Met behulp van de Activity-based Anorexia knaagdier Model naar de neurobiologische basis van Anorexia Nervosa Studie
22 oktober 2015
Hier presenteren we een protocol om activiteitsgebaseerde anorexia (ABA) te induceren bij vrouwelijke adolescente muizen. ABA is een toestand van hyperactiviteit die wordt veroorzaakt door voedselrestrictie op te leggen aan knaagdieren met toegang tot een draaimolen. Dit fenomeen wordt gebruikt als een model om de onderliggende neurobiologie van anorexia nervosa te bestuderen.
Het algemene doel van deze procedure is om activiteitsgebaseerde anorexia te induceren bij adolescente vrouwelijke muizen. Dit wordt bereikt door de muizen eerst kennis te laten maken met een loopwiel en vervolgens hun loopwielactiviteit gedurende minimaal drie dagen continu te monitoren. Vervolgens worden de muizen op een beperkt schema voor voedseltoegang gezet en worden veranderingen in hun vrijwillige loopwielgebruik geregistreerd.
Uiteindelijk kan dit model voor activiteitsgebaseerde anorexia aantonen dat neurobiologische veranderingen geassocieerd zijn met veranderingen in het gedrag van een dier wanneer het beperkte toegang tot voedsel krijgt. Het is mijn hoop dat dit model voor activiteitsgebaseerde anorexia zal helpen bij het verbeteren van de therapie van anorexia nervosa omdat het discrete individuele verschillen zal identificeren in de neurochemie en neuroanatomie die ten grondslag liggen aan de veerkracht en kwetsbaarheid voor anorexia nervosa. Hoewel deze methode inzicht kan geven in anorexia nervosa, kan deze ook worden toegepast op andere ziekten die comorbiditeit met angst hebben.
Over het algemeen zal deze methode moeite hebben met individuele nuity, omdat de kwetsbaarheid van elk dier voor activiteiten op basis van AIA zeer variabel is. Daarom is nauwlettend toezicht op de gewichtsverlies, eet- en activiteitsgewoonten van het dier vereist, anders kunnen dieren per To begin setting up. Zet de computer en USB-hub in de dierenruimte weg van stromend water en voetverkeer, maar binnen het zendbereik van de loopwielen.
Gebruik ook een back-up voeding voor de computer en USB-hub met behulp van schakelaars op de hub. Stel de kanaalnummers in om overeen te komen met de kanaalnummers van alle loopwielen die het zal bewaken. Start nu de loopwielmanager-software en bevestig dat de software elke zender herkent.
Elk wiel wordt vermeld in het programmavenster. Onder de kop wielsensoren. De software geeft automatisch een ID-nummer aan elk wiel.
Het kan handig zijn om dit nummer op het wiel te noteren. Als een wiel niet wordt herkend, vervang dan de batterijen van het wiel. Bereid vervolgens een kooi voor voor elk muisonderwerp met nestjes, vrij toegang tot water en een loopwiel.
Het loopwiel moet vrij bewegen zonder de kooiwand, het voedselbakje of het kooitopje aan te raken. Bevestig ook dat de software de wieltellingen bijwerkt. Om de dieren te acclimatiseren, huisvest elke muis afzonderlijk in een kooi met een loopwiel en toegang tot ongeveer 100 gram droog voedsel en 50 gram nat voedsel in de kooi.
In de software. Begin de gegevensverwerving en opslag door startverwerving te selecteren. Kies uit het bestandsmenu de map waarin de gegevens worden opgeslagen totdat deze worden gestopt.
De software zal continu elke dag net voor het begin van de donkere fase van de lichtcyclus opnemen. Weeg het dier, weeg nat voedsel en weeg droog voedsel. Vul de container met droog voedsel bij als deze minder dan 50 gram bevat en vervang de container met nat voedsel.
Als het voedsel uitdroogt of bevuild raakt met beddengoed, noteer dan handmatig de wieltelling op hetzelfde tijdstip. Om de digitale gegevens op de eerste dag van voedselrestrictie te back-uppen, verwijder alle natte en droge voedsel uit de kooi in het midden van het lichtgedeelte van de dag. Later, bij het begin van de donkere periode, noteer het gewicht van het dier en de wieltelling.
Plaats vervolgens ongeveer 50 gram droog voedsel in de trechter en zorg voor vijf gram nat voedsel in een wielboot. Bereid vervolgens een schone kooi met beddengoed en nestjes voor voor elk dier. Na twee uur met de voedseloverdracht, de loopwiel en een paar handenvol vies beddengoed naar de voorbereide kooi.
Breng de muizen over naar de nieuwe kooien zonder voedsel. Aan het einde van de periode van voedseltoegang, noteer het gewicht van de UNE voedingsmiddelen en de wieltelling. Herhaal dit proces dagelijks gedurende de duur van het experiment.
Als op enig moment een dier onder de 75% van zijn oorspronkelijke gewicht daalt, verwijder het uit het experiment. Andere indicaties van overmatige honger die erop zouden kunnen wijzen dat het dier uit het experiment moet worden verwijderd, zijn een gebogen houding en onvermogen om zich in de kooi te bewegen. Het dier kan koud aanvoelen en tijdens de twee uur voedseltoegang niet eten.
Na drie dagen voedselrestrictie, beëindig het experiment. Euthanasieer het dier om weefsels te verzamelen of laat de dieren herstellen. Voor verder gedragsonderzoek in de software, klik op de optie einde verwerving onder het bestandsmenu.
De gegevens worden nu opgeslagen in een WLS-bestand in de gekozen map. Aan het begin van het experiment, verwijder de loopwielen uit de kooien en verwijder vervolgens hun batterijen. Herstellende dieren moeten ad libido toegang tot voedsel hebben. Exporteer nu de gegevens naar een spreadsheet.
Kies de exportoptie in het bestandsmenu en selecteer de gewenste WLS-bestanden in de bronbestandsoptie. Selecteer vervolgens de start- en einddatum en -tijd, en selecteer ten slotte elke wielsensor voor export. In de wielsensorenlijst kunnen de gegevens vervolgens worden geanalyseerd zoals nodig om het effect van een b te bestuderen.
In een populatie die vergelijkbaar is met menselijke anorexia nervosa, werden vrouwelijke adolescente muizen geacclimatiseerd aan het wiel op P 36. Kort na het begin van de puberteit werd op P 40 met voedseldeprivatie begonnen en nam hun lichaamsgewicht sterk af. Controledieren hadden geen loopwielen of voedselbeperkingen. De uitgehongerde dieren liepen overmatig na het begin van de voedselrestrictie.
Gegevensanalyse van wielactiviteit toonde een circadian patroon. Merkwaardig genoeg kozen uitgehongerde dieren zelfs tijdens voedseltoegang ervoor om het loopwiel te gebruiken. Nadat voedselrestrictie was begonnen, vertoonden sommige dieren een toename van activiteit net voor het voederen, wat kan worden genoemd voedsel Anticatorie activiteit Een masters om een cohort op te zetten om een activiteitsgebaseerde scenario te ondergaan, kan in een paar uur worden bereikt als het goed
Overzicht
Dit artikel presenteert een protocol voor het induceren van activiteitsafhankelijke anorexia (ABA) bij vrouwelijke adolescente muizen, een model voor het bestuderen van de neurobiologie van anorexia nervosa. Het protocol omvat voedselbeperking en het monitoren van de activiteit in het looprad om gedragsveranderingen waar te nemen.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Gedragsbiologie
- Diermodellen van ziekten
Achtergrond
- Activiteitsgebonden anorexia wordt gekenmerkt door hyperactiviteit als gevolg van voedselbeperking.
- Dit model helpt bij het begrijpen van de neurobiologische mechanismen die ten grondslag liggen aan anorexia nervosa.
- Individuele verschillen in de neurochemie kunnen de vatbaarheid voor anorexia beïnvloeden.
- Een nauwkeurige monitoring van het diergedrag is cruciaal tijdens het experiment.
Doel van de studie
- Om een betrouwbaar model te ontwikkelen voor het bestuderen van activiteitsgebaseerde anorexia bij muizen.
- Om de neurobiologische veranderingen te onderzoeken die geassocieerd zijn met voedselbeperking en hyperactiviteit.
- Om therapeutische benaderingen voor anorexia nervosa te verbeteren door individuele verschillen te identificeren.
Gebruikte methoden
- Introductie van loopwielen om de muizen te acclimatiseren.
- Monitoring van de wielactiviteit en voedselinname over een gespecificeerde periode.
- Implementatie van een voedselrestrictieschema om ABA te induceren.
- Gegevensverzameling en analyse om gedragsveranderingen en gewichtsverlies te beoordelen.
Belangrijkste resultaten
- Muizen vertoonden een verhoogde renactiviteit na voedselbeperking.
- Gedragspatronen wezen op een circadiaan ritme in de activiteitsniveaus.
- Sommige muizen vertoonden voedselanticiperende activiteit voorafgaand aan de voedingstijden.
- Gewichtsverlies en gedragsveranderingen werden nauwgezet gevolgd om het dierenwelzijn te waarborgen.
Conclusies
- Het ABA-model is effectief voor het bestuderen van de neurobiologie van anorexia nervosa.
- Bevindingen kunnen toekomstige therapeutische strategieën voor de behandeling van anorexia informeren.
- Individuele variabiliteit in de respons op voedselrestrictie onderstreept de noodzaak van gepersonaliseerde benaderingen in onderzoek.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor directie
Het activiteitsgebaseerde anorexia-model (ABA) bij knaagdieren biedt een translationeel relevant systeem voor het ontleden van de neurobiologische mechanismen ten grondslag aan anorexia nervosa, een stoornis met een hoge mortaliteit en beperkte therapeutische opties. Door gecontroleerde manipulatie van voedseltoegang en activiteit mogelijk te maken, ondersteunt dit model mechanistische risicoreductie en targetvalidatie op het snijvlak van de gedragsneurowetenschappen en psychiatrische aandoeningen. De kwantitatieve resultaten en individuele variabiliteit dragen bij aan de voorspellende betrouwbaarheid en portfoliotriage in de vroege fase van neuropsychiatrische geneesmiddelenontwikkeling.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt het mogelijk om neurale circuits en neurochemische paden te onderzoeken die betrokken zijn bij kwetsbaarheid voor en veerkracht tegen anorexia nervosa.
- Ondersteunt biologische risicoreductie door gedragsfenotypes te correleren met neuroanatomische en neurochemische veranderingen.
- Faciliteert functionele doelwitvalidatie via meetbare gedragsmatige en fysiologische eindpunten.
Screening & assayontwikkeling
- Biedt een gevalideerd gedragssysteem voor het evalueren van kandidaat-interventies gericht op hyperactiviteit en voedingsbeperkingsfenotypes.
- Levert reproduceerbare, kwantitatieve resultaten zoals loopradactiviteit en gewichtsverlies voor standaardisatie van de assay.
- Maakt screening mogelijk van verbindingen die neurobiologische drijfveren van anorexia-achtige gedragingen moduleren.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Komt overeen met ziekterelevante gedragsmatige en neurobiologische eindpunten die zijn waargenomen bij menselijke anorexia nervosa.
- Ondersteunt de continuïteit van ontdekking tot preklinische validatie door weefselverzameling mogelijk te maken voor downstream moleculaire en elektrofysiologische analyses.
- Informeert beslissingen over risico-gecorrigeerde voortgang door individuele verschillen in kwetsbaarheid en veerkracht bloot te leggen.
Integratie van Pipeline en Workflow
Het ABA-model is geïntegreerd in het continuüm van neuropsychiatrische ontdekkingen, van vroege mechanistische studies tot de evaluatie van preklinische kandidaten.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing over de functie van neurale circuits en neurochemische modulatie bij anorexia-gerelateerd gedrag.
- Screening: Levert gestandaardiseerde, kwantitatieve gedragsoutputs voor de evaluatie van verbindingen.
- Analytics: Maakt statistische vergelijking van activiteit, gewichtsverlies en circadiane verstoringen tussen experimentele groepen mogelijk.
- Translational Research: Faciliteert afstemming met menselijke ziektefenotypes en ondersteunt de ontdekking van biomarkers.
- Enterprise Reuse: Biedt een herbruikbaar platform voor het onderzoek naar comorbiditeiten zoals angst en voor neurobiologische studies over verschillende programma's heen.
Operationele en bedrijfsmatige impact
- Wetenschappelijke waarde: VerhoogtHet vertrouwen in de voorspellende waarde van neurobiologische targets en vermindert mechanistische ambiguïteit bij het modelleren van psychiatrische ziekten.
- Operationele waarde: Standaardiseert gedragsfenotypering en ondersteunt de reproduceerbaarheid over cohorten en studies heen.
- Strategische waarde: Verbetert de go/no-go-besluitvorming en de kapitaalallocatie door het leveren van robuust preklinisch bewijs.
- Portfolio-impact: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van neuropsychiatrische programma's mogelijk op basis van mechanistische en gedragsgegevens.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in gedragsneurowetenschap en het beheer van diermodellen.
- Vereist gespecialiseerde apparatuur voor continue activiteitsmonitoring en data-acquisitie.
- Vraagt om strikte standaardisatie van protocollen en dataverwerking tussen teams.
- Moet rekening houden met individuele variabiliteit in dierrespons en de protocollen dienovereenkomstig aanpassen.
- Nauwgezette monitoring is essentieel om het welzijn van de dieren en de integriteit van de gegevens te waarborgen.
