Évaluation axée sur l’activité anorexie chez la souris

Résumé

Logé individuel avec une roue en cours d’exécution alors que compte tenu d’un accès limité à la nourriture de souris développent des réductions de la consommation alimentaire et augmentent l’activité sur la roue en cours d’exécution. Ce phénomène expérimental s’appelle anorexie par activité. Ce paradigme fournit un outil expérimental pour l’étude de la neurobiologie et les comportements qui sous-tend les aspects de l’anorexie mentale.

Résumé

Rongeurs développent par activité anorexie (ABA) lorsque exposés à un horaire d’alimentation restreint et a permis un accès gratuit à une roue courante. Ces conditions mènent à une réduction du poids corporel mortelles. Toutefois, les rongeurs exposés à une seule de ces conditions s’adaptent au bout du compte pour rétablir le poids corporel normal. Bien qu’exécutant accru couplé avec réduction apport alimentaire volontaire paraître paradoxal dans des conditions de ABA, ABA comportement est observé à travers de nombreuses espèces de mammifères.

Le paradigme de l’ABA fournit un modèle animal pour l’anorexie mentale (AN), un trouble de l’alimentation avec grave dérèglement de l’appétit-comportement. Sujets sont logés séparément avec un accès gratuit à une roue courante. Chaque jour, le sujet est offert de la nourriture pour un temps limité. Au cours de l’expérience, le poids corporel du sujet diminue de haute activité et à faible apport calorique. La durée de l’étude varie selon combien de temps alimentaire est proposé tous les jours, le type d’aliments offerts, la souche de souris, si les médicaments sont testés et des facteurs environnementaux.

Un manque de traitements pharmacologiques efficaces pour une malades, leur faible qualité de vie, coût élevé du traitement et leur taux de mortalité élevé indiquent l’urgence d’une poursuite des recherches. Nous fournissons un schéma de base permettant d’effectuer des expériences sur des souris, ABA propose une méthode pour enquêter sur le comportement semblable AN afin de développer de nouveaux traitements. Ce protocole est optimisé pour une utilisation chez les souris Balb/cJ, mais peut facilement être manipulé pour les autres souches, offrant une grande flexibilité dans le travail avec des questions différentes, notamment liées à des facteurs génétiques de l’ABA.

Introduction

Depuis 1953, les rongeurs ont été signalés à montrer une hyperactivité paradoxale sur l’exécution des roues quand on leur donne un accès gratuit aux roues tout en subissant des hypophagia volontaire lorsque la disponibilité de la nourriture est limité¹. À l’inverse, les rongeurs ne baissent pas rapidement poids corporel lorsqu’a offert nourriture selon un calendrier sans courir les roues ou quand logé avec roues en cours d’exécution et alimentation ad libitum^1,2,3. Le modèle ABA entraîne sûrement des déclins spectaculaires dans le poids corporel, hypophagia, hypothermie, perte de l’oestrus et stimulation accrue de l’axe HPA⁴. En fin de compte, ABA entraîne la mort, à moins que l’objet est supprimé du paradigme⁵. Le paradigme de l’ABA aux chercheurs un modèle animal de nitrate, une boulimique complexe qui comporte de grave dérèglement de l’appétit-comportement, affectant environ 1 sur 100 femmes et un plus petit pourcentage de mâles⁶. Les patients souffrant d’une pièce souvent l’hyperactivité, consistant en des quantités extrêmes d’exercice et/ou agitation générale^7,8. Avec un taux de mortalité d’environ 10 %, AN a taux de mortalité le plus élevé parmi tous les troubles psychiatriques⁹. Traitement actuel pour l’AN est limité aux thérapies cognitives, qu’il n’y a aucun traitement pharmacologique homologué pour ceux qui souffrent d’un^10,11.

AN a généralement été considéré comme un trouble qui touche principalement les femmes. Un diagnostic qui est 10 fois plus fréquemment chez les femmes que les hommes, sujets de sexe féminin sont traditionnellement le focus dans un¹². Cependant, il faut une attention particulière en excluant les hommes d’études. Alors que le diagnostic d’une demeure inférieure chez les mâles, dysmorphie musculaire (MD) est une affection qui présente de nombreuses similitudes à AN, dans cette image du corps est déformé et régime alimentaire est souvent désordonné. On appuie la notion que les MD et AN peuvent être classé dans une semblable manière^13,14,15. On peut en conclure que certains cas de MD représentent la version « mâle » de nitrate. Dans le cadre de modèles animaux, certains rapports ont suggéré que les hommes sont plus susceptibles que les femmes le paradigme de l’ABA. Par exemple, une étude récente a montré un taux de mortalité élevé et diminue la prise alimentaire par rapport aux femelles de souris C57Bl/6¹⁶. Un facteur prédictif de la susceptibilité à l’ABA est une activité physique spontanée (SPA). Rats avec SPA plu ou moins élevé sont plus susceptibles de perdre du poids dans le paradigme de l’ABA, sur des rats mâles montrant un effet plus fort que les femelles¹⁷. À l’inverse, des rongeurs femelles ont été observés d’exercer plus que les hommes au cours de la phase de restriction de l’ABA,¹⁸. En outre, les études sur des souris Balb/cJ ont montré l’effet inverse de souris C57Bl/6, où les souris femelles ont un taux de mortalité élevé et diminue la prise alimentaire par rapport aux hommes (Figure 1),⁶. Avec les variables de résultats entre les sexes dans le paradigme de l’ABA et sensibilisation des hommes ayant désordonnés les habitudes alimentaires, les sujets mâles et femelles doivent être testés.

Mis à part les différences de sexe dans le paradigme de l’ABA, âge et la souche doivent être considérés lors du choix des sujets. Adolescents souris peuvent avec plus de précision modèle AN, depuis l’AN émerge généralement à l’adolescence, comme observé avec les rats et les souris^19,20,21,22. Les souches qui sont plus actifs que d’autres à un niveau de référence présentent un taux plus élevé de sensibilité et de la gravité de l’ABA,²³. Souches connues pour avoir des niveaux plus élevés d’anxiété, comme s/n/2, ont augmenté l’activité, ce qui indiquerait un plus rapide taux de décrochage dans le paradigme de ABA²⁴de fonctionnement de rad. Selon le protocole expérimental, la souche de choix peut être adaptée afin de maximiser la durée de l’ABA.

Le paradoxe de l’ABA n’est pas unique à des souris. Autres mammifères, y compris des rats, hamsters, gerbilles, cochons, tamias et cochons d’Inde ont démontré ce phénomène⁶. La conservation du phénomène ABA toutes les espèces mammifères suggère que le paradigme de l’ABA peut fournir un outil translationnel afin d’étudier les mécanismes qui sous-tendent le comportement de type anorexie chez l’homme. En particulier, les souris sont bien adaptés pour l’étude des mécanismes sous-jacents à l’ABA. Souris peuvent être logés de forte densité et le temps de génération est relativement court. Les souris ont un génome entièrement séquencé, et nombreuses souches consanguines, non consanguins et spéciaux, tels que constitue, sont disponibles. Un grand nombre de lignées génétiquement manipulés ont été généré, ce qui les rend idéales pour les études évaluation génétique influe sur les troubles tels que l’an suivant sur la question en litige, chercheurs peuvent manipuler complexe neural circuits et/ou gène expression pour évaluer le comportement dans le paradigme de l’ABA, potentiellement répondre aux questions sur l’influence génétique qui ne sont pas possibles pour étudier les humains.

Un nombre limité de modèles animaux de nitrate existent actuellement. Modèles de stress induisent hypophagia chez les rongeurs à l’aide de pincement de la queue, hypophagia induite par la nouveauté, piscine froide et la stimulation cérébrale. En provoquant le stress, les changements dans l’axe Hypothalamo-diminuent l’appétit entraînant corps réduit poids²⁵. Toutefois, l’axe Hypothalamo-est aussi puissamment stimulé par l’ABA, qui comprend également des fonctionnalités supplémentaires de nitrate comme l’hyperactivité. Un autre modèle à considérer dans l’étude AN est la restriction alimentaire chronique. En limitant les aliments à une gamme de 40 à 60 % de ad libitum, on peut imiter la réponse physiologique au²⁶de la malnutrition. Bien que cette méthode est efficace pour étudier les effets d’une alimentation insuffisante, elle ne reproduit pas une question fondamentale de nitrate, qui est la restriction alimentaire volontaire. Dans le paradigme de l’ABA, les animaux est privés d’accès à la nourriture pour une partie de la journée, mais aussi volontairement réduire l’apport alimentaire si une roue est également présente. Les modèles génétiques ont également été utilisés pour étudier l’étiologie des chercheurs de l’an ont trouvé des facteurs neurochimiques et génétiques impliqués dans l’AN, tels que le gène BDNF et neurotransmetteurs dopamine et sérotonine²⁷. L’utilisation de modèles génétiques est cruciale de comprendre les mécanismes neuronaux derrière AN. Cependant, études large association génome pour AN n’ont pas encore donné hits significatifs, et aucun variants rares dans l’AN n’ont été identifiés. Les études futures devraient combiner une approche génétique avec le modèle ABA pour approfondir la compréhension des phénotypes liés AN.

Développement de modèles animaux pour des troubles psychiatriques ensemble est pratiquement impossible en raison de la complexité et l’hétérogénéité des désordres humains. Cependant, en modélisant des composants spécifiques et bien définis d’un trouble psychiatrique, un aperçu unique de la neurobiologie ou la physiopathologie sous-jacente peut être obtenu. Ces connaissances biologiques peuvent alors servir à identifier de nouveaux traitements. Le paradigme de ABA rongeur fournit donc un outil préclinique pour étudier les mécanismes qui sous-tendent une comportement éthique ne peut être étudiés chez l’homme, tels que les effets des manipulations génétiques, des perturbations à des circuits neuronaux et le conséquences de certains facteurs environnementaux.

Protocole

Toutes les méthodes décrites ici ont été approuvés par l’animalier institutionnel et utilisation Comité (IACUC) de l’Université de Californie, San Diego.

1. souris

1. Le choix de la souche de souris approprié pour l’étude.
2. Acheter souris auprès d’un fournisseur ou d’amplifier une ligne afin d’obtenir un nombre expérimental approprié.
3. Groupe-maison achetée de souris dans l’animalerie pendant au moins 1 semaine avant le début de l’étude pour permettre une période d’acclimatation amplement.
4. Commencer la phase d’acclimatation préalable expérimental lorsque les souris sont âgés de 8 semaines.

2. logement

1. Choisissez les cages qui sont assez grands pour contenir une roue courante non obstruée, récipient de nourriture et une bouteille d’eau.
2. Réguler la température ambiante et l’humidité pour compléter l’hypothèse testée.
   Remarque : Des températures plus élevées permettra de réduire le développement de l’ABA,²⁸.

3. exécution de roues

1. Choisir des roues avec communication sans fil pour éviter de potentielles des distractions et des enchevêtrements dans la cage, voir la Table des matières pour obtenir un exemple.

4. les bouteilles d’eau

1. Sélectionnez une bouteille d’eau qui ne fera pas concurrence pour l’espace avec la roue en cours d’exécution ou de la prise de nourriture dans la cage.
2. Si fournissant un traitement médicamenteux dans l’eau potable, ruban adhésif la bouteille pour créer un environnement sensible à la lumière en toile.

5. les aliments

1. Sélectionnez un chow allégés approprié pour l’hypothèse testée (par exemple, rongeurs diète 8604 de Envigo).
   NOTE : Les régimes riches en graisses et en sucre peuvent réduire le développement de l’ABA,²⁹.
2. Utilisez un bocal en verre petit pour fournir chow, environ 65 cm de diamètre x 50 cm de hauteur.
   Remarque : Un alimenteur automatique peut être utilisé au lieu d’un bocal en verre, qui peut réduire le stress en limitant les interférences de l’enquêteur. Cela peut être plus avantageuse si la réalisation d’études de l’ABA avec des manipulations de la drogue.

6. Phase d’acclimatation pré expérimentale

1. Mettre en place la zone expérimentale en choisissant un rack de cage proche l’ordinateur portable et la roue. Vous limiterez ainsi les problèmes de transmission de données.
2. Allumez l’ordinateur portable et sans fil moyeux.
3. Ouvrez le logiciel de gestion de roue sur le portable.
   1. Regardez le logiciel afin d’assurer que les deux moyeux est actifs.
   2. Ouvrez les « outils » et sélectionnez « Supprimer roues. » Répétez cette étape 5 fois.
   3. Fermez le logiciel, puis rouvrez-la.
4. Placer 3 piles AAA dans la batterie d’un empattement.
   1. Connectez les fils de pack batterie pour le matériel de l’empattement. Ce sera débranché avant de l’utiliser. Fermez le bloc-piles dans la base de la roue.
5. Vérifiez que le logiciel pour s’assurer que l’empattement est répertorié avec l’ID « 1 » sous le hub sans fil approprié. Si la base n’est pas répertoriée comme ID « 1 », décrocher la batterie et recommencer à l’étape 6.2.
6. Modifier le code de la roue de « 1 » à l’ID de la souris dans la colonne nom.
7. Respecter la base de la meule courante jusqu’au fond de la cage avec du ruban adhésif pour assurer la stabilité. Ne laissez pas n’importe quel ruban à coller, car souris vont mâcher sur bande exposée.
8. Choisissez un disque en cours d’exécution sans une pièce magnétique corrodée.
9. Placer la roue sur le socle et faire tourner la roue pour vérifier le dégagement entre les murs de la cage et les râper.
10. Faites tourner le disque un certain nombre de rotations à s’assurer que la roue exécutant le logiciel est correctement compter les rotations.
11. Éviter la perte sur le mouillé literie ou mise en gaine-enregistrant le dessous du bol alimentaire sur le plancher de la cage, loin de la roue en cours d’exécution et la bouteille d’eau pièces de chow.
    NOTE : Chow humide augmente la prise alimentaire par rapport à sécher chow³⁰.
12. Placer 5 morceaux de chow dans le bol.
    Remarque : La bouffe pendant la phase d’expérimentation préalable est disponible ad libitum et n’a pas besoin d’être pesé. Exposition à l’exécution des roues au cours de la période d’acclimatation peut intensifier l’ABA^21,31.
13. Placez une bouteille d’eau pleine dans la cage et fournir l’eau ad libitum.
14. Répétez jusqu'à ce que toutes les cages ont une roue courante sans fil connecté, nourriture et eau.
15. Individuellement Placez les souris dans leurs cages appropriées.
16. Dans la roue de gestion des logiciels, allez dans « fichier » et cliquez sur « Démarrer l’acquisition ».
17. Regarder la mise à jour logicielle pour assurer des tours de roue se comptent et le système fonctionne bien.
18. Acclimater des souris à des conditions de logement expérimental pour 2 jours de totales.
19. Évaluer les souris au cours de cette phase pour s’assurer qu’ils sont en assez bonne santés pour gérer l’expérience de l’ABA.
20. Vérifier les cages pour les inondations de bouteilles d’eau chaque jour. Si les bouteilles ont inondé, remplacer l’ancienne cage avec une nouvelle cage et répétez les étapes nécessaires pour respecter les roues et la nourriture à la cage sans interférence.
21. Jour 2, vérifier des cages pour les niveaux de la nourriture. Si la nourriture est faible, recharger avec 2 morceaux de chow. Pour ce faire sans déranger les souris.
    Remarque : Si durant la phase d’acclimatation préalable expérimental toute souris expose hypophagia ou présentant une insuffisance pondérale, retirez la souris de l’étude.

7. expérimentales de base Phase - jour 1

1. Sélectionnez « fin », et puis « start acquisition » dans le logiciel de gestion de roue.
2. Mesurer avec une sensibilité 0.00 g chow 9 g dans un petit bécher en plastique à l’échelle. Noter le poids exact.
3. Retirez doucement et peser la souris dans un grand bécher en plastique sur une échelle avec une sensibilité 0,0 g. Poids record.
   Remarque : Il est crucial de limiter le stress de la souris en cours de manipulation, manipulez-les donc patiemment.
4. Jetez tous les aliments de l’acclimatation.
5. Recherche literie pour tout aliment qui peut avoir été retiré de la Jarre et jeter qui aussi bien.
6. Laisser la bouteille d’eau en place, mais assurez-vous qu’il est suffisamment complet.
7. Sales propre exécution de roues avec 70 % isopropanol et papiers serviettes.
8. Si le nettoyage est nécessaire, après que l’isopropanol sèche, retourner la souris à sa cage et remplacer la cage sur la grille.
9. Répétez ces étapes jusqu'à ce que chaque souris est pesée et 9 g d’aliment est mesuré et placée dans des cages.

8. expérimentales de base Phase - jours 2-7

1. Retour à l’animalerie à la même heure chaque jour. Ne varient pas en prenant des mesures de plus ou moins de 10 min.
2. Mesurer avec une sensibilité 0.00 g chow 9 g dans un petit bécher en plastique à l’échelle. Noter le poids exact.
3. Retirez doucement et peser la souris dans un grand bécher en plastique sur une échelle avec une sensibilité 0,0 g. Poids record.
4. Retirez le bol alimentaire hors de la cage et jeter toute la nourriture dans un petit bécher sur l’échelle de 0.00 g.
   1. Si les selles et la literie sont dans le pot avec la nourriture, prendre l’intégralité de la litière et les matières fécales. Utiliser une petite passoire pour frotter les aliments en poudre dans le bol de pesée. Enlever les excréments avant de le faire avec des pincettes (si nécessaire).
      NOTE : Literie se scindera pas en petits morceaux pour passer par le filtre.
   2. Vous pouvez chercher des restes de nourriture dans la cage et ajoutez-les dans le bécher à peser. Enregistrer la quantité de nourriture restante.
      Remarque : Si la literie et la cage doivent être recherchées, il est préférable de le faire alors que la souris est dans la cage de pesée bécher ou transfert à réduire le stress.
   3. Jetez tous les aliments.
5. Nettoyez le bocal et remettre dans la cage. Remplacer le ruban si nécessaire.
6. Placez le g 9 précédemment mesuré des nouveaux aliments dans le bol.
7. Nettoyer sale exécutant des roues avec de l’isopropanol 70 %, puis séchez les roues. Faire cette une cage à la fois et ne pas accidentellement échanger les roues.
8. Terminez, puis relancez l’acquisition au programme tous les deux jours de fonctionnement de rad.
9. Répétez ces étapes jusqu'à l’ouverture de la phase de restriction.

9. experimental Restriction Phase - jour 1

1. Fin et début de l’acquisition dans le logiciel de gestion de roue.
2. Peser les souris, anciens et nouveaux aliments par protocole de base.
3. Ne pas nettoyer les roues maintenant. Cela peut distraire souris durant leur période d’alimentation limitée.
4. Autoriser l’accès à la nouvelle nourriture, 9 g de chow, pendant 6 h. Record de la nourriture de temps est offert.
   Remarque : Le temps pendant le cycle de lumière que les plats sont servis affectera le développement de l’ABA. Puisque les souris dorment normalement pendant le cycle de lumière, donnant accès à la nourriture pendant ce temps aggrave le développement de l’ABA, étant donné que la souris ne consomment pas habituellement la majorité de leur nourriture quotidienne à cette époque. À l’inverse, les souris donnés accès à la nourriture pendant le cycle de sombre développera ABA plus lentement³². Réglage durée d’accès à la nourriture se traduira par plus ou plus courte survie fois (Figure 2). Activité anticipée de nourriture (FAA) est l’hyperactivité, qui se produit immédiatement avant l’alimentaire est offert^32,33,,³⁴. FAA peut affecter le développement de l’ABA, comme il a été démontré que le refus d’accès de fonctionnement au cours de la FAA de rad améliore ABA comportement³².
   1. Retirer les aliments exactement 6 h plus tard pour chaque souris et mesurer la quantité restante. Record les aliments de temps sont retirés.
5. Nettoyer les roues maintenant, si nécessaire et tenter de le faire sans prendre de retard sur tirant alimentaire de cages suivantes.
6. Peser les aliments et calculer la différence dans les aliments pour déterminer la quantité de nourriture mangée par la souris.
7. Calculer le poids d’abandon pour chaque souris.
   NOTE : Poids d’abandon est lorsqu’une souris doit être retirée de l’expérience lorsqu’il atteint 75 % de sa mesure finale du poids corporel de référence. Par exemple, si une souris pèse 20 g au début de la phase de restriction, quand il atteint 15 g, il doit être supprimé de l’expérience.
8. Conservez une copie de la patte poids sous la main dans l’animalerie.
   Remarque : Les expériences évaluer la récupération de l’ABA peuvent être tentées ; nourriture est fournie soit ad libitum, ou roues sont verrouillées pour étudier le processus que souris reprenne un corps sain poids³⁴.

10. experimental Restriction Phase - jours 2 à 14

1. Répétez toutes les étapes de mesure dans le protocole de 1 jour de Restriction. Ne redémarrez pas l’acquisition de la roue.
2. Si une souris atteint drop poids (75 % de son poids de base), retirer le récipient de la roue et de l’alimentation de la cage et fournir de la nourriture suffisamment sur le fond de la cage, puis aller de l’avant avec les autres souris. Une fois que toutes les cages ont été exécutées, euthanasier toutes les souris qui ont atteint le poids de la goutte.
3. Laisser la roue pour chaque souris pendant la durée de l’expérience.
4. Vérifiez chaque souris tous les jours pour toute blessure. Si nécessaire, couper les ongles endommagés, traiter les plaies, etc. Ask personnel de soins aux animaux pour obtenir des conseils en cas de doute sur la façon de procéder à une blessure.

11. mettre fin à l’étude

1. Si l’étude a duré 14 jours, pèsent toutes les souris sur 15 jours. Jour 1 poids de restriction est considéré comme un poids de référence.
   Remarque : La durée de l’étude peut être modifiée pour répondre à l’hypothèse testée. Périodes d’accès alimentaire de plus longues durée peuvent servir à prolonger la durée de l’étude.
2. Euthanasier souris tant que de besoin.
3. Prendre équipement sale aux salles appropriées.
4. Fin acquisition de comte de roue le jour 15 pour fournir 10 jours complets de données.
5. Désactiver les moyeux des roues sans fil.
6. Extraire des données.
7. Analyser les données.

Résultats

Le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF), une protéine qui contribue à la régulation de l’alimentation ainsi que du maintien du poids, est réduit dans le sérum des patients avec un³⁵. Cette expérience a évalué les effets de l’alimentation régulier, accès de roue en cours d’exécution ou les deux sur l’expression de BDNF dans l’hippocampe (HPC), l’aire tegmentale ventrale (VTA), noyau accumbens (NAc) et cortex préfrontal médial (M...

Discussion

L’expérience de l’ABA peut être modifié par les expérimentateurs de tester différentes souches, âges, des médicaments et diverses autres variables d’un roulement dans la variabilité génétique d’esprit, ajustement du roue courante ou de la période d’accès alimentaire serait augmenter ou diminuer la gravité des les symptômes et les taux d’abandon scolaire. Cela peut servir à augmenter ou diminuer la durée de l’expérience, selon la question expérimentale d’intérêt.

matériels

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