Den foreliggende rapporten detaljene protokollen ansatt for å måle givende effektene av høy-fett mat i mus ved hjelp av en progressiv ratio operant conditioning oppgave.
Matvarer som er rike på fett og sukker i vesentlig grad bidrar til over-spising og økende forekomst av fedme. Forbruket av spiselig mat kan produsere en givende effekt som styrker action-utfall foreninger og styrker fremtidig atferd rettet mot å skaffe disse matvarene. Økende bevis for at det givende effektene av energitette matvarer spiller en dyp rolle i overspising og utvikling av fedme har økt interessen for å studere gener, molekyler og nevrale kretser som modulerer mat belønning 1,2. Den givende virkningen av ulike stimuli kan studeres ved å måle vilje til å arbeide for å oppnå dem, for eksempel i operant betinging oppgaver 3. Operante modeller av mat belønning tiltaket ervervet og frivillige atferdsmessige responser som er rettet mot å skaffe mat. Et vanlig mål belønning styrke er en operant prosedyre kalt progressiv ratio (PR) tidsplan for armering. 4,5 i PR tspør, er faget kreves for å lage et økende antall operante responser for hver påfølgende belønning. Den banebrytende studie av Hodos (1961) viste at antall responser gjort å få den siste belønning, kalt stoppunkt, fungerer som en indeks for belønning styrke 4. Mens operante prosedyrene som måler endringer i svarprosent alene ikke kan skille endringer i belønning styrke fra endringer i ytelse kapasitet, er det stoppunkt utledet fra PR tidsplanen et godt validert mål på det givende effektene av mat. PR oppgaven har vært brukt mye til å vurdere givende virkningen av narkotika misbruk og mat i rotter (f.eks 6-8), men i mindre grad i mus 9. Den økte bruken av genmanipulerte mus og diett-indusert overvektige musemodeller har økt kravene til atferdsmessige tiltak av mat belønning i mus. I den foreliggende artikkelen detalj vi materialer og prosedyrer som brukes til å trene musene til å svare (spak-trykk) for et fettriktog høy-sukker mat pellets på en PR tidsplan av armering. Vi viser at stoppunkt respons terskler øke ved akutt mat savn og minke med perifer administrasjon av anorektiske hormonet leptin og dermed validere bruk av denne mat-operant paradigmet i mus.
Operant betinging oppgaver gi en effektiv måte å vurdere endringer i de motiverende egenskaper mat. De eksperimentelle prosedyrene som er beskrevet i denne artikkel tillatelse trening mus til spaken pressen for mat belønninger og stabilt svare på en PR tidsplan av armering.
Måle mengden av mat som forbrukes gir ikke den samme avlesning som innsats-baserte respons tiltak siden ikke alle faktorer som påvirker matinntaket modulere givende effektene av mat. For eksempel tappe utilizable glukose ved perifer 2-deoxyglucose administrasjon hos rotter øker mengden av fritt tilgjengelig mat som forbrukes, men unnlater å endre brytepunkter i en PR oppgave for mat 12. PR stoppunkt reagerer også kan reflektere endringer i kvaliteten på maten belønninger. For eksempel er brytepunkter positivt korrelert med sukrose konsentrasjon viser at motivasjonen for sukrose øker på en måte som følger søt smak 8 </sopp>. Her demonstrerer vi at 24h mat deprivasjon vesentlig øker PR stoppunkter for HFHS mat i mus. I kontrast, fant vi at perifere administrasjon av anorektiske hormonet leptin betydelig redusert stoppunkter for HFHS mat i mus. Disse funnene er i tråd med tidligere rapporterte handlinger av mat deprivasjon og leptin på belønning terskler i rotter 12-14.
Når du bruker denne protokollen er det viktig å huske på at kjøp av mat vedlikeholdt operant respons er betydelig forbedret av regelmessig trening (hver 1-2 dager) og ved å øke motiverende tilstand av musen ved å implementere en mat begrensning regime. I tillegg sikre at mus viser relativt stabilt svare på en forsterkning timeplanen før du går videre til mer komplekse planer (f.eks FR1 til FR5) er nøkkelen til å redusere variabel ytelse under testing. Til tross for anvendelse av disse trinnene, er det ikke uvanlig å få litt variasjonspesielt mellom forskjellige mus. Av denne grunn er det sterkt anbefalt å bruke en i-fag (repeterte målinger) design når det er mulig å fjerne hele variasjon. Selv innen-faget testing er ikke mulig for å undersøke stabile genetiske modifikasjoner (dvs. knockout versus kontroll mus) det kan brukes til å undersøke påvirkning av narkotika, skader eller akutte genetiske (f.eks optogenetic) manipulasjoner.
Fedme og overvekt-relaterte sykdommer er et økende problem som har økt det haster å identifisere molekyler og nervebaner som er involvert. Innsamling av bevismateriale fremhever den viktige rollen hjernen belønning kretser i mat ute, økt kaloriinntak og vektøkning. PR Oppgaven er et verdifullt verktøy for å måle virkningen av nevrobiologiske, genetisk eller farmakologisk manipulasjoner på det givende effekter av mat.
The authors have nothing to disclose.
Dette prosjektet ble støttet med tilskudd fra Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (355 881) og Canadian Foundation for Innovation.
Item | Catalogue Number | Company | Comments |
Mouse operant chambers | ENV-009A | Med Associates, Inc. | Med Associates Inc. PO Box 319 St. Albans, Vermont 05478, USA Phone: (802) 527-2343 |
8 inputs/16 inputs Smart Control Connection Panel |
SG-716B | Med Associates, Inc. | |
Ultra-light retractable mouse lever |
ENV-312 | Med Associates, Inc. | |
Pellet Dispenser | ENV-203 | Med Associates, Inc. | |
House Light | ENV-215 | Med Associates, Inc. | |
Stimulus Light | ENV-221 | Med Associates, Inc. | |
Dust-free Precision 20 mg high-fat & high-sugar pellets |
F-06649 | Bio-Serv | Bio-Serv One 8th Street, Suite 1 Frenchtown, NJ 08825, USA Phone: (800)-996-9908 |
Table 1. Specific equipment and material.