Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Оценка деятельности на основе анорексия у мышей

Published: May 14, 2018 doi: 10.3791/57395
Automatic Translation
1, 1,2, 1
1Department of Psychiatry, University of California, San Diego, 2University of California, Los Angeles

Summary

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.

Abstract

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.

Introduction

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 libitum1,2,3. 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 беспокойства7,8. 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 от10,11.

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 образом13,14,15. 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 мышей19,20,21,22. 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.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

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 ABA21,31.
  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 предлагается32,,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.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

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 специфику воздействия на BDNF в mesocorticolimbic путь.

Мышей индивидуально были размещены в течение цикла свето тени 12:12 в комнате климат-контролем в объекте ухода за животными. Клетки были оснащены беспроводной запуск колеса, которые ретранслируются данных каждые 30 s к ноутбуку. Стандартный Чоу был предложен в банке примерно 2» в диаметре с стены примерно 1,5" высокие периоды как базовых, так и ограничения.

Четыре экспериментальных групп были назначены псевдослучайным образом: ad libitum (Ad Lib), запланированных кормления (СТВ), свободные колеса идущий и доступа к продовольствию (RUN) или свободные колеса идущий с ограничением питания (ААА) (рис. 3). Назначение группы определяется первоначального веса сформировать четыре группы эквивалентный вес. Мышей индивидуально были размещены и кормили ad libitum с постоянный доступ к идущему колесу для 2 дней во время адаптационного периода и 7 дней в течение базового периода.

В период доступ к расписанию питания до 12 дней СТВ и ABA группы имели доступа к продовольствию для только 6 часов в день (09:00-15:00) и были мониторинг и удалены, если они встретили их расчетный падение веса 25% от их начального веса тела. Ежедневные изменения были сделаны для ограничения доступа к продовольствию для СТВ группы, обеспечить аналогичный уровень отсева СТВ группа как группа АБА, члены которой обычно теряют вес тела более быстрыми темпами. Каждый запуск мыши был yoked ABA мышь для удаления из исследования, и каждая мышь экспромтом был yoked СТВ мыши. Yoking обеспечивает, что все мыши были исключены из исследования на аналогичные моменты времени. Эта конструкция для сравнения экспрессии генов между группами мышей, которые испытывали различные экспериментальные условия на тот же срок. Количество дней до удаления было интерпретировано как мера выживания. Другая возможность заключается в том, чтобы включить дополнительные RUN группы, которая не ограничивается съесть как маленькое как группа АБА, но предоставляется с избытком пищи в период 6 h. Кроме того могут использоваться 5 экспериментальных групп, включая обе формы RUN группы. Выбор групп зависит от целей исследования.

После удаления из парадигмы Аба мышей были обезглавлены для извлечения быстрой мозга. Ткани из mPFC, HPC, NAc и VTA был удален с помощью мозга матрицы и ткани удар и сразу же оснастки, замороженные с помощью сухого льда. Образцы хранились в холодильнике-80 ° C до извлечение RNA.

Статистический анализ данных проводился с помощью тестов дисперсионный анализ (ANOVA). Для базовых данных ANOVA применяется к каждой зависимой переменной (вес тела, приема пищи и колеса идущий). Были исполнены пост Специальный дисперсионный анализ или взаимодействия. Бонферрони корректировки были сделаны при применении пост Специальный дисперсионный анализ.

Для анализа данных из ограничения, общие линейные модели (PROC GLIMMIX; SAS версии 9.2; код доступен от соответствующего автора по запросу) используются для оценки каждой переменной. Должность Специального анализа используются для разрешения взаимодействия с использованием метода ставки ложных обнаружения. Выживание анализ проводился с помощью Каплана-Мейера тест с Logrank (камин-Кокс) и Пето-Пето-Вилкоксон пост Специального тесты. Значимость была установлена на уровне p < 0,05.

Колеса идущий не затрагивает массы тела во время базовой, в то время как потребление продуктов питания увеличилось при запуске колеса были доступны на базовые дни 2-7. До запланированных кормления, активность на запуск колеса не отличалось между группами RUN и ABA.

Поскольку Ad Lib и запустить мышей были yoked СТВ и ABA мышей, соответственно, не было разницы в выживаемости между экспериментальной группами во время запланированных кормления (Рисунок 4). Без yoking, выживание ABA мышей значительно уменьшается по сравнению с запуска и СТВ группы35. Однако, вес тела был сокращен на 1-5 дней в обеих группах, подвергается запланированных кормления (СТВ и ABA группы) (Рисунок 4b). Запланировано питание также снижение пищи на 1-5 дней в обеих группах (рис. 4c), но не влияет на колеса идущий активности (рис. 4d). В этом исследовании гиперактивность ABA группы был короткий (1-3 дней) и незначимые по сравнению с группой RUN, возможно из-за быстро ухудшение здоровья мышей в состоянии АБА.

Колеса идущий значительно увеличили BDNF выражение в VTA (рис. 5) во время питания ограничение увеличено выражение NCAM1 mRNA в VTA (рис. 5b), но не изменяют выражение BDNF mRNA. Там были не основные эффекты доступ колесо или продуктов питания, или взаимодействий на BDNF или NCAM1 выражение mRNA внутри НАК (рис. 6). В mPFC запланированных кормления снизилась выражение BDNF mRNA, но не влияет на выражение NCAM1 mRNA (рис. 7). Колесо доступ не изменяют экспрессию генов, и без взаимодействий ограничения продовольственной и колесо доступа были найдены. Аналогичным образом, в HPC, были не взаимодействия ограничений и колесо доступа к продовольствию по BDNF или выражение NCAM1 mRNA, хотя ограничение продовольствия увеличился выражение NCAM1 mRNA (рис. 8).

Figure 1
Рисунок 1 : Секс различия в парадигме АБА. () совокупный выживание между мужчиной и женщиной мышей с течением времени. (b) вес тела между мужчиной и женщиной мыши над ограничение дней (c) пищи между мужские и женские мышей за ограничение дней. (d) колесо работает между мужские и женские мышей за ограничение дней. Этот рисунок был изменен с оригинальной публикации6. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2 : Эффекты кормления раз на продолжительность АБА. Эта цифра показывает, сколько дней мышей останется в ограничение в зависимости от того, сколько питание доступно. Это показано для мышей с и без запуска колеса. Этот рисунок был изменен с оригинальной публикации35. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 3
Рисунок 3 : Аба парадигмы экспериментальный дизайн. Это изображение показывает набор для экспериментов АБА. Этот рисунок был изменен с оригинальной публикации36. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 4
Рисунок 4 : Эффекты парадигмы АБА. () выживания, (b) ежедневно веса тела, потребляемой пищи (c) и (d) колеса идущий во время питания ограничение. Цифры курсивом показывают количество мышей, остающихся в ABA парадигмы. Результаты выражаются как означает ± SEM. Этот рисунок был изменен с оригинальной публикации36. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 5
Рисунок 5 : Последствия ABA экспрессии генов в VTA. () BDNF, (b) NCAM1 выражение в VTA мышей в условиях АБА. Вкладки указывают среднее BDNF и NCAM1 выражение во время ограничение для независимых меры изображены. Результаты, показанные как log2(RQ) ± SEM p < 0,05. Этот рисунок был изменен с оригинальной публикации36. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 6
Рисунок 6 : Последствия ABA экспрессии генов в Nucelus Accumbens. () BDNF, (b) NCAM1 выражение в Североатлантическом совете мышей в условиях АБА. Результаты, показанные как log2(RQ) ± SEM p < 0,05. Этот рисунок был изменен с оригинальной публикации36. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 7
Рисунок 7 : Последствия ABA экспрессии генов в mPFC. () BDNF, (б) выражение NCAM1 в mPFC мышей в условиях АБА. Врезные указывает среднее BDNF выражение во время ограничение для независимых меры изображены. Результаты, показанные как означает log2(RQ) ± SEM p < 0,05. Этот рисунок был изменен с оригинальной публикации36. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 8
Рисунок 8 : Последствия ABA экспрессии генов в HPC. () BDNF, (b) NCAM1 выражение в HPC мышей в условиях АБА. Вкладки указывают среднее BDNF и NCAM1 выражение во время ограничение для независимых меры изображены. Результаты, показанные как означает log2(RQ) ± SEM p < 0,05. Этот рисунок был изменен с оригинальной публикации36. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

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 важной частью ABA парадигмы, но часто можно сделать проблематичным. Постельные принадлежности, калом и мочой в банке пищи, в сочетании с пищей, переехали в клетке пространства обеспечивает трудность точного взвешивания оставшиеся пищи. Мышь также оставить небольшие кусочки пищи и сухой пищи в банку и по всей клетке. Сетчатый фильтр помогает смягчить проблемы просеивать через постельные принадлежности найти остатки пищи для надлежащего веса записи, но этот метод не является непогрешимым. Обработка мышей, чтобы получить их весов является еще одним фактором решающую, пока смешанные ABA парадигмы. Следователь вмешательства мышей более уязвимы для стресс, который может усугубить состояние АБА.

ABA является полезным методом оценки, однако эта техника поставляются с ограничениями. Первое ограничение для рассмотрения является, что ABA модель не имитировать все аспекты анорексии. Например грызуны, предоставлен доступ к высоким содержанием жиров не разработает АБА по типичной экспериментальных условиях30. Однако практически не животных существуют модели которые резюмировать все аспекты психического расстройства. Таким образом АБА по-прежнему могут принести важные понимание поведения, связанные с.

Медикаментозное лечение может также осуществляться в ABA парадигмы. Лекарствами через питьевой воды является идеальным, поскольку он избегает ежедневные инъекции, которые может иметь нежелательные последствия, включая местное раздражение в месте инъекции и краткосрочных седации индуцированных некоторых лекарств. Однако важно отрегулировать концентрацию препарата ежедневно поддерживать последовательное дозирование, поскольку ежедневное потребление воды резко меняется в течение АБА, первый с увеличением пить, а потом с сокращением потребления жидкости. С помощью подкожных мини-насосы для доставки наркотиков постоянно Возможен также с ABA парадигмы; Однако необходимо позаботиться что мини-насосы достаточно малы, чтобы позволить мышей, чтобы получить в и из банок пищи и запустить беспрепятственный запуск колеса. Кроме того использование optogenetic Кабели волоконно теоретически возможно, но потребует изменение настройки. Кроме того манипуляции деятельности конкретных схем с использованием конструктора рецепторов, исключительно активированную дизайнерские наркотики (DREADD) могут быть использованы с ABA парадигмы без усложнение исполниться шнуры. Таким образом могут быть включены разнообразные инструменты современной неврологии для изучения нейронных механизмов поведения АБА.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего сообщать.

Acknowledgments

Эта работа финансировалась премию независимый следователь NARSAD и исследований награду в память Джорджа Largay для SCD IMHRO Rising Star депрессии.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hall, J. F., Hanford, P. V. Activity as a function of a restricted feeding schedule. J Comp Physiol Psychol. 47 (5), 362-363 (1954).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. Klenotich, S. J., Dulawa, S. C. The activity-based anorexia mouse model. Methods Mol Biol. 829, 377-393 (2012).
  7. Kron, L., Katz, J. L., Goryzynski, G., Weiner, H. Hyperactivity in anorexia nervosa: a fundamental clinical feature. Compr Psychiatry. 19 (5), 433-440 (1978).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Walsh, B. T., et al. Fluoxetine after weight restoration in anorexia nervosa: a randomized controlled trial. JAMA. 295 (22), 2605-2612 (2006).
  11. 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).
  12. Jagielska, G., Kacperska, I. Outcome, comorbidity and prognosis of anorexia nervosa. Psychiatr Pol. 51 (2), 205-218 (2017).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. Achamrah, N., et al. Sex differences in response to activity-based anorexia model in C57Bl/6 mice. Physiol Behav. 170, 1-5 (2017).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. Woods, D. J., Routtenberg, A. "Self-starvation" in activity wheels: developmental and chlorpromazine interactions. J Comp Physiol Psychol. 76 (1), 84-93 (1971).
  21. 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).
  22. 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).
  23. Pjetri, E., et al. Identifying predictors of activity based anorexia susceptibility in diverse genetic rodent populations. PLoS One. 7 (11), (2012).
  24. Gelegen, C., et al. Difference in susceptibility to activity-based anorexia in two inbred strains of mice. Eur Neuropsychopharmacol. 17 (3), 199-205 (2007).
  25. 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).
  26. Siegfried, Z., Berry, E. M., Hao, S., Avraham, Y. Animal models in the investigation of anorexia nervosa. Physiol Behav. 79 (1), 39-45 (2003).
  27. Kim, S. F. Animal models of eating disorders. Neuroscience. 211, 2-12 (2012).
  28. 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).
  29. 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).
  30. 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).
  31. 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).
  32. 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).
  33. 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).
  34. 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).
  35. Klenotich, S. J., et al. Olanzapine, but not fluoxetine, treatment increases survival in activity-based anorexia in mice. Neuropsychopharmacology. 37 (7), 1620-1631 (2012).
  36. 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).

Tags

Поведение выпуск 135 на основе деятельности анорексия анорексия гиперактивность Food Restriction-Induced гиперактивность мышей ограничение пищи Hypophagia расстройства пищевого поведения
Оценка деятельности на основе анорексия у мышей
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Welch, A. C., Katzka, W. R., Dulawa, … More

Welch, A. C., Katzka, W. R., Dulawa, S. C. Assessing Activity-based Anorexia in Mice. J. Vis. Exp. (135), e57395, doi:10.3791/57395 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter