A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
ويصف هذا البروتوكول استخدام محلل تكوين الهيئة والأيضية نظام الرصد الحيوانية لتحديد خصائص تكوين الجسم والمعلمات الأيضي في الفئران. يتم استخدام نموذج السمنة الناجمة عن التغذية بالدهون كمثال لتطبيق هذه التقنيات.
تعديلات على تكوين الجسم (كتلة الدهون أو الهزيل)، معلمات الأيضية مثل استهلاك الأوكسجين الجسم كله ونفقات الطاقة، واستخدام الركيزة، والسلوكيات مثل تناول الطعام والنشاط البدني يمكن أن توفر معلومات هامة بشأن الآليات الكامنة للمرض. ونظرا لأهمية تكوين الجسم والتمثيل الغذائي إلى تطور السمنة وعن عقابيل اللاحقة، من الضروري أن تجعل مقاييس دقيقة لهذه المعلمات في إعداد البحوث السريرية قبل. أوجه التقدم في التكنولوجيا على مدى العقود القليلة الماضية جعلت من الممكن اشتقاق هذه التدابير في نماذج القوارض بطريقة غير الغازية والطولية. ونتيجة لذلك، أثبتت هذه التدابير الأيضية مفيدة عند تقييم استجابة التلاعبات الجينية (الفئران على سبيل المثال الضربة القاضية أو المحورة وراثيا، والفيروسية ضربة إلى أسفل أو overexpression من الجينات)، وفحص المخدرات/مجمع التجريبية والغذائية، التدخلات السلوكية أو البدنية نشاط. وهنا، نحن تصف البروتوكولات المستخدمة لقياس مكونات الجسم والايض المعلمات باستخدام نظام الرصد في تشاو التي تغذيها وارتفاع الدهون الفئران حمية تغذية حيوان.
ويدعم الأيض جوانب كثيرة من الخلوي الطبيعي والجهاز وفسيولوجيا الجسم كله. ونتيجة لذلك، في الإعداد لمختلف الأمراض، تعديلات على التمثيل الغذائي قد تسهم مباشرة في الشرط الأساسي، أو قد يتأثر سلبا كأثر جانبي لعلم الأمراض. تقليديا، الأيضية للبحث والدراسات في ميزان الطاقة قد تركزت في مجال السمنة والشروط ذات الصلة مثل مقاومة الأنسولين، ما قبل السكري، التعصب السكر وأمراض القلب والأوعية الدموية، والسكري. هذه البحوث ما يبرره نظراً لتصاعد انتشار مثل هذه الشروط في جميع أنحاء العالم، والفرد، والمجتمعية، والتكاليف الاقتصادية تلحق هذه الشروط. على هذا النحو، وضع استراتيجيات وقائية وعلاجية جديدة للسمنة الهدف هدف مستمر في مختبرات البحوث في جميع أنحاء العالم، ونماذج الماوس الإكلينيكية بشدة الاعتماد على هذه الدراسات.
بينما تزن الفئران يوفر تقييم موثوق لزيادة الوزن أو الخسارة، فإنه لا يوفر توزيع للعناصر المختلفة التي تقوم بإنشاء تكوين الجسم كله (كتلة الدهون، الجماهيري الهزيل، والمياه مجاناً، فضلا عن عناصر أخرى مثل الفراء ومخالب). أن ترجيح منصات الدهون في استكمال الدراسات مرة واحدة الماوس المتوفى يوفر مقياس دقيق لمستودعات الدهون المختلفة بل يمكن فقط تقديم البيانات لنقطة مرة واحدة. نتيجة لذلك، من الضروري غالباً انتساب الأفواج المتعددة للتحقيق في وضع السمنة على مر الزمن، إلى حد كبير تزايد إعداد الحيوانات، والوقت والتكاليف. استخدام الأشعة السينية المزدوجة الطاقة absorptiometry (DEXA) يقدم نهجاً لتقييم محتويات الدهون والعجاف أنسجة الجسم ويسمح للباحث للحصول على البيانات بطريقة طولية. ومع ذلك، يتطلب الإجراء الفئران تخديره1، ونوبات متكررة من التخدير قد أثر تراكم الأنسجة الدهنية أو تؤثر على الجوانب الأخرى للتنظيم الأيضي. ويستخدم اتشومري ريلاكسوميتري الرنين المغناطيسي النووي لقياس كتلة الدهون والهزيل والماء مجاناً، والمحتوى الإجمالي للمياه. وهذا يمكن تحقيقه بسبب إنشاء التباين بين مكونات الأنسجة المختلفة، مع وجود اختلافات في المدة والسعة والتوزيع المكاني للترددات اللاسلكية التي تم إنشاؤها السماح بترسيم والتحديد الكمي لكل نوع من أنواع الأنسجة. هذا الأسلوب مفيد كما أنه غير الغازية، وسريعة وبسيطة ولا تتطلب أي التخدير أو الإشعاع و، الأهم من ذلك، قد تم إيجابيا التحقق من صحتها مقابل التحليل الكيميائي2.
هو أحد الاعتبارات رئيسية للسمنة والبحوث ذات الصلة معادلة توازن الطاقة. بينما تراكم الدهون أكثر تعقيداً من الطاقة بحتة في (تناول الطعام) مقابل الطاقة خارج (نفقات الطاقة)، وعوامل حيوية لتكون قادرة على قياس. نفقات الطاقة اليومية هو مجموع أربعة عناصر مختلفة: (1) نفقات الطاقة القاعدية (يستريح معدل الأيض)؛ (2) نفقات الطاقة نظراً لتأثير الحرارية لاستهلاك الأغذية؛ (3) الطاقة اللازمة ل thermoregulation؛ و (4) الطاقة تنفق على النشاط البدني. كما نفقات الطاقة يولد حرارة، قياس إنتاج الحرارة بحيوان (المعروفة باسم القياس المباشر) يمكن استخدامها لتقييم نفقات الطاقة. وبدلاً من ذلك، قياس الهم وانتهت تركيزات س2 و CO2، يسمح بتحديد الجسم كله س2 CO2 الإنتاج واﻻستهﻻك، يمكن أن تستخدم كوسيلة لقياس غير مباشر (غير المباشرة الحرارة إنتاج القياس) ونتيجة لذلك حساب نفقات الطاقة. زيادة في تناول الطعام أو انخفاض في نفقات الطاقة سوف تعرض الفئران لزيادة الوزن والملاحظات للتغييرات في هذه المعلمات يمكن أن توفر معلومات مفيدة من المحتمل آليات العمل في نماذج معينة من السمنة. معلمة ايضية ذات صلة للفائدة هو نسبة التبادل التنفسي (RER)، مؤشرا على النسبة من الركازة/الوقود (أي من الكربوهيدرات أو الدهون) التي تمر بها عملية التمثيل الغذائي، وتستخدم لإنتاج الطاقة. ونتيجة لذلك، يمكن أن توفر القياس لتناول الطعام (الطاقة المستهلكة) جنبا إلى جنب مع مستويات النشاط البدني واستهلاك2 س، RER ونفقات الطاقة فهم واسع الأيضية الشخصية كائن حي. أسلوب واحد لجمع مثل هذه البيانات هو استخدام حيوان مختبر شامل رصد نظام (البطلينوس)، التي تقوم على أسلوب القياس غير المباشر لقياس نفقات الطاقة ولديها قدرات إضافية لتحديد مستويات النشاط البدني (شعاع فواصل) وتناول الطعام عن طريق جداول إدراجها في غرفة القياس.
في هذا البروتوكول نقدم وصفاً مستقيم إلى الأمام لاستخدام هو محلل تكوين هيئة لتقييم تكوين الجسم في الفئران، ونظام رصد حيوان ايضية لقياس الجوانب المتعلقة بالتمثيل الغذائي. وستناقش الاعتبارات والقيود الخاصة بهذه التقنيات فضلا عن الأساليب المقترحة للتحليل والتفسير، وتمثيل البيانات.
جميع التجارب التي وصفت أقرها "الفريد بحوث التعليم المخفر الحيوان الأخلاقيات اللجنة الطبية" (AEC أمريب) والفئران وقدمت الرعاية الإنسانية تمشيا مع "الوطنية للصحة" ومجلس البحوث الطبية (NHMRC) من "المبادئ التوجيهية لأستراليا" في التجارب الحيوانية. كانت الحيوانات التي تديرها تلك المنصوص عليها النظام الغذائي والمياه libitum الإعلانية ويسكنون في إيجاد بيئة التحكم في درجة الحرارة (~ 21-22 درجة مئوية) مع ضوء ح 12 ودورة الظلام-ح 12. الأسبوع سبعة غذيت القديمة الفئران الذكور (على خلفية C57Bl/6J) أما النظام الغذائي تشاو العادية العادية (محتوى الطاقة 14.3 MJ/كغ، تتألف من 76% كج من الكربوهيدرات والدهون 5% وبروتين 19%؛ انظر الجدول للمواد) أو لمجموعة التغذية بالدهون عالية، حمية عالية الدهون ((HFD) محتوى الطاقة 19 مللي جول/كغ، تتألف من 36 في المائة كج من الكربوهيدرات، الدهون 43 ٪، 21 ٪ من البروتين، يغذي تخصص) لمدة 3 أسابيع. وزن الجسم وقياسات الجسم تكوينها باستخدام جهاز اتشومري أجريت أسبوعيا أثناء تحليل الرصد الأيضية جرت في المحار بعد 3 أسابيع الدايت.
1-هيئة تكوين محلل الداخلي
ملاحظة: لتعمل على النحو الأمثل، ينبغي أن يتضمن اتشومري 4-في-1 المستخدمة في هذا البروتوكول داخل غرفة فيها درجة حرارة الجو مستقر ولا تتقلب. ومن الناحية المثالية هذا ينبغي باستمرار رصد. تتحرك آلة وانقطاع للكهرباء وينبغي أيضا تجنب إذا أمكن. إذا انقطع التيار الكهربائي وإعادة تشغيل النظام، يسمح على الأقل 2-3 في ح آلة الاحماء قبل استخدامه مرة أخرى. قبل البدء، ضمان أن عليك ارتداء المعدات الواقية الشخصية الصحيحة.
2-التمثيل الغذائي الحيوان رصد النظام الداخلي
ملاحظة: يتطلب النظام ح ~ 2 الدفء والاستقرار. إذا تم إيقاف تشغيل الجهاز، يجب أن تحول السماح للخلية زركونيا تكون ساخنة إلى 725 درجة مئوية. كما نضع عموما الفئران في الجسم تكوين محلل أ قبل يوم دخول الحيوان نظام الرصد لتجنب أي مشاكل مع التأكيد على ضبط النفس.
عرض النتائج ينظر في الشكل 3 تغيير نموذجي في معلمات تكوين الجسم عند تغذية الدهون عالية، كما يقاس عن طريق اتشومري. في الأساس لم يكن هناك فرق في أي معلمة قياسها (الشكل 3 ألف-F). ومع ذلك، بعد أسبوع واحد فقط من الدهون عالية التغذية، كان هن?...
خطوات حاسمة
البروتوكولات المبينة في هذا التقرير تقديم مثال على طرق لقياس مكونات الجسم ومختلف المعايير الأيضية في الفئران باستخدام وهو محلل تكوين هيئة وحيوان ايضية نظام الرصد. لكل التقنيات، فمن الأهمية الحاسمة لضمان أن تعمل هذه الأجهزة على النحو الأمثل، للقيام به...
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
ونحن نشكر الموظفين من "البحوث الطبية الفريد" وفريق "خدمات التعليم المخفر الحيوان" (AS أمريب) لما قدمته من المساعدة ورعاية الفئران المستخدمة في هذه الدراسة والدعم لنظام "دعم البنية التحتية التشغيلية" من الدولة الفيكتوري الحكومة.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
4 in 1 system | EchoMRI | 4 in 1 system | Whole body composition analyser |
Canola oil test sample (COSTS) | EchoMRI | Mouse-specific (contact company for cat number) | |
Animal specimen holder | EchoMRI | 103-E56100R | |
Delimiter | EchoMRI | 600-E56100D | |
12 chamber system | Columbus Instruments | Custom built | Metabolic Caging System; includes control program |
Drierite | Fisher Scientific | 238988 | CLAMS consumable |
Calibration gas tank | Air Liquide | Mixed to order | Gas calibration (0.5% CO2, 20.5% O2, balance nitrogen). |
Normal chow diet | Specialty Feeds | Irradiated mouse and rat diet | |
High fat diet | Specialty Feeds | SF04-001 | |
Balance | Mettler Toledo | PL202-S | Balance for weighing mice |
TexQ Disinfectant spray | TexWipe | ||
Hydrogen Peroxide cleaning solution | TexWipe | TX684 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved