Un protocole pour souris Bricolage dans un environnement enrichi

Enrichissement de l'environnement (EE) est un paradigme expérimental utilisé pour étudier les effets d'un environnement complexe et difficile qui ne souligne pas les animaux ^1. EE est une technique de logement des animaux composée de plus d'espace, l'activité physique, et les interactions sociales, qui à son tour augmente sensoriel, cognitif, moteur, et la stimulation sociale ^2. Igloos, des roues de roulement, des roues de soucoupe, des labyrinthes de tubes, et d'autres objets dans l'environnement du logement favorisent cette cognitive sensorielle, sociale, et la stimulation du moteur par la promotion de l'exploration et de l'interaction. La disposition des objets dans les modifications de l'enceinte de présenter régulièrement un nouvel environnement, à laquelle les souris sont obligés de s'adapter. Cette stratégie offre des défis douces et brèves qui induisent une réponse adaptative bénéfique, bénigne, et en bonne santé, connu comme eustress, par opposition à un environnement hostile plus d'aversion ou de détresse inadapté ^3,4. En favorisant eustress et de limiter la détresse nuisibles, sourismontrer une variété de phénotypes favorables.

EE est un modèle expérimental fiable avec un large éventail d'applications, tout en étant dépourvue d'éléments traditionnellement considérés comme stressante ^1. Les effets de l'EE sur des rongeurs ont été étudiés depuis plus d'un demi-siècle. Au début des années 1960, des études ont montré que les niveaux de la cholinestérase ont diminué corticales et sous-corticales niveaux de la cholinestérase ont augmenté chez les rats qui ont été logés dans des environnements avec plus d'espace de vie, augmentation du nombre de rats, et une variété de jouets en bois, des labyrinthes, des plates-formes et ^5,6. En outre, EE est associé à de nombreux changements adaptatifs dans le cerveau, le comportement et le métabolisme chez la souris de différents âges et origines génétiques. Par conséquent, EE est un paradigme utile pour un large éventail d'expériences qui étudient les effets de l'environnement sur des souris. effets d'EE peuvent être observées chez les souris aussi vite que d'une semaine d'exposition, et peuvent être observés chez des animaux aussi vieux que dix-huit mois ^7. EE est souvent used dans des expériences en neurosciences et neurocomportementaux pour étudier récupération de la fonction, de l'apprentissage et de la mémoire ^2. En outre, EE a un impact considérable sur le phénotype d'une variété de toxine induit et les modèles animaux transgéniques de maladies neurologiques humaines, y compris la maladie de Huntington, la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson, épilepsie, accident vasculaire cérébral, et plus ^2.

Cependant, au fil des ans, il ya eu incompatibilité avec la conception d'enrichissement de faire des comparaisons entre les études de différents laboratoires difficiles. Par exemple, chacune des études sur les effets de l'EE relatives aux maladies neurologiques humaines mentionnées ci-dessus avaient varier les paramètres à l'enrichissement. L'étude sur la maladie de Huntington logé 4-6 souris dans de grandes cages (44 x 28 x 12,5 cm ³⁾ contenant des boîtes de carton, des tunnels et des feuilles, ainsi que des objets en bois et en plastique qui ont été modifiées tous les deux jours ^8,9. Une des études faites sur la maladie d'Alzheimer et# 8217; s logés 20 souris dans une cage plus grande (1 m ³⁾ contenant 2 roues de course, des tubes en plastique, boîtes en carton et de matériaux de nidification qui ont été modifiées ou réarrangé hebdomadaire ^10. De nombreuses configurations de EE ont des thèmes similaires tels que les objets à courir ou se cacher dans, mais le nombre de souris par logement d'EE, le salon, et la période de changement de l'environnement varient beaucoup.

Les conceptions contradictoires de l'EE ont conduit à l'échec d'une réplication des effets de l'EE. Nos données sur le cancer et le métabolisme ensemble suggèrent que la combinaison de stimulations prévues dans le boîtier suivant EE protocole détaillé de plomb anti-cancer significative et des effets anti-obésité ^14,15. Cependant, la différence des paramètres d'EE adoptées par les différents laboratoires pourraient influencer les résultats de l'EE, comme on le voit dans une tentative ratée pour reproduire des effets de l'EE sur la croissance des tumeurs cancéreuses spécifiques implantés dans des souris ^11. Les différents résultats pourraient être dus à une variété de raisons, allant from différents taux des cultures de cellules tumorales pour le type de détergent utilisé pour le nettoyage de l'équipement de boîtier ¹¹ de croissance. Afin de reproduire les résultats observés dans nos expériences, une conception particulière de l'enrichissement et de l'élevage est nécessaire. La procédure ci-dessous détaille le boîtier EE qui permettra aux autres chercheurs à répliquer avec succès notre modèle d'enrichissement efficace.

Les procédures décrites ci-dessous ont été approuvés par le Comité institutionnel de protection des animaux et l'utilisation (IACUC) de l'Université Ohio State.

1. Préparation de l'environnement enrichi Avant Souris Bricolage

1. Le nettoyage et le maintien d'instruments.
   1. Exécutez le grand bac d'enrichissement (120 cm x 90 cm x 76 cm) par un lavage de la cage. Un protocole typique de l'animalerie de lavage de la cage comprend 5 à 6 cycles de lavage, avec le dernier cycle atteindre 82 ºC. L'ensemble de lavage doit durer environ 40 minutes. Air-sécher le bac.
      1. Si le grand bac d'enrichissement, et tous les autres instruments de logement, ne peuvent pas être envoyés par le biais de lavage des cages, puis pulvériser et essuyez l'intérieur du bac avec des désinfectants sporicides en suivant les instructions du fabricant. Essuyez le bac avec une serviette imbibée d'eau du robinet de papier ou 30% d'éthanol et sécher avec une serviette en papier pour se débarrasser de toute odeur du désinfectant précédente.
   2. Utilisez plastube tic, igloos avec des roues de type soucoupe, et d'autres divers jouets en plastique pour huche comme dans l'EE. Lavez ces jouets par un lavage de la cage. Si vous ne disposez pas d'accès à un suivi étape de lavage de la cage 1.1.1.1.
   3. Utilisez roues en métal de fonctionnement dans le EE. Lavez les roues par un lavage de la cage. Si la peinture sur les roues commence à disparaître de sorte que la roue devient bruyant quand les animaux courent sur elle, appliquer une quantité petite gelée de pétrole à l'endroit où la roue et axel connecter.
   4. Utilisez des rondins de bois dans le EE. Nettoyez les journaux en enlevant toute la literie ou d'autres débris à la main. Ensuite stériliser les journaux en leur autoclavage sur un cycle ou textile cycle de séchage, qui atteint une température de 121 ° C pendant 15 min.
   5. Utilisez cages entre les dimensions de 29 cm x 18 cm x 12,5 cm et 30,5 cm x 19 cm x 14 cm de tenir un fil d'alimentation et de boire rack.Cut un trou d'au moins 5 cm de diamètre sur le front-fond de la cage pour souris à entrer et sortir de l'EE de. Nettoyez ces cages d'alimentation par le biais de lavage de la cage.
2. Configuration de l'environnement
   1. Verser épi de maïs de la literie des animaux de laboratoire ¼ de pouce dans le grand bac d'enrichissement. Couvrez la surface du plancher du bac à une profondeur de 2-2,5 cm avec une literie.
   2. Placez deux ou trois journaux dans un coin de la poubelle. Placez les bûches dans le coin pour séquestrer une superficie d'environ 1 225 cm ^2. Dans le domaine séquestré par les journaux, placer trois igloos avec des roues de soucoupe sur le dessus. Assurez-vous que les roues ne touchent pas les parois du bac, les journaux, ou l'autre, de sorte qu'il ya assez de place pour les roues de tourner librement.
   3. Assemblez le tube en plastique de sorte que la branche multiples bras de la pièce de liaison centeral. Placer ce tube dans le milieu de la poubelle.
   4. Dans deux coins du casier, placer une cage de chaque alimentation rempli avec le même bac que la literie, et le trou à l'avant de la cage d'alimentation doit être orientée vers le centre de la cellule. En plus de ces cages alimentant un des fils de la nourriture et de l'eau propredoit être placé pour tenir la nourriture et de l'eau. Ne placez pas de couvercle sur la cage. Mettre nourriture et de l'eau dans les fils de la cage.
   5. Passer trois roues en métal dans le bac, mais pas tous les uns à côté des autres. Les trois types de roues différentes sont une roue de 11,5 cm, une roue de 20,5 cm, et une roue de 28 cm. Ensuite, placez 4-5 plus jouets en plastique ou des tunnels huche comme tout le coffre d'enrichissement.
   6. Couvrir le bac avec du papier filtre micro-isolateur. Utiliser des clips liant pour couper le papier filtre à la poubelle.
   7. La nouveauté est important d'EE. Utilisez cette configuration que le cadre de l'EE et de varier le placement des cages précitées, des objets et des jouets pour créer un nouvel environnement pour les animaux.

2. Bricolage les animaux

1. Élever des animaux pour des expériences en matière de logement de laboratoire régulière et non EE. Eventuellement, placer les animaux dans EE dès le 21 jours d'âge sur le sevrage. Génotype et l'oreille poinçon / tag animaux avant logements EE.
2. Lorsque vous placezanimaux dans la poubelle de l'enrichissement d'une cage standard, placer la cage dans le bac sur le côté afin que les animaux puissent se déplacer librement dans la cage standard pour le bac d'enrichissement. Ne laissez pas les matériaux de nidification doivent être transférés dans le bac d'enrichissement.
3. Maison 10-20 animaux du même âge, le sexe, et la souche génétique dans l'EE.

3. Maintien de l'Environnement et Observation de la souris au cours d'études

1. Tous les jours
   1. Tranquillement observer les animaux des signes de maladie ou de détresse. Si nécessaire, gérer en douceur les animaux d'inspecter davantage les conditions de santé. Enregistrez observations anormales et consulter un technicien de la santé ou du personnel vétérinaire si les conditions affiche des animaux qui nécessitent l'enlèvement de l'expérience.
   2. Fournir un traitement topique d'une pommade anti-biotique triple pour les petites blessures ou des croûtes. Si un animal doit être retiré en raison d'une maladie chronique ou d'une blessure, enlever l'animal de l'expérience pour l'euthanasie. Si les animauxrépondre à des critères d'élimination précoce pour les recherches comité de protection des animaux ou de la supervision vétérinaire, ne retournez pas les animaux revenir à EE.
2. Deux fois par semaine
   1. Vérifiez les niveaux d'aliments et d'eau. Assurer que les aliments et l'eau va durer pour les 3-4 prochains jours. Redressez-roues de roulement et des jouets d'enrichissement de sorte qu'ils sont dispersés et peuvent être utilisés par les souris. Remplacer toute trop sale.
3. Hebdomadaire
   1. Remplacer les bouteilles d'eau avec des bouteilles d'eau potable. Réorganiser dispositifs d'enrichissement d'une manière qui suit l'installation à la section 1.2. encore est différente de la configuration de la semaine précédente.
      NOTE: Si une expérience exige que les animaux à être retirées de l'environnement enrichi pour une activité (enregistrement poids corporel, le prélèvement de sang, test de comportement, etc.), il est préférable de réorganiser l'environnement tandis que les animaux sont loin de la poubelle d'enrichissement.
   2. Nettoyez les cages d'alimentation dans l'EE à la main ou l'envoyer par lavage de la cagecomme détaillé dans la section 1.1.5. Remplacer les grilles qui retiennent la nourriture et de l'eau avec des grilles propres ainsi.
   3. Suivez les instructions dans la section 2.2. en plaçant les animaux avant l'enrichissement. Contrôle sur place le reste de la grande poubelle d'enrichissement et propre, si nécessaire, en creusant la litière sale et la propagation vers le bas nouvelle litière propre.
4. Bi-hebdomadaire
   1. Tout en effectuant l'élevage hebdomadaire, nettoyer les jouets à la main ou envoyer par le biais de lavage des cages comme détaillé dans la section 1.1.2. Si nécessaire, placer la souris dans une cage micro-isolateur standard pour le temps nécessaire à nettoyer.
5. Mensuel
   1. Nettoyez la majorité de la litière en déplaçant jouets d'enrichissement et de l'alimentation des cages et creusant la litière. Remplacer la litière fraîche. Assurez-vous que il ya un pouce de la literie dans tous les domaines de la cage. Si nécessaire, placer la souris dans une cage micro-isolateur standard pour le temps nécessaire à nettoyer.
6. Chaque TroisMois (ou à la fin de l'expérience)
   1. Enlevez toute la literie et les jouets et nettoyer et désinfecter le bac d'enrichissement comme décrit au paragraphe 1.1.1. Si l'expérience est en cours, la remplacer par une nouvelle literie, alimentation cages, assortiment de jouets et revenir ensuite les souris à la poubelle.
7. Désinfecter l'ensemble du bac d'enrichissement plus fréquemment que tous les trois mois, si nécessaire par l'institution de recherche dans lequel l'EE est logé. Si cela est nécessaire et un autre grand récipient d'enrichissement est disponible, mis en place le récipient d'enrichissement supplémentaire comme indiqué à la section 1.2. et de transférer les animaux sur le nouvel emballage, tandis que la précédente est en cours de nettoyage.

4. Le contrôle des conditions de logement

1. Animaux Maison dans le groupe de contrôle dans des cages de micro-isolateur de dimensions 30,5 cm x 19 cm x 14 cm. Inclure une grille dans la cage pour la tenue de la nourriture et une bouteille d'eau, si la cage est pas relié à un système d'arrosage automatique.
2. Fournir la même literie épi de maïs dans la cage de commande est en EE. Fournir un 4 cm x 4 cm nestlet pour les souris pour faire un nid sur.
3. Remplacez et / ou nettoyer les cages, l'alimentation des fils, de la nourriture et de l'eau une fois par semaine. Nettoyer les cages et grilles par lavage de la cage ou aussi détaillée dans la section 1.1.1.1. Nettoyez les cages plus souvent si les animaux urine plus fréquemment ou si les fuites d'eau potable sur la literie.
4. Surveiller la santé des animaux dans le logement de contrôle quotidien. Assurer les animaux ont beaucoup de nourriture et d'eau.
5. Maison 3 ~ 5 souris du même genre dans la cage régulière de la souris. Ne fournit pas un jouet, du tube ou de la huche dans la cage.
6. Techniciens de la santé et de laboratoire de l'installation de protection des animaux de laboratoire institutionnels peuvent fournir l'élevage de ces souris témoins.
7. Gardez les animaux sur un cycle de 12 heures de lumière / obscurité est comme pour les souris en EE.

EE affecte l'expression du facteur de croissance, la neurogenèse et augmente la survie des cellules dans le système nerveux central (SNC) 12,13. Des études plus récentes ont montré que cette technique de EE conduit à une suppression remarquable de la croissance du cancer dans des modèles de cancer trois souris y compris le mélanome B16, le cancer du côlon MC38 et APC min / + souris qui contient une mutation de lignée germinale et est très sensible à la formation de l'adénome spontané dans 14 les intestins. Les résultats de la figure 2 confirment la suppression de la croissance tumorale du mélanome B16 implanté chez des souris exposées à EE pendant 5 semaines (~ 80% de baisse de la masse tumorale). suppression de la croissance du cancer a été observée chez les souris même lorsque EE a été initié après que la tumeur avait été établie 14. EE entraîné une plus grande inhibition de la croissance du mélanome dans le régime alimentaire des souris induite par l'obésité haute teneur en graisses (~ 70% de diminution de la masse tumorale) à celui chez les souris ayant un poids normal (~ 50% de diminution de la masse tumorale) 14. EE ind uced changements de signature dans les biomarqueurs sériques, y compris goutte robuste de la leptine, la diminution de l'IGF-1, et de l'augmentation de taux d'adiponectine 14.

En outre, cette technique d'EE diminue l'adiposité, augmente la dépense énergétique, conduit à une résistance contre l'obésité induite par l'alimentation, et induit un blanc au brun interrupteur graisse phénotypique en activant l'axe hypothalamo-sympathoneural-adipocyte axe 15. La diminution de l'adiposité a été vu dès six Jours d'exposition au EE (figure 3A, B) et de nouveau confirmé chez les animaux exposés à EE pendant quatre semaines (figure 3C, D). Il est également important de noter que, une, anti-cancer et des effets anti-obésité associée à EE ne peuvent pas être pris en compte par l'activité physique seul, et, deux, les effets de l'EE peuvent être reproduites par une surexpression du facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF ) dans l'hypothalamus 14,15.

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Figure 1: Enrichi environnement bin mettre en place l'environnement enrichi a une superficie de 120 cm x 90 cm et comprend deux cages modifiées, les roues de course, igloos avec des roues de soucoupes, de tubes en plastique, des rondins de bois, et autres jouets d'enrichissement en plastique..

Figure 2: environnement enrichi réduit la croissance tumorale chez les souris mâles C57BL / 6 vieilles souris mâles Trois semaine ont été maison dans EE ou cages de contrôle pendant 5 semaines avant inoculation de la tumeur.. poids tumorales de mélanome B16 à 17 jours après inoculation de 10 5 cellules par voie sous-cutanée de l'animal au-dessus du flanc droit (n = 10 par groupe. -test t de Student, * p <0,05).

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Figure 3: milieu enrichi diminue adiposité chez les souris C57BL / 6 souris mâles âgées de trois semaines les souris ont été soumises à l'EE;. un groupe de 6 jours, une autre pour quatre semaines. (A) Six jours en EE diminution du poids du coussinet adipeux (n = 5 par groupe. -test T de Student, * p <0,05). (B) Six jours en EE diminution du poids de la tablette de graisse par rapport au poids corporel (n = 5 par groupe. -test T de Student, * p <0,05). (C) Quatre semaines en EE diminution du poids de la tablette de graisse (n = 5 par groupe. -test T de Student, * p <0,05). (D) Quatre semaines en EE diminution du poids de la tablette de graisse par rapport au poids corporel (n = 5 par groupe. -test T de Student, * p <0,05). BAT: le tissu adipeux brun, IWAT: inguinale tissu adipeux blanc, EWAT: le tissu adipeux blanc de l'épididyme,RWAT: tissu adipeux blanc rétropéritonéale.

Les auteurs ne déclarent aucun conflit d'intérêt.