Ten protokół opisuje standardowy paradygmat picia w domowej klatce z przerywanym dostępem do dwóch butelek do modelowania spożycia alkoholu u szczurów. Ponadto zawiera instrukcje krok po kroku, aby rozszerzyć standardowy protokół o system wykrywania lizawek DIY, który umożliwia analizę mikrostrukturalną zachowań związanych z piciem.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Modelowanie spożycia alkoholu u gryzoni przy użyciu dwóch butelek do wyboru w klatce domowej i analizy mikrostrukturalnej
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Picie w domowej klatce z dwoma butelkami jest jednym z najczęściej używanych paradygmatów do badania konsumpcji etanolu u gryzoni. W najprostszej formie zwierzęta mają zapewniony dostęp do dwóch butelek do picia, z których jedna zawiera zwykłą wodę z kranu, a druga etanol, przy czym dzienne spożycie mierzy się zmianą masy butelki w ciągu 24 godzin. W związku z tym takie podejście nie wymaga specjalistycznego sprzętu laboratoryjnego. Chociaż taka łatwość wdrożenia jest prawdopodobnie największym czynnikiem przyczyniającym się do jej powszechnego przyjęcia przez przedklinicznych badaczy alkoholu, rozdzielczość danych dotyczących picia uzyskanych przy użyciu tego podejścia jest ograniczona przez liczbę pomiarów wagi butelki przez badacza (np. raz dziennie). Jednak chęć zbadania wzorców picia w kontekście ogólnego spożycia, interwencji farmakologicznych i manipulacji neuronalnych skłoniła do opracowania domowych systemów wykrywania lizania w klatkach, które mogą pozyskiwać dane na poziomie poszczególnych lizań. Chociaż wiele z tych systemów zostało opracowanych niedawno, system open source, LIQ HD (Lick Instance Quantifier Home Cage Device), zyskał znaczną uwagę w tej dziedzinie ze względu na swoją przystępność cenową i łatwość obsługi. Chociaż ekscytujący, system ten został zaprojektowany do użytku u myszy. W tym miejscu dokonujemy przeglądu odpowiednich procedur dotyczących standardowego i wyposażonego w likometr picia w klatce domowej z dwiema butelkami. Wprowadzamy również metody dostosowania systemu LIQ HD do szczurów, w tym modyfikacje sprzętowe w celu dostosowania do większych rozmiarów klatki oraz przeprojektowany uchwyt na butelkę wydrukowany w 3D, kompatybilny ze standardowymi, gotowymi butelkami do picia. Korzystając z tego podejścia, naukowcy mogą badać codzienne wzorce picia, a także poziomy spożycia u wielu szczurów równolegle, zwiększając w ten sposób rozdzielczość uzyskanych danych przy minimalnych inwestycjach w dodatkowe zasoby. Metody te zapewniają naukowcom elastyczność w korzystaniu zarówno ze standardowych butelek, jak i aparatury wyposażonej w lizometr do badania mechanizmów neurobiologicznych leżących u podstaw picia alkoholu, w zależności od ich precyzyjnych potrzeb eksperymentalnych.
Wprowadzenie
Chociaż umiarkowane spożywanie alkoholu historycznie wiązało się z umiarkowanymi korzyściami zdrowotnymi, ostatnie kompleksowe badania na dużą skalę wykazały, że żadna ilość spożywanego alkoholu nie jest bezpieczna1,2. W rzeczywistości spożywanie alkoholu jest siódmym najczęstszym czynnikiem ryzyka śmierci i niepełnosprawności na świecie1, a osoby, które piją nawet niewielkie ilości alkoholu, mają zwiększone ryzyko zachorowania na nowotwory, choroby zakaźne i urazy1,3. W Stanach Zjednoczonych liczba zgonów spowodowany....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
Wszystkie reprezentatywne dane zostały zebrane z wykorzystaniem dorosłych szczurów szczepu Long-Evans, przebywających w pojedynczych klatkach, za zgodą Komisji ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt (IACUC) Uniwersytetu Illinois w Chicago oraz zgodnie z wytycznymi NIH dotyczącymi opieki nad zwierzętami laboratoryjnymi i ich wykorzystywania. Pojedyncze klatki są niezbędne do dokładnego monitorowania spożycia płynów przez każdego osobnika. Dorosłe samce (n = 38) i samice (n = 2) szczurów Long-Evans w momencie przybycia miały wiek P50-80 i przed rozpoczęciem eksperymentu poddano je tygodniowej aklimatyzacji w wivarium. Szczury miały dostęp ad libitum do standardowe....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Standardowe dane dotyczące spożycia EtOH w domowej klatce w modelu przerywanego wyboru między dwiema butelkami
Stosując standardową procedurę (Rysunek 7A), badacze mogą zarejestrować spożycie z 24 h (Rycina 7B-D) oraz picie w typie napadowym, jeśli masy butelek są zbierane krótko po rozpoczęciu sesji picia (Ryciny 7E-F). Obliczając spożycie etanolu w stosunku do spożycia wody,.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Obecny protokół zawiera instrukcje krok po kroku dotyczące przechwytywania danych dotyczących picia etanolu przy użyciu procedury klatki domowej z przerywanym dostępem do dwóch butelek. Metoda ta może być wdrożona ze względną łatwością i przy niewielkich lub zerowych kosztach lub potrzebie specjalistycznego sprzętu badawczego. Korzystając z przedstawionych tutaj procedur do konstruowania i wdrażania LIQ HDR - systemu wykrywania lizawek do stosowania u szczurów - naukowcy mogą rejestrować dane o mikrostrukturze picia o wy.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Wszyscy autorzy deklarują brak konfliktu interesów.
Podziękowania
Autorzy dziękują Josephowi Pitockowi i dr Katie Przybysz za pomoc techniczną podczas rozwoju LIQ HDR. Dziękujemy również Nicholasowi Petersenowi i dr Marie Doyle za wiele pomocnych rozmów podczas tworzenia LIQ HDR. Prace te były wspierane przez National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism przy National Institutes of Health (P50 AA022538 i R01 AA029130 do EJG).
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Dostępne na rynku komponenty | Ilość | ||
| 12-klawiszowy pojemnościowy czujnik dotykowy (MPR121) | Adafruit | 1982 | 3 |
| 2-pinowa para (raster JST XH 2,5 mm) | Adafruit | 4872 | 18 |
| 4-pinowa zworka do płytki stykowej (Qwiic) | SparkFun | PRT-17912 | 1 |
| 4-pinowy (100mm Qwiic) | SparkFun | PRT-17259 | 1 |
| 4-pinowy (50mm Qwiic) | SparkFun | PRT-17260 | 3 |
| przesuwnik poziomu 5V-na-3V | Adafruit | 5637 | 1 |
| Pojemnościowa osłona dotykowa (2,8 cala) | Adafruit | 1947 | 1 |
| Miedziana taśma przewodząca (1/4 cala) | DigiKey | 4393-CFT-1/4-ND | |
| 1 Dane Osłona rejestracyjna | Adafruit | 1141 | 1 |
| Zestaw do różnicowej komunikacji I2C (QwiicBus) | SparkFun | KIT-17250 | 1 |
| Taśma izolacyjna | DigiKey | 3M156004-ND | 1 |
| Rurka termokurczliwa (3/16 cala różne kolory) | Opaski kablowe i więcej | HS357-S10 | 6 |
| Zestaw rurek termokurczliwych (4 cale) | Jameco | 2095963 | 1 |
| Litowa bateria pastylkowa (3V 12.5mm) | DigiKey | 1908-CR1220JAUCHSB-ND | 1 |
| M5 płaska podkładka | Grainger | 54FN66 | 1 |
| M5 nakrętka sześciokątna | Grainger | 6CA72 | 1 |
| śruba maszynowa M5 (12mm) | Grainger | 6GU88 | 1 |
| M5 śruba maszynowa (25mm) | Grainger | 6GU91 | 2 |
| męski/męski przewód połączeniowy | Adafruit | 1957 | 1 |
| płytka mikrokontrolera (Arduino Mega 2560 Rev3) | DigiKey | 1050-1018-ND | |
| 1 filament PETG (2,85 mm srebrny) | MatterHackers | M-DDH-UZR2 | |
| 2 filament PLA (2,85 mm) | MatterHackers | M-SEW-RUAW | 2 |
| filament PLA (2,85 mm srebrny) | MatterHackers | M-66P-6CLE | 1 |
| Zasilacz (DC 9V 1A) | Newegg | 9SIBPPKJYR5991 | 1 |
| karta pamięci SD/microSD (8GB) | Adafruit | 1294 | 1 |
| Nagłówki do układania w stosy Adafruit | 85 | 1 | |
| Drut z rdzeniem stałym (22AWG czerwony) | Adafruit | 288 | 1 |
| Przewód linkowy (22AWG) | Adafruit | 2976 | 1 |
| Drut linkowy (22AWG czerwony) | Adafruit | 3068 | 1 |
| rurka sipper z nakrętką skręcaną z kulką | Alternatywny projekt | TCCN8.5-ST2.5SB | 38 |
| Butelka na wodę (8 uncji) | Alternatywny projekt | WB8FS | 38 |
| niestandardowe komponenty drukowane w 3D< / mocny> | Ilość | ||
| spód obudowy Arduino wydrukowany w 3D | Nie dotyczy | ARDUINO_Bottom.stl | 1 |
| Górna część obudowy Arduino z nadrukiem 3D | Nie dotyczy | ARDUINO_Top.stl | 1 |
| Klips kablowy drukowany w 3D L | Nie dotyczy | CLIP_L.stl | 18 |
| Nakrętka z klipsem kablowym | w | Nie dotyczy CLIP_Nut.stl | 18 |
| Klips kablowy drukowany w 3D R | dotyczy | CLIP_R.stl | 18 |
| Uchwyt na butelkę z drukowanym w 3D likometrem | Nie dotyczy | LICKOMETER_Bottle Holder.stl | 19 |
| Drukowana w 3D osłona liktometru L | Nie dotyczy | LICKOMETER_Cable Protector_L.stl | 6 |
| Drukowana w 3D osłona likometru R | Nie dotyczy | LICKOMETER_Cable Protector_R.stl | 12 |
| Drukowane w 3D litery likometru | Nie dotyczy | LICKOMETER_Letters.stl | 19 |
| Śruba montażowa drukowana w 3D | Nie | Śruba mocująca.stl | 4 |
| Obudowa czujnika wydrukowana w 3D A dół | Nie | SENSOR_A_Bottom.stl | 1 |
| Obudowa czujnika wydrukowana w 3D A góra | Nie | SENSOR_A_Top.stl | 1 |
| Obudowa czujnika wydrukowana w 3D B dół | Nie | SENSOR_B_Bottom.stl | 1 |
| Obudowa czujnika wydrukowana w 3D B góra | Nie | SENSOR_B_Top.stl | 1 |
| Obudowa czujnika wydrukowana w 3D C dół | Nie dotyczy | SENSOR_C_Bottom.stl | 1 |
| Wydrukowana w 3D obudowa czujnika C top | N/A | SENSOR_B_Top.stl | 1 |
| Wydrukowane w 3D litery obudowy | czujnika N/A | SENSOR_Letters.stl | 1 |
| Drukowana w 3D blokada sipper | Nd. | SIPPER_Blocker.stl | 36 |
| Wydrukowana w 3D podstawa blokująca sipper | Nie dotyczy | SIPPER_Base.stl | 18 |
| Wydrukowana w 3D przekładnia blokująca sipper | Nie dotyczy | SIPPER_Gear.stl | 18 |
| Nakrętka blokująca sipper z nadrukiem 3D | N/A | SIPPER_Nut.stl | 18 |
| Drukowana w 3D śruba blokująca sipper | Nd. | SIPPER_Worm.stl | 18 |
| Wycinany laserowo panel akrylowy Lizkometr | N/A | LICKOMETER_Acrylic Panel_Sketch.dxf | 19 |
Bibliografia
- GBD 2016 Alcohol Collaborators. Alcohol use and burden for 195 countries and territories, 1990-2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016. Lancet. 392 (10152), 1015-1035 (2018).
- Fillmore, K. M., Stockwell, T., Chikritzhs, T., Bostrom, A., Kerr, W.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
