JoVE Logo
АВТОРЫ
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Здесь представлен протокол для изучения депрессии, как и ангедоническое поведение у крыс. Он сочетает в себе два устоявшихся поведенческих методов, предпочтения сахарозы и новизны индуцированных гипофагии испытаний, с автоматизированной системой мониторинга потребления пищи и жидкости, чтобы косвенно исследовать поведение грызунов с использованием суррогатных параметров.

Аннотация

Распространенность и частота депрессивных расстройств растет во всем мире, затрагивая около 322 миллионов человек, что является основой для поведенческих исследований в животных моделях. В этом протоколе, для изучения депрессии, как и ангедоническое поведение у крыс, установленные предпочтения сахарозы и новизны индуцированных гипофагии тесты в сочетании с автоматизированной системой мониторинга потребления пищи и жидкости. До тестирования, в парадигме предпочтения сахарозы, крысы мужского пола обучаются, по крайней мере 2 дней, чтобы потреблять раствор сахарозы в дополнение к водопроводной воде. Во время теста крысы снова подвергаются воздействию воды и раствора сахарозы. Потребление регистрируется каждую секунду автоматизированной системой. Соотношение сахарозы к общему водозабору (коэффициент предпочтения сахарозы) является суррогатным параметром для анхедонии. В новизне индуцированной гипофагии тест, мужчины крысы проходят период обучения, в котором они подвергаются воздействию вкусной закуски. Во время тренировки грызуны показывают стабильный базовый прием закусок. В день испытаний животных переводят из домашних клеток в свежую, пустую клетку, представляющую собой новую неизвестную среду с доступом к известной приятной закуске. Автоматизированная система фиксирует общее потребление и лежащую в его основе микроструктуру (например, задержку приближения к закуске), обеспечивая понимание ангедонического и тревожного поведения. Сочетание этих парадигм с автоматизированной системой измерения предоставляет более подробную информацию, наряду с более высокой точностью за счет уменьшения ошибок измерения. Тем не менее, тесты используют суррогатные параметры и изображают только депрессию и анхедонию косвенным образом.

Введение

В среднем 4,4% населения мира страдает от депрессии. На их долю приходится 322 миллиона человек во всем мире, что на 18% больше, чем десять летназад. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, депрессия будет второй в рейтинге инвалидов скорректированной жизни лет в 2020году 2. Для решения проблемы растущей распространенности аффективных расстройств и разработки новых интервенционных стратегий необходимо продолжить изучение такого поведения. До и в дополнение к изучению на людях, исследования на животных необходимы.

Несколько моделей были созданы для изучения компонентов депрессивного поведения (т.е. принудительного плавания тест, хвост подвески тест, тест предпочтения сахарозы, и новизна индуцированной гипофагии)3,4. Тест предпочтений сахарозы (SPT) и гипофагия, вызванная новизной (NIH), могут обнаруживать депрессию у животных. Эти тесты сами по себе не вызывают состояние депрессии у грызунов, но изображают острые изменения в поведении. Оба SPT и NIH оценить характерную черту депрессии, известной как anhedonia, которая является потеря интереса к следующему: награждение деятельности, деятельности, которыекогда-то пользовались отдельные 5, и один аспект сложного явления обработки и реагирования навознаграждение 6. Оба теста изучают реакцию на полезный стимул в виде вкусной пищи. Степень потребления служит суррогатным параметром для анхедонии7,,8,,9.

Значение тестов, исследуя ангедонию, сильно зависит от точного определения потребления в результате точного измерения веса вещества. Условно, это измерение проводится вручную один раз до и один раз после испытания. Однако это подвержено ошибочным измерениям по нескольким причинам. Во-первых, грызуны, как правило, копить пищу, а это означает, что они удаляют пищу, не потребляя его сразу же, то скрыть его в безопасном месте. Таким образом, эта потеря продовольствия может быть включена в расчет общего потребления. Во-вторых, крысы разлива пищи и воды, в результате чего потеря веса без соответствующего потребления. В-третьих, непреднамеренная потеря жидкости происходит из-за обработки бутылок путем вставки и удаления их из клеток.

В подходе к сокращению этих источников ошибок, мы объединили два общих теста оценки anhedonia (SPT3,4 и NIH 9 ) сизмерением потребленияпищи и воды с использованием автоматизированной системы мониторинга потребления пищи и жидкости. Эта процедура позволяет точное исследование потребления приятных веществ, а также предоставляет информацию об опыте удовольствия у крыс, как особенность депрессии, как поведение. Вышеупомянутые ошибки, связанные с ручным измерением, сокращаются с помощью различных подходов, которые иллюстрируются позже более подробно.

Для предоставления информации о микроструктуре автоматизированная система мониторинга потребления, используемаяв этом протоколе 10, взвешивает пищу (±0,01 г) каждую секунду. Таким образом, стабильный вес задокументирован как «не есть», а нестабильный вес – как «еда». "Бой" определяется как изменение стабильного веса до и после события. Еда состоит из одного или нескольких приступов, и ее минимальный размер у крыс был определен как 0,01 г. Еда отделяется от другого приема пищи у крыс на 15 минут (стандартизированное значение). Таким образом, потребление пищи считается одним приемом пищи, когда приступы произошли в течение 15 минут, а изменение веса равно или больше, чем 0,01 г. Параметры питания, оцениваемые в этом протоколе, включают продолжительность приема пищи, время, проведенное в еде, размер боя, продолжительность боя, время, проведенное в боях, задержку до первого боя, и количество поединков.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

протокол

Уход за животными и экспериментальные процедуры следовали конкретным руководящим принципам институциональной этики и были одобрены государственным органом по исследованиям на животных.

1. Работа автоматизированной системы мониторинга

ПРИМЕЧАНИЕ: При работе автоматизированной системы мониторинга крайне важно задокументировать каждое действие в поле комментариев, включенном в программное обеспечение непосредственно перед действием. Описание должно быть наколено в поле комментариев, и, нажав Сохранить, он сохраняется с определенной точки времени. Сроки являются значительными при анализе данных, так как система записывает непрерывно, и период интереса должен быть указан для анализа.

  1. Установка, использование и обслуживание автоматизированной системы мониторинга
    ПРИМЕЧАНИЕ: В этом протоколе используются взрослые самцы крыс Sprague Dawley весом 250–300 г (10 недель). Рекомендуется разготовить крыс группами в период акклиматизации. Экологические условия должны контролироваться следующими параметрами: 12 ч/12 ч темного/светлого цикла с включенным светом в 6:00 А.M., влажность 45%-65%, температура 21-23 градуса по Цельсию, а также доступ к воде и стандартной диете грызунов. Ежедневная обработка позволяет животным привыкнуть к следователям.
    1. Разделить крыс так, что каждое животное имеет индивидуальную клетку. Убедитесь, что каждая крыса остается отдельной во время протокола.
    2. Заполните жилые клетки обычными постельными принадлежностями слоем толщиной 1-2 см. Это (уменьшенное) количество уменьшает вероятность загрязнения микробалансов и бункеров с разливом, тем самым уменьшая ошибки измерения. Добавьте пластиковые трубки (например, 20-сантиметровый кусок пластиковой водосточной трубы диаметром 8 см) и грызут древесину в качестве обогащения, опуская бумажные ткани, чтобы уменьшить ошибки в измерении.
    3. Подготовьте клетки для автоматизированного измерения потребления твердой и жидкой пищи, прикрепив две закрытые крепления клетки с микробалансами к изготовленным на заказ отверстиям в передней части клеток. Поместите два пустых бункера на крепления клетки, один для чау и один для бутылки.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Микробалансы соединены кабелями к системе записи, прикрепленной к компьютеру, и соответствующее программное обеспечение устанавливается на компьютере.
    4. Чтобы начать запись, откройте«Монитор»и нажмите«Старт»,а затем выберите место для сохранения данных.
    5. Используя функцию калибровки(нажмите« Calibrate ») автоматизированной системы мониторинга потребления, откалибровать каждый баланс, удалив бункеры и поместив два различных взвешенных веса на крепления клетки с балансами. Делайте это через регулярные промежутки времени (еженедельнорекомендуется).
    6. Заполните один бункер полностью чау (100 г) и удалить чау штук и крошится, которые слишком малы по размеру. Заполните воду в бутылку (100 мл) и поместите ее в другой бункер.
    7. Документировать положение пищи и воды (например, баланс 1: пищевое животное 1, баланс 2: водное животное 1).
    8. Поместите крысу в клетку и откройте все ворота клетки монтирует так, что она может есть и пить объявление libitum.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Для точного измерения необходимо ежедневно поддерживать балансы и бункеры, мягко очищая щеткой от разлива и удаляя мелкие пищевые крошки из пищевого контейнера. Это значительно уменьшит ошибочное измерение. Закройте все ворота во время ежедневного обслуживания.
  2. Доступ к данным после экспериментов
    1. Поиск в поле комментариев для начала и конечных точек времени периода (например, обучение, тест), который должен быть проанализирован.
    2. Нажмите накнопку "Посмотретьданные" на программное обеспечение, чтобы открыть Data Viewer.
    3. Вставьте точки времени в ящики ниже "Время начала" и "Конец времени". Нажмите на квадрат в левом верхнем углу с указанием баланса, который зафиксировал информацию.
    4. Нажмите на"PSC Totals",чтобы получить доступ к данным микроструктуры. Нажмите кнопку"Экспорт PSC Таблица"для экспорта данных.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Для сравнения микроструктуры отдельных животных (например, без стресса против подчеркнул) с помощью автоматизированного мониторинга, отдельные животные могут быть выбраны в"Data viewer", нажав соответствующий квадрат в левом верхнем углу. PSC Totals показывает только микроструктуру для выбранного животного. Статистический анализ не может быть выполнен с системой. Данные должны быть извлечены в электронную таблицу программы / анализа программного обеспечения.

2. Осуществление теста предпочтений сахарозы

  1. Проведение учебного периода
    ПРИМЕЧАНИЕ: Перед испытанием, животные должны быть привыкли к наличию двух бутылок для жидкостей на бункерах через ворота, в то время как пища должна быть предоставлена из верхней части клеток (настройка показана на рисунке 1). Этот тренировочный период должен длиться не менее 2 дней. Он выполняется в домашних клетках в комнате, где животные проводятся.
    1. Закройте все ворота. Удалите бутылку с водой и контейнер для пищевых продуктов из микробалансов.
    2. Поместите предварительно взвешенную пищу (50 г) на верхнюю часть клетки и документировать ее вес ежедневно, используя регулярный баланс для оценки ежедневного потребления пищи. При необходимости пополнить запасы.
    3. Очистите бутылку чистой водой и пополнить около 100 мл воды. Поместите его обратно в бункер.
    4. Заполните вторую чистую бутылку 100 мл свежеприготовленного раствора сахарозы. Поместите его на бункер.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Отметьте бутылки тщательно и документировать их местоположение (например, баланс 1: водное животное 1, баланс 2: сахарозный раствор животного 1).
    5. Откройте все ворота. Документировать начало обучения в системе мониторинга. Оставьте ворота открытыми на 24 ч, что приведет к доступу к обеим бутылкам. После 24 ч закройте ворота и заветмите окончание тренировки. Данные из интервала 24 ч можно оценить с помощью автоматизированной системымониторинга,вставив "время начала" и"время окончания". Процедуры одинаковы при оценке интервала теста 1 ч.
    6. Очищать и пополнять бутылки каждые 24 ч. Приготовьте свежий 1% раствор сахарозы ежедневно. Переключитесь на положение бутылки раствора сахарозы ежедневно, чтобы избежать последствий привыкания.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Проведение обучения у всех животных, по крайней мере 48 ч, пока предпочтения отношения достигают No 1. Коэффициент предпочтений сахарозы оценивается непосредственно после обучения с использованием"Data viewer". Он рассчитывается как отношение потребления сахарозы к общему потребление (вода плюс потребление сахарозы).
    7. 24 ч до теста, удалить бутылку с раствором сахарозы, чтобы крыса имеет доступ к стандартной чау и воды только.
    8. Приготовьте одну свежую бутылку, наполненную водопроводной водой, и одну, наполненную раствором сахарозы 1%, как с 100 мл.
    9. Перед тестированием закройте все ворота.
    10. Удалите бутылку, наполненную водопроводной водой, из бункера и поместите две свежие бутылки, одна заполнена водопроводной водой, а другая заполнена раствором сахарозы 1% на бункере.
    11. Откройте все ворота, заветмите начало теста в системе мониторинга. Оставьте ворота открытыми на 60 минут. Закройте ворота через 60 минут и заветмите конец теста.
    12. Оцените данные (например, соотношение потребления сахарозы/общей жидкости).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Тест может быть повторен несколько раз с интервалами обучения (не менее 2 дней) между ними.

3. Осуществление теста гипофагии, вызванного новизной

  1. Проведение учебного периода
    ПРИМЕЧАНИЕ: Перед тестированием рекомендуется ежедневный 30-минутный тренировочный период в 5 дней (настройка показана на рисунке 2). Цель состоит в том, чтобы достичь стабильного базового уровня приемлемого потребления закусок перед экспериментом. Он выполняется в домашних клетках в комнате, где животные проводятся.
    1. Закройте все ворота и удалите бункер стандартным чау.
    2. Заполните свежий бункер вкусной закуской (50 г). Вставьте крекеры тщательно в бункер, чтобы предотвратить рушится. Поместите бункер на клетку горе на верхней части микробаланса.
    3. Откройте ворота на 30 минут, чтобы крыса имеет доступ к закуске и воде. Документ начала обучения в системе мониторинга.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Крыса не должна иметь доступа к стандартной чау во время тренировочного периода.
    4. Закройте ворота через 30 минут и заветмите окончание обучения в системе мониторинга. Замените закуску стандартным чау.
    5. Повторяйте это ежедневно до тех пор, пока не будет достигнута стабильная базовая приемлемая доза (например, 1,5–2,0 г/30 мин.) и 2) потребление не будет статистически отличаться между учебными днями.
  2. Выполнение теста гипофагии, вызванного новизной
    1. Приготовьте пустую, свежеочищенной клетку без постельных принадлежностей или обогащения, прикрепленную к автоматизированной системе мониторинга потребления пищи. Поместите бункер с бутылкой водопроводной воды и бункера с приятной закуской на крепления клетки.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Роман клетка должна быть помещена в той же комнате, где крысы проводятся и обучение проводится. Держите ворота закрытыми.
    2. Удалите крысу из домашней клетки и поместите в новую клетку.
    3. Откройте все ворота на 30 мин. Документировать начало тестирования в системе мониторинга.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В течение 30 минут доступа к закуске, размер приема закусок и основные параметры микроструктуры (например, задержка с первым приемом пищи) регистрируются с помощью автоматизированной системы мониторинга приема пищи.
    4. Закройте ворота через 30 минут и заветмите окончание тестирования. Поместите крысу обратно в домашнюю клетку.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Тест может быть повторен несколько раз с интервалами обучения (не менее 5 дней) между ними.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Результаты

Для проверки распределения данных использовался тест Колмогорова-Смирнова. T-тесты использовались при обычном распределении данных и использовании теста Манн-Уитни-У, если нет. Для обычно распределенного многократного многократного группового сравнения использовалась однократная AN...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Обсуждение

Предпочтение сахарозы и новизна индуцированных гипофагии тесты два установленных методов для оценки ангедонии у крыс. Их сочетание с автоматизированной системой мониторинга потребления пищи позволяет более детальный анализ в спокойно крыс и уменьшает ошибочные измерения.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Раскрытие информации

А.С. является консультантом по Берлину, Бурингер-Ингелхайму, Такеде и Швабе. Конфликта интересов не существует.

Благодарности

Эта работа была поддержана финансированием Немецкого научно-исследовательского фонда (STE 1765/3-2) и финансирования Университета Шарите (UFF 89/441-176, A.S.).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
Assembly LH Cage Mount - RAT-FOOD - includes Stainless cage mount, hopper, blocker, couplingResearch Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USABCMPRF01
Assembly LH Cage Mount unplugged - RAT - FOOD includes stainless steel cage mount, hopper, blocker, unplugged adapter, couplingResearch Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USABCMUPRF01
cage w/ 2 openings - RAT - costum modified cage - includes cage top and standard water bottleResearch Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USABCR02single housing
Data collection Laptop Windows - Configured w/ BioDAQ SoftwareResearch Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USABLT003
enrichment (plastic tubes, gnawing wood)distributed by the animal facility
HoneyMaid Graham Cracker CrumbsNabisco, East Hanover, NJ, USAASIN: B01COWTA98palatable snack for NIH test
low vibration polymer rackResearch Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USABRACKR
male Sprague Dawley ratsEnvigoOrder Code: 002
Model #2210 32x Port BioDAQ Central Controller - includes cables, and calibration kitResearch Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USABCC32_03
Peripheral sensor Controller - includes cableResearch Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USABPSC01
SigmaStat 3.1Systat Software, San Jose, CA, USAstatistical analysis
Stainless steel blockerResearch Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USABBLKR
standard rodent diet with 10 kcal% fatResearch Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USAD12450B
sucrose powderRoth4621.1for SPT

Ссылки

  1. World Health Organization. Depression. , Available from: https://www.who.int/health-topics/depression (2018).
  2. Reddy, M. S. Depression: the disorder and the burden. Indian Journal of Psychological Medicine. 32 (1), 1-2 (2010).
  3. Cryan, J. F., Mombereau, C. In search of a depressed mouse: utility of models for studying depression-related behavior in genetically modified mice. Molecular Psychiatry. 9 (4), 326-357 (2004).
  4. Overstreet, D. H. Modeling depression in animal models. Methods in Molecular Biology. 829, 125-144 (2012).
  5. Moreau, J. -L. Simulating the anhedonia symptom of depression in animals. Dialogues in Clinical Neuroscience. 4 (4), 351-360 (2002).
  6. Scheggi, S., De Montis, M. G., Gambarana, C. Making Sense of Rodent Models of Anhedonia. The International Journal of Neuropsychopharmacology. 21 (11), 1049-1065 (2018).
  7. Liu, M. Y., et al. Sucrose preference test for measurement of stress-induced anhedonia in mice. Nature Protocol. 13 (7), 1686-1698 (2018).
  8. Serchov, T., van Calker, D., Biber, K. Sucrose Preference Test to Measure Anhedonic Behaviour in Mice. Bio-Protocol. 6 (19), 1958(2016).
  9. Dulawa, S. C., Hen, R. Recent advances in animal models of chronic antidepressant effects: the novelty-induced hypophagia test. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 29 (4-5), 771-783 (2005).
  10. Teuffel, P., et al. Treatment with the ghrelin-O-acyltransferase (GOAT) inhibitor GO-CoA-Tat reduces food intake by reducing meal frequency in rats. Journal of Physiology and Pharmacology. 66 (4), 493-503 (2015).
  11. Binder, E. B., Nemeroff, C. B. The CRF system, stress, depression and anxiety-insights from human genetic studies. Molecular Psychiatry. 15 (6), 574-588 (2010).
  12. Marques, M. D., Waterhouse, J. M. Masking and the evolution of circadian rhythmicity. Chronobiology International. 11 (3), 146-155 (1994).
  13. Valentinuzzi, V. S., et al. Locomotor response to an open field during C57BL/6J active and inactive phases: differences dependent on conditions of illumination. Physiology and Behavior. 69 (3), 269-275 (2000).
  14. Madiha, S., Haider, S. Curcumin restores rotenone induced depressive-like symptoms in animal model of neurotoxicity: assessment by social interaction test and sucrose preference test. Metabolic Brain Disorder. 34 (1), 297-308 (2019).
  15. Strouthes, A. Thirst and saccharin preference in rats. Physiology and Behavior. 6 (4), 287-292 (1971).
  16. Inui-Yamamoto, C., et al. Taste preference changes throughout different life stages in male rats. PloS One. 12 (7), 0181650(2017).
  17. Commons, K. G., Cholanians, A. B., Babb, J. A., Ehlinger, D. G. The Rodent Forced Swim Test Measures Stress-Coping Strategy, Not Depression-like Behavior. ACS Chemical Neuroscience. 8 (5), 955-960 (2017).
  18. Slattery, D. A., Cryan, J. F. Using the rat forced swim test to assess antidepressant-like activity in rodents. Nature Protocols. 7 (6), 1009-1014 (2012).
  19. Cryan, J. F., Mombereau, C., Vassout, A. The tail suspension test as a model for assessing antidepressant activity: review of pharmacological and genetic studies in mice. Neuroscience and Biobehavioral Review. 29 (4-5), 571-625 (2005).
  20. Can, A., et al. The tail suspension test. Journal of Visualized Experiments. (59), e3769(2012).
  21. Chadman, K. K., Yang, M., Crawley, J. N. Criteria for validating mouse models of psychiatric diseases. American Journal of Medical Genetics B Neuropsychiatric Genetics. 150 (1), 1-11 (2009).
  22. Powell, T. R., Fernandes, C., Schalkwyk, L. C. Depression-Related Behavioral Tests. Current Protocols in Mouse Biology. 2 (2), 119-127 (2012).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

159

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

РЕКОМЕНДОВАТЬ БИБЛИОТЕКЕ

НОВОСТИ JoVE

Исследования

Образование

АВТОРЫ

Библиотекарь

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены