، والتحديات المعرفية، ولكن لا محنة الحيوانات. هناك نوعان من الخطوات الإجرائية أهم تذكر. أولا، تذكر أن تغيير موضع من اللعب، والأشياء، وأقفاص كل أسبوع. على الرغم من أن اللعب والأشياء قد تكون هي نفسها من الأسبوع السابق، والفئران ترى أن بيئة كما الرواية. تغيير اللعب والكائنات أنفسهم مع مختلف منها مرة كل أسبوعين. الثانية، تذكر للحفاظ على بيئة نظيفة. إذا لم يكن الفراش المتسخة الحصول على إزالتها، قد تكون زيادة مستويات النيتروجين الضغوطات للحيوانات.
بالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من التقنيات لاحظ في هذا البروتوكول EE. استخدام مختلفة أو فريدة من نوعها اللعب ومختلفةومما يشجع تصاميم متاهات أنبوب من البلاستيك. البيئة يمكن أن يكون تحديا ولكن لا ينبغي أن تشكل خطرا على صحة الحيوانات. وعلاوة على ذلك، حذار من اللعب التي هي مختلة، وذلك لأن اللعب مختلة تزيد من خطر أطرافه الماوس الوقوع، أو قد تكون سامة للحيوانات إذا استهلكت عن طريق المضغ على ذلك. واحد ثابت لEE هو استخدام ثلاث عجلات الصحن على رأس كوخا، المحتبسة إلى ضربة زاوية أو جانب من بن بنسبة 2-3 السجلات. وكان هذا الإعداد على تشغيل الصحون وراء سجلات موجودة في جميع الدراسات تخصيب دينا. من حيث استخدام ووضع كائنات أخرى، وصفا للتخطيط أعلاه هو الطباعة الزرقاء التأسيسية لإعداد EE. الاختلاف في الإعداد لهذا الإطار التأسيسي للأنابيب بلاستيكية، تشغيل عجلات، تشغيل الصحون، وأقفاص والسجلات يجب توفير بيئة الرواية كافية لإنتاج النتائج المعلنة.
إذا كان يعمل مع الحيوانات المعدلة وراثيا التي لديها مرض السكري أو الأيضية الأخرىالأمراض، وإيلاء اهتمام وثيق للاستهلاك الغذاء والماء للتأكد من أن الحيوانات لا نفاد الغذاء والماء. إذا كانت الحيوانات لديها مرض السكري، وسوف التبول أكثر، لذلك قد تحتاج الفراش من السكن EE إلى أن يتم التحقق بقعة وتنظيفها على نحو أكثر تواترا. الأماكن في السكن EE التي تحتاج إلى الفراش إزالة معظم الأحيان هي الزوايا. تذكر أن ضبط العجلات وألعاب أخرى، بحيث يمكن استخدامها من قبل الحيوانات. الحيوانات قادرة على تشغيل عجلات الصحن في الفراش وطرق تشغيل عجلات أكثر. إذا كانت الحيوانات هم من الشباب، 3-5 أسابيع من العمر، لأنها قد حفر تحت أقفاص في EE والاختباء معا تحت الانقاض، وترك الباحث جاهل بما فيها الحيوانات. عند إزالة الفراش المتسخة، لتحل محل لعب الأطفال، أو تنظيف الأقفاص، يقترح وضع الحيوانات في قفص القياسية نظيفة حتى لا أؤكد لهم للخروج في حين ضبط البيئة المحيطة بهم. فمن الأسهل للحصول على كل الحيوانات في قفص واحد إذا كان لديهم عدد أقل من الأماكن لإخفاء في الحياة الفطريةironment. لذلك، إزالة اللعب قبل عزل الحيوانات في قفص يجعل العملية أسهل. وعلاوة على ذلك، لا تضع أكثر من 5-6 الحيوانات في قفص معيار واحد في انتظار لتنظيف أو تعديل بيئة EE الخاصة بهم. الحيوانات الذكور في EE يمكن أن تكون عدوانية لا سيما عندما يبدأ EE في مرحلة البلوغ. وبالتالي، فمن المهم أن نلاحظ البيئة لأي الحيوانات الجرحى أو القتلى.
وبالإضافة إلى ذلك، فإن عدد نموذجي من الحيوانات ونحن إيواء في EE لهذا الحجم الكبير من الحاوية 10-20 الفئران. ينبغي أن تؤخذ في عدد الحيوانات تستخدم غيرهم من الباحثين عن EE تختلف، وذلك باستخدام حوالي 10 أو أقل الفئران، وحجم القفص أو بن بعين الاعتبار عند تحديد عدد من الحيوانات إلى منزل في EE. يمكن وجود الكثير من الحيوانات التي تعيش في بيئة تؤدي إلى العدوان في ذكور الفئران. وكانت الفئران قمنا يضم في EE من C57BL / 6 الخلفيات. الفئران من سلالات أخرى قد تكون أكثر أو أقل عدوانية، أو أكثر عرضة للمشاكل الصحية فيهذا الإعداد EE. وينبغي مراعاة ذلك في تحديد خطة تربية للفئران وبيئة غنية.
أربعة أسابيع EE الإسكان كافية لإحداث انخفاض من السمنة، وانخفاض مستوى هرمون الليبتين، وتثبيط نمو سرطان الجلد B16. يعد EE يمكن أن يؤدي إلى آثار أقوى على عملية التمثيل الغذائي وتثبيط السرطان. إذا الفئران الخضوع لعمليات جراحية أثناء أو قبل التعرض لEE، قد يكون مقرها مع خيوط سليمة. أم لا الحيوانات تستجيب بشكل جيد لهذا الإعداد EE خاص مع الدبابيس الجراحية أو القسطرة سليمة لم يتم دراستها. وعلاوة على ذلك، نعمل حاليا على كيفية تأثير هذه EE معين عمر أو healthspan من الحيوانات تتراوح أعمارهم. وتشير البيانات الأولية إلى أن الإناث C57BL / 6 الفئران، 10 شهرا من العمر، الرد على êè بالمثل على الفئران الشابة. واحد الحد من السكن EE يتم استيعاب مثل بن واسع في الفضاء منشأة الحيوان، وتفضيلي في غرفة محددة بين الجنسين. الدراسات المستقبلية وبالتالي على ممثل المؤسسةالنظام الأوروبي للEE على نطاق أصغر، فضلا عن إيجاد اللعب التي هي سهلة التنظيف، تنظيف تحمل درجات الحرارة العالية وآمنة لصحة الحيوان، وتحسين تطبيقات EE في التمثيل الغذائي وأبحاث السرطان.
الكتاب تعلن أي تضارب في المصالح.
كان مدعوما من المعاهد الوطنية للصحة هذا العمل يمنح CA163640، CA166590، وAG041250 لLC.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| صندوق تخصيب كبير (120 سم × 90 سم × 76 سم) مصنوع | حسب الطلب. | حسب الطلب. | مصنوع من مادة البولي بروبلين. يبلغ سمك حواف الصندوق 1.5 سم. |
| بديل صندوق التخصيب الكبير (120 سم × 110 سم × 76 سم) | 155202 | الصناعية العالمية | إذا لزم الأمر ، تعمل هذه الحاوية كبديل للحاوية المذكورة أعلاه. |
| أنابيب Habitrail الصغيرة | Habitrail | 62720 ؛ 62705 ؛ 62725 ؛ 62715 ؛ 62054 | - |
| كوخ الإسكيمو البلاستيكية مع عجلات الصحن | Bio Serv | K3327 ؛ K3250-عجلات | |
| الجري المعدنية | سوبر الأليفة | 61392 ؛ 61394 ؛ 61396-Manzanita | |
| Wood Niwing Sticks ، 3 " | Bio Serv | W0016 | |
| أنفاق الماوس Bio | Serv | K3322-أقفاص | |
| الماوس التي تدخل في صندوق EE الكبير. | Lab Products Inc | 10027 Mouse | Cage-Cage |
| Klenz 180 منظف غسيل القفص القلوي ، Cage Klenz 250 Acid Detergent | Steris Life Sciences | 1K1802 ؛ 1K2502 | تستخدم هذه المنظفات في غسل الأقفاص للألعاب وصناديق التخصيب الكبيرة والأقفاص. |
| Sporklenz | Steris Life Sciences | 6526Q8 | مبيد / مطهر بديل لغسل الألعاب والصناديق والأقفاص في غسيل القفص. |
| سرير أو كوبز 1/4 "الفراش | The Andersons، Inc. | 4B | فراش كوز الذرة هو 1/4 بوصة في القطر. |
| نستليتس للتحكم في الفئران السكنية | Ancare | المربعات القطنية |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن