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Behavior

Evaluación de Anorexia basada en actividad en ratones

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

Ratones alojados individualmente con una rueda de funcionamiento mientras que dado el acceso limitado a alimentos desarrollan reducciones en consumo de alimentos y aumentan la actividad en la corriente de la rueda. Este fenómeno experimental se llama anorexia basada en actividad. Este paradigma proporciona una herramienta experimental para el estudio de la neurobiología y comportamientos subyacen aspectos de la anorexia nerviosa.

Abstract

Roedores desarrollan anorexia basada en actividad (ABA) cuando se expone a un programa de alimentación restringido y permitido el libre acceso a una corriente de la rueda. Estas condiciones conducen a una reducción peligrosa de peso corporal. Sin embargo, roedores expuestos a sólo uno de estas condiciones, en definitiva, adaptan para restablecer el peso corporal normal. Aunque mayor corriendo junto con la reducción en la ingesta voluntaria de alimentos parecen paradójicas condiciones ABA, ABA comportamiento se observa en numerosas especies mamíferas.

El paradigma de ABA proporciona un modelo animal de anorexia nerviosa (AN), un trastorno alimentario con desregulación severa de apetito-comportamiento. Temas sueltos se encuentran con acceso gratuito a una corriente de la rueda. Cada día, el tema se ofrece alimento para una cantidad limitada de tiempo. Durante el curso del experimento, peso del cuerpo del sujeto disminuye de actividad alta y baja ingesta calórica. La duración del estudio varía dependiendo de cuánto alimento se ofrece diariamente, el tipo de alimento ofrecido, la cepa de ratón, si se prueban las drogas y factores ambientales.

La falta de tratamientos farmacológicos eficaces para un pacientes, su calidad de vida baja, alto costo del tratamiento y su alta tasa de mortalidad indican la urgencia de más investigación AN. Le ofrecemos un esquema básico para realizar experimentos de ABA con los ratones, que ofrece un método para investigar un comportamiento con el fin de desarrollar nuevas terapias. Este protocolo está optimizado para su uso en ratones Balb/cJ, pero fácilmente puede ser manipulado por otras cepas, proporcionando gran flexibilidad en el trabajo con diferentes preguntas, especialmente relacionadas con factores genéticos de la ABA.

Introduction

Desde 1953, los roedores se han divulgado para mostrar una hiperactividad paradójica sobre la ejecución de las ruedas cuando se les da acceso libre a las ruedas mientras que experimenta hypophagia voluntaria cuando la disponibilidad de alimento es restringido1. Por el contrario, roedores no caiga rápidamente en el peso corporal cuando se ofrecen alimentos en un horario sin correr las ruedas o cuando se encuentra con el funcionamiento de las ruedas y ofrece alimento ad libitum1,2,3. El modelo ABA confiablemente resultados en disminución dramática de peso corporal, hypophagia, hipotermia, pérdida del estro y la mayor estimulación del eje HPA4. En última instancia, ABA resulta en la muerte, a menos que el sujeto se retira del paradigma5. El paradigma de ABA ofrece a los investigadores un modelo animal de AN, un trastorno complejo que incluye la desregulación severa de apetito-comportamiento, que afecta a aproximadamente 1 de cada 100 mujeres y un menor porcentaje de varones6. Pacientes con AN con frecuencia exhiben hiperactividad, que consiste en cantidades extremas de ejercicio, o inquietud general7,8. Con una tasa de mortalidad de aproximadamente el 10%, AN tiene la mayor tasa de mortalidad entre los trastornos psiquiátricos9. Tratamiento actual para una se limita a terapias cognitivas, ya que hay no hay tratamientos farmacológicos aprobados para quienes sufren un10,11.

AN por lo general ha sido considerada como un trastorno que afecta principalmente a las hembras. Como un diagnóstico que es 10 veces más probable en las hembras que los machos, sujetos femeninos son tradicionalmente el foco en un12. Sin embargo, debe tenerse especial consideración en la exclusión de los machos de los estudios. Mientras que la diagnosis de un restos más bajo en los varones, dismorfia muscular (DM) es una condición que tiene muchas semejanzas a una, en que se distorsiona la imagen corporal y la dieta es a menudo desordenada. Hay soporte para la noción que MD y AN pueden clasificarse en una manera similar13,14,15. Esto puede sugerir que algunos casos de MD representan la "versión masculina" de AN. En el contexto de modelos animales, algunos informes han sugerido que los varones son más susceptibles que las hembras al paradigma de la ABA. Por ejemplo, un estudio reciente demostró una mayor tasa de mortalidad y disminución de la ingestión de alimentos en comparación con las hembras de ratones C57Bl/616. Un predictor de la susceptibilidad a ABA es la actividad física espontánea (SPA). Ratas con SPA más alto o más bajo son más propensas a perder peso en el paradigma de la ABA, con ratas macho mostrando un efecto más fuerte que las hembras17. Por el contrario, se han observado roedores femeninos a ejercer más que los machos durante la fase de restricción de ABA18. Además, estudios con los ratones de Balb/cJ han demostrado el efecto contrario de ratones C57Bl/6, donde ratones femeninos tienen una mayor tasa de mortalidad y disminución de la ingestión de alimentos en comparación con los varones (figura 1)6. Con diferentes resultados entre los sexos en el paradigma de ABA y aumentar la conciencia de varones con trastornos comer patrones, deben analizarse temas masculinos y femeninos.

Aparte de las diferencias de sexo en el paradigma de la ABA, edad y la tensión deben considerarse al elegir a temas. Adolescentes ratones con mayor precisión pueden modelo AN, ya que AN normalmente surge en la adolescencia, como se observa con ratas y ratones19,20,21,22. Las cepas que son más activas que otros en un nivel de referencia tienen un mayor porcentaje de susceptibilidad y severidad de ABA23. Cepas que tienen niveles más altos de la ansiedad, como DBA/2, han aumentado la actividad, lo que indicaría una tasa de deserción más rápida en el paradigma de ABA24de corriente de la rueda. Dependiendo del diseño experimental, la cepa de elección puede ser adaptada para maximizar la duración de la ABA.

La paradoja de ABA no es exclusiva de ratones. Otros mamíferos como ratas, hámsters, Jerbos, cerdos, ardillas y conejillos de indias han demostrado este fenómeno6. La conservación del fenómeno a través de especie mamífera ABA sugiere que el paradigma de ABA puede proporcionar una herramienta aplicada para investigar los mecanismos subyacentes de la anorexia-como comportamiento en seres humanos. Ratones en particular son muy adecuados para el estudio de los mecanismos subyacentes a ABA. Ratones se pueden encuentra densamente y tiempo de generación es relativamente corto. Ratones tienen un genoma completamente secuenciado, y numerosas cepas endogámicas, exogámica y especiales, tales como congenics, están disponibles. Han generado un gran número de líneas genéticamente manipulados, haciéndolos ideal para estudios de evaluación genética influye en trastornos como y dependiendo de la pregunta en cuestión, los investigadores pueden manipular expresión neural compleja del circuito o gene evaluar el comportamiento en el paradigma de la ABA, potencialmente respondiendo preguntas acerca de la influencia genética que no son posibles en el estudio de los seres humanos.

Un número limitado de modelos animales de AN existen en la actualidad. Modelos de estrés inducen hypophagia en roedores utilizando cola pellizcos, hypophagia inducida por la novedad, piscina fría y estimulación cerebral. Mediante la inducción de estrés, cambios en el eje HPA disminuyan el apetito, dando por resultado reducido cuerpo peso25. Sin embargo, el eje HPA es estimulado también potentemente por ABA, que también incorpora funciones adicionales de AN como hiperactividad. Otro modelo a considerar en un estudio es el modelo de restricción alimentaria crónica. Al limitar la comida a un rango de 40 a 60% de ad libitum, uno puede imitar la respuesta fisiológica a desnutrición26. Aunque este método es efectivo para estudiar los efectos de la inadecuada alimentación, no reproduce un tema central, del que es la restricción alimentaria voluntaria. En el paradigma de la ABA, los animales carecen de acceso a los alimentos por parte de la jornada, pero también voluntariamente reducen la ingesta de alimentos si una rueda está también presente. Modelos genéticos también se han utilizado para examinar la etiología de los investigadores y han encontrado factores neuroquímicos y genéticos implicados en AN, como el gen BDNF y los neurotransmisores dopamina y serotonina27. El uso de modelos genéticos es crucial para entender los mecanismos neuronales detrás de una. Sin embargo, estudios de asociación amplia de genoma de un todavía no han dado golpes importantes, y no variantes raras en una se han identificado. Futuros estudios deben combinar un enfoque genético con el modelo ABA para aumentar la comprensión de los fenotipos relacionados con la AN.

Desarrollo de modelos animales de trastornos psiquiátricos todos es prácticamente imposible debido a la complejidad y heterogeneidad de los trastornos humanos. Sin embargo, por modelado de componentes bien definidos, específicos de un trastorno psiquiátrico, se pueden obtener perspectivas únicas en la neurobiología o la fisiopatología subyacente. Tales conocimientos biológicos pueden utilizarse para identificar nuevos tratamientos. El paradigma de ABA roedor por lo tanto proporciona una herramienta preclínica para el estudio de los mecanismos subyacentes a un comportamiento que éticamente no puede ser estudiado en humanos, tales como los efectos de la manipulación genética, las perturbaciones en los circuitos neuronales y la consecuencias de ciertos factores ambientales.

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Protocol

Todos los métodos aquí descritos han sido aprobados por el institucional cuidado Animal y el Comité uso (IACUC) de la Universidad de California, San Diego.

1. ratones

  1. Elegir la cepa de ratón apropiado para el estudio.
  2. Comprar ratones con una empresa o ampliar una línea para obtener números experimentales apropiados.
  3. Grupo Casa compra ratones en las instalaciones de animales durante al menos 1 semana antes de comenzar el estudio para permitir un período de aclimatación suficiente.
  4. Comenzar la fase de aclimatación previa experimental cuando los ratones son 8 semanas de edad.

2. vivienda

  1. Elegir jaulas que son lo suficientemente grandes como para contener una rueda sin obstrucción de corriente, receptáculo de alimentos y una botella de agua.
  2. Regular temperatura y humedad para complementar la hipótesis ensayada.
    Nota: Temperaturas más altas reducirá el desarrollo de ABA28.

3. ejecución de ruedas

  1. Elegir las ruedas con comunicación inalámbrica para evitar posibles distracciones y enredos dentro de la jaula, ver la Tabla de materiales por ejemplo.

4. botellas de agua

  1. Seleccione una botella de agua que no compiten por espacio con la corriente de la rueda o receptáculo de comida en la jaula casera.
  2. Si proporcionar el tratamiento en el agua potable, tape la botella para crear un ambiente sensible a la luz del conducto.

5. la comida

  1. Seleccione un chow de bajo contenido de grasa adecuado para la hipótesis de ser probada (por ejemplo, roedor dieta 8604 de Envigo).
    Nota: Las dietas altas en grasa y azúcar pueden reducir el desarrollo de ABA29.
  2. Utilizar un frasco de vidrio pequeño para proporcionar chow, aproximadamente 65 cm de diámetro x 50 cm de altura.
    Nota: Un alimentador automático puede utilizarse en lugar de un frasco de vidrio, que puede reducir el estrés al limitar la interferencia del investigador. Esto puede ser más ventajoso si llevar a cabo estudios de ABA con manipulaciones de drogas.

6. fase de aclimatación pre-experimental

  1. Configurar el área experimental por elegir una rejilla de la jaula cerca de los cubos de rueda y portátil. Esto limitará problemas con transmisión de datos.
  2. Encienda el portátil y hubs inalámbricos.
  3. Abra el software de gestión de la rueda en el portátil.
    1. Mira el software para que ambos ejes sean activos.
    2. Abra "herramientas" y seleccione "eliminar las ruedas". Repita este paso 5 veces.
    3. Cierre el software y vuelva a abrirlo.
  4. Coloque 3 pilas AAA en el paquete de baterías de una base de la rueda.
    1. Conecte los cables del pack de batería para el hardware de la base de la rueda. Será desconectado antes de usar. Cerca de la batería en la base de la rueda.
  5. Compruebe el software para la base de la rueda se enumera con el identificador "1" en el hub inalámbrico adecuado. Si la base no aparece como ID "1", desconecte la batería y empezar en el paso 6.2.
  6. Cambiar el ID de la rueda de "1" en el ID de ratón en la columna nombre.
  7. Se adhieren a la base de la corriente de la rueda a la parte inferior de la caja con cinta adhesiva para asegurar la estabilidad. No permita que cualquier cinta que sobresalga, como ratones se mastiquen cinta expuesta.
  8. Elegir un disco de rueda de correr sin una pieza magnética corroído.
  9. Coloque la rueda en la base y gire la rueda para verificar la separación de las paredes de la jaula y la reja.
  10. Girar el disco un número específico de rotaciones para software de corriente de la rueda está correctamente contando rotaciones.
  11. Evitar que pedazos de chow se pierden en el ropa de cama o consigue mojado por conducto de cinta adhesiva de la parte inferior de la jarra de comida al suelo de la jaula, lejos de la corriente de la rueda y la botella de agua.
    Nota: Chow húmedo aumenta la ingestión de alimentos en comparación con seco chow30.
  12. Colocar 5 chow en la jarra.
    Nota: El chow durante la fase pre-experimental está disponible ad libitum y no se necesita ser tarado. Exposición a la ejecución de las ruedas durante el período de aclimatación puede intensificar ABA21,31.
  13. Coloque una botella de agua completa en la jaula y proporcionar agua ad libitum.
  14. Repita hasta que todos jaulas tienen una rueda corriente conectada inalámbricamente, comida y agua.
  15. Coloque individualmente ratones en sus jaulas apropiadas.
  16. En la rueda de gestión de software, vaya a "archivo" y haga clic en "iniciar adquisición."
  17. Ver que se cuentan la actualización de software para asegurar la rotación de la rueda y el sistema está funcionando bien.
  18. Aclimatar los ratones a las condiciones de vivienda experimental para 2 días total.
  19. Evaluar ratones durante esta fase para que sean lo suficientemente sanos como para manejar el experimento de ABA.
  20. Ver jaulas para cualquier inundación de botellas de agua cada día. Si botellas han inundado, reemplazar la vieja jaula con una jaula nueva y repita los pasos necesarios para adherir las ruedas y comida en la jaula sin interferencia.
  21. En día 2, revise las jaulas para los niveles de alimento. Si la comida está bajo, rellenar con 2 pedazos de chow. Hacerlo sin molestar a los ratones.
    Nota: Si durante la fase de aclimatación previa experimental cualquier ratón exhibe hypophagia o peso inferior al normal, quite el ratón desde el estudio.

7. fase inicial experimental - día 1

  1. Seleccione "fin" y luego "iniciar adquisición" en el software de gestión de la rueda.
  2. Medir a chow de 9 g en un vaso pequeño de plástico en una escala con sensibilidad 0.00 g. Registrar el peso exacto.
  3. Suavemente retirar y pesar el ratón en un vaso grande de plástico en una escala con sensibilidad 0.0 g. Peso récord.
    Nota: Es crucial para limitar la tensión de los ratones durante la manipulación, por lo tanto manejar pacientemente.
  4. Deseche todos los alimentos de aclimatación.
  5. Buscar ropa de cama para cualquier alimento que puede han sido eliminado del tarro y de eso también.
  6. Deje la botella de agua en su lugar, pero asegura que es suficientemente completo.
  7. Limpia sucia funcionando llantas con 70% isopropanol y papel toallas.
  8. Si la limpieza era necesaria, después se seca el isopropanol, retomar el ratón de su jaula y vuelva a colocar la jaula en el estante.
  9. Repita estos pasos hasta que se pesa cada ratón y 9 g de los alimentos es dosificado y colocado en jaulas.

8. experimental base fase - días 2-7

  1. Volver a la instalación de animales al mismo tiempo todos los días. No varían en la adopción de medidas por encima o debajo de 10 min.
  2. Medir a chow de 9 g en un vaso pequeño de plástico en una escala con sensibilidad 0.00 g. Registrar el peso exacto.
  3. Suavemente retirar y pesar el ratón en un vaso grande de plástico en una escala con sensibilidad 0.0 g. Peso récord.
  4. Tire el tarro del alimento fuera de la jaula y volcar toda la comida en un vaso pequeño en la escala de 0.00 g.
    1. Si las heces y la cama están en el tarro del alimento con la comida, escoger toda la ropa de cama y heces. Use un colador pequeño frotar alimentos en polvo en el recipiente de pesaje. Retire cualquier materia fecal antes de hacerlo con pinzas (si es necesario).
      Nota: Ropa de cama no se romperá para arriba en pedazos más pequeños para caber a través de la coladera.
    2. Búsqueda de cualquier remanente de comida en la jaula y añadir en el vaso a ser pesado. Registra la cantidad de alimento restantes.
      Nota: Si la ropa de cama y la jaula deben ser buscados, es mejor hacerlo cuando el ratón está en la jaula de vaso de precipitados o transferencia de peso para reducir el estrés.
    3. Deseche todos los alimentos.
  5. Limpie el frasco y coloque en la jaula. Reemplace la cinta si es necesario.
  6. Lugar la previamente medido 9 g de alimento nuevo en la jarra.
  7. Limpio sucio funcionando llantas con isopropanol al 70%, luego secar las ruedas. Hacer de esta una jaula en un momento y no intercambie accidentalmente las ruedas.
  8. Finalice y reinicie adquisición en corriente programa día de la rueda.
  9. Repita estos pasos hasta el comienzo de la fase de restricción.

9. fase de restricción experimental - día 1

  1. Final y comienzo de adquisición en el software de gestión de la rueda.
  2. Pesar alimentos viejos y nuevos de ratones, según el protocolo de línea de base.
  3. No limpie las ruedas ahora. Esto puede distraer a ratones durante su período de alimentación limitada.
  4. Permiten el acceso a los alimentos nuevos, 9 g de chow, durante 6 h. Registro se ofrece el alimento de tiempo.
    Nota: El tiempo durante el ciclo de luz que alimentos afectará el desarrollo de la ABA. Desde ratones normalmente duermen durante el ciclo de luz, dando acceso a la alimentación durante este tiempo agrava el desarrollo de la ABA, ya que ratones no consumen generalmente la mayoría de su alimento diario en este momento. Por el contrario, ratones dados acceso a los alimentos durante el ciclo oscuro desarrollará ABA más lentamente32. Ajuste de duración del acceso a los alimentos resultará en más o menor supervivencia veces (figura 2). Actividad anticipada de alimentos (FAA) es hiperactividad, que ocurre inmediatamente antes de comida se ofrece32,33,34. FAA puede afectar el desarrollo de la ABA, como se ha demostrado que la negación del funcionamiento acceso durante FAA de rueda mejora ABA comportamiento32.
    1. Eliminar alimentos exactamente 6 h después de cada ratón y medir la cantidad restante. Registro del tiempo saca la comida.
  5. Limpiar las ruedas, si es necesario y trate de hacerlo sin que detrás de tirar alimentos desde jaulas posterior.
  6. Pesar alimentos y calcular la diferencia en los alimentos para determinar la cantidad de alimentos ingeridos por ratón.
  7. Calcular el peso de deserción para cada ratón.
    Nota: El peso de la deserción escolar es cuando un ratón debe extraerse el experimento cuando alcanza el 75% de su medida final del peso corporal inicial. Por ejemplo, si un ratón pesa 20 g al principio de la fase de restricción, cuando alcanza 15 g debe ser retirado del experimento.
  8. Mantenga una copia de la puntera pesos en mano en las instalaciones de animales.
    Nota: Se pueden intentar experimentos evaluando la recuperación de la ABA; tampoco se proporciona comida ad libitum, o las ruedas están bloqueadas para estudiar el proceso por el cual ratones volver a un cuerpo sano peso34.

10. restricción experimental fase - días 2 y 14

  1. Repita todos los pasos de medida en el protocolo de 1 día de restricción. No reinicie adquisición de rueda.
  2. Si llega a un ratón gota peso (75% de su peso inicial), retire la jarra rueda y comida de la jaula y proporcionar suficiente alimento en la parte inferior de la jaula, luego proceder con los otros ratones. Una vez que han participado todos jaulas a, eutanasia a todos los ratones que han alcanzado el peso de la gota.
  3. Deje la rueda por cada ratón para la duración del experimento.
  4. Compruebe cada ratón diario para cualquier lesión. Si es necesario, clip uñas dañadas, tratar úlceras, etc. pedir personal de cuidado de los animales para asesoramiento si no está seguro sobre cómo proceder con una lesión.

11. termina el estudio

  1. Si el estudio ha durado 14 días, pese a todos los ratones el día 15. Peso día 1 de restricción se considera un peso de referencia.
    Nota: La duración del estudio puede modificarse para hacer frente a la hipótesis de ser probada. Períodos de acceso a alimentos de más duración pueden utilizarse para ampliar la longitud del estudio.
  2. Eutanasia a ratones según sea necesario.
  3. Lleve equipo sucio a cuartos apropiados.
  4. Extremo adquisición de rueda cuenta en día 15 para proporcionar 10 días completos de datos.
  5. Apague de ejes de rueda sin hilos.
  6. Extraer los datos.
  7. Analizar los datos.

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Representative Results

Factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), una proteína que contribuye a la regulación de la alimentación así como el mantenimiento del peso, se reduce en el suero de pacientes con un35. Este experimento evaluaron los efectos de alimentación programada, acceso a corriente de la rueda o ambas a la expresión de BDNF en el hipocampo (HPC), área tegmental ventral (VTA), Núcleo accumbens (NAc) y corteza prefrontal medial (mPFC). También se evaluó la expresión de la molécula de adhesión celular neuronal 1 (NCAM1) para explorar la especificidad de los efectos de BDNF en la vía mesocorticolimbic.

Ratones fueron alojados individualmente dentro de un ciclo de luz-oscuridad 12:12 en un cuarto de clima controlado en un centro de cuidado de los animales. Jaulas fueron equipadas con ruedas de funcionamiento inalámbricas que transmiten datos cada 30 s a un ordenador portátil. Estándar chow fue ofrecido en un frasco de aproximadamente 2" de diámetro con paredes de aproximadamente de 1.5" de alta durante los períodos de línea base y la restricción.

Cuatro grupos experimentales fueron asignados pseudo-al azar: ad libitum (Ad Lib), programado (STV) de alimentación, corriente de la rueda libre y acceso a los alimentos (RUN) o rueda libre con restricción alimentaria (ABA) (figura 3). Asignación de grupo se determinó por peso corporal inicial a formar cuatro grupos equivalentes de peso. Ratones fueron alojados individualmente y alimentados ad libitum con acceso constante a una corriente de la rueda por 2 días durante el período de aclimatación y 7 días durante el período de referencia.

Durante el período de acceso de alimento programado de hasta 12 días, grupos STV y ABA tenía acceso a los alimentos para sólo 6 h al día (9:00-15:00) y fueron supervisados y si conocieron su peso calculado de la caída del 25% de su peso corporal inicial. Se hicieron ajustes diarios para limitar el acceso a los alimentos para el grupo STV, para asegurar que el grupo STV tenía una tasa de deserción similares como el grupo ABA, cuyos miembros normalmente pierden peso más rápidamente. Cada ratón RUN estaba unido a un ratón de ABA para la eliminación del estudio, y cada ratón Ad Lib era yugo a un ratón STV. Uncir aseguró que todos los ratones fueron retirados del estudio en momentos similares. Este diseño permitida para la comparación de la expresión génica entre los grupos de ratones que experimentaron diversas condiciones experimentales para la misma duración. El número de días al retiro fue interpretado como una medida de supervivencia. Otra posibilidad es incluir un grupo de funcionamiento adicional no se limita a comer tan poco como el grupo ABA, que está dotado de un exceso de alimentación durante el período de 6 h. Además, pueden utilizarse 5 grupos experimentales, incluyendo ambas formas del grupo de funcionamiento. La elección de los grupos depende de los objetivos del estudio.

Después del retiro desde el paradigma de la ABA, ratones fueron decapitados para la extracción rápida del cerebro. Se extirpa el tejido del mPFC, HPC, NAc y VTA usando una matriz de cerebro y tejido punzón e inmediatamente snap congelados con hielo seco. Las muestras se mantuvieron en un congelador de-80 ° C antes de la extracción de RNA.

Análisis estadístico de los datos se realizó mediante pruebas de análisis de varianza (ANOVA). Para datos de nivel básico, se aplica ANOVA para cada variable dependiente (peso corporal, consumo de alimentos y corriente de la rueda). Se realizaron análisis post hoc de varianza o interacciones. Se hicieron ajustes de Bonferroni cuando se aplicaron análisis de varianza de post hoc .

Para analizar los datos de la restricción, modelos lineales generales (PROC GLIMMIX; SAS v9.2; código de autor a petición) se utilizan para evaluar cada variable. Análisis post hoc se utilizan para resolver las interacciones utilizando el método de tasa de falso descubrimiento. Análisis de supervivencia se realizan mediante la prueba de Kaplan-Meier con rango logarítmico (Mantel-Cox) y pruebas post hoc Peto Peto de Wilcoxon. Significación se fijó en p < 0.05.

Corriente de la rueda no afecta peso corporal durante la línea de base, mientras que el consumo de alimentos aumentó cuando las ruedas estaban disponibles en los días de la línea de fondo 2-7. Antes de la alimentación programada, actividad en las ruedas corrientes no fue diferente entre los grupos de gestión y ABA.

Desde Ad Lib y ejecutar ratones fueron Unidos a STV y ABA ratones, respectivamente, no hubo diferencias en supervivencia entre los grupos experimentales durante el horario de alimentación (figura 4a). Sin uncir, supervivencia de los ratones de ABA es reducida dramáticamente en comparación con correr y STV grupos35. Sin embargo, el peso fue reducido en días 1-5 en ambos grupos expuestos a la alimentación programada (grupos STV y ABA) (figura 4b). Programado alimentación la ingestión de alimentos también reducida en los días 1-5 en ambos grupos (figura 4c), pero no tuvo efecto sobre la corriente de actividad (figura 4d) de la rueda. En este estudio, hiperactividad del grupo ABA fue breve (días 1-3) y no significativo en comparación con el grupo de funcionamiento, tal vez debido a la rápidamente decreciente salud de ratones en la condición ABA.

Rueda corriente significativamente mayor BDNF expresión dentro de la VTA (figura 5a) mientras que la restricción alimentaria aumentó la expresión del mRNA de NCAM1 en VTA (figura 5b), pero no altera la expresión del mRNA BDNF. No hubo efectos principales de acceso a disco o alimentos, o interacciones en BDNF o NCAM1 expresión del mRNA de la NAc (figura 6). En el mPFC, alimentación programada disminuyó la expresión del mRNA BDNF, pero no afectó la expresión del mRNA de NCAM1 (figura 7). Acceso de rueda no altera la expresión génica, y no hay interacciones de restricción alimentaria y el acceso de la rueda fueron encontradas. Del mismo modo, en el HPC, no había interacciones de acceso a la restricción y rueda de los alimentos en BDNF o la expresión del mRNA de NCAM1, aunque la restricción alimentaria aumentó la expresión del mRNA de NCAM1 (figura 8).

Figure 1
Figura 1 : Diferencias de género en el paradigma de la ABA. (un) supervivencia acumulada entre macho y hembra ratones con el tiempo. (b) peso corporal entre hombre y mujer ratones sobre toma de comida de días (c) restricción entre ratones machos y hembras en los días de restricción. (d) rueda de funcionamiento entre ratones machos y hembras en los días de restricción. Esta figura ha sido modificada desde la publicación original6. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2 : Efectos de la alimentación de tiempos de duración de ABA. Esta figura muestra cómo muchos ratones días permanecerá en restricción dependiendo de cuánto alimento está disponible. Esto se muestra para los ratones con y sin ruedas de correr. Esta figura ha sido modificada desde la publicación original35. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3 : ABA paradigma Experimental diseño. Esta imagen muestra el conjunto para arriba para los experimentos de ABA. Esta figura ha sido modificada desde la publicación original36. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4 : Efectos del paradigma ABA. (a) (b) la supervivencia, peso diario, (c) alimentos consumidos y corriente durante la restricción de alimentos de la rueda (d). Números en cursiva representan número de ratones en el paradigma de la ABA. Los resultados se expresan como media ± SEM. Esta figura ha sido modificada desde la publicación original36. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 5
Figura 5 : Efectos del ABA sobre la expresión génica en el VTA. (un) BDNF, (b) expresión NCAM1 en el VTA de ratones expuestos a condiciones de ABA. Márgenes indican la expresión de BDNF y NCAM1 media durante la restricción de la medida independiente representada. Resultados que se muestran como log2(RQ) ± SEM p < 0.05. Esta figura ha sido modificada desde la publicación original36. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 6
Figura 6 : Efectos del ABA sobre la expresión génica en el Nucelus Accumbens. (un) BDNF, (b) expresión NCAM1 en el NAc de ratones expuestos a condiciones de ABA. Resultados que se muestran como log2(RQ) ± SEM p < 0.05. Esta figura ha sido modificada desde la publicación original36. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 7
Figura 7 : Efectos del ABA sobre la expresión génica en el mPFC. (un) BDNF, (b) expresión NCAM1 en el mPFC de ratones expuestos a condiciones de ABA. El recuadro indica expresión de BDNF media durante la restricción de la medida independiente representada. Resultados que se muestran como media ± SEM de log2(RQ) p < 0.05. Esta figura ha sido modificada desde la publicación original36. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 8
Figura 8 : Efectos del ABA sobre la expresión génica en el HPC. (un) BDNF, (b) expresión NCAM1 en el HPC de ratones expuestos a condiciones de ABA. Márgenes indican mala expresión de BDNF y NCAM1 durante la restricción de la medida independiente representada. Resultados que se muestran como media ± SEM de log2(RQ) p < 0.05. Esta figura ha sido modificada desde la publicación original36. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Discussion

El experimento de ABA puede ser modificado por experimentadores probar distintas cepas, edades, drogas y varias otras variables y teniendo en variabilidad genética mente, ajustes a la corriente de la rueda o alimentos acceso período aumentar o disminuir la gravedad de los síntomas y la tasa de deserción escolar. Esto puede servir para aumentar o disminuir la duración del experimento, dependiendo de la pregunta experimental de interés.

Medición precisa de la toma de comida es una parte crítica del paradigma de ABA, pero a menudo puede hacerse problemática. Ropa de cama, heces y orina en el recipiente de la comida, junto con el alimento se mueve en el espacio de jaula ofrece dificultad en precisión de pesaje alimentos. Ratones también dejan pequeños trozos de comida y alimentos en polvo en la jarra y en la jaula. Un colador ayuda a mitigar el problema de tamizar a través de la ropa de cama para encontrar restos de comida para las grabaciones de peso adecuado, pero el método no es infalible. Manejo de los ratones para obtener sus pesos es otro factor crucial, sin embargo confusión en el paradigma de la ABA. Interferencia del investigador, los ratones son más vulnerables al estrés, que puede exacerbar las condiciones de ABA.

ABA es un método útil en la evaluación de una, sin embargo esta técnica vienen con limitaciones. La primera limitación a considerar es que el modelo ABA no imitan todos los aspectos de la anorexia. Por ejemplo, roedores dados acceso a una dieta alta en grasas no desarrollará ABA bajo condiciones experimentales típicos30. Sin embargo, prácticamente no hay modelos animales hay que recapitular todos los aspectos de un trastorno psiquiátrico. Así, ABA todavía podría generar importantes ideas sobre comportamientos relacionados con la AN.

Los tratamientos con fármacos pueden implementarse también en el paradigma de la ABA. Administración de medicamentos mediante el agua potable es ideal, ya que evita las inyecciones diarias que pueden tener efectos no deseados incluyen irritación local en el sitio de la inyección y la sedación a corto plazo inducida por ciertos fármacos. Sin embargo, es crucial ajustar la concentración de droga todos los días para mantener constante la dosis, ya que la ingesta diaria de agua cambia radicalmente en el curso de ABA, primero con aumentos en el consumo y, posteriormente con reducciones en el consumo de líquidos. Utilizando bombas mini subcutáneas para entregar drogas continuamente, también es posible con el paradigma de la ABA; sin embargo, debe tenerse cuidado que las bombas mini son lo suficientemente pequeñas como para permitir que los ratones a entrar y salir de los frascos de alimentos y ejecutar sin trabas en la corriente de la rueda. Además, el uso de cables de fibra optogenetic es teóricamente posible, pero requiere una configuración modificada. Alternativamente, la manipulación de la actividad de circuitos específicos diseño receptores activados exclusivamente por drogas de diseño (DREADD) podría utilizarse con el paradigma de ABA sin la complicación de cables que mora en nosotros. Por lo tanto, una variedad de herramientas de la neurociencia moderna podría incorporarse para estudiar los mecanismos neurales del comportamiento ABA.

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Disclosures

Los autores no tienen nada que revelar.

Acknowledgments

Este trabajo fue financiado por un premio de investigador independiente NARSAD y un IMHRO Rising Star depresión investigación premio en memoria 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

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Comportamiento número 135 Anorexia basada en actividad Anorexia nerviosa hiperactividad hiperactividad Food Restriction-Induced ratones restricción alimentaria Hypophagia trastorno
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