Questo progetto è stato sostenuto anche da finanziamenti della scienze naturali e ingegneria Research Council of Canada (355.881) e la Fondazione canadese per l&#39;innovazione.

* I passi più importanti. 1. Apparecchiature e software <ol><li> La formazione e test viene effettuato in camere di topo operante dotate di due ultraleggeri leve 1 retrattili posizionati su entrambi i lati di un recipiente alimentare (vedi Tabella 1). Una luce stimolo si trova sopra ogni leva e vi è una luce casa nella parte superiore della gabbia. Un erogatore pellet è situato all&#39;esterno della camera. Ciascuna camera è alloggiato all&#39;interno di una cabina suono attenuazione con ventilatore ventilazione. Chambers sono collegati ad un computer PC con software MedPC IV attraverso una &quot;Smart Control&quot; cabinet interfaccia. </li></ol> Nota: Quando ultraleggeri leve non sono disponibili si raccomanda che naso-poke essere utilizzato come risposta operante per studi su topi. Tuttavia, con entrambe le opzioni disponibili vi consigliamo selezione di ultra-leggeri leve come una misurazione più attendibile di motivazione, dato che il naso-poke risposte possono be innescato da esplorativa sniffing. <ol start="2"><li> I programmi MedPC utilizzati per eseguire attività operante sono scritti in codice notazione Medstate cui un utente può imparare con l&#39;aiuto del manuale di programmazione in dotazione. Programmazione fornisce la flessibilità per l&#39;utente di modificare i codici esistenti o generare unici parametri sperimentali. Alcuni codici possono essere ottenute gratuitamente dal Associates Med &quot;Notation Medstate Repository&quot; <a href="http://www.mednr.com" target="_blank">http://www.mednr.com</a> . Codici addizionali possono essere acquistati presso Associates Med. </li></ol> 2. Acclimatazione mouse e la restrizione alimentare <ol><li> Su topi arrivo sono alloggiati in gruppo per almeno 10 giorni per acclimatarsi ad una inversione 12 h ciclo luce / buio e dotate di accesso ad libitum a standard chow e acqua. Nel nostro caso usiamo topi adulti C57BL / 6 acquistati da Charles River (St. Constant, QC). Tutte le manipolazioni del mouse e comportamentali esperimenti vengono eseguiti durante il ciclo di buio. Tutti i proprocedure che prevedono l&#39;uso di animali sono stati approvati dal Comitato Animal Care CRCHUM. </li><li> I topi vengono poi alloggiati singolarmente-e cibo limitato (70% della loro assunzione di cibo al giorno) fino a raggiungere il 90-95% free-alimentare del peso corporeo, al fine di facilitare l&#39;acquisizione della leva-press di rispondere. I topi sono stati forniti loro quota giornaliera di cibo nella gabbia a casa dopo la fine della sessione. Giunti 5-10% perdita di peso, il cibo quotidiano dedicato viene regolata per stabilizzare i pesi corporei inferiori per il resto del periodo di formazione. Una volta che i topi hanno raggiunto i criteri di acquisizione (vedi sotto) in cui sono messi di nuovo su un programma di alimentazione ad libitum. I topi recuperare il peso corporeo perduto in circa 3-4 giorni. </li><li> I topi sono trattati nella camera di prova per 3 giorni consecutivi prima del primo allenamento. Il giorno prima dell&#39;inizio della formazione sono collocati 10-15 alto contenuto di grassi e di zuccheri (HFHS) pastiglie nella gabbia di casa per evitare la potenziale influenza di neofobia alimentare operante sul performance. Usiamo HFHS 20 mg, privo di polvere, pellets prodotti alimentari di precisione (14 mg disponibile anche) contenente 48,9% Kcal come grasso (Serv Bio, Frenchtown, NJ). </li></ol> 3. Formazione operante <ol><li> I topi sono inizialmente addestrati a premere la leva su un rapporto fisso (FR) -1 tabella dei rinforzi in cui una macchina da sola leva provoca la consegna di un pellet alimentare alla presa. Solo una leva è designato come &quot;attivo&quot; (attivazione consegna del premio in cibo) e l&#39;assegnazione delle leve destra e sinistra è controbilanciato tra i topi. È importante aggiungere almeno un timeout di 5 secondi (TO) per la pianificazione FR1 (FR1/TO-5), durante la quale leva pressione aggiuntiva non comporta la fornitura di un pellet alimentare. Questo periodo di tempo permette di TO per i topi di consumare il cibo pellet, time out però più lunghi possono essere utilizzati se lo sperimentatore ritiene necessario per il loro modello di mouse. Ogni sessione di allenamento FR dura 1 ora o quando 50 pellets sono stati consegnati. </li><li> * I criteri di acquisizione: &lt;/ Strong&gt; I criteri utilizzati per determinare l&#39;acquisizione di alimenti mantenuti operante rispondere comprende: (1) un numero minimo di risposte attive e dei benefici maturati, (2) una misura di discriminazione tra leve attive e inattive, e (3) tra-session stabilità delle prestazioni. I topi che presentano la discriminazione di ≥ 3:1 per la leva attivi e quelli inattivi e ottenere ricompense ≥ 20 per sessione su tre sedute consecutive sono considerati per raggiungere criteri di acquisizione 10. Abbiamo osservato che la maggior parte (~ 75%) di C57BL6 topi richiedono circa 7-10 giorni di formazione per ottenere criteri di acquisizione. I topi che non raggiungono i criteri di acquisizione da questo momento una formazione supplementare per un 5-7 giorni aggiuntivi. Escludiamo i topi di controllo (~ 5% dei casi) quando non c&#39;è progresso dal giorno in più di formazione 5. E &#39;importante tenere presente che l&#39;acquisizione operante alterata può essere un risultato di alcuni interventi farmacologici e genetici e devono pertanto essere documentata. &lt;/ Li&gt; <li> Dopo tre sedute successive di ottenere ≥ 20 pellet, il programma è aumentato a FR5/TO-5 secondi in cui 5 presse leva attivi innescano la consegna del pellet cibo. Formazione sul calendario FR5 dura tre giorni. </li><li> * I topi sono poi addestrati nel rapporto progressiva (PR) orario di rinforzo. Il calendario rapporto di risposta durante i test PR può essere calcolato come per Richardson e Roberts (1996) 11 con la seguente formula (arrotondato al numero intero più vicino): = [5 e (R * 0,2)] - 5 dove R è uguale al numero di premi già maturati alimentari più 1 (cioè, rinforzo successivo). Così, il numero di risposte necessarie per ottenere un premio alimentare secondo l&#39;ordine: 1, 2, 4, 6, 9, 12, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 62, 77, 95 e così via. Il rapporto finale completo è il punto di interruzione. </li><li> Una sessione PR dura un massimo di 1 ora. La mancata premere la leva in qualsiasi periodo di 10 min risultati in chiusura della sessione. Prestazionimance sul calendario PR di rinforzo è considerato stabile quando il numero di premi guadagnati in una sessione di 1 ora si discosta da ≤ 10% per almeno 3 giorni consecutivi. </li></ol> 4. Rapporto di prova Progressive e Validazione <ol><li> Per convalidare alimentare mantenuta operante nel compito di rispondere PR, si può valutare di breakpoint manipolazioni che rispondono seguenti note per modulare ricompensa in cibo. Un test relativamente facile da realizzare è la privazione del cibo che aumenterà lo stato motivazionale del mouse per il cibo e di conseguenza aumentare i punti di interruzione. I topi deve prima essere testati in compito PR durante un periodo di alimentazione ad libitum fino stabile, le prestazioni di riferimento si ottiene. Il giorno dopo l&#39;ultima cibo &quot;base&quot; giorno viene tolto dalla gabbia casa e topi vengono poi testati nella compito PR 24 ore dopo l&#39;inizio del digiuno. </li><li> Abbiamo anche esaminato se la somministrazione periferica dell&#39;ormone leptina anoressico avrebbe l&#39;effetto opposto sul breakpointsoglie. Leptina (AF Parlow, ormone nazionale e Programma Peptide, NIDDK) è stato disciolto in PBS sterile. PR sperimentazione è stata effettuata seguendo una iniezione IP di PBS in un giorno e poi dopo iniezione di leptina (5 mg / kg) il giorno successivo. La leptina è stata iniettata un&#39;ora prima del test PR. I punti di interruzione sono stati confrontati con un paired t-test (GraphPad Prism). </li></ol> 5. Risultati rappresentativi Durante il test di capacità di privazione alimentare punto di interruzione per modulare la risposta su un programma PR di rinforzo, si prevede di aumentare significativamente i punti di interruzione, come mostrato nella Figura 1. In questo esperimento un periodo di 24 h di privazione di cibo prodotto a ~ 3,6 volte aumento di punti di interruzione rispetto a quelli ottenuti nel libero stato di alimentazione di base suggerendo così che la privazione del cibo aumenta gli effetti gratificanti di cibo. Al contrario, la somministrazione periferica dell&#39;ormone anoressico leptina (5 mg / kg, IP) un&#39;ora prima tcmplesso dovrebbe diminuire breakpoint rispondere come mostrato nella Figura 2. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3754/3754fig1.jpg" /> Figura 1. Digiuno aumenta gli effetti gratificanti di cibo. A 24 h veloce significativamente aumentato i punti di interruzione su un rapporto di progressiva (PR) programma di rinforzo nei topi (n = 4). Media ± SEM; * p &lt;0,05. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3754/3754fig2.jpg" /> Figura 2. Leptina diminuisce premio cibo in topi. Periferico somministrazione leptina (5 mg / kg) è diminuita PR soglie di risposta breakpoint in topi (n = 4). Media ± SEM; * p &lt;0,05.

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	<li>Fulton, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Appetite+and+reward.">Appetite and reward.</a> Front. Neuroendocrinol. 31, 85-103 (2010).</li><li>Zheng, H., Lenard, N. R., Shin, A. C., Berthoud, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Appetite+control+and+energy+balance+regulation+in+the+modern+world:+reward-driven+brain+overrides+repletion+signals.">Appetite control and energy balance regulation in the modern world: reward-driven brain overrides repletion signals.</a> International journal of Obesity. 33, S8-S13 (2009).</li><li>Skinner, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Behavior of Organisms: An Experimental Analysis. , (1938).</li><li>Hodos, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progressive+ratio+as+a+measure+of+reward+strength.">Progressive ratio as a measure of reward strength.</a> Science. 134, 943-944 (1961).</li><li>Hodos, W., Kalman, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+increment+size+and+reinforcer+volume+on+progressive+ratio+performance.">Effects of increment size and reinforcer volume on progressive ratio performance.</a> J. Exp. Anal. Behav. 6, 387-392 (1963).</li><li>Stafford, D., LeSage, M. G., Glowa, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progressive-ratio+schedules+of+drug+delivery+in+the+analysis+of+drug+self-administration:+a+review.">Progressive-ratio schedules of drug delivery in the analysis of drug self-administration: a review.</a> Psychopharmacology. , 139-169 (1998).</li><li>Glass, M. J., O'Hare, E., Cleary, J. P., Billington, C. J., Levine, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+naloxone+on+food-motivated+behavior+in+the+obese+Zucker+rat.">The effect of naloxone on food-motivated behavior in the obese Zucker rat.</a> Psychopharmacology (Berl). 141, 378-384 (1999).</li><li>Brennan, K., Roberts, D. C., Anisman, H., Merali, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Individual+differences+in+sucrose+consumption+in+the+rat:+motivational+and+neurochemical+correlates+of+hedonia.">Individual differences in sucrose consumption in the rat: motivational and neurochemical correlates of hedonia.</a> Psychopharmacology (Berl). 157, 269-276 (2001).</li><li>Vaughan, C., Moore, M., Haskell-Luevano, C., Rowland, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Food+motivated+behavior+of+melanocortin-4+receptor+knockout+mice+under+a+progressive+ratio+schedule.">Food motivated behavior of melanocortin-4 receptor knockout mice under a progressive ratio schedule.</a> Peptides. 27, 2829-2835 (2006).</li><li>Haluk, D. M., Wickman, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+study+design+variables+and+their+impact+on+food-maintained+operant+responding+in+mice.">Evaluation of study design variables and their impact on food-maintained operant responding in mice.</a> Behav. Brain Res. 207, 394-401 (2010).</li><li>Richardson, N. R., Roberts, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progressive+ratio+schedules+in+drug+self-administration+studies+in+rats:+a+method+to+evaluate+reinforcing+efficacy.">Progressive ratio schedules in drug self-administration studies in rats: a method to evaluate reinforcing efficacy.</a> J. Neurosci. Methods. 66, 1-11 (1996).</li><li>Jewett, D. C., Cleary, J., Levine, A. S., Schaal, D. W., Thompson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+neuropeptide+Y,+insulin,+2-deoxyglucose,+and+food+deprivation+on+food-motivated+behavior.">Effects of neuropeptide Y, insulin, 2-deoxyglucose, and food deprivation on food-motivated behavior.</a> Psychopharmacology (Berl). 120, 267-271 (1995).</li><li>Fulton, S., Woodside, B., Shizgal, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+brain+reward+circuitry+by+leptin.">Modulation of brain reward circuitry by leptin.</a> Science. 287, 125-128 (2000).</li><li>Figlewicz, D. P., Bennett, J. L., Naleid, A. M., Davis, C., Grimm, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraventricular+insulin+and+leptin+decrease+sucrose+self-administration+in+rats.">Intraventricular insulin and leptin decrease sucrose self-administration in rats.</a> Physiol. Behav. 89, 611-616 (2006).</li></ol>

Produzione e l&#39;accesso gratuito di questo video-articolo è sponsorizzato da Med Associates, Inc.

Attività di condizionamento operante di fornire un mezzo efficace per valutare i cambiamenti nelle proprietà motivazionali di cibo. Le procedure sperimentali descritti nel presente articolo topi consentire l&#39;addestramento alla leva di stampa per i premi alimentari e rispondere in modo stabile su un programma PR di rinforzo. Misurare la quantità di cibo consumato non fornisce la lettura stessa sforzo basati su misure di risposta dal momento che non tutti i fattori che influenzano l&#39;assunzione di cibo modulare gli effetti gratificanti di cibo. Ad esempio, impoveriscono glucosio utilizzabile da periferica 2-deossiglucosio somministrazione in ratti aumenta la quantità di cibo liberamente disponibili consumato ma non modificare i punti di rottura in un compito PR per alimentare 12. Breakpoint PR rispondendo può anche riflettere i cambiamenti nella qualità delle ricompense alimentari. Ad esempio, punti di rottura sono positivamente correlati con la concentrazione di saccarosio dimostrare che la motivazione per aumenti di saccarosio in un modo che segue sapore dolce 8 </sup&gt;. Qui mostriamo che la privazione di cibo 24 ore aumenta notevolmente i punti di interruzione di pubbliche relazioni per il cibo HFHS nei topi. Al contrario, abbiamo trovato che la somministrazione periferica dell&#39;ormone anoressico leptina diminuisce significativamente breakpoint per alimentare HFHS nei topi. Questi risultati sono coerenti con le azioni precedentemente segnalati di privazione di cibo e di leptina sulle soglie di ricompensa nei ratti 12-14. Quando si usa questo protocollo è importante tenere a mente che l&#39;acquisizione di cibo curato operante risposta è significativamente migliorata da una formazione periodica (ogni 1-2 giorni) e aumentando lo stato motivazionale del mouse mediante l&#39;attuazione di un regime di restrizione alimentare. Inoltre, assicurando che i topi presentano relativamente stabile di rispondere in una pianificazione rinforzo prima di passare ad orari più complesse (per esempio, FR1 a FR5) è essenziale per minimizzare le prestazioni variabile durante la prova. Nonostante l&#39;applicazione di queste fasi, non è insolito per ottenere una certa variabilitàspecialmente tra diversi tipi di mouse. Per questo motivo, si consiglia di utilizzare una entro i soggetti (misure ripetute) di progettazione, quando possibile rimuovere la variabilità tra soggetti. Anche se all&#39;interno dello stesso soggetto di test non è possibile per indagare stabili modificazioni genetiche (cioè, ad eliminazione diretta contro topi di controllo) può essere utilizzato per esaminare l&#39;influenza di sostanze stupefacenti, lesioni acute o manipolazioni genetiche (ad esempio, optogenetic). L&#39;obesità e le malattie correlate all&#39;obesità sono un problema crescente che ha aumentato l&#39;urgenza di individuare le molecole e le vie neurali coinvolti. Accumulare prova mette in evidenza l&#39;importante ruolo di circuito della ricompensa del cervello in desiderio ardente di cibo, aumento calorico e aumento di peso. Il compito PR rappresenta un valido strumento per misurare l&#39;impatto di manipolazioni neurobiologici, genetici o farmacologici sugli effetti gratificanti di cibo.

<html><table border="1"><tbody><tr><td> Voce </td><td> Numero di catalogo </td><td> Azienda </td><td> Comments </td></tr><tr><td> Camere di mouse operante </td><td> ENV-009A </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Med Associates, Inc.</a> </td><td> Med Associates Inc. PO Box 319 St. Albans, Vermont 05478, Stati Uniti d&#39;America Telefono: (802) 527-2343 </td></tr><tr><td> 8 ingressi/16 ingressi intelligente Collegamento del pannello di controllo </td><td> SG-716B </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Med Associates, Inc.</a> </td><td></td></tr><tr><td> Ultra-leggera retrattile Leva del mouse </td><td> ENV-312 </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Med Associates, Inc.</a> </td><td></td></tr><tr><td> Pellet Dispenser </td><td> ENV-203 </td><td>. Med-associates.com / &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Med Associates, Inc. </td><td></td></tr><tr><td> Light House </td><td> ENV-215 </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Med Associates, Inc.</a> </td><td></td></tr><tr><td> Stimolo luminoso </td><td> ENV-221 </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Med Associates, Inc.</a> </td><td></td></tr><tr><td> Privo di polvere di precisione 20 mg alto contenuto di grassi e ad alto contenuto di zucchero pellets </td><td> F-06.649 </td><td> Bio-Serv </td><td> Bio-Serv Un 8th Street, Suite 1 Frenchtown, NJ 08825, USA Telefono: (800) -996-9908 </td></tr></tbody></table> Tabella 1. Attrezzature e materiale.

progressive-ratio responding for palatable high-fat and high-sugar food in mice

Gli alimenti che sono ricchi di grassi e zuccheri contribuiscono in modo significativo i tassi di over-alimentari e l&#39;escalation di obesità. Il consumo di cibi gradevoli può produrre un effetto gratificante che rafforza l&#39;azione-risultati associazioni e rinforza il comportamento futuro, allo scopo di ottenere questi alimenti. Una crescente evidenza che gli effetti gratificanti di alimenti ad alta densità energetica giocano un ruolo profondo nel cibo e lo sviluppo di obesità ha spiccato interesse per lo studio dei geni, molecole e circuiti neurali che modulano ricompensa 1,2 cibo. L&#39;impatto gratificante di stimoli diversi può essere studiata misurando la disponibilità a lavorare per ottenerli, come ad esempio in compiti condizionamento operante 3. Modello operativo di misura ricompensa alimentare acquisita e volontari risposte comportamentali che sono dirette a procurarsi il cibo. Una misura comunemente utilizzata di forza ricompensa è operante una procedura nota come il rapporto progressiva (PR) orario di rinforzo. 4,5 t Nel PRchiedere, il soggetto è tenuto ad effettuare un numero crescente di risposte operanti per ciascun premio successivo. Lo studio pionieristico di Hodos (1961) hanno dimostrato che il numero di risposte fornite per ottenere la ricompensa finale, definito il punto di interruzione, serve come un indice di forza ricompensa 4. Mentre le procedure operante che i cambiamenti misura nella percentuale di risposta da sola non può separare i cambiamenti nella forza ricompensa da alterazioni nella capacità di performance, il punto di interruzione derivato dal programma di PR è una misura ben convalidato degli effetti gratificanti di cibo. Il compito PR è stato ampiamente utilizzato per valutare l&#39;impatto gratificante delle sostanze d&#39;abuso e il cibo nei ratti (ad esempio, 6-8), ma in misura minore nei topi 9. Il maggiore uso di topi geneticamente modificati e indotta dalla dieta modelli topo obeso ha aumentato le richieste di misure comportamentali di ricompensa in cibo nei topi. Nel presente articolo abbiamo dettagliatamente i materiali e le procedure utilizzate per addestrare i topi a rispondere (leva-press) per un alto contenuto di grassie ricchi di zuccheri alimentari pellets su un programma PR di rinforzo. Abbiamo dimostrato che le soglie di risposta breakpoint aumentare in seguito la privazione acuta cibo e diminuire con l&#39;amministrazione periferica dell&#39;ormone leptina anoressico e quindi convalidare l&#39;uso di questo paradigma alimentare operante nei topi.

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Progressive-ratio Responding for Palatable High-fat and High-sugar Food in Mice

I dettagli presente relazione il protocollo utilizzato per misurare gli effetti gratificanti di alto contenuto di grassi alimentari nei topi utilizzando una progressiva compito di condizionamento operante rapporto.

Progressive-ratio di rispondere per alimentare appetibile alto contenuto di grassi e di zuccheri nel Mice

Foods that are rich in fat and sugar significantly contribute to over-eating and escalating rates of obesity. The consumption of palatable foods can ...

progressive-ratio-responding-for-palatable-high-fat-high-sugar-food

Research

JoVE Journal

Neuroscience

21.9K Views.  University of Montreal. I dettagli presente relazione il protocollo utilizzato per misurare gli effetti gratificanti di alto contenuto di grassi alimentari nei topi utilizzando una progressiva compito di condizionamento operante rapporto.

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A Simple and Inexpensive Method for Determining Cold Sensitivity and Adaptation in Mice

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life. The cold plantar assay allows the objective and inexpensive assessment of cold sensitivity in mice, and can quantify both analgesia and hypersensitivity. Mice are acclimated on a glass plate, and a compressed dry ice pellet is held against the glass surface underneath the hindpaw. The latency to withdrawal from the cooling glass is used as a measure of cold sensitivity.
Cold sensation is also important for survival in regions with seasonal temperature shifts, and in order to maintain sensitivity animals must be able to adjust their thermal response thresholds to match the ambient temperature. The Cold Plantar Assay (CPA) also allows the study of adaptation to changes in ambient temperature by testing the cold sensitivity of mice at temperatures ranging from 30 &#176;C to 5 &#176;C. Mice are acclimated as described above, but the glass plate is cooled to the desired starting temperature using aluminum boxes (or aluminum foil packets) filled with hot water, wet ice, or dry ice. The temperature of the plate is measured at the center using a filament T-type thermocouple probe. Once the plate has reached the desired starting temperature, the animals are tested as described above.
This assay allows testing of mice at temperatures ranging from innocuous to noxious. The CPA yields unambiguous and consistent behavioral responses in uninjured mice and can be used to quantify both hypersensitivity and analgesia. This protocol describes how to use the CPA to measure cold hypersensitivity, analgesia, and adaptation in mice.

The Cold Plantar Assay (CPA) measures cold responsiveness between 30 &#176;C and 5 &#176;C, and can also measure cold adaptation. This protocol describes how to use the CPA to measure cold hypersensitivity, analgesia, and adaptation in mice.

Un metodo semplice e poco costoso per la determinazione fredda sensibilità e adattamento nei topi

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Neuroscienze

The CApillary FEeder Assay Measures Food Intake in Drosophila melanogaster

For most animals, feeding is an essential behavior for securing survival, and it influences development, locomotion, health and reproduction. Ingestion of the right type and quantity of food therefore has a major influence on quality of life. Research on feeding behavior focuses on the underlying processes that ensure actual feeding and unravels the role of factors regulating internal energy homeostasis and the neuronal bases of decision-making. The model organism Drosophila melanogaster, with its great variety of genetically traceable tools for labeling and manipulating single neurons, allows mapping of neuronal networks and identification of molecular signaling cascades involved in the regulation of food intake. This report demonstrates the CApillary FEeder assay (CAFE) and shows how to measure food intake in a group of flies for time spans ranging from hours to days. This easy-to-use assay consists of glass capillaries filled with liquid food that flies can freely access and feed on. Food consumption in the assay is accurately determined using simple measurement tools. Herein we describe step-by-step the method from setup to successful execution of the CAFE assay, and provide practical examples to analyze the food intake of a group of flies under controlled conditions. The reader is guided through possible limitations of the assay, and advantages and disadvantages of the method compared to other feeding assays in D. melanogaster are evaluated.

The CApillary FEeder Assay Measures Food Intake in Drosophila melanogaster

The CApillary FEeder (CAFE) assay is a simple, budget-friendly, highly reliable method for investigating mechanisms underlying food intake. Used with the highly versatile genetic model organism Drosophila melanogaster, it provides a powerful means of gaining new insights into regulatory mechanisms of food intake.

Il capillare alimentatore Assay Misure assunzione di cibo in<em&gt; Drosophila melanogaster</em

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An In Ovo Model for Testing Insulin-mimetic Compounds

Elevated blood glucose levels in type 2 diabetes mellitus (T2DM), a complex and multifactorial metabolic disease, are caused by insulin resistance and &#946;-cell failure. Various strategies, including the injection of insulin or the usage of insulin-sensitizing drugs, were pursued to treat T2DM or at least reduce the symptoms. In addition, the application of herbal compounds has attracted increasing attention. Thus, it is necessary to find efficient test systems to identify and characterize insulin-mimetic compounds. Here we developed a modified chick embryo model, which enables testing of synthetic compounds and herbal extracts with insulin-mimetic properties. Using a fluorescence microscopy-based primary screen, which quantifies the translocation of Glucose transporter 4 (Glut4) to the plasma membrane, we were able to identify compounds, mainly herbal extracts, which lead to an increase of intracellular glucose concentrations in adipocytes. However, the efficacy of these substances requires further verification in a living organism. Thus, we used an in-ovo approach to identify their blood glucose-reducing properties. The approval by an ethics committee is not needed since the use of chicken embryos during the first two-thirds of embryonic development is not considered an animal experiment. Here, the application of this model is described in detail.

An In Ovo Model for Testing Insulin-mimetic Compounds

In this study, we describe an in-ovo system as a promising tool to test insulin-mimetic compounds in a living organism. The main advantages include adequate throughput rates and acceptable costs, which enable the identification of phytochemicals with insulin-mimetic properties.

Un modello In Ovo per testare composti insulino-mimetici

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Data Acquisition and Analysis In Brainstem Evoked Response Audiometry In Mice

Brainstem evoked response audiometry (BERA) is of central relevance in the clinical neurophysiology. As other evoked potential (EP) techniques, such as visually evoked potentials (VEPs) or somatosensory evoked potentials (SEPs), the auditory evoked potentials (AEPs) are triggered by the repetitive presentation of identical stimuli, the electroencephalographic (EEG) response of which is subsequently averaged resulting in distinct positive (p) and negative (n) deflections. In humans, both the amplitude and the latency of individual peaks can be used to characterize alterations in synchronization and conduction velocity in the underlying neuronal circuitries. Importantly, AEPs are also applied in basic and preclinical science to identify and characterize the auditory function in pharmacological and genetic animal models. Even more, animal models in combination with pharmacological testing are utilized to investigate for potential benefits in the treatment of sensorineural hearing loss (e.g., age- or noise-induced hearing deficits). Here we provide a detailed and integrative description of how to record auditory brainstem-evoked responses (ABRs) in mice using click and tone-burst application. A specific focus of this protocol is on pre-experimental animal housing, anesthesia, ABR recording, ABR filtering processes, automated wavelet-based amplitude growth function analysis, and latency detection.

Brainstem evoked response audiometry is an important tool in clinical neurophysiology. Nowadays, brainstem evoked response audiometry is also applied in the basic science and preclinical studies involving both pharmacological and genetic animal models. Here we provide a detailed description of how auditory brainstem responses can be successfully recorded and analyzed in mice.

Acquisizione e analisi dei dati nel cervello evocato Audiometria di risposta nei topi

Brainstem evoked response audiometry (BERA) is of central relevance in the clinical neurophysiology. As other evoked potential (EP) techniques, such as ...

Quantitative Measurement of Intrathecally Synthesized Proteins in Mice

Cerebrospinal fluid (CSF), a fluid found in the brain and the spinal cord, is of great importance to both basic and clinical science. The analysis of the CSF protein composition delivers crucial information in basic neuroscience research as well as neurological diseases. One caveat is that proteins measured in CSF may derive from both intrathecal synthesis and transudation from serum, and protein analysis of CSF can only determine the sum of these two components. To discriminate between protein transudation from the blood and intrathecally produced proteins in animal models as well as in humans, CSF protein profiling measurements using conventional protein analysis tools must include the calculation of the albumin CSF/serum quotient (Qalbumin), a marker of the integrity of the blood-brain interface (BBI), and the protein index (Qprotein/Qalbumin), an estimate of intrathecal protein synthesis. This protocol illustrates the entire procedure, from CSF and blood collection to quotients and indices calculations, for the quantitative measurement of intrathecal protein synthesis and BBI impairment in mouse models of neurological disorders.

Elevated spinal fluid protein levels can either be the result of diffusion of plasma protein across an altered blood-brain barrier or intrathecal synthesis. An optimized testing protocol is presented in this article that helps to discriminate both cases and provides quantitative measurements of intrathecally synthesized proteins.

Misurazione quantitativa delle proteine intratecalliamente sintetizzate nei topi

Cerebrospinal fluid (CSF), a fluid found in the brain and the spinal cord, is of great importance to both basic and clinical science. The analysis of the ...

Electrocorticographic Recording of Cerebral Cortex Areas Manipulated Using an Adeno-Associated Virus Targeting Cofilin in Mice

The use of electrocorticographic (ECoG) recordings in rodents is relevant to sleep research and to the study of a wide range of neurological conditions. Adeno-associated viruses (AAVs) are increasingly used to improve understanding of brain circuits and their functions. The AAV-mediated manipulation of specific cell populations and/or of precise molecular components has been tremendously useful to identify new sleep regulatory circuits/molecules and key proteins contributing to the adverse effects of sleep loss. For instance, inhibiting activity of the filamentous actin-severing protein&#160;cofilin&#160;using AAV prevents sleep deprivation-induced memory impairment. Here, a protocol is&#160;described that combines the manipulation of cofilin function in a cerebral cortex area with the recording of ECoG activity to examine whether cortical cofilin modulates the wakefulness and sleep ECoG signals. AAV injection is performed during the same surgical procedure as the implantation of ECoG and electromyographic (EMG) electrodes in adult male and female mice. Mice are anesthetized, and their heads are shaved. After skin cleaning and incision, stereotaxic coordinates of the motor cortex are determined, and the skull is pierced at this location. A cannula prefilled with an AAV expressing cofilinS3D, an inactive form of cofilin, is slowly positioned in the cortical tissue. After AAV infusion, gold-covered screws (ECoG electrodes) are screwed through the skull and cemented to the skull with gold wires inserted in the neck muscles (EMG electrodes). The animals are allowed three weeks to recover and to ensure sufficient expression of cofilinS3D. The infected area and cell type are verified using immunohistochemistry, and the ECoG is analyzed using visual identification of vigilance states and spectral analysis. In summary, this combined methodological approach allows the investigation of the precise contribution of molecular components regulating neuronal morphology and connectivity to the regulation of synchronized cerebral cortex activity during wakefulness and sleep.

This article describes a protocol for the manipulation of molecular targets in the cerebral cortex using adeno-associated viruses and for monitoring the effects of this manipulation during wakefulness and sleep using electrocorticographic recordings.

Registrazione elettrocorticografica delle aree della corteccia cerebrale manipolate utilizzando un virus adeno-associato che prende di mira Cofilin nei topi

The use of electrocorticographic (ECoG) recordings in rodents is relevant to sleep research and to the study of a wide range of neurological conditions. ...

A Rapid Food-Preference Assay in Drosophila

To select food with nutritional value while avoiding the consumption of harmful agents, animals need a sophisticated and robust taste system to evaluate their food environment. The fruit fly, Drosophila melanogaster, is a genetically tractable model organism that is widely used to decipher the molecular, cellular, and neural underpinnings of food preference. To analyze fly food preference, a robust feeding method is needed. Described here is a two-choice feeding assay, which is rigorous, cost-saving, and fast. The assay is Petri-dish-based and involves the addition of two different foods supplemented with blue or red dye to the two halves of the dish. Then, ~70 prestarved, 2-4-day-old flies are placed in the dish and&#160;allowed to choose between blue and red foods in the dark for about 90 min. Examination of the abdomen of each fly is followed by the calculation of the preference index. In contrast to multiwell plates, each Petri dish takes only ~20 s to fill and saves time and effort. This feeding assay can be employed to quickly determine whether flies like or dislike a particular food.

A Rapid Food-Preference Assay in Drosophila

We present a protocol for a two-choice feeding assay for flies. This feeding assay is fast and easy to run and is suitable not only for small-scale laboratory research, but also for high-throughput behavioral screens in flies.

Un saggio rapido di preferenza alimentare in Drosophila

To select food with nutritional value while avoiding the consumption of harmful agents, animals need a sophisticated and robust taste system to evaluate ...

Modeling Stroke in Mice: Focal Cortical Lesions by Photothrombosis

Stroke is a leading cause of death and acquired adult disability in developed countries. Despite extensive investigation for novel therapeutic strategies, there remain limited therapeutic options for stroke patients. Therefore, more research is needed for pathophysiological pathways such as post-stroke inflammation, angiogenesis, neuronal plasticity, and regeneration. Given the inability of in vitro models to reproduce the complexity of the brain, experimental stroke models are essential for the analysis and subsequent evaluation of novel drug targets for these mechanisms. In addition, detailed standardized models for all procedures are urgently needed to overcome the so-called replication crisis. As an effort within the ImmunoStroke research consortium, a standardized photothrombotic mouse model using an intraperitoneal injection of Rose Bengal and the illumination of the intact skull with a 561 nm laser is described. This model allows the performance of stroke in mice with allocation to any cortical region of the brain without invasive surgery; thus, enabling the study of stroke in various areas of the brain. In this video, the surgical methods of stroke induction in the photothrombotic model along with&#160;histological analysis are demonstrated.

Described here is the photothrombotic stroke model, where a stroke is produced through the intact skull by inducing permanent microvascular occlusion using laser illumination after administration of a photosensitive dye.

Modellazione dell'ictus nei topi: lesioni corticali focali da fototrombosi

Stroke is a leading cause of death and acquired adult disability in developed countries. Despite extensive investigation for novel therapeutic strategies, ...

Caenorhabditis elegans as a Model System for Discovering Bioactive Compounds Against Polyglutamine-Mediated Neurotoxicity

Age-related misfolding and aggregation of pathogenic proteins are responsible for several neurodegenerative diseases. For example, Huntington&#39;s disease (HD) is principally driven by a CAG nucleotide repeat that encodes an expanded glutamine tract in huntingtin protein. Thus, the inhibition of polyglutamine (polyQ) aggregation and, in particular, aggregation-associated neurotoxicity is a useful strategy for the prevention of HD and other polyQ-associated conditions. This paper introduces generalized experimental protocols to assess the neuroprotective capacity of test compounds against HD using established polyQ transgenic Caenorhabditis elegans models. The AM141 strain is chosen for the polyQ aggregation assay as an age-associated phenotype of discrete fluorescent aggregates can be easily observed in its body wall at the adult stage due to muscle-specific expression of polyQ::YFP fusion proteins. In contrast, the HA759 model with strong expression of polyQ-expanded tracts in ASH neurons is used to examine neuronal death and chemoavoidance behavior. To comprehensively evaluate the neuroprotective capacity of target compounds, the above test results are ultimately presented as a radar chart with profiling of multiple phenotypes in a manner of direct comparison and direct viewing.

Caenorhabditis elegans as a Model System for Discovering Bioactive Compounds Against Polyglutamine-Mediated Neurotoxicity

Here, we present a protocol to assess the neuroprotective activities of test compounds in Caenorhabditis elegans, including polyglutamine aggregation, neuronal death, and chemoavoidance behavior, as well as an exemplary integration of multiple phenotypes.

Caenorhabditis elegans come sistema modello per la scoperta di composti bioattivi contro la neurotossicità mediata dalla poliglutammina

Age-related misfolding and aggregation of pathogenic proteins are responsible for several neurodegenerative diseases. For example, Huntington&#39;s ...

Constipation Assays in Drosophila Flies

Measuring Constipation in a Drosophila Model of Parkinson's Disease

Non-motor symptoms in Parkinson's disease (PD) are common, difficult to treat, and significantly impair quality of life. One prevalent non-motor symptom is constipation, which can precede the diagnosis of PD by years or even decades. Constipation has been underexplored in animal models of PD and lacks specific therapies. This assay utilizes a Drosophila model of PD in which human alpha-synuclein is expressed under a pan-neuronal driver. Flies expressing alpha-synuclein develop the hallmark features of PD: the loss of dopaminergic neurons, motor impairment, and alpha-synuclein inclusions.
This protocol outlines a method for studying constipation in these flies. Flies are placed on fly food with a blue color additive overnight and then transferred to standard food the following day. They are subsequently moved to new vials with standard fly food every hour for 8 h. Before each transfer, the percentage of blue-colored fecal spots compared to the total fecal spots on the vial wall is calculated. Control flies that lack alpha-synuclein expel all the blue dye hours before flies expressing alpha-synuclein. Additionally, the passage of blue-colored food from the gut can be monitored with simple photography. The simplicity of this assay enables its use in forward genetic or chemical screens to identify modifiers of constipation in Drosophila.

Author Spotlight: Exploring Non-Motor Symptoms in Parkinson's Disease 

This protocol presents an assay for modeling constipation in an alpha-synuclein based Drosophila model of Parkinson's disease.

Misurazione della stitichezza in un modello di Drosophila del morbo di Parkinson

Non-motor symptoms in Parkinson's disease (PD) are common, difficult to treat, and significantly impair quality of life. One prevalent non-motor symptom ...