Оценка деятельности на основе анорексия у мышей

Краткое содержание

Мышей, индивидуально здании работает колесом, учитывая ограниченный доступ к продовольствию развивать сокращение потребления продуктов питания и повышение активности на работает колесо. Это экспериментальный явление называется анорексией на основе деятельности. Эта парадигма обеспечивает экспериментальный инструмент для изучения нейробиологии и поведения основные аспекты анорексии.

Аннотация

Грызуны развивать на основе деятельности анорексия (ABA), когда подвергается ограниченного кормления расписание и свободный доступ к идущему колесу. Эти условия приводят к жизни снижением массы тела. Однако грызуны, подвергаются только одно из этих условий в конечном итоге адаптироваться к восстановлению нормального веса тела. Хотя увеличение обкатка спаренных с сокращением добровольных пищи парадоксальных условиях АБА, ABA поведение наблюдается во многих видов млекопитающих.

ABA парадигма обеспечивает модель животных для нервной анорексии (), расстройства пищевого поведения с тяжелой регуляции аппетита-поведения. Предметы поодиночке располагаются с свободный доступ к идущему колесу. Каждый день, тема предлагается питание за ограниченное количество времени. В ходе эксперимента вес тела субъекта уменьшается от высокой активностью и низкой калорийности. Продолжительность обучения зависит от как долго еда предлагается ежедневно, типа пищевых продуктов, предлагаемых, штамм мыши, если препараты тестируются и экологические факторы.

Отсутствие эффективных фармакологических препаратов для пациентов, их низкое качество жизни, высокая стоимость лечения и их высокой смертности указывают на настоятельную необходимость дальнейшего исследования. Мы предоставляем основные наброски для выполнения ABA экспериментов с мышами, предлагая метод расследовать поведение как развивать Роман терапии. Этот протокол оптимизирован для использования в мышей Balb/cJ, но можно легко манипулировать для других напряжений, обеспечивая большую гибкость в работе с различными вопросами, особенно связанных с генетическими факторами, АБА.

Введение

С 1953 года чтобы показать парадоксальным гиперактивность на колесах, когда они получают бесплатный доступ к колеса во время прохождения добровольного hypophagia, когда наличие продовольствия ограничены¹поступили грызунов. И наоборот грызуны не быстро падение массы тела, когда предлагают питание по расписанию без запуска колеса или когда здание с колеса и предложил Продовольственной ad libitum^1,2,3. ABA модель надежно приводит резкое снижение веса тела, hypophagia, гипотермия, потеря течка и увеличение стимуляции HPA оси⁴. В конечном счете ABA приводит к смерти, если предметом удаляется из парадигмы⁵. ABA парадигма обеспечивает исследователей с животной модели, сложную расстройства пищевого поведения, которая включает тяжелые регуляции аппетита-поведения, затрагивающих примерно 1 100 женщин и меньший процент мужчин⁶. Пациенты, страдающие от часто проявляют гиперактивность, состоящий из экстремальных количество упражнений, и/или общего беспокойства^7,8. С смертность примерно на 10% имеет высокий уровень смертности среди всех психиатрических расстройств⁹. Текущее лечение ограничивается когнитивной терапии, как есть нет утвержденной фармакологические методы лечения для тех, кто страдает от^10,11.

Обычно рассматривается как расстройства, затрагивающей главным образом женщин. Как диагноз, который в 10 раз чаще у женщин, чем мужчины девушки темы традиционно находятся в центре внимания в¹². Однако особое внимание должны приниматься в исключение мужчин из исследований. В то время как диагноз остается ниже в мужчины, мышцы dysmorphia (MD) является условие, что имеет много сходств, искаженное изображение тела и часто неупорядоченных диеты. Есть поддержка понятие, что MD и могут быть классифицированы в аналогичных образом^13,14,15. Это может предполагать, что некоторые случаи MD представляют «мужской вариант». В контексте животных моделей в некоторых докладах предложили, что мужчины более восприимчивы, чем женщины к парадигме АБА. Например недавние исследования показали высокий уровень смертности и снижение потребления продовольствия по сравнению с самок мышей C57Bl/6¹⁶. Один предсказатель восприимчивости к ABA является спонтанное физической активности (SPA). Скорее всего, потерять вес в парадигме АБА, с самцов крыс, показаны более сильный эффект, чем самки¹⁷крыс с выше или ниже спа. И наоборот женщина грызунов наблюдались проявлять больше, чем мужчины на этапе ограничение ABA¹⁸. Кроме того исследования с мышей Balb/cJ показали обратный эффект мышей C57Bl/6, где самок мышей имеют высокий уровень смертности и снижение потребления продовольствия по сравнению с мужчинами (рис. 1)⁶. С различные результаты между полами в парадигме Аба и повышения осведомленности мужчин с неупорядоченной еды шаблоны, как мужчин, так и женские предметы должны быть протестированы.

Помимо различий в парадигме Аба возраст и деформации должны рассматриваться при выборе тем. Подростков мышей может более точно модель, поскольку обычно возникает в подростковом возрасте, как заметил с крыс и мышей^19,20,21,22. Штаммы, которые более активны, чем другие на базовом уровне имеют более высокий уровень восприимчивости и тяжести ABA²³. Штаммы известны имеют более высокий уровень тревоги, такие как DBA/2, увеличили колеса идущий деятельность, которая будет указывать быстрее отсева в ABA парадигмы²⁴. В зависимости от экспериментальный дизайн штамм выбора могут быть приспособлены к максимальной продолжительности АБА.

ABA парадокс не является уникальным для мышей. Другие млекопитающие, включая крысы, хомяки, песчанок, свиньи, бурундуки и морских свинок продемонстрировали это явление⁶. Сохранению явления ABA через млекопитающих свидетельствует о том, что Аба парадигма может обеспечить поступательное инструмент для изучения механизмов, лежащих в основе анорексия подобное поведение у людей. Мышей в частности хорошо подходят для изучения механизмов, лежащих в основе АБА. Мышь может быть плотно размещены и время генерации является относительно коротким. Мыши имеют полностью виртуализированного геном, и многочисленные инбредных, беспородных и специальных штаммов, таких как congenics, доступны. Породили огромное количество генетически модифицированных линий, что делает их идеально подходит для исследования оценки генетических влияет на расстройств, таких как зависимости от AN. на вопрос на руку, исследователи могут манипулировать комплекс нейронной схемы или ген выражение чтобы оценить поведение в парадигме АБА, потенциально ответы на вопросы о генетических влияния, которые невозможно при изучении людей.

Ограниченное количество животных моделей в настоящее время существуют. Модели стресса заставить hypophagia грызунов с помощью хвоста щипать, новинка индуцированной hypophagia, холодные плавание и стимуляции мозга. Вызывая стресс, изменения в оси гПа уменьшить аппетит, что приводит к сокращению тела вес²⁵. Однако гПа оси также мощно стимулируется АБА, который также включает в себя дополнительные функции, такие как гиперактивность. Другая модель рассмотреть в изучении является хронической продовольственной ограничения. Ограничивая пищи в диапазоне от 40 до 60% ad libitum, один можно имитировать физиологической реакцией на недоедание²⁶. Хотя этот метод является эффективным для изучения последствий недостаточное питание, он не воспроизводить, основным вопросом, который является добровольной пищи ограничение. В парадигме Аба животные лишены доступа к продовольствию для часть дня, но также добровольно сократить потребление пищи, если колесо также присутствует. Генетической модели также были использованы для изучения этиологии AN. Исследователи нашли нейрохимические и генетические факторы, причастных, например ген BDNF и нейротрансмиттеров допамина и серотонина²⁷. Использование генетических моделей имеет решающее значение для понимания нейронных механизмов позади. Однако исследования генома широкий ассоциации для пока не принесли существенных хитов, и не редкие варианты были определены. Будущие исследования должны объединить генетический подход с ABA модель для более глубокого понимания связанных с фенотипов.

Разработка животных моделей для всего психических расстройств является практически невозможно из-за сложности и разнородности человека расстройств. Однако путем моделирования конкретных, четко определенных компонентов психиатрические расстройства, могут быть получены уникальные идеи в базовой нейробиологии или патофизиологии. Такие биологические исследования может затем использоваться для выявления новых методов лечения. Грызун парадигмы ABA поэтому обеспечивает доклиническое инструментом для изучения механизмов, лежащих в основе как поведение, которое не может быть этически учился в людей, таких, как последствия генетических манипуляций, возмущения нейронных цепей и последствия некоторых экологических факторов.

Протокол

Все методы, описанные здесь были одобрены институциональный уход животных и использование Комитет (IACUC) из университета Калифорнии, Сан-Диего.

1. мышь

1. Выберите соответствующий мыши деформации для изучения.
2. Приобрести мышей от поставщика или усилить линию, чтобы получить соответствующие экспериментальные чисел.
3. Группа дом приобрел мышей в объекте животных по крайней мере за 1 неделю до начала исследования для достаточно адаптационного периода.
4. Этапу предварительно экспериментальной acclimation, когда мышь исполнилось 8 недель.

2. корпус

1. Выберите клетки, которые являются достаточно большими, чтобы содержать ООН осложненных работает колесо, еда сосуда и бутылку воды.
2. Регулировать комнатной температуры и влажности в дополнение к гипотезе тестируется.
   Примечание: Повышение температуры приведет к сокращению развития Аба²⁸.

3. Запуск колеса

1. Выберите колеса с беспроводной связи, чтобы избежать потенциальных отвлекаться и заграждений в клетку, смотрите Таблицу материалов для примера.

4. бутылки воды

1. Выберите бутылку воды, которая будет не конкурируют за пространство с работает колесо или еда сосуда в клетке, дома.
2. Если медикаментозное лечение в питьевой воде, клейкой лентой бутылки для создания среды светочувствительной.

5. питание

1. Выберите нежирного Чоу для гипотезы проходит проверку (например, Envigo грызун диета 8604).
   Примечание: Диеты с высоким содержанием жиров и сахара может уменьшить развития Аба²⁹.
2. Используйте небольшой стеклянной банке предоставлять Чоу, примерно в 65 см в диаметре x 50 см в высоту.
   Примечание: Автоматизированной подачи может использоваться вместо стеклянную банку, который может уменьшить стресс, ограничивая следователь вмешательства. Это может быть наиболее выгодным, если выполнение ABA исследования с наркотиками манипуляции.

6. предварительно экспериментальной Acclimation фаза

1. Настройка области экспериментальной, выбрав Кейдж стойку рядом ноутбук и колеса узлов. Это будет ограничивать проблемы с передачей данных.
2. Включите ноутбук и беспроводной концентраторы.
3. Откройте программное обеспечение для управления рулем на ноутбуке.
   1. Посмотрите на программное обеспечение, чтобы убедиться, что оба концентраторы являются активными.
   2. Откройте «инструменты» и выберите «Удалить колеса». Повторите этот шаг 5 раз.
   3. Закройте программу, а затем повторно открыть его.
4. Место 3 батарейки AAA в батарею колесо базы.
   1. Подключите провода батареи пакет к оборудованию Колесная база. Это будет отключен до использования. Закройте аккумуляторную батарею в основание колеса.
5. Убедитесь, что программное обеспечение для обеспечения Колесная база указан с идентификатором «1» под соответствующей беспроводной концентратор. Если основание не указан как ID «1», отсоедините батарею и начать заново на шаге 6.2.
6. Измените идентификатор колесо от «1» на идентификатор мыши в столбце имя.
7. Придерживайтесь база работает колесо в нижней части клетки с клейкой лентой для обеспечения стабильности. Не позволяют любой ленты торчат, как мышь будет жевать на открытые ленты.
8. Выберите работает диск колеса без коррозии магнитные кусок.
9. Установите руль на базе и вращайте колесо, чтобы проверить зазор от Кейдж стены и решетки.
10. Вращение диска определенное количество вращений, чтобы убедиться, что колеса идущий программное обеспечение правильно рассчитывает вращений.
11. Куски Чоу предотвратить потерю в постельных принадлежностей или получить мокрой клейкой лентой нижней питание банку на пол клетки, от работает колесо и бутылку воды.
    Примечание: Мокрый Чоу увеличивает потребление пищи, по сравнению с сухой Чоу³⁰.
12. Место 5 кусков Чоу в банку.
    Примечание: Чоу на этапе предварительного экспериментального доступны ad libitum и не нужно быть весил. Воздействия на колесах во время адаптационного периода может активизировать ABA^21,31.
13. Установите полную бутылку воды в клетке и обеспечивают водой ad libitum.
14. Повторяйте, пока все клетки имеют подключенного беспроводного работает колесо, продовольствия и воды.
15. Индивидуально, место мышей в их соответствующие клетки.
16. В колесе управления программного обеспечения перейдите в меню «файл» и нажмите «начать приобретение».
17. Смотрите засчитываются обновление программного обеспечения для обеспечения вращения колес, и система работает хорошо.
18. Акклиматизироваться мышей экспериментальной жилищных условий для всего 2 дня.
19. Во время этой фазы, чтобы убедиться, что они являются достаточно здоров, чтобы обрабатывать ABA эксперимента оцените мышей.
20. Проверьте клетки для любого наводнения из бутылки воды каждый день. Если бутылки наводнили, заменить старые клетки с новой клетке и повторите необходимые шаги для присоединения колеса и продовольствия для клетки без вмешательства.
21. На 2 день проверите клетки для уровней продовольствия. Если еда является низкой, залейте 2 шт Чоу. Сделать это, не нарушая мышей.
    Примечание: Если на этапе предварительного экспериментального адаптационного любой мыши проявляет hypophagia или недостаточный вес, удалите мышь из исследования.

7. экспериментальный базовый этап - день 1

1. Выберите «конец», а затем «начать приобретение» в программном обеспечении управления рулем.
2. Отмерьте Чоу 9 g в небольшой пластиковый стакан в масштабе с 0.00 g чувствительность. Запишите точный вес.
3. Осторожно удалите и весят мыши в большой пластиковый стакан в масштабе с чувствительностью 0.0 g. Рекордный вес.
   Примечание: Важно ограничить стресс мышей при обработке, поэтому терпеливо их обрабатывать.
4. Утилизация всех адаптационного пищи.
5. Поиск постельные принадлежности для любой пищи, которая, возможно, были удалены из jar и распоряжаться, а также.
6. Оставьте бутылку воды в месте, но убедитесь, что это адекватно полный.
7. Очистить загрязненные на колесах с 70% изопропиловый спирт и бумажные полотенца.
8. Если очистка необходима, после высыхания изопропиловый спирт, вернуть его клетки мыши и заменить клетку на стойке.
9. Повторите эти шаги до тех пор, пока каждый мыши взвешивается и 9 g пищи измеряется и помещены в клетках.

8. экспериментальный базовый этап - 2-7 дней

1. Вернуться к животных объекта в то же время каждый день. Не различаются замеры на более или менее 10 мин.
2. Отмерьте Чоу 9 g в небольшой пластиковый стакан в масштабе с 0.00 g чувствительность. Запишите точный вес.
3. Осторожно удалите и весят мыши в большой пластиковый стакан в масштабе с чувствительностью 0.0 g. Рекордный вес.
4. Выньте емкость для продуктов из клетки и дамп все продовольствие в небольшой стакан на шкале 0.00 g.
   1. Если кал и постельные принадлежности в емкость для продуктов с пищей, выберите все постельные принадлежности и калом. Используйте маленький сетчатый фильтр протереть сухой пищи в весом стакан. Удалите все фекалии прежде чем сделать это с помощью пинцета, (при необходимости).
      Примечание: Постельное белье не сломает на более мелкие куски, чтобы соответствовать через ситечко.
   2. Искать любые остатки пищи в клетке и добавить их в стакан быть взвешены. Запишите количество пищи, оставшиеся.
      Примечание: Если постельные принадлежности и клетку необходимо выполнять поиск, то лучше сделать это в то время как указатель мыши находится в весят стакан или передачу клетке, чтобы уменьшить стресс.
   3. Утилизация всех продуктов питания.
5. Протрите кувшин и место обратно в клетке. При необходимости замените ленту.
6. Место ранее измеренных 9 g новой пищи в банку.
7. Затем очистить загрязненные на колесах с 70% изопропиловый спирт, сухой колеса. Сделать это одна клетка в то время и не случайно обмена колеса.
8. Конец и перезапустите приобретение в колеса идущий программы каждый день.
9. Повторяйте эти шаги до начала этапа ограничения.

9. экспериментальные ограничение фаза - день 1

1. Начала и конца приобретение программного обеспечения управления рулем.
2. Весят старые и новые еда мышей, за базовый протокол.
3. Теперь не очищайте колеса. Это может отвлекать мышей в период их ограниченного кормления.
4. Разрешить доступ к новой пищи, 9 g Чоу, 6ч. Рекордное время еда предлагается.
   Примечание: Время свет цикла, что питание предоставляется повлияет на развитие АБА. Так как мыши обычно спят в течение цикла света, предоставление доступа к продовольствию в это время усугубляет развития АБА, поскольку мышей не обычно потребляют большинство их ежедневной пищи в настоящее время. И наоборот, мышей, получавших доступ пищи во время темных цикла будет развиваться ABA медленнее³². Корректировка длительности доступности продовольствия приведет к больше или короче выживания раз (рис. 2). Еда упреждающей деятельности (АВС) является гиперактивность, которая происходит непосредственно перед еда предлагается^32,,33-³⁴. АВС может повлиять на развитие АБА, как уже было показано, что отказ колеса идущий доступ во время АВС улучшает ABA поведение³².
   1. Удалить пищевой ровно 6 h позже для каждой мыши и измерить оставшееся количество. Рекордное время пищу удаляется.
5. Очистить колеса теперь, если это необходимо и пытаться сделать это без получения на потянув питание от последующих клетках.
6. Весят пищи и вычислить разницу в продуктах питания, чтобы определить количество пищи, едят на мышь.
7. Рассчитайте вес отсева для каждой мыши.
   Примечание: Вес отсева является когда мыши должны быть удалены из эксперимента, когда он достигает 75% своего окончательного измерения веса тела базовых. Например если мышь весит 20 гр в начале этапа ограничения, когда он достигает 15 g его необходимо удалить из эксперимента.
8. Сохраните копию отсева весов на руку в объекте животных.
   Примечание: Может попытка оценки восстановления от Аба экспериментов; питание обеспечивается либо ad libitum, или колеса заблокированы для изучения процесса, по которому мышей вернуться к здоровое тело вес³⁴.

10. экспериментальные ограничение Фаза - 2 до 14 дней

1. Повторите все шаги измерения в 1 день ограничения протокола. Не перезапускайте колесо приобретения.
2. Если мышь достигает падение веса (75% от его базовый вес тела), удалите колесо и продовольствия jar из клетки и обеспечивают достаточно пищи в нижней части клетки, затем перейти с других мышей. После того, как все клетки участвовали в, усыпить всех мышей, которые достигли падение веса.
3. Оставьте колеса на каждой мыши в течение всего эксперимента.
4. Проверьте каждую мышь ежедневно для любых травм. В случае необходимости, клип поврежденных ногтей, лечения язвы, и т.д. Ask животных уход персонала за Советом, если вы не уверены о том, как поступить с травмой.

11. прекращение исследования

1. Если исследование длится 14 дней, весить всех мышей на 15 день. Ограничение веса 1 день считается базовый вес.
   Примечание: Продолжительность обучения может быть изменен для решения проходит проверку гипотез. Дольше продолжительность продовольственной доступа может использоваться для расширения исследования длины.
2. Усыпить мышей при необходимости.
3. Грязные оборудования предпринять соответствующие номера.
4. Конец приобретение Фото колесо на день 15 предоставлять 10 полных дней данных.
5. Отключите беспроводную ступицы.
6. Извлечение данных.
7. Анализ данных.

Результаты

Мозга нейротрофического фактора (BDNF), белок, который способствует регулированию кормления, а также поддержания веса, уменьшается в сыворотке крови больных с³⁵. Этот эксперимент оценку последствий запланированных кормления, работает колесо или оба BDNF выражения в гиппокампе (HPC), вентральной вентральная область (VTA), прилежащем ядре (NAc) и медиальной префронтальной коры (mPFC). Выражение нейрональных клеток молекулы адгезии 1 (NCAM1) также оценивали изучить сп...

Обсуждение

ABA эксперимент может быть изменена экспериментаторов для тестирования различных штаммов, возрастов, наркотики и различные другие переменные AN. несущих в виду генетической изменчивости, корректировки работает колесо или период доступа продовольствия будет увеличивать или уменьшать выраженность Симптомы и уровень отсева. Это может служить для увеличения или уменьшения длины эксперимента, в зависимости от экспериментальных вопрос о заинтересованности.

Точное измерение потребляемой пищи является...

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Беспроводные низкопрофильные беговые колеса, ступицы, программное обеспечение	Med Associates	ENV-047
Standard Teklad Rodent Chow	Envigo	8604
8-недельные мыши	Jackson Laboratories	Balb/cJ	Штамм, использованный в нашем исследовании - Можно использовать другие штаммы для оценки ABA
Scout Pro Scale 200 г	Ohaus	SPE202	Используется для взвешивания мышей
Scout Pro Scale 400 г	Ohaus	SPE402	Используется для взвешивания пищи