Name: using deuterium oxide as a non-invasive, non-lethal tool for assessing body composition and water consumption in mammals
Uploaded: 2020-02-20T12:00:00
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この研究は、MDC協同組合協定(#416)、米国森林サービス協同組合協定(16-JV-11242311-118)、米国獣医栄養学会、ウォルサム/ロイヤルカニン、米国グラント(助成金番号:00049049)、NIHトレーニング補助金(助成金番号:T32OS011126)、ミズーリ大学獣医学研究プログラムによって支持されました。著者らは、この原稿を事前に見直してくれたシャノン・エーラーズに感謝しています。D2 O規格を提供し、研究室の使用を許可してくれたロバート・バックス博士に感謝します。

ここに記載されているすべての実験は、ミズーリ大学動物管理使用委員会によって承認され、ミズーリ州保全省(MDC)野生生物科学収集許可(許可#16409と#17649)の下で実施されました。
1. 滅菌、等張、食剤D2Oストック溶液の調製
<ol><li>9.0 g/Lの50 mLのストック溶液を作る D2 O.<ol>
<li>450 mgの医薬品グレードのNaClを計量し、すべてのNaClを100mLの殺菌ビーカーに移し...

<ol>
	<li>Schiffmann, C., Clauss, M., Hoby, S., Hatt, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+body+condition+scoring+in+zoo+animals+&#8211;+composite,+algorithm+and+overview+approaches.">Visual body condition scoring in zoo animals &#8211; composite, algorithm and overview approaches.</a> Journal of Zoo Aquarium Research. 5 (1), (2017).</li><li>Peig, J., Green, A. 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E., 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=Adiposity+and+Reproductive+Cycling+Status+in+Zoo+African+Elephants.">Adiposity and Reproductive Cycling Status in Zoo African Elephants.</a> Obesity (Silver Spring). 26 (1), 103-110 (2018).</li><li>Kanchuk, M. L., Backus, R. C., Calvert, C. C., Morris, J. G., Rogers, Q. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neutering+Induces+Changes+in+Food+Intake+Body+Weight,+Plasma+Insulin+and+Leptin+Concentrations+in+Normal+and+Lipoprotein+Lipase&#8211;Deficient+Male+Cats.">Neutering Induces Changes in Food Intake Body Weight, Plasma Insulin and Leptin Concentrations in Normal and Lipoprotein Lipase&#8211;Deficient Male Cats.</a> The Journal of Nutrition. 132 (6), 1730S-1732S (2002).</li><li>Eichhorn, G., Visser, G. 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H., Pinshow, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+lean+mass+and+in+organs+of+nutrient+assimilation+in+a+long-distance+passerine+migrant+at+a+springtime+stopover+site.">Changes in lean mass and in organs of nutrient assimilation in a long-distance passerine migrant at a springtime stopover site.</a> Physiological Zoology. 71 (4), 435-448 (1998).</li><li>Hood, W. R., Oftedal, O. T., Kunz, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variation+in+body+composition+of+female+big+brown+bats+(Eptesicus+fuscus.)+during+lactation.">Variation in body composition of female big brown bats (Eptesicus fuscus.) during lactation.</a> Journal of Comparative Physiology B. 176 (8), 807-819 (2006).</li><li>Backus, R. C., Havel, P. J., Gingerich, R. L., Rogers, Q. 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重水素酸化物の使用は、1940年代17年以降に使用されており、ヒトおよび様々な国内および野生生物種4、6、7に使用されている。生体電気インピーダンス解析(BIA)、DXA、定量磁気共鳴(QMR)など、その他の非破壊技術が開発されています。各方法には、体組成を評価するための特定の方法論を選択する前に考?...

身体状態スコアリングシステムおよび身体状態指数は、種1、2の健康状態または適合性を評価するために使用される一般的な技術である。多くの国産および動物学の種は、動物の筋肉と表面性脂肪組織を評価するために使用されるユニークな体の状態スコアリング(BCS)システムを持っています3.ただし、BCS 評価は評価者に依存し、トレーニングを受けた評価者によって評価された場合、BCS は客観的または半定量的な測定になります。野生動物種では、身体状態指数はBCSではなく一般的に使用され、前腕2に対する体重と体の大きさまたは体重の比率に基づいています。身体状態のインディシスは、しばしば採餌の影響によって混乱し、体の大きさだけでなく、統計的および没収的な問題4によって混乱することができます。
体の状態スコアリングシステムと体の状態のインデックスの代替は、体組成を決定するために安定した同位体を使用しています。一般的に用いられる安定同位体は、水素原子が重水素同位体である非放射性水である重水素酸化物(D2O)である。本研究で説明した重水素酸化物希釈法は、ヒト5および広範囲の種4、6、7における体組成を推定するために用いられる非主観的、定量的、および反復可能な技術であり得る。この技術は、野生生物の体組成を研究するのに有利です。たとえば、管理アクションの前後など、体組成の縦方向の変化を評価するために使用できます。しかし、いくつかの野生生物種の重水素酸化物は、実際の水分含有量を過大評価することができます8.従って、種に対する技術を適応させる場合、非絶滅危惧種の重水素法とカーカス分析を比較して、その方法を検証することが重要である。絶滅危惧種や絶滅危惧種の場合、二重X線吸収測定(DXA)などの非破壊法は、完全な死体分析のゴールドスタンダード破壊法との代替比較方法として考慮されるべきである。
体組成に加えて、D2O希釈技術は、個々の動物9の水消費量を決定するために使用することができる。このD2Oのユニークな応用は、研究の質問に答えるだけでなく、大きな社会的な環境に収容されている個々の動物の水消費量を評価するのに役立ちます。
ここでは、昆虫、大きな茶色のコウモリ(エッテシカス・フスカス)、肉食動物、猫(フェリス・カティス)の水消費量を評価するための体組成を評価するためのD2O希釈技術の適応について説明します。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.2 micron non-pyrogenic disk filter</td>
			<td>Argos Technologies</td>
			<td>FN32S</td>
			<td>nylon, 30mm diameter, 0.22um, sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5 mL conical microcentrifuge tubes</td>
			<td>USA Scientific</td>
			<td>1415-9701</td>
			<td>1.5 ml self-standing microcentrifuge tube, natural with blue cap</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 mL sterile glass vial for injection</td>
			<td>Mountainside Medical Equipment</td>
			<td>MS-SEV10</td>
			<td>clear, sterile glass injection unit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 mL syringe</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>305219</td>
			<td>sterile 10 mL syringe individually wrapped</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100 mL sterile glass vial for injection</td>
			<td>Mountainside Medical Equipment</td>
			<td>AL-SV10020</td>
			<td>clear, sterile glass injection unit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20 gauge needle</td>
			<td>Exel</td>
			<td>26417</td>
			<td>needles hypodermic 20g x 1&#34; plastic hub (yellow) / regular bevel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>22 gauge needle</td>
			<td>Exel</td>
			<td>26411</td>
			<td>needles hypodermic 22g x 1&#34; plastic hub (black) / regular bevel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>deuterium oxide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>151882-25G</td>
			<td>99.9 atom % D</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>isofluorane</td>
			<td>Vetone</td>
			<td>3060</td>
			<td>fluriso isoflurane, USP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OMNIC Spectra Software</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>833-036200</td>
			<td>FT-IR standard software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>petroleum jelly</td>
			<td>Vaseline</td>
			<td>305212311006</td>
			<td>Vaseline, 100% pure petroleum jelly, original, skin protectant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>plastic capillary tubes</td>
			<td>Innovative Med Tech</td>
			<td>100050</td>
			<td>sodium heparin anticoagulant, 50 &#956;L capacity, 30 mm length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sealed liquid spectrophotometer SL-3 FTIR CAF2 Cell</td>
			<td>International Crystal Laboratory</td>
			<td>0005D-875</td>
			<td>0.05 mm Pathlength</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium chloride</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>1.37017</td>
			<td>suitable for biopharmaceutical production</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermo Electron Nicolet 380 FT-IR Spectrometer</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>269-169400</td>
			<td>discontinued model, newer models available</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using deuterium oxide as a non-invasive, non-lethal tool for assessing body composition and water consumption in mammals

身体状態スコアリングシステムおよび身体状態指数は、種の健康状態または適合性を評価するために使用される一般的な技術である。身体状態スコアリングシステムは、評価者に依存し、非常に主観的である可能性を有する。身体状態指数は、採餌、体重の影響、統計的および没収的な問題によって混乱する可能性があります。体の状態スコアリングシステムと体の状態のインデックスの代替は、体組成を決定する重水素酸化物などの安定同位体を使用しています。重水素酸化物希釈法は、ヒト、野生生物、および国内種の体組成を推定するために使用される反復可能な定量的手法である。さらに、重水素酸化物希釈技術は、個々の動物の水消費量を決定するために使用することができる。ここでは、大きな褐色コウモリ(エプテシカス・フスカス)における体組成を評価し、猫の水消費量を評価するための重水素酸化物希釈技術の適応について説明する。

重水素酸化希釈技術は、様々な種の体組成を評価するために使用することができる。適応性を実証するために、北米の昆虫コウモリ種、エッテシカス・フスカス、代表的な結果のための大きな茶色のコウモリで重水素酸化物希釈技術の最初の使用を報告しています。タイミングプラトーは、平衡期間が不明な種で行われるべきとして、プレD2O注射血液?...

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Using Deuterium Oxide as a Non-Invasive, Non-Lethal Tool for Assessing Body Composition and Water Consumption in Mammals

この記事では、全体水、赤身の体重、体脂肪量、および水の消費量を決定するために、昆虫と肉食動物の2つの哺乳類における重水素酸化物希釈技術について説明します。

哺乳類の体組成と水消費量を評価するための非侵襲的で非致死的なツールとしての重水素酸化物の使用

Body condition scoring systems and body condition indices are common techniques used for assessing the health status or fitness of a species. Body ...

このプロトコルを使用して、重水素酸化物、またはD2O、水の非放射性、安定同位体、体組成および水消費量を推定するために使用することができる。この技術は非侵襲的であり、したがって絶滅危惧種、ならびにヒトおよび家畜種における体組成を評価するために使用することができる。重水素酸化物希釈技術のユニークなアプリケーションは、高い奪還率または社会的に収容された動物の自由範囲の野生生物の水消費量を測定する能力です。麻酔は必要ないが、重水素酸化物を送達する前に動物を鎮静させるために皮下注射を与えることに精通していない人にとっては簡単かもしれない。サラ・フーパーと私と一緒に手順をデモンストレーションするのは、アマンダ・エシェルマンとアシュリー・コーワン、獣医学生、そして私の研究室の大学院生であるアリシア・ロイスタチャーです。1リットル当たり9グラムの50ミリリットルのストック溶液を塩分化した重水素酸化物を作るために、最初に450ミリグラムの医薬グレードの塩化ナトリウムを量り、正確な量を小数点以下4桁に記録する。すべての塩を殺菌した100ミリリットルビーカーに移し、滅菌された段階的なシリンダーで99.8%以上の重水素酸化物の50グラムを測定します。重水素酸化物の正確な量を小数点以下4桁に記録し、重水素酸化物を塩化ナトリウムの滅菌ビーカーに移します。次に、10ミリリットルのシリンジバレルを取り付けたサブミクロン孔を備えた非発熱性の無菌ディスクフィルターに20ゲージの針を取り付け、無菌、空、100ミリリットルバイアルの中隔に針を挿入します。真空管を22ゲージの針に取り付け、針を100ミリリットルバイアルの中隔に挿入します。その後、10ミリリットルのイソスモティック強度の塩化ナトリウムをシリンジバレルにロードし、重水素酸化物溶液がゆっくりとバイアルにろ過し始めるまでゆっくりと真空をオンにします。50ミリリットルの体積全体がろ過されるまで、重水素酸化物ストック溶液をシリンジバレルに注ぎ続けます。麻酔下のコウモリのつまみつまみへの応答の欠如を確認した後、アルコール準備パッドを使用して大腿静脈の上にウロパタギウムをきれいにし、乾燥させた乾燥した尾膜を可能にする。石油ゼリーの薄い層を大腿静脈の上に塗布し、29ゲージの針を使用して、大腿静脈の背部部分を穿刺します。その後、100マイクロリットルの血液を収集するためにプラスチックナトリウムヘパリン毛細管を使用してください。全血とヘパリンナトリウムの適切な混合を確実にするために、標識する前に採血後に各チューブをそっと転がす。注入するグラム中の重水素酸化物の質量を決定した後、重水素酸化物の適切な量を有する29ゲージ針を装備したインスリン注射器をロードする。重水素を装填したインスリン注射器と針の重量を秤量し、体重を小数点以下4位に記録し、麻酔付きコウモリの後部股関節領域の上に皮下に重水素酸化物の全容を注入する。帯電防止ドラフトシールドを備えた精密スケールを使用し、注入前に負圧を確保するためにプランジャーを引き戻すことをお勧めします。注射直後に、現在空のインスリン注射器と針の重量を量り、小数点以下4桁に体重を記録する。血液採取後30分以内に、ヘマトクリット遠心分離機を使用して、各毛細管を10,000回gで5分間回転させます。鋭利なはさみを使用して、全血と血漿の間のプラスチック毛細管チューブを切断し、200マイクロリットルのピペットを使用して、プラズマを標識された500マイクロリットル貯蔵チューブに直接排出します。平衡期間の後、ちょうど示したように、大腿静脈から別の100マイクロリットルの血液を収集して保存する。FTIR分光光度法解析では、蒸留を容易にするために砂浴の温度を摂氏60度に設定し、各プラズマサンプルと標準の50マイクロリットルを個々の1.5ミリリットルの円錐形のマイクロ遠心分離キャップに加えます。マイクロ遠心分離機のキャップを逆さまに保ち、1.5ミリリットルの円錐型マイクロ遠心分離チューブをキャップにねじ込み、反転チューブを砂風呂に接触させ、最低12時間置きます。翌朝、新しい清潔なキャップを各チューブに置き、マイクロ遠心分離機でマイクロ遠心分離管を10秒間パルスします。液体透過セルをFTIR分光計に取り付け、メタノールでセルを充填します。注入口を接続し、気泡の危険を減らすために慎重にメタノールシリンジを除去しながら、バックグラウンド水でセルをゆっくりと満たします。サンプルの後分析を取り外しできるように、出力ポートにチューブを取り付け、FTIR分光器ソフトウェアを開きます。テーブルに従ってパラメータを設定し、希釈剤、0.22マイクロメートルのろ過水を使用してバックグラウンドサンプルを収集し、蒸留水。100万個の重水素酸化物標準ごとにゼロ部品の40マイクロリットルを注入し、カンマ区切り値ファイルとしてスペクトルを記録して保存します。標準曲線を作成するためにすべての標準のスペクトルを注入して保存した後、液体透過セルに各蒸留サンプルの40マイクロリットルを注入し、スペクトルを保存します。既知の平衡時間では、野生に捕まった大きな茶色のコウモリと捕虜の大きな茶色のコウモリのための総体水、無駄のない体重、体脂肪量を決定することができます。負の体脂肪量は、重水素酸化物の全用量を受け取らない、平衡期に魚雷になる、異常に大きな脂肪塊と最小限の無駄のない質量を有する、またはデュアルX線吸収法によって決定される3〜5%以下の体脂肪を有する:以下の理由の1つ以上のために計算することができる。ここで、重水素酸化物希釈法と比較して重いX線吸収法によって求められる体脂肪の代表割合が示されている。2つの技術はよく相関しており、体脂肪量は体脂肪と体重の間に強い相関関係を示し、重水素酸化物希釈技術は一貫して体脂肪量を超えたり過小評価したりしていない。重水素酸化物希釈法は、以前に猫で検証されており、実験の各食餌ブロックの間に社会的に収容された猫の毎日の水消費量の測定を可能にするためにこの技術が適応されました。この技術は健康な動物に対してのみ実行されるべきであり、各動物に重さ、記録し、重水素酸化物の全用量を正確に提供する必要があることを覚えておいてください。完全なカルカス分析やDEXAなどの体組成を決定するための二次的な方法を、重水素酸化物技術を検証するために完了することができる。この技術により、各猫を分離せずに異常に大量の水を消費していた社会的に収容された猫を特定して水の消費量を測定することができました。

Research

JoVE Journal

Environment

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内部リン負荷の尺度として湖堆積物の研究室に決定されたリンフラックス

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Use of Chironomidae (Diptera) Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

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水域のためのユスリカ（双翅目）簡易生物調査プロトコルとして表面フローティング蛹脱皮殻の使用

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. ...

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. Part III. Virus Detection by RT-qPCR

エンテロウイルスと文化およびRT-qPCRにより水中のノロウイルス発生のEPAメソッド1615測定。パートIII。 RT-qPCRによりウイルス検出

EPA Method 1615 measures enteroviruses and noroviruses present in environmental and drinking waters. This method was developed with the goal of having a ...

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

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ウランの酸化銅ナノ粒子による微量元素の除去<em&gt;その場での</em&gt;回復ブリード水と細胞生存率への影響

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Soil Lysimeter Excavation for Coupled Hydrological, Geochemical, and Microbiological Investigations

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Screening for Endocrine Activity in Water Using Commercially-available In Vitro Transactivation Bioassays

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水中の内分泌活性のスクリーニング市販の使い方<em&gt;インビトロ</em&gt;トランスバイオアッセイ

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