Summary
Ratinhos alojados individualmente com uma roda de execução enquanto dado acesso limitado ao alimento desenvolvem reduções no consumo de alimentos e aumentam a atividade na roda de execução. Este fenômeno experimental é chamado anorexia baseado na atividade. Este paradigma fornece uma ferramenta experimental para estudar a neurobiologia e comportamentos subjacentes aspectos da anorexia nervosa.
Abstract
Roedores desenvolvem anorexia baseado na atividade (ABA) quando exposto a um horário de alimentação restrito e permitiu o livre acesso à execução de uma roda. Estas condições levam a uma redução de risco de vida no peso corporal. No entanto, roedores expostos a única dessas condições, finalmente, adaptar-se para re-estabelecer o peso corporal normal. Apesar de aumento executando juntamente com a redução na ingestão de alimentos voluntária parecer paradoxal sob condições de ABA, ABA comportamento é observado através de numerosas espécies de mamíferos.
O paradigma da ABA fornece um modelo animal para a anorexia nervosa (AN), um transtorno alimentar com grave dysregulation do apetite-comportamento. Assuntos são alojados individualmente com acesso gratuito à execução de uma roda. Cada dia, o assunto é oferecido comida para uma quantidade limitada de tempo. Durante o curso do experimento, o peso corporal de um sujeito diminui de alta atividade e baixa ingestão calórica. A duração do estudo varia de acordo com quanto tempo o alimento é oferecido diariamente, o tipo de alimento oferecido, a cepa de rato, se drogas estão sendo testadas e fatores ambientais.
A falta de tratamentos farmacológicos eficazes para um pacientes, sua baixa qualidade de vida, alto custo de tratamento e sua alta taxa de mortalidade indicam a urgência de uma pesquisa mais adicional AN. Nós fornecemos um esboço básico para a realização de ABA experimentos com ratos, oferecendo um método para investigar o comportamento de AN para desenvolver novas terapias. Este protocolo é otimizado para uso em camundongos Balb/cJ, mas pode ser facilmente manipulado para outras tensões, proporcionando grande flexibilidade em trabalhar com perguntas diferentes, especialmente a relacionada com fatores genéticos da ABA.
Introduction
Desde 1953, roedores têm sido relatados para mostrar uma hiperatividade paradoxal sobre a execução de rodas quando eles recebem acesso gratuito às rodas enquanto atravessava hipofagia voluntária quando a disponibilidade de alimento é restrita1. Por outro lado, roedores não cair rapidamente em peso corporal quando ofereceu comida em uma programação sem rodas em execução ou quando alojados com rodas em execução e ofereceu comida ad libitum1,2,3. O modelo de ABA confiantemente resulta em declínios dramáticos em peso corporal hipofagia, hipotermia, perda de estro e maior estimulação do eixo HPA4. Em última análise, ABA resulta em morte, a menos que o assunto é removido do paradigma5. O paradigma da ABA fornece a pesquisadores com um modelo animal de nitrato, um complexo distúrbio alimentar, que apresenta grave dysregulation do apetite-comportamento, afetando aproximadamente 1 em cada 100 fêmeas e uma porcentagem menor de machos6. Pacientes que sofrem de AN frequentemente exibem hiperatividade, consistindo de quantidades extremas de exercício e/ou inquietação geral7,8. Com uma taxa de mortalidade de cerca de 10%, AN tem a maior taxa de mortalidade entre todos os transtornos psiquiátricos,9. Tratamento atual para AN é limitado às terapias cognitivas, como não há nenhum tratamento farmacológico aprovado para aqueles que sofrem de uma de10,11.
AN, normalmente, tem sido considerada como uma desordem que afeta principalmente as fêmeas. Como um diagnóstico que é 10 vezes mais provável em fêmeas do que machos, assuntos fêmeas são tradicionalmente o foco em um12. No entanto, atenção especial deve ser tomada na exclusão machos do estudos. Enquanto o diagnóstico de uma permanece baixa em machos, Dismorfia muscular (MD) é uma condição que tem muitas semelhanças com AN, em que a imagem corporal é distorcida e dieta é muitas vezes desordenada. Há suporte para a noção de que a MD e nitrato podem ser classificados em um semelhante maneira13,14,15. Isto pode sugerir que alguns casos de MD representam a "versão masculina" de AN. No contexto de modelos animais, alguns relatos sugerem que os machos são mais suscetíveis do que as fêmeas ao paradigma da ABA. Por exemplo, um estudo recente mostrou uma maior taxa de mortalidade e diminuição da ingestão de alimentos em comparação com fêmeas de camundongos C57Bl/616. Um preditor de susceptibilidade a ABA é a atividade física espontânea (SPA). Ratos com maior ou menor SPA são mais propensos a perder peso no paradigma da ABA, com ratos machos, mostrando um efeito mais forte do que as fêmeas17. Por outro lado, roedores femininos foram observadas para exercer mais do que os machos durante a fase de restrição da ABA18. Além disso, estudos com camundongos Balb/cJ têm demonstrado o efeito oposto de camundongos C57Bl/6, onde os ratos fêmeas têm uma maior taxa de mortalidade e diminuição da ingestão de alimentos em comparação com os machos (Figura 1)6. Com diferentes resultados entre os sexos no paradigma da ABA e aumentar a consciência dos machos com desordenada comendo padrões, assuntos masculinos e femininos devem ser testados.
Além de diferenças do sexo no paradigma da ABA, idade e tensão devem ser considerados na escolha de temas. Adolescentes ratos podem mais precisamente modelo AN, desde AN geralmente surge na adolescência, como observado com ratos e camundongos19,20,21,22. As tensões que são mais ativas do que outros em um nível de base têm uma maior taxa de suscetibilidade e severidade da ABA23. Cepas, conhecidas por ter níveis mais elevados de ansiedade, tais como DBA/2, aumentaram roda executando a atividade, o que indicaria uma taxa mais rápida do abandono na ABA paradigma24. Dependendo do design experimental, a estirpe de escolha pode ser adaptada para maximizar a duração da ABA.
O paradoxo da ABA não é exclusivo para os ratos. Outros mamíferos, incluindo ratos, hamsters, gerbils, porcos, esquilos e cobaias demonstraram este fenômeno6. A conservação do fenómeno da ABA do outro lado espécies mamíferas sugere que o paradigma da ABA pode fornecer uma ferramenta de translação para investigar os mecanismos subjacentes a anorexia, como comportamento em seres humanos. Ratos em particular são well-suited para o estudo dos mecanismos subjacentes a ABA. Ratos podem ser alojados densamente e tempo de geração é relativamente curto. Os ratos têm um genoma completamente sequenciado, e numerosas tensões inbred, outbreds e especiais, tais como congenics, estão disponíveis. Foi gerado um grande número de linhas geneticamente manipuladas, tornando-os ideais para estudos de avaliação genética influencia sobre transtornos tais como an dependendo sobre a questão em apreço, pesquisadores podem manipular a expressão complexa de circuitos e/ou gene neural para avaliar o comportamento no paradigma da ABA, potencialmente, respondendo perguntas sobre influência genética que não são possíveis ao estudar os seres humanos.
Um número limitado de modelos animais de AN existem atualmente. Modelos de estresse induzem hipofagia em roedores usando cauda beliscar, induzida pela novidade hipofagia, piscina fria e estimulação cerebral. Através da indução de estresse, mudanças de eixo HPA diminuem o apetite, resultando em corpo reduzido peso25. No entanto, o eixo HPA também potente é estimulado pela ABA, que também incorpora recursos adicionais de nitrato como hiperatividade. Outro modelo a considerar no estudo AN é o modelo de restrição alimentar crônica. Limitando a comida a um intervalo de 40 a 60% dos ad libitum, pode-se imitar a resposta fisiológica a desnutrição26. Embora este método é eficaz para estudar os efeitos da alimentação inadequada, ele não reproduz uma questão central do AN, que é uma restrição alimentar voluntária. No paradigma da ABA, os animais são privados de acesso de alimentos por parte do dia, mas também voluntariamente reduzem a ingestão de alimentos se uma roda também está presente. Modelos genéticos também têm sido usados para examinar a etiologia da an pesquisadores encontraram fatores neuroquímicos e genéticos implicados na AN, tais como o gene BDNF e neurotransmissores dopamina e serotonina27. O uso de modelos genéticos é crucial para entender os mecanismos neurais subjacentes AN. No entanto, estudos de associação ampla de genoma para AN não deram ainda sucessos significativos, e não raras variantes em AN foram identificadas. Estudos futuros devem combinar uma abordagem genética com o modelo de ABA para aumentar a compreensão dos fenótipos relacionados com AN.
Desenvolvimento de modelos animais para transtornos psiquiátricos inteiras é praticamente impossível devido à complexidade e heterogeneidade de distúrbios humanos. No entanto, por modelagem de componentes específicos, bem definidos de um transtorno psiquiátrico, exclusivos insights sobre a neurobiologia ou fisiopatologia subjacente podem ser obtidos. Tais ideias biológicas podem ser usadas para identificar novos tratamentos. O paradigma de ABA roedor, portanto, fornece uma ferramenta pré-clínicos para estudar os mecanismos subjacentes que eticamente não pode ser estudado em seres humanos, tais como os efeitos de manipulações genéticas, perturbações de circuitos neurais, AN-como o comportamento e o consequências de certos fatores ambientais.
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Protocol
Todos os métodos descritos aqui foram aprovados pelo Comitê de uso (IACUC) da Universidade de Califórnia, San Diego e institucional Cuidado Animal.
1. ratos
- Escolha a tensão apropriada do mouse para o estudo.
- Comprar ratos um fornecedor ou amplificar uma linha para obter números experimentais apropriados.
- Grupo-casa comprada ratos na instalação de animais pelo menos 1 semana antes de iniciar o estudo para permitir um período de aclimatação amplo.
- Começa a fase de aclimatação pré-experimental em ratos são 8 semanas de idade.
2. habitação
- Escolha as gaiolas que são grandes o suficiente para conter uma roda de execução não-obstruída, recipiente de comida e uma garrafa de água.
- Regule a temperatura e umidade para complementar a hipótese a ser testada.
Nota: Temperaturas mais altas reduzem o desenvolvimento da ABA28.
3. execução de rodas
- Escolha as rodas com comunicação sem fio para evitar potenciais distrações e confusões dentro da gaiola, consulte a Tabela de materiais , por exemplo.
4. garrafas de água
- Selecione uma garrafa de água que não irão competir por espaço com a roda de execução ou receptáculo de comida na gaiola em casa.
- Se fornecer tratamento medicamentoso na água potável, fita adesiva a garrafa para criar um ambiente sensível à luz.
5. alimentos
- Selecione um chow de baixo teor de gordura adequado para a hipótese sendo testada (por exemplo, roedor dieta 8604 do Envigo).
Nota: As dietas ricas em gordura e açúcar podem reduzir o desenvolvimento de ABA29. - Use um frasco de vidro pequeno para fornecer comida, cerca de 65 cm no diâmetro x 50 cm de altura.
Nota: Um alimentador automático pode ser usado em vez de uma jarra de vidro, que pode reduzir o estresse, limitando a interferência do investigador. Isto pode ser mais vantajoso se realizando estudos de ABA com manipulações de drogas.
6. fase de aclimatação pré-experimental
- Configurar a área experimental, escolhendo um rack gaiola perto os hubs de laptop e roda. Isto limitará a problemas com a transmissão de dados.
- Liga o portátil e hubs sem fio.
- Abra o software de gestão de roda no laptop.
- Olha o software para garantir que ambos os polos estão ativos.
- Abra "ferramentas" e selecione "excluir rodas." Repita este passo 5 vezes.
- Feche o software e, em seguida, reabra-o.
- Coloque 3 pilhas AAA para a bateria de uma base de roda.
- Ligue os fios do pack de bateria para o hardware da base da roda. Este será desconectado antes de usar. Feche a bateria na base da roda.
- Verifique o software para garantir a base de roda é listado com o ID "1" sob o hub wireless apropriado. Se a base não estiver listada como ID "1", desligar a bateria e recomeçar a passo 6.2.
- Altere a identificação de roda de "1" para a identificação do mouse sob o nome de coluna.
- Aderem a base da roda correndo para o fundo da gaiola com fita adesiva para garantir estabilidade. Não permitem qualquer fita furar para fora, como os ratos vão mastigar na fita exposta.
- Escolha um disco roda executando sem uma peça magnética corroída.
- Coloque a roda na base e gire a roda para verificar o apuramento das paredes da gaiola e grade.
- Gire o disco de um determinado número de rotações para garantir que a roda, executando o software corretamente conta rotações.
- Evitar que pedaços de comida sejam perdidos na cama ou ficar molhado por duto-gravando a parte inferior do frasco do alimento no chão da gaiola, longe da roda de execução e a garrafa de água.
Nota: Comida molhada aumenta a ingestão de alimentos em comparação para secar chow30. - 5 lugar pedaços de comida no frasco.
Nota: O chow durante a fase de pré-experimental está disponível ad libitum e não precisa ser pesada. Exposição de rodas em execução durante o período de aclimatação pode intensificar a ABA21,31. - Coloque uma garrafa cheia de água na gaiola e fornecer água ad libitum.
- Repita até que todas as gaiolas têm uma roda de corrente ligada sem fios, comida e água.
- Individualmente coloca ratos em jaulas adequadas.
- A roda de gestão software, vá ao menu "arquivo" e clique em "Iniciar aquisição."
- Cuidado com a atualização de software para garantir as rotações da roda estão sendo contadas e o sistema está funcionando bem.
- ACCLIMATE ratos para as condições de habitação experimental por 2 dias totais.
- Avalie os ratos durante esta fase para garantir que estão saudáveis o suficiente para lidar com o experimento de ABA.
- Ver gaiolas para qualquer inundação das garrafas de água de cada dia. Se garrafas têm inundado, substituir a antiga gaiola com uma gaiola nova e repita as etapas necessárias para aderir as rodas e comida da gaiola sem interferência.
- No dia 2, verifique as gaiolas para os níveis de alimentos. Se a comida é baixa, reabasteça com 2 pedaços de comida. Fazer isto sem perturbar os ratos.
Nota: Se durante a fase de aclimatação pré-experimental qualquer mouse está exibindo hipofagia ou está abaixo do peso, remova o mouse do estudo.
7. experimental de base fase - dia 1
- Selecione "fim", e então "aquisição" do software de gestão de roda.
- Medir chow 9g num copo de plástico pequena em uma escala com sensibilidade de 0.00 g. Registre o peso exato.
- Delicadamente, retire e pesar o mouse num copo de plástico grande em uma escala com sensibilidade de 0.0 g. Peso recorde.
Nota: É fundamental limitar o stress de ratos durante a manipulação, portanto, lidar com eles pacientemente. - Elimine todos os alimentos de aclimatação.
- Busca fundamento para qualquer alimento que pode ter sido removido do frasco e dispose disso também.
- Deixe a garrafa de água no lugar, mas certifique-se de está devidamente cheio.
- Limpo sujo correndo rodas com toalhas de papel e isopropanol 70%.
- Se a limpeza era necessário, depois o isopropanol seca, retornar o mouse para sua gaiola e substituir a gaiola na prateleira.
- Repita essas etapas até que todos os ratos é pesado e 9 g de alimento é medido e colocado em gaiolas.
8. experimental de base fase - dias 2-7
- Retornar para as instalações de animais, ao mesmo tempo todos os dias. Não variam em medições por mais ou menos de 10 min.
- Medir chow 9g num copo de plástico pequena em uma escala com sensibilidade de 0.00 g. Registre o peso exato.
- Delicadamente, retire e pesar o mouse num copo de plástico grande em uma escala com sensibilidade de 0.0 g. Peso recorde.
- Puxe o boião fora da gaiola e despejar toda a comida em um béquer pequeno na escala de 0,00 g.
- Se fezes e roupa de cama estão no pote de comida com a comida, pegue todas as roupas de cama e fezes. Use um filtro pequeno para esfregar o alimento em pó para o copo de pesagem. Remova qualquer fezes antes de fazer isso com uma pinça (se necessário).
Nota: Roupa de cama não quebrará acima em pedaços menores para caber através do filtro. - Pesquisar todos os restos de comida na gaiola e adicioná-los para o béquer a pesar. Registre a quantidade de alimento restante.
Nota: Se o fundamento e a gaiola devem ser pesquisados, é melhor fazê-lo enquanto o mouse está na gaiola béquer ou transferência de peso para reduzir o stress. - Elimine todos os alimentos.
- Se fezes e roupa de cama estão no pote de comida com a comida, pegue todas as roupas de cama e fezes. Use um filtro pequeno para esfregar o alimento em pó para o copo de pesagem. Remova qualquer fezes antes de fazer isso com uma pinça (se necessário).
- Limpe o frasco e coloque de volta na gaiola. Se necessário, substitua a fita.
- Coloque o 9g previamente medido de novos alimentos na jarra.
- Limpa sujas correndo rodas com isopropanol 70%, depois seque as rodas. Fazer esta um gaiola de cada vez e não acidentalmente trocar as rodas.
- Terminar e reiniciar a aquisição em roda, executando o programa todos os dias.
- Repita estes passos até o início da fase de restrição.
9. experimental restrição fase - dia 1
- Final e começo de aquisição do software de gestão de roda.
- Pese a comida velha e nova de ratos, por protocolo de linha de base.
- Não limpe rodas agora. Isto pode distrair os ratos durante seu período de alimentação limitado.
- Permita o acesso a novos alimentos, 9g de chow, por 6 h. Recorde a comida de tempo é oferecida.
Nota: O tempo durante o ciclo de luz que comida está disponível irá afetar o desenvolvimento da ABA. Desde que os ratos normalmente dormem durante o ciclo de luz, dando acesso à comida durante este tempo agrava o desenvolvimento da ABA, desde que os ratos não consomem geralmente a maioria dos seus alimentos diários neste momento. Por outro lado, ratos dados acesso comida durante o ciclo escuro mais lentamente desenvolverá a ABA32. Ajustar a duração do acesso de alimentos resultará em mais ou mais curta sobrevivência vezes (Figura 2). Alimento atividade antecipatória (FAA) é hiperatividade, que ocorre imediatamente antes que o alimento é oferecido32,33,34. FAA pode afetar o desenvolvimento da ABA, como tem sido demonstrado que a negação da roda executando acesso durante FAA a melhora a ABA comportamento32.- Remova a comida exatamente 6 h mais tarde para cada mouse e medir a quantidade restante. Recorde a comida de tempo é removida.
- Limpe as rodas agora, se necessário e tentar fazê-lo sem ficar em puxar a comida das jaulas subsequentes.
- Comida de pesar e calcular a diferença em alimento para determinar a quantidade de comida ingerida por rato.
- Calcule o peso do abandono para cada rato.
Nota: O peso do abandono é quando um mouse deve ser removido do experimento quando atingir 75% de sua medição final de linha de base do peso de corpo. Por exemplo, se um rato pesa 20g no início da fase de restrição, quando ele atinge 15 g ele deve ser removido do experimento. - Manter uma cópia do encaixe pesos na mão na instalação de animais.
Nota: Experimentos avaliando recuperação de ABA podem ser tentados; comida também é fornecida ad libitum, ou rodas estão bloqueadas para estudar o processo pelo qual os ratos retornam para um corpo saudável peso34.
10. experimental restrição fase - dias 2 a 14
- Repeti todos os passos de medição no protocolo 1 dia de restrição. Não reinicie aquisição de roda.
- Se um rato atinge soltar peso (75% do seu peso de corpo da linha de base), remover o frasco de roda e comida da gaiola e fornecer ampla comida no fundo da gaiola, então prosseguir com os outros ratos. Uma vez que todas as gaiolas têm sido participou, eutanásia em todos os ratos que chegaram ao peso da gota.
- Deixe a roda para cada rato para a duração do experimento.
- Verifica cada mouse diariamente para todos os ferimentos. Se necessário, cortar as unhas dos pés danificadas, tratar feridas, pessoal de cuidados com animais etc. pergunte para o Conselho, se não tiver certeza sobre como proceder com uma lesão.
11. terminando o estudo
- Se o estudo durou 14 dias, pese todos os ratos no dia 15. Peso do 1º dia de restrição é considerado um peso de linha de base.
Nota: O comprimento do estudo pode ser modificado para atender a hipótese a ser testada. Longos períodos de acesso de comida de duração podem ser usados para estender a duração do estudo. - Eutanásia em ratos, se necessário.
- Leve o equipamento sujo para quartos adequados.
- Acaba com aquisição de contagem roda no dia 15 para fornecer 10 dias completos de dados.
- Desligue, cubos de roda sem fio.
- Extrair dados.
- Analise os dados.
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Representative Results
Fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), uma proteína que contribui para a regulação da alimentação, bem como a manutenção de peso, é reduzido no soro de pacientes com um35. Este experimento avaliou os efeitos da alimentação programada, executando acesso de roda ou ambos na expressão de BDNF no hipocampo (HPC), área tegmental ventral (VTA), núcleo accumbens (NAc) e córtex pré-frontal medial (mPFC). Expressão da molécula de adesão celular neuronal 1 (NCAM1) também foi avaliada para explorar a especificidade dos efeitos na BDNF dentro da via mesocorticolimbic.
Ratos foram alojados individualmente dentro de um ciclo claro-escuro de 12:12 em uma sala climatizada em uma facilidade de cuidado animal. Gaiolas foram equipadas com rodas de corrida sem fio que retransmitida dados a cada 30 s para um laptop. Comida padrão foi oferecida em um frasco aproximadamente 2" de diâmetro, com paredes aproximadamente 1.5" elevado durante períodos de restrição e de linha de base.
Quatro grupos experimentais foram atribuídos aleatoriamente pseudo: ad libitum (Ad Lib), agendada alimentação (STV), roda livre correndo e acesso de alimentos (RUN) ou roda livre correndo com restrição alimentar (ABA) (Figura 3). Atribuição do grupo foi determinada pelo peso corporal inicial para formar quatro grupos de peso equivalente. Individualmente, os ratos foram instalados e alimentados ad libitum com acesso constante a uma roda de execução por 2 dias, durante o período de aclimatação e 7 dias durante o período de base.
Durante o período de acesso de alimentos regulares de até 12 dias, STV e a ABA de grupos tiveram acesso de alimentos para apenas 6 h por dia (09:00-15:00) e foram monitorados e removidos se conheceram seu peso calculado queda de 25% do seu peso corporal inicial. Foram efectuados ajustamentos diários para limitar o acesso de alimentos para o grupo STV, para garantir que o grupo STV teve uma taxa de abandono semelhante como o grupo ABA, cujos membros normalmente perdem peso mais rapidamente. Cada mouse RUN foi unido a um mouse de ABA para remoção do estudo, e cada rato Ad Lib foi unido a um mouse STV. Yoking assegurado que todos os ratos foram retirados do estudo em pontos de tempo semelhante. Este projeto possibilitou a comparação da expressão do gene entre os grupos de ratos que experimentou várias condições experimentais para a mesma duração. O número de dias para remoção foi interpretado como uma medida de sobrevivência. Outra possibilidade é incluir um grupo de execução adicional que não está restrito a comer tão pouco quanto o grupo ABA, mas é fornecido com um excesso de alimentos durante o período de 6h. Além disso, 5 grupos experimentais podem ser usados, incluindo ambos os formulários do grupo de execução. A escolha dos grupos depende os objetivos do estudo.
Após a remoção do paradigma da ABA, os ratos foram decapitados para extração rápida do cérebro. Tecido do mPFC, HPC, NAc e VTA foi removido usando uma matriz de cérebro e ponche de tecido e imediatamente snap congelado usando gelo seco. As amostras foram mantidas no congelador antes de extração do RNA-80 ° C.
Análise estatística dos dados foi realizada usando testes de análise de variância (ANOVA). Para dados de base, a ANOVA é aplicado para cada variável dependente (peso corporal, ingestão de alimentos e running da roda). Post hoc análises de variância ou interações foram realizadas. Bonferroni ajustamentos quando post hoc análises de variância foram aplicada.
Para analisar os dados da restrição, modelos lineares gerais (PROC GLIMMIX; SAS v 9.2; disponível a partir do autor correspondente, mediante solicitação de código) são utilizados para avaliar cada variável. Análises post hoc são usadas para resolver interações usando o método da taxa falsa da descoberta. Análise de sobrevivência foi realizada através do teste de Kaplan-Meier com Logrank (Mantel-Cox) e testes de Wilcoxon-Peto-Peto post hoc . Significância foi fixada em p < 0,05.
Running da roda não afetou peso corporal durante a linha de base, enquanto o consumo de alimentos aumentou quando executando as rodas estavam disponíveis nos dias de base 2-7. Antes da alimentação programada, atividade sobre as rodas de execução não foi diferente entre os grupos de corrida e a ABA.
Uma vez que Ad Lib e a corrida de ratos foram atrelados aos ratos STV e ABA, respectivamente, não houve diferença na sobrevivência entre grupos experimentais durante agendada alimentação (Figura 4a). Sem unir, sobrevivência dos ratos de ABA é drasticamente reduzida em comparação com grupos de corrida e STV35. No entanto, o peso corporal foi reduzido a dias 1-5 em ambos os grupos expostos a alimentação programada (STV e ABA grupos) (Figura 4b). Agendada a ingestão de alimentos também reduzida alimentação nos dias 1-5 em ambos os grupos (Figura 4c), mas não teve efeito na roda executando atividade (Figura 4d). Neste estudo, hiperatividade do grupo ABA foi breve (dias 1-3) e nonsignificant em comparação com o grupo de execução, talvez devido a saúde rápido declínio dos ratos na condição de ABA.
Expressão roda BDNF execução significativamente aumentada dentro o VTA (Figura 5a) enquanto restrição alimentar aumentou a expressão de RNAm de NCAM1 no VTA (Figura 5b), mas não alterou a expressão de RNAm BDNF. Não havia nenhum efeito principal de acesso a roda ou comida ou interações em BDNF ou NCAM1 expressão de RNAm dentro do NAc (Figura 6). No mPFC, alimentação programada diminuição da expressão de RNAm BDNF, mas não afetou a expressão de RNAm de NCAM1 (Figura 7). Acesso de roda não alterou a expressão do gene, e não há interações de restrição alimentar e acesso de roda foram encontradas. Da mesma forma, o HPC, havia sem interações de acesso de restrição e roda de alimentos na BDNF ou expressão de RNAm de NCAM1, embora a restrição alimentar aumentou a expressão de RNAm de NCAM1 (Figura 8).
Figura 1 : Diferenças no paradigma da ABA do sexo. (um) sobrevivência cumulativa entre machos e fêmeas de ratos ao longo do tempo. (b) peso corporal entre macho e fêmea os ratos por ingestão de alimentos de dias (c) restrição entre ratos machos e fêmeas nos dias de restrição. (d) roda corrida entre ratos machos e fêmeas nos dias de restrição. Este valor foi modificado desde a publicação original6. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2 : Efeitos de alimentação vezes na ABA duração. Esta figura mostra quantos ratos dias permanecerá em restrição dependendo de quanto tempo o alimento está disponível. Isso é mostrado para ratos com e sem rodas em execução. Este valor foi modificado desde a publicação original35. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3 : ABA paradigma Experimental Design. Esta imagem aparece o conjunto para experimentos de ABA. Este valor foi modificado desde a publicação original36. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4 : Efeitos do paradigma ABA. (um) sobrevivência, (b) peso corporal diário, (c) alimentos consumidos e roda (d) em execução durante a restrição alimentar. Os números em itálico descrevem o número de ratos restantes no paradigma da ABA. Os resultados são expressos como média ± SEM. Este valor foi modificado desde a publicação original36. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 5 : Efeitos de ABA na expressão gênica no VTA. (um) BDNF, (b) NCAM1 expressão no VTA de ratos expostos a condições de ABA. Inserções de indicam a expressão de BDNF e NCAM1 média durante a restrição para a medida independente retratada. Resultados mostrados como log2(RQ) ± SEM p < 0,05. Este valor foi modificado desde a publicação original36. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 6 : Efeitos de ABA na expressão gênica no núcleo Accumbens. (um) BDNF, (b) NCAM1 expressão no NAc de ratos expostos a condições de ABA. Resultados mostrados como log2(RQ) ± SEM p < 0,05. Este valor foi modificado desde a publicação original36. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 7 : Efeitos de ABA na expressão gênica no mPFC. (um) BDNF, (b) NCAM1 expressão no mPFC de ratos expostos a condições de ABA. O baixo-relevo indica expressão de BDNF média durante a restrição para a medida independente retratada. Resultados mostrados como dizer log2(RQ) ± SEM p < 0,05. Este valor foi modificado desde a publicação original36. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 8 : Efeitos de ABA na expressão gênica no HPC. (um) BDNF, (b) NCAM1 expressão no HPC de ratos expostos a condições de ABA. As inserções indicam má expressão BDNF e NCAM1 durante a restrição para a medida independente retratada. Resultados mostrados como dizer log2(RQ) ± SEM p < 0,05. Este valor foi modificado desde a publicação original36. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
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Discussion
O experimento de ABA pode ser modificado por experimentadores para testar diferentes cepas, idades, drogas e várias outras variáveis de an rolamento na variabilidade genética mente, ajustes para o período de acesso de alimentos ou execução roda iria aumentar ou diminuir a severidade da os sintomas e a taxa de abandono. Isso pode servir para aumentar ou diminuir o comprimento do experimento, dependendo a questão experimental de interesse.
Medição precisa da ingestão de alimentos é uma parte crítica do paradigma da ABA, mas muitas vezes pode ser feita problemática. Roupa de cama, fezes e urina no pote de comida, juntamente com o alimento sendo movido para o espaço da gaiola fornece dificuldade na pesagem com precisão restantes alimentos. Ratos também deixam pedacinhos de comida e comida em pó no frasco e em toda a gaiola. Um filtro ajuda a atenuar o problema de peneirar o fundamento para encontrar os restos de comida para as gravações de peso adequado, mas o método não é infalível. Manipulando os ratos para obter seus pesos é outro fator crucial, ainda confundimento no paradigma da ABA. Com a interferência do investigador, os ratos são mais vulneráveis ao estresse, que pode agravar as condições da ABA.
ABA é um método útil na avaliação de AN, no entanto, esta técnica vem com limitações. A primeira limitação a considerar é que o modelo de ABA não imitar todos os aspectos da anorexia. Por exemplo, roedores dados acesso a uma dieta de alta gordura não desenvolverá ABA sob condições experimentais típico30. No entanto, praticamente nenhum animais existem modelos que recapitular todos os aspectos de um transtorno psiquiátrico. Assim, a ABA ainda pode produzir importantes insights sobre comportamentos relacionadas a AN.
Tratamentos com drogas também podem ser implementados no paradigma da ABA. Administração de drogas através da água potável é ideal, pois evita injeções diárias que podem ter efeitos indesejados, incluindo irritação local no local da injeção e a curto prazo sedação induzida por certas drogas. No entanto, é fundamental ajustar a concentração de droga diariamente para manter a dosagem consistente, já que a ingestão diária de água muda drasticamente ao longo da ABA, primeiro com aumentos de beber e, posteriormente, com reduções no consumo de fluidos. Usar bombas mini subcutâneas para entregar drogas continuamente também é possível com o paradigma da ABA; no entanto, tenha cuidado que as bombas mini são pequenas o suficiente para permitir que os ratos entrar e sair de boiões de comida e executar sem entraves na roda de execução. Além disso, o uso de cabos de fibra optogenetic é teoricamente possível, mas exigiria uma configuração modificada. Alternativamente, a manipulação da atividade de circuitos específicos usando receptores desenhador exclusivamente ativados por drogas sintéticas (DREADD) poderia ser usada com o paradigma de ABA sem a complicação de habitação cordas. Assim, uma variedade de ferramentas de neurociência moderna poderia ser incorporada para estudar os mecanismos neurais do comportamento de ABA.
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Disclosures
Os autores não têm nada para divulgar.
Acknowledgments
Este trabalho foi financiado por um independente de NARSAD Investigator Award e um IMHRO Rising Star depressão Research Award em memória de George Largay a 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
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