Name: body composition and metabolic caging analysis in high fat fed mice
Uploaded: 2018-05-24T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Body Composition and Metabolic Caging Analysis in High Fat Fed Mice at JoVE.com

Vi takker ansatte fra Alfred medisinsk forskning og utdanning politistasjon Animal Services (AMREP AS) team for deres hjelp og omsorg musene som brukes i denne studien og støtte fra operative infrastruktur støtte ordningen av viktoriansk Regjeringen.

Alle eksperimenter beskrevet ble godkjent av Alfred medisinsk forskning utdanning politistasjon dyr etikk (AMREP AEC) og mus ble gitt Human omsorg linje med National Health and Medical Research Council (NHMRC) Australia retningslinjer for Dyr eksperimentering. Dyrene var administrert deres foreskrevet kosthold og vann annonsen libitum og ligger i temperaturkontrollerte omgivelser (~ 21-22 ° C) med en 12 h lys og 12 h mørke syklus. Seven uke gammel mannlig mus (på C57Bl/6J bakgrunn) ble matet enten vanlig vanl...

<ol>
	<li>Chen, W., Wilson, J. L., Khaksari, M., Cowley, M. A., Enriori, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abdominal+fat+analyzed+by+DEXA+scan+reflects+visceral+body+fat+and+improves+the+phenotype+description+and+the+assessment+of+metabolic+risk+in+mice.">Abdominal fat analyzed by DEXA scan reflects visceral body fat and improves the phenotype description and the assessment of metabolic risk in mice.</a> Am J Physiol Endocrinol Metab. 303 (5), E635-E643 (2012).</li><li>Kovner, I., Taicher, G. Z., Mitchell, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calibration+and+validation+of+EchoMRI+whole+body+composition+analysis+based+on+chemical+analysis+of+piglets,+in+comparison+with+the+same+for+DXA.">Calibration and validation of EchoMRI whole body composition analysis based on chemical analysis of piglets, in comparison with the same for DXA.</a> Int J Body Compos Res. 8 (1), 17-29 (2010).</li><li>EchoMRI. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Software User Manual: Whole body composition analyzer. , (2016).</li><li>Columbus Instruments. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Oxymax for Windows User Manual. , (2014).</li><li>Tschop, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+guide+to+analysis+of+mouse+energy+metabolism.">A guide to analysis of mouse energy metabolism.</a> Nat Methods. 9 (1), 57-63 (2011).</li><li>Speakman, 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=Measuring+energy+metabolism+in+the+mouse+-+theoretical,+practical,+and+analytical+considerations.">Measuring energy metabolism in the mouse - theoretical, practical, and analytical considerations.</a> Front Physiol. 4, (2013).</li><li>Swoap, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vagal+tone+dominates+autonomic+control+of+mouse+heart+rate+at+thermoneutrality.">Vagal tone dominates autonomic control of mouse heart rate at thermoneutrality.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 294 (4), H1581-H1588 (2008).</li><li>Tian, X. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermoneutral+housing+accelerates+metabolic+inflammation+to+potentiate+atherosclerosis+but+not+insulin+resistance.">Thermoneutral housing accelerates metabolic inflammation to potentiate atherosclerosis but not insulin resistance.</a> Cell Metab. 23 (1), 165-178 (2016).</li><li>Giles, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermoneutral+housing+exacerbates+nonalcoholic+fatty+liver+disease+in+mice+and+allows+for+sex-independent+disease+modeling.">Thermoneutral housing exacerbates nonalcoholic fatty liver disease in mice and allows for sex-independent disease modeling.</a> Nat Med. 23 (7), 829-838 (2017).</li><li>Lee, M. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activated+type+2+innate+lymphoid+cells+regulate+beige+fat+biogenesis.">Activated type 2 innate lymphoid cells regulate beige fat biogenesis.</a> Cell. 160 (1-2), 74-87 (2015).</li><li>Kusminski, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MitoNEET-driven+alterations+in+adipocyte+mitochondrial+activity+reveal+a+crucial+adaptive+process+that+preserves+insulin+sensitivity+in+obesity.">MitoNEET-driven alterations in adipocyte mitochondrial activity reveal a crucial adaptive process that preserves insulin sensitivity in obesity.</a> Nat Med. 18 (10), 1539-1549 (2012).</li><li>Judex, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+adiposity+in+small+rodents+using+micro-CT.">Quantification of adiposity in small rodents using micro-CT.</a> Methods. 50 (1), 14-19 (2010).</li><li>Chaurasia, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adipocyte+ceramides+regulate+subcutaneous+adipose+browning,+inflammation,+and+metabolism.">Adipocyte ceramides regulate subcutaneous adipose browning, inflammation, and metabolism.</a> Cell Metab. 24 (6), 820-834 (2016).</li><li>Matthews, V. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interleukin-6-deficient+mice+develop+hepatic+inflammation+and+systemic+insulin+resistance.">Interleukin-6-deficient mice develop hepatic inflammation and systemic insulin resistance.</a> Diabetologia. 53 (11), 2431-2441 (2010).</li><li>Tschop, M., Smiley, D. L., Heiman, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ghrelin+induces+adiposity+in+rodents.">Ghrelin induces adiposity in rodents.</a> Nature. 407 (6806), 908-913 (2000).</li><li>Garcia, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mature-onset+obesity+in+interleukin-1+receptor+I+knockout+mice.">Mature-onset obesity in interleukin-1 receptor I knockout mice.</a> Diabetes. 55 (5), 1205-1213 (2006).</li><li>Kowalski, G. M., Bruce, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+regulation+of+glucose+metabolism:+Implications+and+considerations+for+the+assessment+of+glucose+homeostasis+in+rodents.">The regulation of glucose metabolism: Implications and considerations for the assessment of glucose homeostasis in rodents.</a> Am J Physiol Endocrinol Metab. 307 (10), E859-E871 (2014).</li><li>McGuinness, O. P., Ayala, J. E., Laughlin, M. R., Wasserman, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NIH+experiment+in+centralized+mouse+phenotyping:+the+Vanderbilt+experience+and+recommendations+for+evaluating+glucose+homeostasis+in+the+mouse.">NIH experiment in centralized mouse phenotyping: the Vanderbilt experience and recommendations for evaluating glucose homeostasis in the mouse.</a> Am J Physiol Endocrinol Metab. 297 (4), E849-E855 (2009).</li></ol>

Avgjørende skritt
Protokollene beskrevet her gir et eksempel på måter å måle kroppssammensetning og ulike metabolske parametere i mus med en kropp komposisjon analysator og en metabolsk dyr overvåkingssystem. For begge teknikker er det kritisk viktig å sikre at maskinene er fungerer optimalt, og dette er det viktig at forskeren utfører en systemtest for kroppen sammensetning analyzer og kalibrerer til en kjent gass komposisjon for den metabolske dyr overvåking systeme...

Metabolisme underbygger mange aspekter av vanlige mobilnettet, orgel og hele kroppen fysiologi. Derfor i innstillingen for ulike patologi, endringer i metabolisme kan direkte bidra til den underliggende tilstanden eller kan bli negativt påvirket som en bivirkning av patologi. Tradisjonelt, har metabolske forskning og studier i energibalansen vært fokusert på fedme og relaterte forhold som insulinresistens, pre-diabetes, glukose intoleranse, hjerte-og karsykdommer og diabetes. Denne forskningen er garantert gitt økende utbredelsen av slike forhold over hele verden og enkelt, samfunnsmessige, og økonomiske kostnadene disse forholdene påføre. Slik utvikling av forebyggende strategier og nye therapeutics til målet fedme er et kontinuerlig mål i forskningslaboratorier verden og prekliniske musen modeller er sterkt grunnlag for disse studiene.
Mens veier mus gir en pålitelig vurdering av vekt gevinst eller tap, gir det ikke en oversikt over de ulike komponentene som utgjør hele kroppen sammensetning (fettmasse, lean mass, gratis vann samt andre komponenter som pels og klør). Veiing av fett pads etter fullført studier når musen er avdøde gir et nøyaktig mål på ulike fett depoter, men kan bare gi data for et enkelt punkt. Som en konsekvens, er det ofte nødvendig å registrere flere kohorter for å undersøke utvikling av fedme over tid, betydelig økt dyr tall, tid og kostnader. Bruk av dual-energi X-ray absorptiometry (DEXA) gir en tilnærming for å vurdere kroppen fett og lean vev innholdet og gir forskeren å få data på en langsgående måte. Imidlertid prosedyren krever mus å være bedøvet1, og gjentatte utbrudd av anestesi kan påvirke akkumulering av fettvev eller påvirke andre aspekter av metabolske regulering. EchoMRI benytter kjernefysiske magnetisk resonans relaxometry for å måle fett og lean mass, gratis vann og totale vann innhold. Dette er oppnåelig på grunn av etableringen av kontrasten mellom ulike vev komponenter, med forskjeller i varighet, amplitude og romlige fordelingen av genererte radiofrekvenser tillater avgrensning og måling av hver vev. Denne teknikken er en fordel som det er ikke-invasiv, rask, enkel, krever ingen anestesi eller stråling og, viktigst, har blitt positivt validert mot kjemisk analyse2.
En viktig vurdering av fedme og related forskning er energi balanse ligningen. Fett ansamling er mer komplisert enn ren energi i (matinntaket) versus energi ut (energiforbruk), er de viktige faktorer for å kunne måle. Daglig energiforbruk er summen av fire ulike komponenter: (1) basale energiforbruk (hvile metabolic rate); (2) energiforbruk på grunn av termiske effekten av matforbruk; (3) energien som kreves for thermoregulation; og (4) energien brukes på fysisk aktivitet. Som energiforbruket genererer varme, kan måle varmeproduksjon av et dyr (kjent som direkte calorimetry) brukes til å vurdere energiforbruket. Alternativt, måling av inspirert og utløpt konsentrasjoner av O2 og CO2, slik at for fastsettelse av hele kroppen O2 forbruk og CO2 produksjon, kan benyttes som en måte å måle indirekte (indirekte calorimetry) varmeproduksjon og dermed beregne energiforbruket. En økning i matinntaket eller en nedgang i energiforbruket vil predispose mus til vektøkning og observasjoner av endringene i disse parametrene kan gi nyttig informasjon på sannsynlig virkningsmekanismer bestemt modeller av fedme. Relaterte metabolske parameter rundt er åndedretts utveksling forholdet (RER), en indikator på andelen av underlaget/drivstoff (dvs. karbohydrater eller fett) som gjennomgår metabolisme og utnyttet for å produsere energi. Måling av matinntaket (energi fortært) kombinert med fysisk aktivitet, O2 forbruk, RER og energiforbruket kan dermed gir en bred forståelse av en organismes metabolske profil. En metode å samle slike data er å bruke en omfattende laboratoriet dyr overvåkingssystem (MUSLINGER), som er basert på metoden indirekte calorimetry å måle energiforbruk og har tilleggsfunksjoner for fastsettelse fysiske aktivitetsnivå (bjelke bryter) og matinntaket via skalaer innlemmet i måling kammeret.
I denne protokollen gir vi en rett fram beskrivelse av bruk av en kropp komposisjon analysator å vurdere kroppssammensetning i mus og et metabolske dyr overvåkingssystem å måle aspekter av metabolismen. Hensyn og begrensninger for disse teknikkene vil bli diskutert og foreslåtte metoder for analyse, tolkning og datarepresentasjon.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1053">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">4 in 1 system</td>
			<td style="width:157px;">EchoMRI</td>
			<td style="width:275px;">4 in 1 system</td>
			<td style="width:371px;">Whole body composition analyser</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Canola oil test sample (COSTS)</td>
			<td>EchoMRI</td>
			<td style="width:275px;">Mouse-specific (contact company for cat number)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Animal specimen holder&#160;</td>
			<td>EchoMRI</td>
			<td style="width:275px;">103-E56100R</td>
			<td style="width:371px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Delimiter&#160;</td>
			<td>EchoMRI</td>
			<td style="width:275px;">600-E56100D</td>
			<td style="width:371px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">12 chamber system</td>
			<td>Columbus Instruments</td>
			<td>Custom built</td>
			<td>Metabolic Caging System; includes control program</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Drierite</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>238988</td>
			<td>CLAMS consumable</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Calibration gas tank</td>
			<td>Air Liquide</td>
			<td>Mixed to order</td>
			<td>Gas calibration (0.5% CO2, 20.5% O2, balance nitrogen).&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Normal chow diet</td>
			<td>Specialty Feeds</td>
			<td>Irradiated mouse and rat diet</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">High fat diet</td>
			<td>Specialty Feeds</td>
			<td>SF04-001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Balance</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td>PL202-S</td>
			<td>Balance for weighing mice</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">TexQ Disinfectant spray</td>
			<td>TexWipe</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hydrogen Peroxide cleaning solution</td>
			<td>TexWipe</td>
			<td>TX684</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

body composition and metabolic caging analysis in high fat fed mice

Endringer i kroppssammensetning (fett eller magert massen), metabolsk parametere som hele kroppen oksygenforbruk, energiforbruk, og underlaget utnyttelse og atferd som matinntaket og fysisk aktivitet kan gi viktig informasjon om de underliggende mekanismene sykdom. Gitt viktigheten av kroppssammensetning og metabolisme til utviklingen av fedme og dens påfølgende sekvele, er det nødvendig å foreta nøyaktige målinger av disse parameterne i innstillingen prekliniske undersøkelser. Fremskritt innen teknologi de siste tiårene har gjort det mulig å utlede disse tiltakene på gnager modeller i en ikke-invasiv og langsgående mote. Følgelig tiltakene metabolske har vist seg nyttig når vurdere responsen av genetisk manipulasjon (for eksempel knockout eller transgene mus, viral sammenleggbare eller overuttrykte gener), eksperimentelle stoffet/sammensatte screening og kosttilskudd, atferdsmessige eller fysisk aktivitet intervensjoner. Her beskriver vi protokollene som brukes til å måle kroppssammensetning og metabolske parametere med et dyr overvåkingssystem i chow-matet og høy fett diett-matet mus.

Resultatene sett i Figur 3 viser en typisk endring i kroppen sammensetning parametere på høy fett fôring, målt via EchoMRI. Ved baseline var det ingen forskjell i noen parameter målt (figur 3A-F). Men etter bare en uke med høyt fettinnhold fôring, var det en betydelig økning i kroppsvekt, fettmasse og masse fettprosent i gruppen HFD (figur 3A,B,D</str...

Watch this Scientific Journal Video about Body Composition and Metabolic Caging Analysis in High Fat Fed Mice at JoVE.com

Body Composition and Metabolic Caging Analysis in High Fat Fed Mice

Kroppssammensetning og metabolske Caging analyse i høy fett Fed mus

Denne protokollen beskriver bruken av en kropp komposisjon analyzer og metabolske dyr overvåkingssystem som karakteriserer kroppssammensetning og metabolske parametere i mus. En fedme modell av fettrikt fôring brukes som et eksempel for anvendelse av disse teknikkene.

Alterations to body composition (fat or lean mass), metabolic parameters such as whole-body oxygen consumption, energy expenditure, and substrate ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Hyperinsulinemic-euglycemic Clamps in Conscious, Unrestrained Mice

Hyperinsulinemic-euglycemic Klemmer i Conscious, Uhemmet Mus

Type 2 diabetes is characterized by a defect in insulin action. The hyperinsulinemic-euglycemic clamp, or insulin clamp, is widely considered the "gold ...

Protocol for Long Duration Whole Body Hyperthermia in Mice

Protokoll for lang varighet Whole Body Hypertermi i Mus

Hyperthermia is a general term used to define the increase in core body temperature above normal. It is often used to describe the increased core body ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

Carotisar infusjoner for farmakokinetiske og farmakodynamiske Analyse av Taxaner i Mus

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Dissection of the Mouse Pancreas for Histological Analysis and Metabolic Profiling

Disseksjon av musen bukspyttkjertelen for histologiske analyse og metabolske profilering

We have been investigating the pancreas specific transcription factor, 1a cre-recombinase; lox-stop-lox- Kristen rat sarcoma, glycine to aspartic acid at ...

Semi-automated Analysis of Mouse Skeletal Muscle Morphology and Fiber-type Composition

Halvautomatisk analyse av musen Skjelettmuskel morfologi og Fiber-type sammensetning

For years, distinctions between skeletal muscle fiber types were best visualized by myosin-ATPase staining. More recently, immunohistochemical staining of ...

Study of In Vivo Glucose Metabolism in High-fat Diet-fed Mice Using Oral Glucose Tolerance Test (OGTT) and Insulin Tolerance Test (ITT)

Study of In Vivo Glucose Metabolism in High-fat Diet-fed Mice Using Oral Glucose Tolerance Test OGTT and Insulin Tolerance Test ITT

Studie av i Vivo glukose metabolisme i fettrikt kosthold-matet mus muntlig glukose toleranse Test (OGTT) og Insulin toleranse Test (ITT)

Obesity represents the most important single risk factor in the pathogenesis of type 2 diabetes, a disease which is characterized by a resistance to ...

Incorporation of a Survivable Liver Biopsy Procedure in Mice to Assess Non-alcoholic Steatohepatitis (NASH) Resolution

Incorporation of a Survivable Liver Biopsy Procedure in Mice to Assess Non-alcoholic Steatohepatitis NASH Resolution

Innlemmelse av en overlevingsdyktige leveren biopsiprosedyre i mus å vurdere alkoholfrie Steatohepatitis (NASH) oppløsning

Clinical trials assessing therapies for the treatment of non-alcoholic steatohepatitis (NASH) involve a baseline and end of study liver biopsy, and ...

Quantitative Analysis of Cellular Composition in Advanced Atherosclerotic Lesions of Smooth Muscle Cell Lineage-Tracing Mice

Kvantitativ analyse av mobilnettet komposisjon i avansert aterosklerotisk lesjoner av glatt muskel celle avstamning-Tracing mus

Atherosclerosis remains the leading cause of death worldwide and, despite countless preclinical studies describing promising therapeutic targets, novel ...

Vinyl Chloride and High-Fat Diet as a Model of Environment and Obesity Interaction

Vinyl klorid og High-fat Diet som en modell av miljø og fedme interaksjon

Vinyl chloride (VC), an abundant environmental contaminant, causes steatohepatitis at high levels, but is considered safe at lower levels. Although ...

Segmentation and Linear Measurement for Body Composition Analysis using Slice-O-Matic and Horos

Segmentering og lineær måling for kroppssammensetningsanalyse ved hjelp av Slice-O-Matic og Horos

Body composition is associated with risk of disease progression and treatment complications in a variety of conditions. Therefore, quantification of ...