マウスでの拒食症のアクティビティ ベースの評価

サマリー

食品に限られたアクセスが与えられている一方連続した車輪で個別にマウスは食糧消費の削減を開発し、実行しているホイールの活動を増やします。この実験的現象は、アクティビティ ベースの拒食症と呼ばれます。このパラダイムは、神経生物学、神経性無食欲症の側面を基になる動作を研究するため実験的なツールを提供します。

要約

齧歯動物が連続した車輪へ制限給餌スケジュールにさらされる、無料アクセスを許可するときにアクティビティ ベース拒食症 (ABA) を開発します。これらの条件は、体重で生命を脅かすの削減に します。ただし、これらの条件の 1 つだけにさらされる齧歯動物は、正常体重を再確立に最終的に適応します。自主的な食品摂取量の減少と相まって増加実行 ABA 条件下で逆説的なように見える、ABA 現象は、多数の哺乳類種を渡って。

ABA のパラダイムは、神経性無食欲症 (AN)、食欲不振行動の深刻な破綻と摂食障害の動物モデルを提供します。科目は、連続した車輪への無料アクセスと単独で収容されます。毎日、件名は、時間の限られた量のための食糧を提供しています。実験中、被験者の体重は、高活性、低カロリー摂取量から減る。研究の期間は、どのくらい食品では薬がテストされている場合、マウスのひずみを提供食品および環境要因の種類を毎日、提供していますによって異なります。

高い死亡率、治療のコストが高い、低い生活の質、患者の効果的な薬理学的治療法の欠如は、さらなる研究をする緊急性を示します。新規治療法を開発するためのような動作を調査するためのメソッドを提供しているマウス、ABA 実験を実行するため基本的なアウトラインを提供します。このプロトコルは Balb/cJ マウスの使用に最適ですが、ABA の遺伝的要因に関連して特に別の質問での作業に大きな柔軟性を提供する、他の系統のため簡単に操作することができます。

概要

1953 年以来の齧歯動物は、彼らが食品の可用性が制限¹自主的な絶食を受けながら車輪に無料のアクセスを与えられたとき実行しているホイールに逆説的な多動性を表示する報告されています。逆に、齧歯動物急速に落とさないように体重ホイールを実行せず、または実行しているホイールと収容スケジュールの上に食べ物を提供し、食品広告自由^1,2,3.を提供ABA モデルは確実に体重、絶食、低体温症、発情の損失と HPA 軸⁴の高められた刺激の劇的な減少で起因します。最終的には、ABA は、パラダイム⁵から件名を削除しない限り、死の結果します。ABA のパラダイムは、約 100 の 1 女性と男性⁶のより小さいパーセントに影響を与える AN、行動、食欲不振の深刻な破綻がある複雑な摂食障害の動物モデルでの研究者を提供します。患者から多動、運動、および/または一般的な落ち着きのなさ^7,8の極端な量から成るで頻繁に発生します。約 10% の死亡率がすべて精神疾患⁹最高の死亡率です。AN の現在の治療法は、^10、11で苦しむ人々 に承認された治療薬がないので認知療法に限定されます。

AN は、通常主に女性に影響を与える疾患とみなされてきた。男性よりも女性の 10 倍以上に可能性のある診断、女性被験者は従来、¹²のフォーカスであります。ただし、研究から男性を除く特別な配慮をすべきであります。一方、遺体の男性、異形筋 (MD) の下の診断は、体が歪んでいるし、食事が不規則でしばしば AN、多くの類似点を持つ状態です。MD と同様方法^13,14,15に分類されるかもしれないこと概念のサポートがあります。これは、MD のいくつかのケースが AN の「男性版」を表すことを提案するかもしれない。動物モデルにおいては、いくつかのレポートは男性が ABA のパラダイムに女性よりもより影響を受けやすいことを示唆しています。たとえば、最近の研究は高い死亡率を示し、C57Bl/6 マウス¹⁶の女性に比べて食品の摂取量の減少します。ABA 感受性の 1 つの予測は、自発的な身体活動 (SPA) です。上位または下位のスパとラットは、ラット雌¹⁷よりも強い効果を示すと ABA のパラダイムでは、重量を失う可能性が高い。逆に、男性より多く ABA¹⁸の段階で制限を行使する女性の齧歯動物を観察されています。また、Balb/cJ マウスの研究は c57bl/6 マウス、雌マウスより高い死亡率率を持っているし、男性 (図 1)⁶と比較して食品摂取量の減少の反対の効果を示しています。ABA パラダイムの男女の結果をさまざまなと乱れた食生活と男性の意識の高まりと、男性と女性の両方の科目をテストしてください。

ABA パラダイムのセックスの違いを除けば年齢とひずみする必要があります科目を選ぶときが考えられます。思春期マウスは、ラットおよびマウス^19,20,21,22で観測とは、通常思春期に現れるので、AN をより正確に反映可能性があります。感受性の高い率と ABA²³の重症度基準のレベルで他の人よりもよりアクティブになっている系統。DBA/2 などの不安の高いレベルを持っている知られている株は、車輪の連続した ABA パラダイム²⁴で高速の中退率を示す活動を増加しています。実験の設計によって選択のひずみは ABA の期間を最大化するカスタマイズできます。

ABA のパラドックスはマウスに一意ではありません。ラットなど他の哺乳類、ハムスター、スナネズミ、豚、シマリス、モルモット、この現象⁶を実証しています。哺乳類種を渡って ABA 現象の保全は、ABA のパラダイムが拒食症のような人間の行動の基になるメカニズム解明のための橋渡しツールを提供できることを示唆しています。特にマウスは ABA のメカニズムの研究に適しています。マウスを密に配置できる、世代時間が比較的短い。マウスがある、完全に配列されたゲノム、congenics など、数多くのザイモグラム、近交系、特別な系統も利用できます。遺伝子を組み換えられたラインの広大な数が生成されて、それらを作る研究に最適な手での質問に応じて生息などの障害の影響遺伝的評価、研究者が複雑な神経回路や遺伝子の発現を操作ABA パラダイムでは、可能性がありますは不可能な人間を勉強して遺伝的影響についての質問に答える行動を評価。

AN の動物モデルの限られた数が存在します。ストレス モデルは、尻尾をつまんで使用齧歯動物で絶食、目新しさに誘発絶食、冷たい水泳、脳刺激を誘発します。ストレスを誘導することによって HPA 軸の変化は食欲低下体重²⁵の結果を減少します。ただし、HPA 軸はまた ABA AN の多動性などの追加機能を取り入れたによって刺激されます。勉強で考慮するべき別のモデルは、慢性的な食糧制限モデルです。40 ~ 60%アドリブ範囲に食品を制限することによって栄養失調²⁶に対する生理的反応を模倣することが 1 つ。この方法は不十分な供給の影響を調べるために効果的なそれは再現されません性コア問題自主的な食品の制限であります。ABA パラダイム動物は、一日の一部の食品のアクセスを奪われているが、ホイールもある場合も自主的食品の摂取量を減らします。遺伝的モデルは、生息の研究者の病因を調べるに使用されている遺伝子 BDNF および神経伝達物質のドーパミンとセロトニン²⁷に関与する神経化学的および遺伝的要因を発見しました。遺伝的モデルの使用は、神経の仕組みを理解することが重要です。しかし、AN のゲノム広い連合研究の重要なヒット示しましたないと AN の稀な変形は特定されていません。将来の研究は、関連した表現の理解を深めるとともに ABA モデルと遺伝的アプローチを組み合わせる必要があります。

全体の精神疾患の動物モデルの開発は複雑さと人間の疾患の不均一性のためには事実上不可能ではないです。ただし、精神障害の特定、明確に定義されたコンポーネントをモデリングによって基になる神経生物学や病態生理のユニークな洞察が得られるかもしれない。このような生物学的洞察力を使用して、新しい治療法を識別可能性があります。齧歯動物の ABA パラダイムは、したがって倫理的人間、遺伝子操作、神経回路に対する摂動論の影響などで検討することはできませんのような動作のメカニズムを研究するため前臨床ツールを提供して、特定の環境要因の影響。

プロトコル

ここで説明したすべてのメソッドは、機関動物ケアおよび使用委員会 (IACUC)、サンディエゴ カリフォルニア大学によって承認されています。

1. マウス

1. 研究のための適切なマウス株を選択します。
2. 適切な実験的番号を取得する行を増幅またはサプライヤーからマウスを購入します。
3. グループの家は、十分な馴化期間を設ける研究を開始する前に、少なくとも 1 週間の動物施設にマウスを購入しました。
4. 8 週齢のマウスが事前実験的馴化フェーズを開始します。

2. 住宅

1. 非閉塞走行、食品容器、水のボトルを格納するのに十分な大きさのケージを選択します。
2. 部屋の温度とテストされる仮説を補完するために湿度を調節します。
   注: より高い温度は、ABA²⁸の開発が削減されます。

3. 実行しているホイール

1. 潜在的な気晴らしと籠の中のもつれを避けるために、たとえば材料の表を参照してください無線通信でホイールを選択します。

4. 水のボトル

1. 実行しているホイールやホームのケージの食品容器でスペースの競合がなくなる水のボトルを選択します。
2. 飲料水に薬物治療を提供し、ダクトテープ ボトル光に敏感な環境を作成します。

5. 食品

1. 仮説テストされている (例えばEnvigo の齧歯動物の食事療法 8604) に適した低脂肪の食事を選択します。
   注: 高脂肪、砂糖の食事療法は、ABA²⁹の開発を減らすことができます。
2. 小さなガラスの瓶を使用して、直径 x 50 cm 高さ約 65 cm の食事を提供します。
   注: 自動フィーダーは、捜査官の干渉を制限することによってストレスを減らすことができるガラスの瓶の代わりに使用できます。最も有利な ABA 研究薬剤操作を実行する場合があります。

6. 事前実験的馴化相

1. ラップトップとホイールのハブに近いケージ ラックを選択することによって実験の領域を設定します。これはデータ伝送の問題が制限されます。
2. ノート パソコンと無線ハブを入れます。
3. ノート パソコンでホイール管理ソフトウェアを開きます。
   1. 両方のハブがアクティブなことを確認するソフトウェアを見てください。
   2. 「ツール」を開き、「車輪を削除」を選択します5 回、この手順を繰り返します。
   3. ソフトウェアを閉じてから、再度開きます。
4. ホイール ベースのバッテリ パックに 3 AAA 電池を配置します。
   1. ホイール ベースのハードウェアにバッテリ パックのケーブルを接続します。これは、使用する前に切断になります。ホイール ベースにバッテリー パックを閉じます。
5. ホイール ベースを確保するためソフトウェアは適切な無線ハブの下の ID「1」と表示されていることを確認します。ベース ID「1」と表示されていない、場合バッテリー パックを外し、ステップ 6.2 でやり直します。
6. 「1」からホイール ID を [名前] 列の下でマウスの ID を変更します。
7. 走行の安定性を確保するためにダクトテープをケージの下にベースを遵守します。公開されているテープを熟考するマウスと、固執する任意のテープを許さない。
8. 腐食した磁気部分なし実行しているホイール ディスクを選択します。
9. ホイール ベース上に配置、ケージの壁と格子からのクリアランスを確認するためにホイールを回転させます。
10. ソフトウェアを実行しているホイールは正しく回転を数えるように回転数が特定のディスクをスピンします。
11. 食事の部分を防ぐダクト テープを離れて実行しているホイールや水のボトル、ケージ床食品瓶の下側で寝具または取得ウェットで失われています。
    メモ: ウェット チョウはチョウ³⁰乾燥に比べて食品の摂取量を増加します。
12. 瓶の中にチョウの 5 作品を配置します。
    注: 事前実験段階での食事は、利用可能な自由と体重.にする必要はありません。風土順化の期間中に実行しているホイールに露出 ABA^21,31発達するかもしれません。
13. 檻の中における水のボトルを置き、水自由を提供します。
14. すべてのケージがあるワイヤレスで接続された連続した車輪、食糧や水までを繰り返します。
15. 個別に適切な檻にマウスを配置します。
16. ソフトウェアを管理するホイールの「ファイル」に移動し、「集録を開始」をクリック
17. ホイール回転を確実にソフトウェアの更新がカウントされているし、システムはうまく見る。
18. マウス実験集合住宅については、2 の合計日数を順応させます。
19. ABA の実験を処理するには十分に健康であることを確認するこのフェーズでは、マウスを評価します。
20. 毎日の水のボトルからすべての洪水のケージを確認してください。ボトルが殺到している場合古いケージを置き換える新しいケージ、ホイールと干渉することがなくケージに食品を遵守する必要な手順を繰り返します。
21. 2 日目、食品レベルのケージを確認します。食品が低い場合食事の 2 個セットで補充。マウスを乱すことがなくこれを行います。
    注: 事前実験的馴化フェーズ中に任意のマウスは、絶食を展示や体重は、研究から、マウスを削除します。

7. 実験基準相 - 1 日目

1. "End"と、「集録を開始」ホイール管理ソフトウェアで選択します。
2. 0.00 g 感度 9 g の食事は、規模の小さなプラスチック ビーカーを測定します。正確な重量を記録します。
3. そっと取り外し、0.0 g 感度とスケールの大きいプラスチック ビーカーでマウスの重量を量る。レコードの重さ。
   メモ: 処理中マウスのストレスを制限、そのため根気よく処理することが重要です。
4. 馴化のすべての食品を処分します。
5. Jar ファイルと同様、処分から削除された可能性がある食品のための寝具を検索します。
6. 水のボトルからそのままにして、しかし、十分に完全であることを確認します。
7. ホイールを搭載した 70% イソプロパノール、ペーパー タオルが汚れてきれい。
8. クリーニングが必要だった場合、イソプロパノールが乾燥した後マウスをケージに戻るし、ラックにケージを交換します。
9. これらの手順を繰り返してすべてのマウスを秤量し、食料の 9 g は測定される、ケージに配置します。

8. 実験基準相 - 日 2-7

1. 毎日同じ時間に動物施設に戻ります。上または下 10 分計測で変化しません。
2. 0.00 g 感度 9 g の食事は、規模の小さなプラスチック ビーカーを測定します。正確な重量を記録します。
3. そっと取り外し、0.0 g 感度とスケールの大きいプラスチック ビーカーでマウスの重量を量る。レコードの重さ。
4. アウトケージ食品瓶を引き、0.00 g スケールの小さなビーカーにすべての食品をダンプします。
   1. 糞便と寝具が食糧と食糧瓶場合、は、すべての寝具と糞便を選ぶ。小型ストレーナーを使用すると、計量ビーカーに粉末食品をこする。ピンセット (必要に応じて) でこれを行う前に、糞便を削除します。
      注: 寝具がストレーナーにもフィットする小さな断片に分割してできません。
   2. 檻の中の食物残渣を検索し、それらを圧迫するビーカーに加えます。残っている食べ物の量を記録します。
      注: 寝具やケージを検索する必要がありますが、マウスがストレスを軽減する計量ビーカーまたは転送ケージにいる間に最高。
   3. すべての食品を処分します。
5. Jar ファイルをきれいに拭くし、ケージに戻します。必要な場合は、テープを交換します。
6. 新しい食品の前に測定した 9 g を jar ファイルに配置します。
7. 車輪を乾燥し、きれいな汚れたホイールを搭載した 70% イソプロパノール。同時にこの 1 つのケージを行うし、誤ってホイールの交換はありません。
8. 終了し、車輪の連続したプログラム、その他の毎日の取得を再起動します。
9. 制限フェーズの開始までこの手順を繰り返します。

9. 実験的制限相 - 1 日目

1. 終了し、ホイール管理ソフトウェアの取得を開始します。
2. ベースライン プロトコルごとのマウス、古くて新しい食品の重量を量る。
3. 今、ホイールをクリーンアップできません。これは、彼らの限られた供給期間中にマウスをそらすことがあります。
4. 6 hの新しい食品、食事の 9 g へのアクセスを許可します。記録時間食品が提供されます。
   メモ: 食糧が利用できる光の周期期間は、ABA の開発が反映されます。以来、通常マウスは光のサイクル中に睡眠では、マウスは、この時点で彼らの毎日の食糧の大半を通常は消費しないので、ABA の開発を悪化させる食品にこの時間の間にアクセスを与えます。逆に、暗いサイクル中に食品のアクセスを与えられたマウスは ABA をもっとゆっくり開発は³²。長くなります食品アクセスの期間を調整することや生存期間が短い時間 (図 2)。食品先行活動 (FAA)、多動性は、食品が^32,33,34を提供される直前に発生します。車輪の FAA の中に連続したアクセスの拒否が ABA 動作³²を改善することが示されているので、FAA は ABA の開発に影響します。
   1. 食品まさに 6 h 後それぞれのマウスを削除し、残りの量を測定します。記録時間食べ物が削除されます。
5. 必要に応じて、今、ホイールをきれい、その後ケージから食品を引っ張って得ることがなくこれを行うしようとします。
6. 食品の重量を量るし、マウスごと食べて食事の量を決定するための食べ物の差を計算します。
7. 各マウスのドロップ アウトの重量を計算します。
   注: ドロップ アウト重量はの最終的な測定基準体重の 75% に達したとき、実験から、マウスを削除するとき。たとえば、マウス 15 g に達したとき制限段階の初めに 20 グラムの重量を量る場合、実験から削除する必要があります。
8. 動物施設で手に重みをドロップ アウトのコピーを保持します。
   注: ABA からの回復の評価実験を試みた可能性があります。アドリブ食品はいずれかの提供または、マウスは健康な体重量³⁴に戻る過程を研究する車輪がロックされています。

10 実験的制限相 - 2 に 14 日間

1. 制限日 1 プロトコルのすべての測定手順を繰り返します。車輪の取得を再起動しないでください。
2. マウスに達した場合 (基準体重の 75%) の重量をドロップ、ホイールや食品の瓶をケージから取り外します、ケージの底面に十分な食べ物を提供し、他のマウスを続行します。すべてのケージが出席されている、一度ドロップ重量に達しているすべてのマウスを安楽死させます。
3. 実験の間にそれぞれのマウスのホイールをまま。
4. 各マウスの任意の傷害のために毎日チェックしてください。必要に応じて、破損した足の爪をクリップ、けがを続行する方法についてよく分からない場合は、傷、等質問動物のケア担当者のアドバイスを扱います。

11. 研究を終了

1. 研究は続いたが 14 日、15 日にすべてのマウス重量を量る。制限 1 日目体重は、ベースラインの体重と見なされます。
   注: テストされる仮説に対処するため調査の長さを変更できます。研究の長さを拡張する長い期間食品アクセス期間が使えます。
2. 必要に応じてマウスを安楽死させます。
3. 適当な部屋に汚れた装置を取る。
4. データの 10 日間を提供するために 15 日にホイール数取得を終了します。
5. ワイヤレス ホイール ハブの電源を切ります。
6. データを抽出します。
7. データを分析します。

結果

脳由来神経栄養因子 (BDNF)、体重維持だけでなく、摂食調節に寄与するタンパク質は、³⁵と患者の血清で減る。この実験は、スケジュールされた給餌、ランニング ホイール アクセス、または海馬 (HPC)、腹側被蓋野 (VTA)、側坐核 (NAc)、内側前頭前皮質 (mPFC) 内 BDNF の発現の両方の効果を評価しました。(NCAM1) 神経細胞接着分子 1 の式は、辺縁系経路に及ぼす BDNF の特異性を探索するも検討した.

マウスは、動物のケア施設の気候の制御室で 12:12 明暗サイクル内で個別に収容されました。ケージはすべて 30 データを中継無線実行しているホイールが装備されていたノート パソコンに s。Jar ファイルで提供された標準的な食事約 2「直径壁約 1.5」ベースラインと制限期間中に高いです。

ディスカッション

心の遺伝的変異性の異なる株、年齢、薬、および生息軸受のさまざまなその他の変数をテストするのには実験者によって ABA 実験を変更ことができます、連続した車輪または食品アクセス期間の調整だろうの重症度を減らす症状とドロップ アウトの率。これは興味のある実験的質問によって、実験の長さを増減する使用できます。

食物摂取量の正確な測定 ABA パラダイムの重要な一部であるが多くの場合可能問題。ケージ スペースに移動する食品と相まって食品の瓶に尿、糞便、寝具、残りのフードを正確に計量の難しさを提供します。マウスは、瓶の中やケージの中でも食品、粉末状食品の小さなビットを残します。ストレーナーは、食物残渣を見つける適切な重量の録音のために寝具をふるいの問題を軽減するのに役立ちますが、方法は絶対ではないです。その重みを取得するマウスの処理は、ABA のパラダイムのもう一つの重要なまだ交絡要因です。マウスは、捜査官の干渉、ABA の条件を悪化させることができます、ストレスを受けやすくなります。

ABA はを評価する上で有用な方法この方法は制限が...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
ワイヤレスロープロファイルランニングホイール、ハブ、ソフトウェア	メッドアソシエイツ	ENV-047
標準Tekladげっ歯類チョウ	Envigo	8604
8週齢マウス	ジャクソン研究所	Balb / cJ	私たちの研究で使用 - ABA
スカウトプロスケールを評価する	Ohaus	SPE202
プロスケール400グラムの計量に使用	Ohaus	SPE402	の重量を量るために使用されます