Summary
وضع التخفيضات في الاستهلاك الغذائي الفئران مساكن منفردة مع عجلة تشغيل بينما نظراً لمحدودية فرص الحصول على الغذاء وزيادة النشاط على عجلة قيد التشغيل. تسمى هذه الظاهرة التجريبية على أساس النشاط فقدان الشهية. ويوفر هذا النموذج أداة تجريبية لدراسة بيولوجيا الأعصاب والسلوكيات الأساسية لجوانب من فقدان الشهية العصبي.
Abstract
القوارض تطوير فقدان الشهية على أساس النشاط (ABA) عندما يتعرض إلى جدول تغذية مقيدة ويسمح بالوصول الحر إلى عجلة قيد تشغيل. هذه الظروف تؤدي إلى تخفيض تهدد الحياة في وزن الجسم. ومع ذلك، تتكيف القوارض المعرضين لواحدة فقط من هذه الشروط في نهاية المطاف إعادة وزن الجسم العادي. على الرغم من أن زيادة تشغيل يقترن مع الحد في تناول الطعام الطوعية تظهر المفارقة تحت ظروف أبا، يتم ملاحظة السلوك أبا عبر العديد من أنواع الثدييات.
يوفر النموذج أبا نموذج حيوان لفقدان الشهية العصبي (AN)، اضطراب في الأكل مع التقلبات الشديدة للشهية والسلوك. مواضيع منفردة يسكنون مع حرية الوصول إلى عجلة قيد تشغيل. كل يوم، هذا الموضوع تقدم الطعام لفترة محدودة من الزمن. أثناء التجربة، موضوعا لوزن الجسم يقلل من نشاط عالية ومنخفضة السعرات الحرارية. مدة الدراسة تختلف استناداً إلى كم الغذاء هو تقدم يوميا، النوع من الأغذية المقدمة، سلالة الماوس، إذا كان يجري اختبار العقاقير، والعوامل البيئية.
عدم فعالية العلاجات الدوائية لمرضى وانخفاض نوعية الحياة والتكلفة العالية للعلاج ومعدل وفيات عالية تشير إلى الحاجة الماسة إلى إجراء المزيد من البحوث أن. نحن تقديم مخطط تفصيلي أساسية لأداء تجارب أبا مع الفئران، تقدم طريقة للتحقيق في السلوك مثل AN من أجل تطوير علاجات جديدة. هذا البروتوكول هو الأمثل للاستخدام في الفئران بالب/كج، ولكن يمكن التلاعب بها بسهولة لسلالات أخرى، توفر قدرا كبيرا من المرونة في التعامل مع المسائل المختلفة، لا سيما فيما يتصل بالعوامل الوراثية لرابطة المحامين الأمريكية.
Introduction
منذ عام 1953، أفيد القوارض لإظهار من فرط مفارقة على تشغيل العجلات عندما يتم إعطاؤهم حق الوصول المجاني إلى العجلات حين تمر هيبوفاجيا الطوعية عند توافر الغذاء هو مقيد1. وفي المقابل، القوارض لا تسقط سريعاً في وزن الجسم عند تقديم الغذاء على جدول زمني دون تشغيل عجلات أو عندما يضم مع تشغيل عجلات وعرضت الغذاء libitum الإعلانية1،،من23. نموذج أبا نتائج موثوق بها في انخفاضات كبيرة في وزن الجسم، هيبوفاجيا، وانخفاض درجة حرارة الجسم، وفقدان السفاد، وتحفيز زيادة المحور HPA4. في نهاية المطاف، يؤدي أبا الموت، ما لم تتم إزالة هذا الموضوع من النموذج5. ويوفر نموذج أبا الباحثين مع نموذج حيوان من طائرة، اضطراب الأكل معقد الذي يتميز بالتقلبات الشديدة للشهية والسلوك، التي تؤثر على ما يقرب من 1 في 100 الإناث ونسبة مئوية أصغر من الذكور6. المرضى الذين يعانون من أن كثيرا ما يحمل فرط النشاط، تتألف من المبالغ القصوى لممارسة، و/أو التململ العام7،8. مع معدل وفيات حوالي 10%، أن لديه أعلى معدل وفيات بين جميع الاضطرابات النفسية9. المعالجة الحالية لأن يقتصر على العلاجات المعرفية، كما أن هناك لا العلاجات الدوائية المعتمدة لأولئك الذين يعانون من،من1011.
عادة اعتبرت أن اضطراب يؤثر في المقام الأول من الإناث. حسب تشخيص الذي 10 مرات أكثر احتمالاً في الإناث من الذكور، هي مواضيع الإناث تقليديا التركيز في12. ومع ذلك، ينبغي اتخاذ اعتبارا خاصا في استبعاد الذكور من الدراسات. وفي حين تشخيص يظل أقل في الذكور، عضلة dysmorphia (MD) هو شرط أن لديه العديد من أوجه التشابه إلى طائرة، في أن يتم تشويه صورة الجسد وغالباً ما يكون اضطرابه النظام الغذائي. وهناك تأييد لفكرة أنه يمكن تصنيف MD و AN في14،،من1315طريقة مماثلة. وهذا قد يوحي أن بعض الحالات من ماريلاند تمثل "إصدار الذكور" AN. وفي سياق نماذج حيوانية، اقترح بعض التقارير أن الذكور هم أكثر عرضه من الإناث لنموذج أبا. على سبيل المثال، دراسة أجريت مؤخرا أظهرت ارتفاع معدل وفيات وتناقص المدخول الغذائي مقارنة بالإناث في الفئران C57Bl/616. التوقع من قابلية لرابطة المحامين الأمريكية هو النشاط البدني عفوية (SPA). الفئران مع سبأ أعلى أو أقل على الأرجح لإنقاص وزنه في النموذج، وأبا مع ذكور الفئران تبين أثرا أقوى من الإناث17. على العكس من ذلك، لوحظت القوارض الإناث بممارسة أكثر من الذكور خلال مرحلة تقييد أبا18. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الدراسات مع الفئران بالب/cJ تأثير معاكس للفئران C57Bl/6، حيث أن ارتفاع معدل وفيات الفئران الإناث وانخفض الاستهلاك الغذائي مقارنة بالذكور (الشكل 1)6. مع اختلاف النتائج بين الجنسين في نموذج أبا وزيادة الوعي للذكور مع اضطرابه تناول أنماط، ينبغي اختبار المواضيع الذكور والإناث على حد سواء.
وبصرف النظر عن الاختلافات بين الجنسين في نموذج أبا، العمر والسلالة يجب مراعاتها عند اختيار المواضيع. الفئران المراهقين قد أكثر دقة طراز AN، منذ أن يظهر عادة في سن المراهقة، كما لاحظت مع الجرذان والفئران19،20،،من2122. السلالات التي أكثر نشاطا من البعض الآخر على مستوى خط أساس لديها معدل أعلى من حساسية وخطورة أبا23. وقد زادت سلالات معروفة لديهم مستويات أعلى من القلق، مثل ديسيبل/2، عجلة تشغيل النشاط، مما يدل على أسرع معدل تسرب في نموذج أبا24. استناداً إلى تصميم تجريبي، يمكن تكييفها سلالة خيار لتحقيق أقصى المدة لرابطة المحامين الأمريكية.
والمفارقة أبا ليست فريدة من نوعها للفئران. ثدييات أخرى بما في ذلك الفئران، الهامستر واليرابيع، والخنازير، والسنجاب وخنازير غينيا قد أثبتت هذه الظاهرة6. المحافظة على هذه الظاهرة أبا عبر أنواع الثدييات تشير إلى أن أبا نموذج يمكن أن توفر أداة متعدية الجنسيات للتحقيق في الآليات الكامنة وراء السلوك مثل فقدان الشهية في البشر. الفئران بشكل خاص مناسبة تماما لدراسة الآليات الأساسية لرابطة المحامين الأمريكية. إيواء الفئران يمكن أن تكون كثيفة وجيل الوقت القصير نسبيا. الفئران جينوم الكامل متتابع، وتتوفر العديد من السلالات الفطرية، أووتبريد، وخاصة، مثل كونجينيكس،. تم إنشاء عدد كبير من خطوط محوره وراثيا، يجعلها مثالية لدراسات تقييم الوراثية تؤثر في اضطرابات مثل أشارت اعتماداً على المسألة في متناول اليد، والباحثين قد تلاعب التعبير دارات كهربائية و/أو الجينات العصبية المعقدة تقييم السلوك في النموذج أبا، ويحتمل أن تكون الإجابة على أسئلة حول تأثير الوراثية التي لا يمكن عند دراسة البشر.
عدد محدود من النماذج الحيوانية لأن القائمة حاليا. حمل نماذج الإجهاد الناجم عن الجدة هيبوفاجيا والسباحة الباردة، هيبوفاجيا في القوارض باستخدام الذيل معسر وتحفيز المخ. بالإجهاد، تقليل التغيرات في HPA-المحور الشهية الناتجة في الجسم انخفاض الوزن25. ومع ذلك، تحفزها HPA-المحور أيضا حقاً أبا، الذي يتضمن أيضا ميزات إضافية من طراز مثل فرط النشاط. نموذج آخر للنظر في إجراء الدراسة هو نموذج التقييد الغذائي المزمن. عن طريق الحد من الأغذية لمجموعة من 40 إلى 60 في المائة من ad متواصلة، واحد يمكن أن تحاكي الاستجابة الفسيولوجية لسوء التغذية26. على الرغم من أن هذه الطريقة فعالة لدراسة آثار تغذية غير كافية، لا تتكاثر مسألة أساسية لأن، وتقييد التبرعات الغذائية. في النموذج، وأبا الحيوانات محرومون من الوصول إلى الغذاء لجزء من اليوم، ولكن أيضا طوعا خفض كمية الغذاء إذا عجلة موجودة أيضا. كما استخدمت نماذج الوراثية لدراسة مسببات "الباحثين أشارت" وجدت العوامل الكيميائية العصبية والوراثية المتورطين في طائرة، مثل الجينات بدنف والعصبية الدوبامين والسيروتونين27. استخدام النماذج الوراثية أمر حاسم لفهم الآليات العصبية وراء AN. بيد أن دراسات الجينوم رابطة واسعة لأن لم تثمر يضرب كبيرة وقد تم تحديد لا المتغيرات نادرة في أن. الدراسات المستقبلية ينبغي الجمع بين نهج وراثية مع طراز أبا زيادة فهم ذات الصلة أن تعمل.
تطوير نماذج حيوانية للاضطرابات النفسية كامل من المستحيل تقريبا نظراً لتعقيد وعدم تجانس الاضطرابات البشرية. ومع ذلك، بالنمذجة مكونات محددة وواضحة المعالم لاضطرابات نفسية، يمكن الحصول رؤى فريدة من نوعها في بيولوجيا الأعصاب أو الفيزيولوجيا المرضية الكامنة. ثم يمكن استخدام هذه الأفكار البيولوجية التعرف على علاجات جديدة. نموذج أبا القوارض وبالتالي يوفر أداة الإكلينيكية لدراسة الآليات الكامنة وراء السلوك مثل AN التي لا يمكن دراستها أخلاقيا في البشر، مثل آثار التلاعب الوراثي، الاضطرابات العصبية الدوائر، آثار بعض العوامل البيئية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
عليها جميع الأساليب الموصوفة هنا "رعاية الحيوان المؤسسية" واستخدام اللجنة (إياكوك) من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو.
1-الفئران
- اختر سلالة الماوس المناسب للدراسة.
- شراء الفئران من مورد أو تضخيم خط للحصول على أرقام التجريبية المناسبة.
- اشترت مجموعة دار الفئران في منشأة الحيوان لمدة أسبوع واحد على الأقل قبل بداية الدراسة للسماح لفترة التأقلم وافرة.
- بدء المرحلة التجريبية قبل التأقلم عند الفئران 8 أسابيع من العمر.
2-الإسكان
- اختر الأقفاص التي كبيرة بما يكفي لاحتواء عجلة تشغيل الأمم المتحدة أعاقت وأوعية الطعام وزجاجة ماء.
- تنظيم درجة حرارة الغرفة والرطوبة لتكملة الفرضية يجري اختبارها.
ملاحظة: ارتفاع درجات الحرارة سوف يقلل وضع أبا28.
3-تشغيل عجلات
- اختر العجلات مع الاتصالات اللاسلكية لتفادي الانحرافات المحتملة والمشاحنات داخل القفص، انظر الجدول للمواد على سبيل مثال.
4-زجاجات المياه
- حدد زجاجة المياه التي سوف لا تتنافس للفضاء مع عجلة التشغيل أو أوعية الطعام في قفص المنزل.
- في حالة توفير العلاج من تعاطي المخدرات في مياه الشرب، الشريط لاصق زجاجة لخلق بيئة حساسة للضوء.
5-الغذاء
- حدد تشو الدسم مناسبة لفرضية يجري اختبارها (مثلاً، القوارض حمية 8604 انفيجو).
ملاحظة: يمكن أن تقلل من حمية عالية في الدهون والسكر وضع أبا29. - استخدام وعاء زجاجي صغير لتوفير تشاو، حوالي 65 سم في القطر x 50 سم في الطول.
ملاحظة: يمكن استخدام علبة تغذية تلقائية بدلاً من جرة زجاج، مما قد يقلل من الإجهاد عن طريق الحد من تدخل المحقق. هذا قد يكون من المفيد أكثر إذا كان يقوم بإجراء دراسات أبا مع التلاعبات المخدرات.
6-مرحلة التأقلم مرحلة ما قبل التجريبية
- إقامة منطقة تجريبية عن طريق اختيار حامل قفص قريبة من محاور الكمبيوتر المحمول وعجلة القيادة. وهذا سيحد من القضايا مع نقل البيانات.
- قم بتشغيل الكمبيوتر المحمول والموزعات اللاسلكية.
- فتح برنامج إدارة عجلة القيادة على الكمبيوتر المحمول.
- النظر في البرنامج لضمان أن كل محاور نشط.
- فتح "أدوات" وحدد "حذف عجلات". كرر هذه الخطوة 5 مرات.
- قم بإغلاق البرنامج، ثم إعادة فتحه.
- ضع 3 بطاريات AAA في حزمة البطارية قاعدة العجلة.
- توصيل الأسلاك حزمة البطارية لجهاز قاعدة العجلة. وسيكون هذا قطع قبل الاستخدام. إغلاق البطارية في قاعدة العجلة.
- تحقق من يتم سرد البرنامج لضمان قاعدة عجلة مع معرف "1" تحت المحور اللاسلكية المناسبة. إذا لم يتم سرد القاعدة كمعرّف "1"، نزع البطارية من الخطاف، والبدء من جديد في الخطوة 6، 2.
- تغيير معرف العجلة من "1" إلى معرف الماوس تحت عمود "الاسم".
- تلتزم قاعدة العجلة قيد التشغيل في الجزء السفلي من القفص مع شريط لاصق لضمان الاستقرار. لا تسمح أي الشريط التمسك بها، كما سوف مضغ الفئران في الشريط المكشوفة.
- اختر قرص تشغيل عجلة دون قطعة مغناطيسية متآكلة.
- ضع عجلة القيادة على القاعدة وتدوير العجلة للتحقق من إزالة الألغام من جدران القفص و [غرتينغ].
- زيادة ونقصان عدد محدد من التناوب لضمان عجلة تشغيل البرامج بشكل صحيح ويعول تناوب القرص.
- منع قطع من تشو من الضياع في الفراش أو الحصول على الرطب بأشرطة لاصق الجانب السفلي الجرة الغذاء للكلمة القفص، بعيداً عن العجلة قيد التشغيل وزجاجة مياه.
ملاحظة: يزيد تشاو الرطب الجاف تشو30بالمقارنة مع تناول الطعام. - ضع 5 قطع من تشو في الجرة.
ملاحظة: تشو خلال مرحلة ما قبل التجريبية المتاحة إعلانية libitum ولا تحتاج إلى أن يكون وزنه. قد تكثف التعرض لتشغيل عجلات أثناء فترة التأقلم أبا21،31. - ضع زجاجة مياه كاملة في القفص وتوفير المياه libitum الإعلانية.
- كرر حتى يصبح جميع الأقفاص عجلة تشغيل متصل لاسلكياً والغذاء والمياه.
- على حدة وضع الفئران في اقفاصها المناسبة.
- في عجلة إدارة البرامج، انتقل إلى "ملف" وانقر فوق "بدء اكتساب".
- مشاهدة تحسب تحديث البرنامج لضمان تناوب العجلة والنظام يعمل بشكل جيد.
- تأقلم الفئران إلى شروط الإسكان التجريبية 2 مجموع أيام.
- تقييم الفئران خلال هذه المرحلة للتأكد من أنها جيدة بما يكفي للتعامل مع هذه التجربة أبا.
- تحقق من أقفاص أي فيضانات من زجاجات المياه كل يوم. إذا كانت قد غمرت المياه زجاجات، يستبدل القفص القديم قفص جديد وكرر الخطوات اللازمة للتقيد العجلات والغذاء إلى القفص دون أي تدخل.
- في اليوم 2، تحقق من أقفاص للمستويات الغذائية. إذا كان الغذاء منخفض، الملء مع 2 قطعة من تشو. القيام بذلك دون الإخلال بالفئران.
ملاحظة: إذا كان خلال المرحلة التجريبية قبل التأقلم هو العارضة هيبوفاجيا أي الماوس أو نقص الوزن، إزالة الماوس من الدراسة.
7-مرحلة الأساس تجريبية-اليوم 1
- حدد "إنهاء"، وثم "بدء اكتساب" في برنامج إدارة العجلة.
- قياس 9 ز تشاو في كوب بلاستيكي صغير على نطاق مع حساسية ز 0.00. سجل وزن الدقيق.
- بلطف إزالة ووزن الماوس في كوب بلاستيك على نطاق كبير مع حساسية ز 0.0. الوزن القياسي.
ملاحظة: من المهم للحد من إجهاد الفئران أثناء المناولة، وبالتالي التعامل معها صبر. - التخلص من جميع المواد الغذائية التأقلم.
- البحث عن الأسرة لأي الأغذية التي قد أزيلت من جرة والتخلص من ذلك أيضا.
- ترك زجاجة مياه في المكان، ولكن التأكد من أنها مليئة بشكل كاف.
- تنظيف المتسخة تشغيل عجلات مع مناشف الورق والايزوبروبانول 70%.
- إذا كان التنظيف اللازمة، بعد أن يجف الكحول، العودة الماوس إلى قفصة واستبدال القفص على الرف.
- كرر هذه الخطوات حتى يتم وزن كل الماوس ويقاس 9 غرام من المواد الغذائية ووضعها في أقفاص.
8-مرحلة الأساس التجريبية-2-7 أيام
- العودة إلى مرفق الحيوان في نفس الوقت كل يوم. لا تختلف في أخذ القياسات بأكثر أو أقل من 10 دقيقة.
- قياس 9 ز تشاو في كوب بلاستيكي صغير على نطاق مع حساسية ز 0.00. سجل وزن الدقيق.
- بلطف إزالة ووزن الماوس في كوب بلاستيك على نطاق كبير مع حساسية ز 0.0. الوزن القياسي.
- سحب جرة الطعام خارج القفص وتفريغ جميع الأغذية في كوب صغير بمقياس ز 0.00.
- إذا كان البراز والفراش في جرة الغذاء مع الغذاء، اقتطاف كل من الأسرة والبراز. استخدام مصفاة صغيرة لفرك الطعام المجفف في كوب وزنها. قم بإزالة أي البراز قبل القيام بذلك مع ملاقط (إذا لزم الأمر).
ملاحظة: لن كسر الأسرة إلى أجزاء أصغر لتناسب من خلال المصفاة. - البحث عن أي بقايا الطعام في القفص وإضافتها إلى كوب يجب موازنتها. سجل كمية الطعام المتبقية.
ملاحظة: إذا كان يجب البحث في الفراش والقفص، فمن الأفضل أن تفعل ذلك بينما الفأر في قفص تزن الكأس أو نقل للحد من التوتر. - التخلص من جميع المواد الغذائية.
- إذا كان البراز والفراش في جرة الغذاء مع الغذاء، اقتطاف كل من الأسرة والبراز. استخدام مصفاة صغيرة لفرك الطعام المجفف في كوب وزنها. قم بإزالة أي البراز قبل القيام بذلك مع ملاقط (إذا لزم الأمر).
- مسح جرة نظيفة ومكان العودة إلى القفص. استبدال الشريط إذا لزم الأمر.
- المكان ز 9 المقاسة سابقا من الأغذية الجديدة في الجرة.
- نظيفة المتسخة تشغيل عجلات مع الايزوبروبانول 70%، ثم تجف العجلات. هذا القفص واحد في وقت واحد ولا قصد تبادل العجلات.
- إنهاء وإعادة اكتساب في عجلة تشغيل البرنامج كل يوم.
- كرر هذه الخطوات حتى بداية مرحلة التقييد.
9-مرحلة تقييد تجريبية-اليوم 1
- نهاية وبداية اكتساب في برامج إدارة عجلة.
- وزن الفئران، الغذاء، القديمة والجديدة كل بروتوكول خط الأساس.
- لا تنظيف عجلات الآن. هذا وقد يصرف الفئران خلال فترة التغذية محدودة.
- السماح بوصول الغذاء الجديد، ز 9 تشاو، ح 6. سجل يتم تقديم الطعام مرة.
ملاحظة: الوقت أثناء الدورة الخفيفة التي يتوفر الغذاء سوف تؤثر في التنمية لابا. منذ الفئران النوم عادة خلال دورة خفيفة، مما يتيح الوصول إلى الغذاء خلال هذا الوقت تفاقم وضع أبا، نظراً للفئران لا تستهلك عادة معظم غذائهم اليومي في هذا الوقت. على العكس من ذلك، ستضع الفئران نظراً للوصول إلى الغذاء خلال دورة الظلام أبا ببطء أكثر32. ضبط المدة للوصول إلى الغذاء سيؤدي إلى فترة أطول أو أقصر من بقاء مرات (الشكل 2). النشاط الاستباقي الغذاء (FAA) هو فرط النشاط، والذي يحدث مباشرة قبل تقديم الطعام32،،من3334. يمكن أن تؤثر على القوات المسلحة اﻷنغولية تطوير أبا، كما فقد ثبت أن حرمان عجلة تشغيل الوصول من خلال القوات المسلحة اﻷنغولية يساعد أبا السلوك32.- إزالة الغذاء بالضبط 6 ح فيما بعد لكل الماوس وقياس الكمية المتبقية. سجل يتم إزالة الطعام وقت.
- تنظيف عجلات الآن، إذا لزم الأمر، ومحاولة القيام بذلك دون الحصول على على سحب الغذاء من أقفاص اللاحقة.
- وزن الطعام وحساب الفرق في الأغذية لتحديد كمية الطعام التي تؤكل في الماوس.
- حساب وزن التسرب لكل الماوس.
ملاحظة: الوزن التسرب عند يجب إزالة ماوس من التجربة عندما يصل إلى 75 في المائة القياس النهائي لخط الأساس من وزن الجسم. على سبيل المثال، إذا كان ماوس يزن 20 غ في بداية مرحلة القيد، عندما تصل إلى 15 ز يجب إزالته من التجربة. - الاحتفاظ بنسخة من التسرب الأوزان في متناول اليد في مرفق الحيوان.
ملاحظة: قد حاول تجارب تقييم الانتعاش من رابطة المحامين الأمريكية؛ أما تقدم الغذاء ad متواصلة، أو عجلات مؤمنة لدراسة عملية بموجبها الفئران العودة إلى وزن جسم سليم34.
10-التجريبية تقييد المرحلة-2 إلى 14 يوما
- تكرار جميع الخطوات القياس في البروتوكول 1 يوم التقييد. عدم إعادة التشغيل الحصول على عجلة القيادة.
- إذا كان ماوس تصل إلى انخفاض الوزن (75% وزن الجسم الأساس)، إزالة جرة عجلة والطعام من القفص وتوفير الغذاء الكافي في الجزء السفلي من القفص، ثم المضي قدما في الفئران الأخرى. بمجرد قد تم حضر جميع الأقفاص إلى، euthanize جميع الفئران التي وصلت إلى انخفاض الوزن.
- ترك العجلة في الماوس كل طوال فترة التجربة.
- تحقق من كل الماوس يوميا لأي إصابات. إذا لزم الأمر، قصاصة أظافر التالفة، وعلاج القروح، إلخ اسأل موظفي الرعاية الحيوانية للحصول على مشورة إذا كان غير متأكد حول كيفية المضي قدما بضرر.
11-إنهاء الدراسة
- إذا كانت هذه الدراسة قد استمرت 14 يوما، تزن كل الفئران في يوم 15. ويعتبر القيد يوم 1 الوزن وزن أساس.
ملاحظة: يمكن تعديل مدة الدراسة لمعالجة الفرضية يجري اختبارها. يمكن استخدام فترات أطول في الوصول إلى الغذاء مدة تمديد مدة الدراسة. - Euthanize الفئران حسب الضرورة.
- أن المعدات القذرة للغرف المناسبة.
- نهاية عجلة عدد مرات الحصول على يوم 15 لتوفير 10 أيام كاملة من البيانات.
- إيقاف محاور العجلات اللاسلكية.
- استخراج البيانات.
- تحليل البيانات.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
يتم تقليل عامل نيوروتروفيك المستمدة من المخ (BDNF)، بروتين الذي يساهم في تنظيم التغذية فضلا عن الحفاظ على الوزن، في مصل مرضى35. تقييم هذه التجربة آثار تغذية المجدولة أو تشغيل عجلة الوصول، أو كليهما على التعبير بدنف داخل الحصين (HPC)، ومنطقة تيجمينتال البطني (صادر)، نواة accumbens (NAc)، واللحاء prefrontal الآنسي (mPFC). أيضا تم تقييم التعبير عن جزيء التصاق الخلايا العصبية 1 (NCAM1) لاستكشاف الخصوصية آثار على بدنف داخل المسار ميسوكورتيكوليمبيك.
تم إيواء الفئران على حدة داخل دائرة ضوء الظلام 12:12 في غرفة التحكم في مناخ في مرفق لرعاية حيوانية. أقفاص مزودة بعجلات تشغيل اللاسلكية التي تنقل البيانات كل 30 ثانية إلى جهاز كمبيوتر محمول. قدم تشو القياسية في جرة حوالي 2 "في قطر مع الجدران حوالي 1.5" عالية خلال فترات الأساس والتقييد.
تم تعيين أربع مجموعات تجريبية الزائفة عشوائياً: libitum الإعلانية (Lib الإعلانات) المجدولة التغذية (STV)، والعجلة الحرة قيد التشغيل والوصول إلى الغذاء (تشغيل) أو عجلة الحرة جارية مع التقييد الغذائي (ABA) (الشكل 3). تعيين مجموعة تحددها وزن الجسم الأولية لتشكيل أربع مجموعات يعادل الوزن. كانت الفئران منفردة إيواء وتغذية libitum الإعلانية مع الوصول المستمر لعجلة قيد تشغيل لمدة يومين أثناء فترة التأقلم، و 7 أيام أثناء فترة خط الأساس.
خلال فترة وصول الغذاء المقرر لمدة تصل إلى 12 يوما، مجموعات القابل وأبا كان الوصول إلى الغذاء لالا 6 ساعات يوميا (09:00-15:00) وتم رصدها وإزالتها إذا التقوا وزنهم قطره محسوب من 25% وزن الجسم انطلاق. أدخلت تعديلات يومية الحد من وصول الغذاء للمجموعة القابل، لضمان أن المجموعة القابل بمعدل التسرب من المدارس مماثلة كمجموعة أبا، تفقد أعضاؤها عادة من وزن الجسم أكثر سرعة. كان يربطها كل تشغيل الماوس ماوس أبا لإزالة من الدراسة، وكان يربطها كل الماوس Lib الإعلانات إلى ماوس القابل. يوكينج التأكد من أن جميع الفئران تم إزالته من الدراسة في نقاط زمنية مماثلة. هذا التصميم يسمح بمقارنة للتعبير الجيني بين مجموعات من الفئران التي تعرضت لمختلف الظروف التجريبية لنفس المدة. عدد الأيام إلى إزالة فسر كمقياس للبقاء على قيد الحياة. الاحتمال الآخر هو أن تدرج مجموعة تشغيل إضافية التي لا تقتصر على أكل القليل كمجموعة رابطة المحامين الأمريكية، ولكن يتم توفيرها مع وجود فائض غذاء خلال فترة ح 6. وعلاوة على ذلك، يمكن استخدام 5 مجموعات تجريبية، بما في ذلك كل أشكال تشغيل المجموعة. ويتوقف اختيار المجموعات بناء على أهداف الدراسة.
بعد إزالة من نموذج أبا، تم قطع رأسه الفئران لاستخراج الدماغ السريع. تمت إزالة الأنسجة من مبفك والحوسبة عالية الأداء، وبريدا، وصادر عن استخدام مصفوفة الدماغ والأنسجة لكمه وفورا تجميد الثلج الجاف باستخدام الأداة الإضافية. وأبقى العينات في ثلاجة-80 درجة مئوية قبل استخراج الحمض النووي الريبي.
تم إجراء التحليل الإحصائي للبيانات باستخدام اختبارات تحليل التباين (ANOVA). الحصول على بيانات خط الأساس، يتم تطبيق ANOVA لكل متغير تابع (وزن الجسم، وتناول الطعام، وعجلة التشغيل). وأجريت تحليلات التباين وظيفة المخصصة أو التفاعلات. بونفيروني تعديلات عند تطبيق تحليلات التباين بعد المخصصة .
لتحليل البيانات من التقييد، النماذج الخطية العامة (PROC جليميكس؛ محركات أقراص SAS v9.2؛ رمز المتاحة من المؤلف المقابلة عند الطلب) وتستخدم لتقييم كل متغير. وتستخدم تحليلات وظيفة المخصصة لحل التفاعلات باستخدام أسلوب معدل اكتشاف كاذبة. تم إجراء تحليل البقاء على قيد الحياة باستخدام اختبار كابلان-ماير لوجرانك (رف-كوكس) واختبارات وظيفة المخصص بيتو-بيتو-الرتبي. تم تعيين أهمية ص < 0.05.
عجلة التشغيل لا يؤثر وزن الجسم خلال خط الأساس، بينما زاد استهلاك الغذاء عند تشغيل عجلات كانت متاحة في الأساس أيام 2-7. قبل تغذية المجدولة، لم يكن النشاط على العجلات تشغيل مختلفة بين مجموعات تشغيل وأبا.
حيث كانوا مسيحيين الفئران Lib الإعلانات وتشغيل للفئران القابل وأبا، على التوالي، لم يكن هناك فرق في البقاء على قيد الحياة بين المجموعات التجريبية خلال المجدولة التغذية(الشكل 4). دون يوكينج، ينخفض بقاء الفئران أبا هائلا مقارنة ب مجموعات تشغيل والقابل35. ومع ذلك، تم تخفيض وزن الجسم في أيام 1-5 في كلتا المجموعتين يتعرضون لتغذية المجدولة (مجموعات القابل وأبا) (الشكل 4ب). ومن المقرر تناول الطعام أيضا انخفاض التغذية في الأيام 1-5 في كلتا المجموعتين (الشكل 4ج)، ولكن لم يؤثر على عجلة تشغيل النشاط (الشكل 4د). في هذه الدراسة، كان فرط النشاط فريق أبا مختصر (الأيام 1-3) ومقارنة المساحات إلى فريق التشغيل، ربما بسبب سرعة تدهور صحة الفئران في الشرط أبا.
زيادة كبيرة عجلة تشغيل بدنف التعبير داخل صادر (الشكل 5) بينما القيود الغذائية زيادة التعبير مرناً NCAM1 في صادر (الشكل 5ب)، ولكنه لم يغير التعبير مرناً بدنف. كانت هناك لا الآثار الرئيسية للوصول إلى العجلة أو الغذاء، أو التفاعلات في بدنف أو NCAM1 التعبير مرناً في ائتلاف البرنامج الجديد (الشكل 6). في مبفك، تغذية المجدولة انخفض التعبير مرناً بدنف، ولكن لا يؤثر على التعبير مرناً NCAM1 (الشكل 7). عجلة الوصول لم يغير التعبير الجيني، وعثر على لا تفاعلات لتقييد الغذاء والوصول إلى العجلة. وبالمثل، هناك في الحوسبة عالية الأداء، لا تفاعلات عجلة وتقييد الوصول إلى الغذاء في بدنف أو التعبير مرناً NCAM1، على الرغم من القيود الغذائية زيادة التعبير مرناً NCAM1 (الشكل 8).
الشكل 1 : الجنس الاختلافات في النموذج أبا. () بقاء التراكمي بين ذكر وأنثى الفئران على مر الزمن. (ب) وزن الجسم بين ذكر وأنثى الفئران على تناول الطعام يوما (ج) تقييد بين الفئران الذكور والإناث على مدى الأيام التقييد. (د) عجلة التشغيل بين الفئران الذكور والإناث على مدى الأيام التقييد. وقد تم تعديل هذا الرقم من المنشور الأصلي6. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 2 : آثار تغذية مرات في مدة أبا. يعرض هذا الشكل ستبقى كم عدد أيام الفئران في تقييد اعتماداً على كم من الوقت يتوفر الغذاء. ويرد هذا للفئران مع أو بدون تشغيل عجلات. وقد تم تعديل هذا الرقم من المنشور الأصلي35. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3 : أبا تصميم نموذج تجريبي- هذه الصورة تظهر المجموعة لتجارب أبا. وقد تم تعديل هذا الرقم من المنشور الأصلي36. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 4 : آثار نموذج أبا. () البقاء على قيد الحياة، (ب) وزن الجسم يوميا، (ج) الأغذية المستهلكة، والعجلة (د) قيد التشغيل أثناء تقييد الغذاء. أرقام الخط المائل تصور عدد من الفئران المتبقية في نموذج أبا. يتم التعبير عن النتائج كما يعني ± sem. وقد تم تعديل هذا الرقم من المنشور الأصلي36. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 5 : آثار أبا على التعبير الجيني في صادر. () بدنف، (ب) NCAM1 التعبير صادر من الفئران المعرضة للظروف أبا. Insets الإشارة إلى تعبير بدنف و NCAM1 يعني أثناء تقييد للتدبير المستقل يصور. النتائج كما هو موضح log2(RQ) ± SEM ف < 0.05. وقد تم تعديل هذا الرقم من المنشور الأصلي36. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الرقم 6 : آثار أبا على التعبير الجيني في Accumbens نوسيلوس- () بدنف، (ب) التعبير NCAM1 في ائتلاف البرنامج الجديد من الفئران المعرضة للظروف أبا. النتائج كما هو موضح log2(RQ) ± SEM ف < 0.05. وقد تم تعديل هذا الرقم من المنشور الأصلي36. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 7 : آثار أبا على "التعبير الجيني" في مبفك. () بدنف، (ب) التعبير NCAM1 في مبفك الفئران المعرضة للظروف أبا. اقحم يشير إلى التعبير بدنف يعني أثناء تقييد للتدبير المستقل يصور. النتائج كما هو موضح يعني log2(RQ) ± SEM ف < 0.05. وقد تم تعديل هذا الرقم من المنشور الأصلي36. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 8 : آثار أبا على التعبير الجيني في الحوسبة عالية الأداء. () بدنف، (ب) التعبير NCAM1 في الحوسبة عالية الأداء الفئران المعرضة للظروف أبا. Insets تبين يعني التعبير بدنف و NCAM1 أثناء تقييد للتدبير المستقل يصور. النتائج كما هو موضح يعني log2(RQ) ± SEM ف < 0.05. وقد تم تعديل هذا الرقم من المنشور الأصلي36. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
يمكن تعديل هذه التجربة أبا بواسطة المجربون لاختبار سلالات مختلفة والإعمار، والمخدرات ومختلف المتغيرات الأخرى تحمل أشارت في الاعتبار التنوع الجيني، وتعديلات لتشغيل عجلة القيادة أو فترة وصول المواد الغذائية أن زيادة أو نقصان شدة الأعراض ومعدل الانقطاع عن الدراسة. وهذا يمكن أن تسهم في زيادة أو إنقاص طول التجربة، اعتماداً على مسألة تجريبية للفائدة.
القياس الدقيق لتناول الطعام هو جزء أساسي من نموذج أبا، ولكن يمكن أن كثيرا ما تقدم يمثل مشكلة. الفراش والبراز والبول في جرة الغذاء، مقترنة بالمواد الغذائية يتم نقله إلى مساحة القفص يوفر صعوبة في دقة وزن الطعام المتبقي. كما ترك الفئران قطع صغيرة من الطعام والغذاء المجفف في الجرة وفي جميع أنحاء القفص. مصفاة تساعد على التخفيف من مشكلة غربلة الفراش للبحث عن بقايا الطعام لتسجيلات الوزن الصحيح، ولكن الطريقة ليست معصومة من الخطأ. التعامل مع الفئران للحصول على هذه الأوزان عامل بالغ الأهمية، بعد التباس آخر في نموذج أبا. مع تدخل المحقق، الفئران أكثر عرضه للإجهاد، والتي يمكن أن تؤدي إلى تفاقم الظروف أبا.
أبا وسيلة مفيدة في تقييم AN، بيد أن هذا الأسلوب يأتي مع القيود. الحد الأول للنظر أن النموذج أبا لا تقليد جميع جوانب من فقدان الشهية. على سبيل المثال، ستضع القوارض نظراً للوصول إلى نظام غذائي الدهون عالية تحت ظروف النموذجية التجريبية30لا أبا. ومع ذلك، تقريبا لا نماذج حيوانية موجودة أن الخص جميع الجوانب لاضطرابات نفسية. وهكذا، أبا لا يزال يمكن أن يسفر عن معلومات هامة بشأن السلوكيات المتصلة بطائرة.
يمكن أيضا تطبيق العلاج بالعقاقير في نموذج أبا. إدارة المخدرات عن طريق مياه الشرب مثاليا، كما أنه يتجنب الحقن اليومية التي يمكن لها آثار غير مرغوب فيها بما في ذلك تهيج المحلية في موقع الحقن والتخدير القصيرة الأجل الناجمة عن بعض الأدوية. ومع ذلك، من الأهمية بمكان لضبط تركيز المخدرات يوميا للحفاظ على الجرعات متسقة، نظراً للاستهلاك اليومي للمياه تغييرات هائلة على مدى أبا، الأولى مع الزيادات في الشرب وثم في وقت لاحق مع تخفيض في استهلاك السوائل. باستخدام مضخات صغيرة تحت الجلد لتسليم المخدرات بشكل مستمر أيضا الممكنة مع نموذج أبا؛ ومع ذلك، ينبغي الحرص أن مضخات مصغرة صغيرة بما يكفي للسماح للفئران للحصول على والخروج من عبوات الأغذية وتشغيل دون عائق على عجلة قيد التشغيل. وعلاوة على ذلك، استخدام كابلات الألياف أوبتوجينيتيك أمر ممكن من الناحية النظرية، ولكن تتطلب مجموعة معدلة. وبدلاً من ذلك، يمكن استخدام التلاعب بنشاط الدوائر المحددة باستخدام مصمم مستقبلات تنشيط حصرا بالمخدرات مصمم (دريد) مع نموذج أبا دون التعقيد لسكنى الحبال. وهكذا، يمكن إدراج مجموعة متنوعة من الأدوات الحديثة في علم الأعصاب دراسة الآليات العصبية من سلوك أبا.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
Acknowledgments
تم تمويل هذا العمل على "جائزة المحقق المستقل في نارساد" و "عمرو ارتفاع نجمة الاكتئاب البحوث جائزة" في الذاكرة لارجاي جورج إلى SCD.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Wireless Low Profile Running Wheels, Hubs, Software | Med Associates | ENV-047 | |
| Standard Teklad Rodent Chow | Envigo | 8604 | |
| 8 Week Old Mice | Jackson Laboratories | Balb/cJ | Strain used in our study - Can use other strains to assess ABA |
| Scout Pro Scale 200 g | Ohaus | SPE202 | Used to weigh mice |
| Scout Pro Scale 400 g | Ohaus | SPE402 | Used to weight food |
References
- Hall, J. F., Hanford, P. V. Activity as a function of a restricted feeding schedule. J Comp Physiol Psychol. 47 (5), 362-363 (1954).
- Hall, J. F., Smith, K., Schnitzer, S. B., Hanford, P. V. Elevation of activity level in the rat following transition from ad libitum to restricted feeding. J Comp Physiol Psychol. 46 (6), 429-433 (1953).
- Routtenberg, A., Kuznesof, A. W. Self-starvation of rats living in activity wheels on a restricted feeding schedule. J Comp Physiol Psychol. 64 (3), 414-421 (1967).
- Taksande, B. G., Chopde, C. T., Umekar, M. J., Kotagale, N. R. Agmatine attenuates hyperactivity and weight loss associated with activity-based anorexia in female rats. Pharmacol Biochem Behav. 132, 136-141 (2015).
- Boulton, A. A., Baker, G. B., Iverson, M. T. -M. Activity anorexia. Neuromethods, 18, Animal Models in Psychiatry. 1, Humana Press. Totowa, NJ. 267-311 (1991).
- Klenotich, S. J., Dulawa, S. C. The activity-based anorexia mouse model. Methods Mol Biol. 829, 377-393 (2012).
- Kron, L., Katz, J. L., Goryzynski, G., Weiner, H. Hyperactivity in anorexia nervosa: a fundamental clinical feature. Compr Psychiatry. 19 (5), 433-440 (1978).
- Hebebrand, J., et al. Hyperactivity in patients with anorexia nervosa and in semistarved rats: evidence for a pivotal role of hypoleptinemia. Physiol Behav. 79 (1), 25-37 (2003).
- Birmingham, C. L., Su, J., Hlynsky, J. A., Goldner, E. M., Gao, M. The mortality rate from anorexia nervosa. Int J Eat Disord. 38 (2), 143-146 (2005).
- Walsh, B. T., et al. Fluoxetine after weight restoration in anorexia nervosa: a randomized controlled trial. JAMA. 295 (22), 2605-2612 (2006).
- Kaye, W. H., et al. Double-blind placebo-controlled administration of fluoxetine in restricting- and restricting-purging-type anorexia nervosa. Biol Psychiatry. 49 (7), 644-652 (2001).
- Jagielska, G., Kacperska, I. Outcome, comorbidity and prognosis of anorexia nervosa. Psychiatr Pol. 51 (2), 205-218 (2017).
- Murray, S. B., et al. A comparison of eating, exercise, shape, and weight related symptomatology in males with muscle dysmorphia and anorexia nervosa. Body Image. 9 (2), 193-200 (2012).
- Nieuwoudt, J. E., Zhou, S., Coutts, R. A., Booker, R. Symptoms of muscle dysmorphia, body dysmorphic disorder, and eating disorders in a nonclinical population of adult male weightlifters in Australia. J Strength Cond Res. 29 (5), 1406-1414 (2015).
- Griffiths, S., Mond, J. M., Murray, S. B., Touyz, S. Positive beliefs about anorexia nervosa and muscle dysmorphia are associated with eating disorder symptomatology. Aust N Z J Psychiatry. 49 (9), 812-820 (2015).
- Achamrah, N., et al. Sex differences in response to activity-based anorexia model in C57Bl/6 mice. Physiol Behav. 170, 1-5 (2017).
- Perez-Leighton, C. E., Grace, M., Billington, C. J., Kotz, C. M. Role of spontaneous physical activity in prediction of susceptibility to activity based anorexia in male and female rats. Physiol Behav. 135, 104-111 (2014).
- Pirke, K. M., Broocks, A., Wilckens, T., Schweiger, U. Starvation-induced hyperactivity in the rat: the role of endocrine and neurotransmitter changes. Neurosci Biobehav Rev. 17 (3), 287-294 (1993).
- Doerries, L. E. Gender differences in activity anorexia: predictable, paradoxical, or enigmatic. Activity anorexia: Theory, research, and treatment. Epling, W. F., Pierce, W. D. , Erlbaum. Mahwah, NJ. 69-77 (1996).
- Woods, D. J., Routtenberg, A. "Self-starvation" in activity wheels: developmental and chlorpromazine interactions. J Comp Physiol Psychol. 76 (1), 84-93 (1971).
- Pare, W. P. The influence of food consumption and running activity on the activity-stress ulcer in the rat. Am J Dig Dis. 20 (3), 262-273 (1975).
- Boakes, R. A., Mills, K. J., Single, J. P. Sex differences in the relationship between activity and weight loss in the rat. Behav Neurosci. 113 (5), 1080-1089 (1999).
- Pjetri, E., et al. Identifying predictors of activity based anorexia susceptibility in diverse genetic rodent populations. PLoS One. 7 (11), (2012).
- Gelegen, C., et al. Difference in susceptibility to activity-based anorexia in two inbred strains of mice. Eur Neuropsychopharmacol. 17 (3), 199-205 (2007).
- Shimizu, N., Oomura, Y., Kai, Y. Stress-induced anorexia in rats mediated by serotonergic mechanisms in the hypothalamus. Physiol Behav. 46 (5), 835-841 (1989).
- Siegfried, Z., Berry, E. M., Hao, S., Avraham, Y. Animal models in the investigation of anorexia nervosa. Physiol Behav. 79 (1), 39-45 (2003).
- Kim, S. F. Animal models of eating disorders. Neuroscience. 211, 2-12 (2012).
- Gutierrez, E., Cerrato, M., Carrera, O., Vazquez, R. Heat reversal of activity-based anorexia: implications for the treatment of anorexia nervosa. Int J Eat Disord. 41 (7), 594-601 (2008).
- Brown, A. J., Avena, N. M., Hoebel, B. G. A high-fat diet prevents and reverses the development of activity-based anorexia in rats. Int J Eat Disord. 41 (5), 383-389 (2008).
- Boakes, R. A., Juraskova, I. The role of drinking in the suppression of food intake by rodent activity. Behav Neurosci. 115 (3), 718-730 (2001).
- Boakes, R. A., Dwyer, D. M. Weight loss in rats produced by running: effects of prior experience and individual housing. Q J Exp Psychol. 50 (2), 129-148 (1997).
- Dwyer, D. M., Boakes, R. R. Activity-based anorexia in rats as failure to adapt to a feeding schedule. Behav Neurosci. 111 (1), 195-205 (1997).
- Beneke, W. M., Schulte, S. E., Vander Tuig, J. G. An analysis of excessive running in the development of activity anorexia. Physiol Behav. 58 (3), 451-457 (1995).
- Dixon, D. P., Ackert, A. M., Eckel, L. A. Development of, and recovery from, activity-based anorexia in female rats. Physiol Behav. 80 (2-3), 273-279 (2003).
- Klenotich, S. J., et al. Olanzapine, but not fluoxetine, treatment increases survival in activity-based anorexia in mice. Neuropsychopharmacology. 37 (7), 1620-1631 (2012).
- Ho, E. V., Klenotich, S. J., McMurray, M. S., Dulawa, S. C. Activity-Based Anorexia Alters the Expression of BDNF Transcripts in the Mesocorticolimbic Reward Circuit. PLoS ONE. 11 (11), 0166756 (2016).
