Using the Activity-based Anorexia Rodent Model to Study the Neurobiological Basis of Anorexia Nervosa

Tara Gunkali Chowdhury; Yi-Wen Chen; Chiye Aoki

doi:10.3791/52927

JoVE Journal > Behavior

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行为学

Unter Verwendung des Activity-based Anorexia Nagetiermodell die neurobiologischen Grundlagen von Anorexia Nervosa Study

Published: October 22, 2015

doi:

10.3791/52927

Tara Gunkali Chowdhury¹, Yi-Wen Chen¹, Chiye Aoki¹

¹Center for Neural Science,New York University

Summary

Here we present a protocol to induce activity-based anorexia (ABA) in female adolescent mice. ABA is a condition of hyperactivity evoked by imposing food restriction on rodents with access to a running wheel. This phenomenon is being used as a model to study the underlying neurobiology of anorexia nervosa.

Abstract

Anorexia nervosa (AN) ist eine psychiatrische Erkrankung, gekennzeichnet durch übermäßig eingeschränkten Kalorienzufuhr und abnorm hohen Konzentrationen von körperlicher Aktivität. Eine herausfordernde Krankheit zu behandeln, wegen des Mangels an Verständnis für die zugrunde liegenden neurobiologischen, hat eine der höchsten Sterblichkeitsrate bei psychiatrischen Erkrankungen. Um diesem Bedarf, Neurowissenschaftler sind mit einem Tiermodell zu untersuchen, wie neuronale Schaltkreise kann in Richtung Anfälligkeit für AN bei und kann durch einen berührt. Activity-Based Anorexie (ABA) ist ein Bio-Verhaltensphänomen bei Nagetieren, die Modelle der wichtigsten Symptome der Anorexia nervosa beschrieben. Bei Nagetieren mit freiem Zugang zu freiwilligen Übung auf einem Laufrad Erfahrung Nahrungsmittelbeschränkung, hyperaktiv werden sie – laufen mehr als Tiere mit freiem Zugang zu Futter. Hier beschreiben wir die Verfahren, durch die ABA im jugendlichen weiblichen C57BL / 6 Mäusen induziert. Am postnatalen Tag 36 (S36), wird das Tier mit Zugang zu freiwilligen Übung auf einem LaufuntergebrachtRad. 4 Tage nach Akklimatisierung an dem Laufrad, auf P40, alle Lebensmittel aus dem Käfig entfernt. Für die nächsten 3 Tage wird das Essen auf den Käfig (so dass Tiere freien Zugang zu den Speisen) für 2 Stunden täglich zurückgegeben. Nach dem vierten Tag der Nahrungsmittelbeschränkung wird freier Zugang zu Futter zurückgegeben und das Laufrad aus dem Käfig entfernt, um den Tieren zu erholen. Kontinuierliche mehrtägige Analyse der Laufrad-Aktivität zeigt, dass Mäuse, hyperaktiv innerhalb von 24 Stunden nach Beginn der Nahrungsmittelbeschränkung. Die Mäuse laufen auch während der begrenzten Zeit, während der sie den Zugang zu Nahrung haben. Darüber hinaus wird die zirkadiane Muster der Radfahr durch die Erfahrung der Nahrungsmittelbeschränkung gestört. Wir waren in der Lage, um neurobiologische Veränderungen mit verschiedenen Aspekten des Rades Laufverhalten der Tiere auf bestimmte Hirnregionen und neurochemische Veränderungen mit Widerstandsfähigkeit und Anfälligkeit für Nahrungseinschränkung induzierte Hyperaktivität implizieren korrelieren.

Introduction

Anorexia nervosa (AN) ist eine psychiatrische Erkrankung, die durch übermäßige Einschränkung der Nahrungsaufnahme, Über Bewegung und irrationale Ängste vor Gewichtszunahme. Eine der tödlichsten psychiatrischen Erkrankungen ^1, hat einen nicht anerkannten pharmakologischen Behandlung auf dem neuesten Stand, und die neurobiologischen Mechanismen und Auswirkungen der Krankheit sind weitgehend unverstanden. Wir untersuchen ein Tiermodell der AN, um die neurobiologischen und neurochemische Veränderungen mit Markenzeichen Symptome der Krankheit assoziiert zu entdecken.

Activity-Based Anorexie (ABA) ist ein Bio-Verhaltensphänomen bei Nagetieren beschrieben, dass Modelle einige der Merkmale eines ^2,3. Bei Nagetieren mit freiem Zugang zu freiwilligen Übung auf einem Laufrad Erfahrung Nahrungseinschränkung, viele, aber nicht alle, werden hyperaktiv – laufen mehr als liefen sie vor dem Ausbruch der Lebensmitteleinschränkung ^3,4. Es gab viele Erklärungsversuche für die Über Ausübung ausgestelltABA Tieren und einem Patienten: dass es eine Form der Sammelverhalten ⁵ ist ein Mechanismus, mit dem Stress der Lebensmittel-Restriktions ⁶ fertig zu werden, ein Versuch, die Körpertemperatur während Hunger-induzierte Rückgang der Stoffwechsel ⁷ zu erhöhen, oder ein Ergebnis der hypoleptinemia ⁸ . Diese Nagetiermodell gibt die AN Symptome der Körpergewichtsverlust, Hyperaktivität, freiwillige Nahrungsmittelbeschränkung, indem sie sich auf den Zugang zu bestimmten Lebensmitteln führen, Korrelationen mit Angst traits ^9,10, und die Anfälligkeit durch frühe Lebenserfahrung ¹¹ betroffen. Während die Nagetiermodell ABA gilt als ein Stress-Modell, kann dies nicht genau widerspiegeln AN bei menschlichen Patienten, die erhöhte Immunfunktion ^{12 zeigen.} Sowohl bei Nagetieren und menschlichen Patienten, einige Personen, weitere Schwachstelle als andere. Während epidemiologische Studien bemühen, die Risikofaktoren für AN aufzuklären, haben relativ wenige Studien versucht, die neurobiologischen Grundlagen für individuelle Unterschiede in der vulnerab verstehenility um ABA-Induktion in Nagetieren.

Es ist wichtig zu beachten, dass die ABA-Paradigma ist weit verbreitet, und seine Verwendung als ein Tiermodell einer schon umfassend besprochen ^6,13-15. Der Beitrag dieser aktuellen Arbeit ist es, die spezifischen Methoden verwendet werden, um ABA bei jugendlichen weiblichen Mäusen zu induzieren und einen Überblick über die Änderungen, die erforderlich sind, um die bestehenden Nagermodellen, um die Überlebensrate bei jungen Mäusen zu verbessern waren zu skizzieren. Darüber hinaus diskutieren wir verschiedene Techniken, die mit der ABA Verhaltens-Paradigma, um andere Aspekte des Tiermodell zu untersuchen gekoppelt werden kann.

Die Maus ABA-Modell ermöglicht Exploration strikt der Neurobiologie der Krankheit AN. Dies ist trennbar von den sozio-kulturellen Einflüsse, die ohne Zweifel tragen dazu Anfälligkeit einer Person. Die ABA-Modell kann auch verwendet werden, um die Wirkung der wiederkehrenden Nahrungsbeschränkung oder andere Formen von Stress in Kombination mit Rad Zugang zu untersuchen, um soeinige Aspekte eines Rückfalls ¹⁶ zu erfassen. Hemmenden Neurotransmitter-System-Funktion im Gehirn Angstzentren wurde mithilfe elektronenmikroskopischen Techniken ^4,16,17 sucht. Dendritischen Verzweigung wurde mit Neurolucida unterstützten Rückverfolgung und Analyse der Pyramidenzellen in der CA1 Bereich des Hippocampus und Amygdala ^{18,19 17} untersucht. Auswirkungen der Nahrungsmittelbeschränkung und Rad-Zugriff auf Angst habe mit Verhaltenstests untersucht, wie die erhöhten Plus-Labyrinth ^10. Die genetischen Grundlagen der Sicherheitslücke wurde unter Verwendung verschiedener Inzuchtstämme von Mäusen ⁹ untersucht. Pharmakologische Manipulationen können in einem Tiermodell vor menschliche Versuche ^20-24 getestet werden. Gentechnisch veränderte Tiere und vorübergehende Zuschlags von Genen verwendet werden, um zu untersuchen, wie Manipulation von bestimmten molekularen Wege kann das Verhalten in der ABA-Paradigma zu beeinflussen. Die Auswirkungen von Stress während der frühen Leben auf Differenz Anfälligkeit für ABA wOuld ein anderes Thema, das durch diesen Ansatz angegangen werden kann.

Protocol

Alle in diesem Protokoll beschriebenen Verfahren sind in Übereinstimmung mit der Institutional Animal Care und Verwenden Ausschuss der New York University (Animal Welfare Assurance # A3317-01). Hinweis: Dieses Protokoll ist für heranwachsende weibliche C57BL / 6-Mäuse optimiert. Die Tiere wurden in einer Anlage, RT hält bei 72 ° ± 2 ° C und Raumluftfeuchte von 50% ± 10% untergebracht. Raumbeleuchtung eingeschaltet wird von 07.00 Uhr bis 07.00 Uhr täglich. 1. Herstellung der Käfige mit Laufrädern Richten Sie den Computer und USB-Schnittstellen-Hub Stellen Sie in einem sicheren Bereich der Tierhalteraum, von fließendem Wasser und Fußgängerverkehr, aber nahe genug, um den Käfig Zahnstange, um innerhalb der Funkreichweite der Sender sein. Stellen Sie sicher, dass der Computer und USB-Schnittstellen-Hub sowohl Empfangsleistung aus der Steckdose, und der USB-Schnittstelle Hub eine Verbindung mit dem Computer über ein USB-Kabel. Verwenden Sie ein Netz Backup-Gerät, um den Computer und den USB-Hub zu betreiben. Schließen Sie den Computer to Die USB-Schnittstelle Hub über das USB-Kabel, das mit dem Laufrad Ausrüstung. Starten Sie den Computer und starten Sie die Laufrad-Software durch Doppelklick auf das Symbol. Installieren Sie drei AAA-Batterien in die Basis von jedem der Laufräder, und bestätigen, dass das Rad-Manager-Software hat sich der Sender erkannt. Listen Sie jedes Rad im Programmfenster unter der Überschrift "Rad-Sensoren." Einrichten der Konfiguration der Datenerfassung nach den jeweiligen Vorgaben des Experiments. Bereiten Sie einen Käfig für jede Maus Thema mit Bettwäsche, nestlets, freien Zugang zu Wasser und einem Laufrad. Üblicherweise werden 8 Mäusen pro Experiment für Neuroanatomie Studien verwendet. Mehr Mäuse können für Verhaltensstudien erforderlich sein, um eine ausreichende statistische Aussagekraft zu gewährleisten. Sicherstellen, dass das Laufrad ist in der Lage, sich frei ohne Berühren der Käfigwände, Nahrungsmittelkorb oder Käfig oben zu bewegen. Spin jedes Rad ein paar Mal, und bestätigen Sie, dass ter Software wird die Aktualisierung der Rad zählt für jedes Rad. 2. Akklimatisierung Phase Platzieren Sie jede Maus Thema (weibliche C57BL / 6-Maus; Alters P36) einzeln in einem Käfig mit einem Laufrad. Fügen Sie einen vorher gewogenen Menge an Trockenfutter (ca. 100 g) in die Futterraufe, und setzen Sie einen vorher gewogenen Vollcontainer (ca. 50 g) des Nassfutter in den Käfig. Im Programmfenster, beginnt das Rad-Aktivität Datenerfassung und Datenspeicherung durch Wahl der Option "Start Acquisition" im Datei-Menü. Wählen Sie das Verzeichnis, in dem die Daten gespeichert werden. Die Software wird Radumdrehungen kontinuierlich aufzuzeichnen, bis das Experiment manuell beendet wird. Wiegen Sie das Tier, Nassfutter und Trockenfutter jeden Tag zu der Zeit, die Lichter ausgeschaltet sind im Raum eingeschaltet. Refill-Trockenfutter, wenn das Gewicht unter 50 g, und ersetzen Sie die nassen Lebensmittelbehälter, wenn das Essen trocknet aus oder wird mit Bettwäsche verschmutzt. Manuell erfassen die wheel zählen jeden Tag zu dieser Zeit als auch, im Falle des Verlustes der digitalen Daten. 3. Beginnend Nahrungseinschränkung Entfernen Sie alle Nass- und Trockenfutter aus dem Käfig zu Mittag (oder 7 Stunden, bevor die Raumbeleuchtung sind geplant, um auszuschalten) am ersten Tag von Lebensmitteln Einschränkung. Am selben Tag, an dem Einsetzen des Dunkelzyklus aufzuzeichnen, das Gewicht des Tieres und dem Rad Zahl. Legen Sie einen vorher gewogenen Menge an Trockenfutter (ca. 50 g) in die Nahrungsmittelbehälter und einer vorgewogenen Menge an Nassfutter (ca. 5 g) in den Käfig in einem Wägeschiffchen. Eine frische Käfig mit Bettwäsche und nestlets für jedes Tier. Nach 2 Stunden, übertragen Sie die Laufrad auf die vorbereitete frische Käfig. Dieser Käfig Änderung stellt sicher, dass das Tier bleibt Lebensmitteln beschränkt bis zur nächsten Fütterung, falls einige Essenskrümel sind gefallen oder in der Bettwäsche gehortet worden. Um die Belastung des Käfigs Änderung zu reduzieren, fügen Sie zwei Hände voll (ca. 500 ml) der verschmutztenBettwäsche ist aus dem alten Käfig, und verschieben Sie das Tier in den neuen Käfig. Das Gewicht der verbleibenden Nass- und Trockenfutter, um die Menge der Nahrung, die gegessen wurde zu bestimmen. Nehmen Sie das Rad Zählung am Ende der Nahrungszugriffsperiode. 4. Überwachung Tiergesundheit während der Nahrungsmittelbeschränkung Jeden Tag, beim Einsetzen des Dunkelzyklus aufzuzeichnen, das Gewicht des Tieres und dem Rad Zahl. Legen Sie einen vorher gewogenen Menge des Trocken- und Nassfutter in den Käfig. Wenn das Körpergewicht des Tieres fällt unter 75% ihres ursprünglichen Körpergewichts vor der Nahrungsmittelbeschränkung, entfernen Sie sie aus dem Experiment. HINWEIS: Weitere Hinweise auf übermäßigen Hunger gehören eine gekrümmte Haltung und die Unfähigkeit, um den Käfig zu bewegen. Das Tier kann kalt anfühlt, und nicht während der 2 Stunden von Lebensmitteln Zugang essen. Eine frische Käfig mit Bettwäsche und nestlets für jedes Tier. Nach 2 Stunden, übertragen Sie die Laufrad auf die vorbereitete frische Käfig. In two Handvoll (ca. 500 ml) der verschmutzten Betten aus dem alten Käfig, und verschieben Sie das Tier in den neuen Käfig. Das Gewicht der verbleibenden Nass- und Trockenfutter, um die Menge der Nahrung, die gegessen wurde zu bestimmen. Nehmen Sie das Rad Zählung am Ende der Nahrungszugriffsperiode. 5. Beenden des Experiment Nach drei Tagen der Nahrungsmittelbeschränkung, beenden Sie die ABA-Experiment. Euthanize das Tier für die Sammlung von Hirngewebe, oder damit die Tiere vor einer zusätzlichen Verhaltenstests zu erholen. Klicken Sie auf die Option "End Acquisition" unter dem Menü Datei in dem Programmfenster. Entfernen Sie die Laufräder aus den Käfigen, und entfernen Sie die Batterien aus der Radstand. Wenn damit die Tiere sich zu erholen, geben einen vorgewogenen Menge Trockenfutter in die Futterraufe und erlauben den Tieren ad libitum Zugang zu Futter während der Wiederherstellung. 6. Datenanalyse Save all Raddaten für das Experiment in einer .wls Datei in dem zu Beginn des Experiments gewählten Verzeichnis. Exportieren von Daten in einer Tabellenkalkulation durch Wahl der Option "Export" im Datei-Menü. Wählen Sie die gewünschten .wls Dateien in der Option "Quelldatendatei". Wählen Sie den Beginn und das Ende Datum und Uhrzeit, und wählen Sie jedes Rad Sensor für den Export in den Radsensoren Liste.

Representative Results

Um die Wirkung von ABA in einer ähnlichen Population menschlicher Magersucht zu untersuchen, wurden diese Experimente in weiblichen jugendlichen Mäusen durchgeführt worden. So beginnt Rad Akklimatisierung bald nach dem Einsetzen der Pubertät bei Mäusen an Tag P36. Die Eingewöhnungsphase von P36-P40 durchgeführt und Nahrungsmittelbeschränkung von P40-P43 erfolgt. Adolescent Mäusen wachsen weiter, und ihr Körpergewicht weiter zu erhöhen, wie sie nähern volle Erwachsenenalter. Während Rad Akklimatisierung, die Mäuse in der Regel verlieren eine kleine Menge von Gewicht oder Plateau in Gewicht. Nach dem Beginn der Nahrungsmittelbeschränkung, des Körpergewichts des ABA Tieren stark ab (Abbildung 1). Das Körpergewicht der Tiere in der ABA-Gruppe verglichen werden können, um (CON) Tiere, die keinen Zugang zu einem Laufrad und nicht Nahrungsmittelbeschränkung erleben steuern. Das Rad Aktivität jedes Tier kann auf verschiedene Weise analysiert werden: (1) Die tägliche (24-Stunden) RadAktivität der ABA Tiere aufgetragen werden, die zeigen, dass die Tiere beginnen, übermäßig nach dem Beginn der Nahrungsmittelbeschränkung (Figur 2) ausgeführt werden. (2) Rad Aktivität pro Tier bei einer feineren Skala mit Hilfe der Analyse-Software, welche die zirkadiane Muster der Rad-Aktivität (Abbildung 3) untersucht werden. (3) Das Rad Aktivität während der 2 Stunden von Lebensmitteln Zugriff zeigt die freiwillige Nahrungs Einschränkung, da die Tiere die Wahl, statt zu laufen essen. (4) Nach dem Nahrungsmittel Restriktions beginnt, einige Tiere zeigen eine Zunahme der Aktivität in der Zeit unmittelbar vor dem Zeitpunkt der Zuführung. Diese tägliche Zunahme der lokomotorischen Aktivität vor der Präsentation der Speisen wird als "food antizipatorische Aktivität" (Figur 4). (5) Die Geschwindigkeit, mit der die Tiere laufen kann verglichen werden, da sowohl der Abstand und die Verweilzeit auf dem Rad werden kontinuierlich überwacht. Änderung dieser Parameter kann der Lernphase der auf dem Rad laufen zu reflektieren. <p class = "jove_content"> Tiere zeigen individuelle Variabilität in ihrem Rad Aktivität, Ernährungsverhalten und Gewichtsverlust. Während diese individuelle Variabilität macht es oft schwierig, statistisch signifikante Gruppen mittleren Unterschiede zu erhalten, öffnet es eine Allee der Analyse durch Korrelation. Zum Beispiel kann die Veränderung des Körpergewichts in ABA Mäusen korreliert mit ihrer täglichen Veränderung in Radfahr – also Tiere, die mehr Rad-Aktivität zeigten auch verloren mehr Gewicht 16. In der gleichen Studie wurde auch gezeigt, dass die GABA-erge Innervation des Hippocampus CA1-Pyramidenzellen wurde in den Tieren, die verringerte Hyperaktivität in einem zweiten Erfahrung zeigte ABA erhöht. In einer Studie mit ABA Ratten wurde festgestellt, dass die Expression von GABA-Rezeptoren, die die α4-Untereinheit korreliert mit verringerten Hyperaktivität oder Widerstandsfähigkeit gegenüber ABA 25. Abbildung 1. Änderungen des Körpergewichts während der ABA. Das Körpergewicht Daten von einer Kohorte von fünf jugendlichen weiblichen Mäusen gezeigt. Die Mäuse hatten Laufrad Zugang für die vollen 7 Tage des Experiments. Die ersten vier Tage waren die Gewöhnungsphase, nach der Nahrungsmittelbeschränkung wurde für weitere 3 Tage verhängt. Tag 0 den Beginn Nahrungsmittelbeschränkung. Fehlerbalken zeigen Standardfehler des Mittelwerts. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. Abbildung 2. Tägliche Rad Aktivität vor und nach dem Beginn der Nahrungsmittelbeschränkung. Täglich (24 hr) Rad-Aktivität ist für eine Maus gezeigt. Tag 0 den Beginn Nahrungsmittelbeschränkung. Gesamttages Rad Aktivität steigt um fast zwei-fach, nachdem dieBeginn der Nahrungsmittelbeschränkung. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. Abbildung 3. kontinuierlich überwacht Laufrad Aktivität über den 8 Tage Versuch. Ein Screenshot aus der Rad-Analyse-Software angezeigt. Dies zeigt das Rad Aktivität (Rades zählt auf der vertikalen Achse) einer einzelnen Maus über acht Tage (Zeit auf der horizontalen Achse) für den Zugang zu einem Laufrad. Unterhalb der Aktivität Grundstück ist eine Überlagerung, die die Zeiten, in denen Lichter an und aus in den Raum. Vor der Nahrungsmittelbeschränkung beginnt, das Tier zeigt minimale Aktivität während des Lichtzyklus. Die erste vertikale gestrichelte Linie zeigt den Beginn der Nahrungsmittelbeschränkung, die drei darauffolgenden Linien zeigen die 2 h Stillen beginnen jeden Tag, und rote Pfeile zeigen the Entstehung von Nahrungsmittelvorausschauende Tätigkeit während der Lichtphase. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. Abbildung 4-Rad-Aktivität wird in allen Stunden des Tages erhöht, aber am dramatischsten in der Zeit vor dem Essen Zugang. Radfahr ist für vier 6 h Sektoren des Tages angezeigt. Bars mit "Vor FR" zeigen die durchschnittliche Anzahl der Rad zählt in den letzten beiden Tagen der Akklimatisierung Phase. Bars mit "Während FR" zeigen die ersten beiden Tage der Nahrungsmittelbeschränkung phase. "Recovery" zeigt die Aktivitätsniveaus, nachdem die Tiere durften ohne Laufrad für mindestens 6 Tage zu erholen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Discussion

Die kritischen Aspekte der ABA-Modell sind (1) freien Zugang zu freiwilligen Übung auf einem Laufrad und (2) Nahrungsmittelbeschränkung mit Nahrung Zugang zu einem eingeschränkten Zeitraum begrenzt. Zugang zu einem Laufrad erlaubt dem Tier, um zu wählen, um das Rad zu verwenden und gibt einen Hinweis auf die Wirkung von Nahrung Beschränkung auf die Motivation des Tieres ausüben. Umgekehrt erlaubt zeitlich begrenzten Nahrungsmittelzugang (anstatt kalorien Einschränkung) der Versuchsleiter die freiwillige Nahrungsmittelbeschränkung durch die Überwachung des Umfangs, in dem die Tiere entscheiden, während der Öffnungszeiten der Lebensmittelzugang laufen zu messen. Auf diese Weise ist ABA ein ausgezeichnetes Modell des Selbst-Hunger, die in einem auftritt.

Um das Rauschen in den Mausverhalten Daten zu minimieren, ist es wichtig, die Menge an unvorhersehbaren betonen, dass die Tiere Erfahrung zu minimieren. So sollte beispielsweise Behandlung der Tiere auf ein Minimum gehalten werden kann, mit den Tieren, die nur während Wiege gestört, sobald einTag. Der Versuchsleiter Umgang mit den Tieren sollten geschult und komfortabel mit der Handhabung der Tiere werden. Wenn möglich, sollte eine Person, die Tiere während des Experiments zu behandeln, um zusätzlichen Stress zu vermeiden. Duftstoffe und Duftstoffe zu vermeiden. Die Zeit des Wiegens und Lebensmittellieferung sollte gemacht werden so regelmäßig wie möglich zu sein, um jede Unvorhersehbarkeit zu minimieren. Als Vorsichtsmaßnahme gegen Datenverlust, ist es am besten, um den Computer über eine Backup-Stromversorgung im Falle eines Stromausfalls die Macht; sogar eine kurze Unterbrechung der Stromversorgung bewirkt, dass der Computer neu gestartet und Datenerfassung wird aufhören. Darüber hinaus ist es wichtig, die Lebensdauer der Batterie des Rades Sendern täglich überwachen. Wenn der Ladezustand der Batterie schwach wird, kann der Sender zeitweise fehlschlagen, um Daten an den Hub senden, damit Unterschätzung der Aktivität des Tieres.

Die hier beschriebene Maus-Protokoll wurde von der Standard-Protokoll, das für Ratten ⁴ verwendet worden ist, modifiziert. Adolescent weiblichen Mäusensind viel anfälliger für übermäßiger Gewichtsverlust und Tod durch Verhungern. Daher wurden die folgenden Änderungen, um das Überleben von mindestens drei Tagen ABA verbessern. Zunächst wurde der erste Tag des Nahrungsmittelbeschränkung durch Entfernen Küche Mittags statt um 8 Uhr des Vortages verkürzt. Ferner wurde die Zeitdauer der Nahrungsmittelzugang von 1 h bis 2 h erhöht und die Verfügbarkeit von Nassfutter wurde ebenfalls hinzugefügt, um die Wirkungen der Austrocknung zu minimieren. Wir haben festgestellt, dass die Verabreichung Nassfutter den Mäusen stark ihren Zustand durch drei Tagen der Nahrungsmittelbeschränkung verbessert. Ohne die Nassfutter, wurde das Körpergewicht viel schneller fallen und Tiere mussten aus der Lebensmittel eingeschränkten Umgebung entfernt werden. Diese Veränderungen waren ausreichend, damit die Mäuse durch drei volle Tage Nahrung Restriktions überleben und leicht aus ABA erholen.

Das Protokoll für die ABA hat einige wichtige Einschränkungen zu beachten. Erstens ist es notwendig, die Mäuse einzeln in HausKäfige mit einem Laufrad, um den Rad-Aktivität von jeder Maus unabhängig zu überwachen. Dies führt zu sozialer Isolation der Tiere, eine bekannte Stressoren, die das Verhalten der Tiere während ABA sowie einige der neuronalen Schaltkreise, die untersucht, ²⁶ beeinträchtigen können. Bisher gibt es keine Geräte zur Verfügung, die in der Lage ist, die einzelnen Aktivitäten der Zusammenarbeit untergebracht Mäusen zu überwachen, aber das scheint ein lösbares Problem sein, mit Hilfe der RFID-Technologie und Tracking-Tags zu jedem Tier angebunden. Ein weiterer potenziell zwangsläufig aus der Co-Unterbringung der Tiere während der Lebensmittel Einschränkung ist das Risiko, dass die Tiere aggressiv gegenüber ihren Käfig Kollegen geworden. Ändern Käfig der Tiere nach jeder Fütterung Sitzung ist ein weiterer Stressor, die wir hatten, um durch ein Tier Horten von Lebensmitteln unter dem Bettzeug einzuführen. Unser Ziel ist es, den Stress eines neuen Käfig durch die Einführung eine erhebliche Menge an verschmutzte Bettwäsche aus dem vorherigen Käfig in die frische Käfig zu minimieren.

<p class="jove_content"> Andere Gruppen mit der ABA-Modell wurden verschiedene Parameter für ihre Fütterung Zeitplan entschieden. Die Wahl der Fütterungszeit während der Dunkelphase des Licht-Dunkel-Zyklus ist nicht Standard. Wir entschieden uns, die Tiere an der Zeit, dass die Lichter auszuschalten, um eine natürlichere Zeit für die Tiere zu essen, zu ermöglichen, da die nächtlichen Maus seinen gewöhnlichen wacher und aktiver in dieser Zeit zu ernähren. Einige Gruppen die Tiere zu füttern während der Lichter-EIN-Periode des Tages ^13,27. Dies kann aus Gründen der Bequemlichkeit des Experimentators sein, und es ist wichtig zu beachten, dass die Zeitdauer für die Verpflegungspauschale während der Lichtphase erhöht werden, um das Überleben zu verbessern. Es wurde auch vorgeschlagen, dass blockiert den Zugriff auf das Laufrad während der Fütterung kann das Überleben zu verbessern, aber wir glauben, dass diese entfernt die sehr interessanten Aspekt des Verhaltens, dass die Entscheidung von einigen Tieren gemacht, um nicht laufen essen, ist, weitere Verschärfung der Selbst-Hunger Aspekt der ABA-Modell, aber die Erfassung ein Markenzeichen derdas menschliche Verhalten mit einer zugeordneten.

Es ist wichtig anzumerken, dass dieses Protokoll ist speziell für den jugendlichen weiblichen C57BL / 6-Mäuse optimiert. Wenn eine andere Maus-Stamm, Geschlecht oder Altersgruppe verwendet werden soll, können einige Parameter des Protokolls Änderung bedürfen. Es wurde auch gezeigt, dass RT beeinflusst die Schwere von ABA bei Nagern ^28. Während wir nicht versuchen, die RT für unsere Studien variieren, die Erhöhung der RT dürfte die Überlebensraten bei den ABA Tiere zu verbessern.

Der Vorteil der Verwendung eines Tiermodells für eine menschliche Krankheit, beispielsweise ein, das ist möglich, das Gehirn Anatomie und Physiologie und Änderungen, die durch den Zugriff auf freiwilliger Bewegung und Nahrungsmittelbeschränkung in einer kontrollierten Umgebung induzierten studieren. Die Verwendung von Mäusen in der ABA-Modell ermöglicht die Verwendung von leistungsfähigen genetischen Ansätzen unter Verwendung von transgenen Tieren und die virale Infektion für Genmanipulation. Zukünftige Studien werden in die Untersuchung der Wirkung bestimmter Gene in die Widerstandsfähigkeit ausgerichtetoder Anfälligkeit für Nahrungsmittelbeschränkung induzierte Hyperaktivität und Selbst-Hunger.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde von der Klarman Foundation Grant Program in Essstörungen Forschung an CA unterstützt; National Institutes for Health Grants R21MH091445-01 zu CA, R21MH105846 zu CA, R01NS066019-01A1 zu CA, R01NS047557-07A1 zu CA, NEI Kernstatt EY13079 zu CA, R25GM097634-01 zu CA, UL1 TR000038 von der Nationalen Zentrum für die Förderung der Translational Science to TGC, NYU Forschung Challenge Fund an CA; und die Fulbright-Stipendien, um C. YW

Materials

Wireless running wheel for mouse	Med Associates	ENV-044
USB Interface Hub	Med Associates	DIG-804
Wheel Manager Software	Med Associates	SOF-860
Wheel Manager Data Analysis	Med Associates	SOF-861

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Chowdhury, T. G., Chen, Y., Aoki, C. Using the Activity-based Anorexia Rodent Model to Study the Neurobiological Basis of Anorexia Nervosa. J. Vis. Exp. (104), e52927, doi:10.3791/52927 (2015).