评估小鼠的活动性厌食症

摘要

当小鼠单独饲养并配备跑轮，同时限制其食物获取时，会出现食物摄入量减少和跑轮活动增加的现象。这一实验现象被称为活动性厌食症。该范式为研究神经性厌食症相关神经生物学机制和行为特征提供了实验工具。

摘要

当啮齿类动物在受限的进食时间表下并可自由接触跑轮时，会发展出活动性神经性厌食症（ABA）。这些条件会导致体重严重下降，危及生命。然而，仅暴露于其中一种条件下的啮齿类动物最终会适应并恢复正常的体重。尽管在ABA条件下，活动量增加与自发性摄食减少看似矛盾，但此类ABA行为已在多种哺乳动物物种中被观察到。

ABA范式为神经性厌食症（AN）提供了一种动物模型，神经性厌食症是一种以食欲行为严重失调为特征的进食障碍。实验动物被单独饲养，并可自由接触跑轮。每天，动物仅在有限的时间内获得食物。在实验过程中，由于活动量高而热量摄入低，动物的体重会逐渐下降。研究持续的时间长短取决于每天提供食物的时间长度、所提供的食物类型、小鼠品系、是否进行药物测试以及环境因素。

神经性厌食症（AN）患者缺乏有效的药物治疗手段，且其生活质量低下、治疗成本高昂、死亡率高，这些都表明进一步研究AN的紧迫性。我们提供了利用小鼠进行ABA实验的基本方案，以研究类似AN的行为，从而开发新的治疗方法。该方案已针对Balb/cJ小鼠优化，但也可轻松调整用于其他品系，因而在探究与ABA相关的遗传因素等不同科学问题时具有很高的灵活性。

引言

自1953年以来，已有报道指出，当啮齿类动物在食物供应受限的情况下出现自发性摄食减少时，若同时可自由接触跑轮，反而会表现出矛盾性的活动过度现象¹。相反，若仅按固定时间表提供食物而不提供跑轮，或在提供跑轮的同时自由进食（ad libitum），啮齿类动物的体重并不会迅速下降^1,2,3。 ABA模型可稳定导致动物体重急剧下降、摄食减少、体温过低、动情周期消失以及HPA轴活动增强⁴。除非将实验对象从中移出，否则ABA最终将导致死亡⁵。ABA范式为研究者提供了一种神经性厌食症（AN）的动物模型。AN是一种复杂的进食障碍，其特征为食欲行为的严重失调，影响约百分之一的女性及更小比例的男性⁶。AN患者常表现出活动过度，表现为大量运动和/或普遍的坐立不安^7,8。AN的死亡率约为10%，是所有精神障碍中死亡率最高的疾病⁹。目前对AN的治疗主要局限于认知疗法，尚无批准用于AN患者....

方案

本文所述所有方法均已获得加州大学圣地亚哥分校机构动物护理和使用委员会（IACUC）的批准。

1. 小鼠

1. 选择适合研究的合适小鼠品系。
2. 从供应商处购买小鼠，或扩增品系以获得足够的实验数量。
3. 在开始研究前，将购买的小鼠在动物饲养设施中同笼饲养至少1周，以确保充分的适应期。
4. 当小鼠达到8周龄时，开始实验前的适应阶段。

2. 饲养

1. 选择足够大的笼子，以容纳无障碍的跑轮、食物容器和水瓶。
2. 调节房间的温度和湿度，以配合待检验的假设。
   注意：较高的温度会减少ABA²⁸的发展。

3. 跑轮

1. 选择具有无线通信功能的跑轮，以避免笼内可能产生的干扰和缠绕问题，参见材料表中的示例。

4. 水瓶

1. 选择一个饮水瓶，确保其不会与家笼中的跑轮或食物容器争夺空间。
2. 若通过饮用水给予药物处理，需使用胶带包裹饮水瓶，以创造避光环境。

5. 食物

<....

结果

脑源性神经营养因子（BDNF）是一种参与摄食调节及体重维持的蛋白质，在神经性厌食症（AN）患者血清中的水平降低³⁵。本实验评估了定时进食、跑轮活动机会，或二者联合作用对海马体（HPC）、腹侧被盖区（VTA）、伏隔核（NAc）以及内侧前额叶皮层（mPFC）中BDNF表达的影响。同时检测了神经细胞黏附分子1（NCAM1）的表达，以探讨对中脑皮质边缘通路中BDNF作用的特异性。

小鼠在动物饲养设施的温控房间内，按照12小时光照-12小时黑暗循环单独饲养。笼具配备无线跑步轮，每30秒向笔记本电脑传输一次数据。在基线期和限制期均使用直径约2英寸、壁高约1.5英寸的广口瓶提供标准饲料。

四个实验组被伪随机分配： 随意摄取 （随意进食）、定时喂养（STV）、自由转轮活动并自由进食（.......

讨论

实验人员可以对ABA实验进行修改，以测试不同品系、年龄、药物以及AN的其他各种变量。考虑到遗传变异性，调整跑轮使用时间或食物获取时段可增加或减轻症状的严重程度及动物脱落率，从而根据具体的研究问题相应延长或缩短实验周期。

准确测量食物摄入量是ABA范式中的关键环节，但这一过程常常面临困难。食物罐中的垫料、粪便和尿液，加上食物被转移到笼内空间，使得准确称量剩余食物变得困难。小鼠还会在食物罐内及笼中各处留下细小的食物残渣和粉末状食物。使用筛子有助于解决在垫料中筛选食物残渣以进行准确称重的问题，但该方法并非万无一失。在ABA范式中，抓取小鼠以测量其体重是另一个至关重要但具有干扰性的因素。由于实验人员的干预，小鼠更容易受到应激影响，从而可能加剧ABA的相关状况。

ABA 是评估神经性厌食症（AN）的一种有用方法，但该技术也存在局限性。首先需要考虑的局限性是，ABA 模型并不能模拟厌食症的所有方面。例如，在典型的实验条件下，给予高脂饮食的啮齿类动物不会出现 ABA 现象³⁰。然而，实际上并不.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
无线低剖面跑轮、轮毂、软件	Med Associates	ENV-047
标准Teklad啮齿类动物饲料	Envigo	8604
8周龄小鼠	Jackson Laboratories	Balb/cJ	本研究使用的小鼠品系——可使用其他品系评估ABA
Scout Pro 200 g电子天平	Ohaus	SPE202	用于称量小鼠体重
Scout Pro 400 g电子天平	Ohaus	SPE402	用于称量食物重量