Ein Protokoll für die Housing Mäuse in einer angereicherten Umwelt
Summary
Environmental enrichment for mice requires a complex and challenging setup, as well as comprehensive husbandry and handling techniques to assure robust metabolic and anti-cancer effects in the mice. This protocol provides detailed procedures to reproduce the above mentioned effects in mice.
Abstract
Environmental enrichment (EE) is a housing environment for mice that boosts mental and physical health compared to standard laboratory housing. Our recent studies demonstrate that environmental enrichment decreases adiposity, increases energy expenditure, resists diet induced obesity, and causes cancer remission and inhibition in mice. EE typically consists of larger living space, a variety of ‘toys’ to interact with, running wheels, and can include a number of other novel environmental changes. All of this fosters a more complex social engagement, cognitive and physical stimulations. Importantly, the toy location and type of toy is changed regularly, which encourages the mice to adapt to a frequently changing and novel environment. Many variables can be manipulated in EE to promote health effects in mice. Thus these approaches are difficult to control and must be properly managed to successfully replicate the associated phenotypes. Therefore, the goal of this video is to demonstrate how EE is properly set up and maintained to assure a complex, challenging, and controlled environment so that other researchers can easily reproduce the protective effects of EE against obesity and cancer.
Introduction
Umweltanreicherung (EE) ist eine experimentelle Paradigma verwendet, um die Auswirkungen einer komplexen und anspruchsvollen Umfeld, das die Tiere 1 nicht betonen, hat zu erkunden. EE ist ein Tier Gehäusetechnik erhöhte Raum, Bewegung und soziale Interaktionen, was wiederum die sensorische, kognitive, motorische und soziale Stimulation 2 zusammengesetzt. Iglus, Laufräder, Untertasse Räder, Rohr Labyrinthe und andere Objekte im Wohnumfeld zu fördern diese sensorischen kognitive, soziale und motorische Stimulation durch die Förderung der Erforschung und Interaktion. Die Anordnung der Gegenstände in dem Gehäuse regelmäßig ändert, um eine neue Umgebung, denen die Mäuse werden gezwungen, angepasst werden sollen. Diese Strategie bietet milde und kurze Herausforderungen, die eine vorteilhafte, gutartige und gesunde adaptive Reaktion, als Eustress bekannt zu induzieren, im Gegensatz zu einer aversiven, feindlichen Umgebung oder maladaptive Bedrängnis 3,4. Durch die Förderung von Eustress und Begrenzung schädlicher Not, Mäusezeigen eine Vielzahl von günstigen Phänotypen.
EE ist eine zuverlässige Versuchsmodell mit einer breiten Palette von Anwendungen, während sie frei von Elementen der traditionell als belastend 1 gedacht. Die Auswirkungen von EE an Nagetieren sind seit mehr als einem halben Jahrhundert untersucht. In den frühen 1960er Jahren Studien zeigten, dass kortikale Cholinesterase Ebenen verringert und subkortikalen Cholinesterase-Ebenen in Ratten, die in Umgebungen mit erhöhten Wohnraum, erhöhte Anzahl von Ratten, und eine Vielzahl von Holzspielzeug, Labyrinthe, und Plattformen untergebracht waren 5,6 erhöht. Außerdem wird bei vielen EE adaptive Veränderungen im Gehirn, das Verhalten und den Stoffwechsel in Mäusen unterschiedlichen Alters und genetischen Hintergründen verbunden. Daher ist ein nützliches EE Paradigma für einen breiten Anwendungsbereich von Experimenten der Untersuchung der Auswirkungen der Umgebung auf Mäuse. EE Wirkungen in Mäusen schnellst einwöchigen Exposition beobachtet werden kann und bei Tieren so alt wie 18 Monate 7 ersichtlich. EE ist oft uin den Neurowissenschaften und Neuropsychologische Experimente sed zu Wiederherstellung der Funktion, Lernen und Gedächtnis 2 studieren. Außerdem hat EE erheblichen Einfluss auf den Phänotyp einer Vielzahl von Toxin induziert und transgenen Tiermodellen von menschlichen neurologischen Erkrankungen einschließlich Huntington-Krankheit, Alzheimer-Krankheit, Parkinson-Krankheit, Epilepsie, Schlaganfall, und 2.
Doch im Laufe der Jahre gab es mit der Anreicherung Design, Vergleiche zwischen den Studien aus verschiedenen Laboratorien schwierig Inkonsistenz. Zum Beispiel kann jede der Studien über die Wirkungen EE relativ zu neurologischer Erkrankungen genannten hatten variierende Parameter zur Anreicherung. Die Studie über die Huntington-Krankheit untergebracht 4-6 Mäusen in großen Käfigen (44 x 28 x 12,5 cm 3), Kartons, Tunnels, und Bettwäsche, sowie Holz-und Kunststoff-Objekte, die alle zwei Tage 8,9 verändert wurden. Eine der Studien zu Alzheimer und getan# 8217; s untergebracht 20 Mäusen in einem größeren Käfig (1 m 3), das 2 Laufräder, Kunststoffrohre, Kartons und Nistmaterial, die geändert oder neu angeordnet wöchentlich 10 wurden. Viele Einstellungen von EE haben ähnliche Themen wie Objekte auf denen sie laufen oder ausblenden in, aber die Zahl der Mäuse pro EE Gehäuse, Wohnbereich, und die Zeit der Änderung der Umgebung viel variieren.
Die inkonsistente Designs EE haben gescheitert Replikation von EE Wirkungen geführt. Unsere Daten über Krebs und Stoffwechsel zusammen nahe, dass die Kombination von Stimulationen in der folgenden detaillierten EE Gehäuse Protokoll führen zu signifikanten anti-Krebs- und Anti-Adipositas-Effekte 14,15 vorgesehen. Jedoch wird die Differenz der von verschiedenen Labors angenommen könnten die Ergebnisse von EE zu beeinflussen, wie es in einer zu sehen ist EE Einstellungen gescheiterten Versuch, EE Wirkungen auf das Wachstum von bestimmten Krebstumoren in Mäusen 11 implantiert zu reproduzieren. Die verschiedenen Ergebnisse können aufgrund einer Vielzahl von Gründen reicht her seinm unterschiedliche Wachstumsraten der Tumorzellkulturen der Art der Reinigungsmittel für Wohnanlagen 11 verwendet. Um die Ergebnisse bei unseren Experimenten gesehen replizieren, wird eine besondere Gestaltung der Anreicherung und der Tierhaltung erforderlich. Das folgende Verfahren beschreibt die EE Gehäuse, mit denen andere Forscher, unsere wirksame Anreicherung Modell erfolgreich repliziert wird.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die robusten Auswirkungen von EE auf die Genexpression im Gehirn verringert Adipositas und Krebswachstum bei Mäusen, hängen stark von der Forscher Fähigkeit, die neue Umgebung in einer Weise, die körperliche Aktivität, soziale Interaktion und kognitive Herausforderungen fördert pflegen und behandeln die Tiere, noch nicht Leid der Tiere. Es gibt zwei wichtigsten Verfahrensschritte zu erinnern. Zunächst erinnern, um die Platzierung der Spielzeuge, Objekte und Käfige jede Woche ändern. Auch wenn die Spielzeuge und Gegenstände könnte das gleiche von der vorherigen Woche, die Mäuse nehmen die Umwelt als Roman. Ändern Sie die Spielwaren und Objekte selbst mit verschiedene, jede zweite Woche. Zweitens, denken Sie daran, die Umwelt sauber zu halten. Wenn die verschmutzte Bettwäsche wird nicht entfernt, kann der erhöhte Stickstoffwerte ein Stressfaktor für die Tiere sein.
Darüber hinaus gibt es viele Techniken zur Kenntnis in diesem EE Protokoll. Die Verwendung unterschiedlicher oder einzigartige Spielzeug und verschiedeneDesigns von Kunststoffrohr Labyrinthe wird empfohlen. Die Umwelt kann eine Herausforderung sein, sollte aber nicht eine Gefahr für die Gesundheit der Tiere darstellen. Darüber hinaus passen sie von Spielwaren, die dysfunktional sind, weil die dysfunktionalen Spielzeug erhöhen das Risiko der Maus Gliedmaßen, erwischt oder vielleicht giftig für die Tiere sein, wenn durch das Kauen auf sie verbraucht. Eine Konstante zum EE ist die Verwendung von drei Untertasse Räder auf der Oberseite der igloos, zu einer Ecke oder Seite des Behälters durch 2-3 logs sequestriert. Dieser Aufbau der laufenden Untertassen hinter den Protokollen hat in allen unseren Bereicherung Studien präsent. In Bezug auf die Verwendung und die Platzierung der anderen Objekte, über die Beschreibung des Layouts eine grundlegende Blaupause des EE-Setup. Variation des Setup mit diesem grundlegenden Rahmen der Kunststoffschlauch, Laufräder, Laufuntertassen, Käfige und Protokolle sollten eine ausreichende neue Umgebung, die berichteten Ergebnisse zu reproduzieren ist.
Wenn die Arbeit mit transgenen Tieren, die Diabetes oder andere Stoffwechsel habenKrankheiten, achten Sie genau auf die Lebensmittel- und Wasserverbrauch zu gewährleisten, dass die Tiere nicht aus der Nahrung und Wasser laufen. Wenn die Tiere haben Diabetes, werden sie urinieren, so dass die Lagerung des EE Gehäuse muss möglicherweise vor Ort geprüft und häufiger gereinigt werden. Die Plätze in der EE Gehäuse, das Bettzeug entfernt am häufigsten benötigen, sind die Ecken. Denken Sie daran, die Räder und andere Spielzeuge anzupassen, so dass sie von den Tieren verwendet werden. Die Tiere sind in der Lage läuft Tasse Räder in die Betten und Klopfen Laufräder über. Wenn die Tiere jung, 3-5 Wochen alt sind, werden sie unter den Käfigen im EE graben könnten und zusammen zu verstecken unter dort, so dass die Forscher ratlos, wo die Tiere sind. Beim Entfernen verschmutzte Bettwäsche, Spielwaren ersetzt, oder Reinigungs Käfigen, wird vorgeschlagen, um die Tiere in eine saubere Standardkäfig gesetzt, so dass sie nicht zu betonen, während die Anpassung ihrer Umgebung. Es ist einfacher, alle Tiere in einem Käfig zu bekommen, wenn sie weniger Stellen in der env verbergenELT. Daher sollten Sie vor Entfernen von Spielzeug bis hin zu maskieren, die Tiere in einem Käfig erleichtert diesen Vorgang. Darüber hinaus mehr als 5-6 Tieren in einem einzigen Standard-Käfig stellen Sie keine während der Wartezeit für die Reinigung oder die Anpassung ihrer EE-Umgebung. Die männlichen Tiere in EE kann aggressiv sein vor allem, wenn EE wird im Erwachsenenalter begonnen. Daher ist es wichtig, die Umwelt für alle verwundeten oder toten Tieren zu beobachten.
Darüber hinaus ist die typische Anzahl der Tiere, die wir beherbergen in EE für diese Größe der Behälter 10-20 Mäusen. Die Anzahl der Tiere andere Forscher verwenden für EE variieren, mit etwa 10 oder weniger Mäuse, und die Größe des Käfigs oder bin sollte bei der Bestimmung der Anzahl der Tiere in Haus in EE aufgenommen werden. Zu viele Tiere in einem Wohnumfeld kann die Aggression bei männlichen Mäusen führen. Die Mäuse, die wir in EE aufgenommen haben von C57BL / 6 Hintergründe gewesen. Mäuse anderer Stämme können mehr oder weniger aggressive oder anfälliger für gesundheitliche Probleme in seinDiese EE-Setup. Dies sollte bei der Festlegung der Haltung Plan für die Maus und der angereicherten Umwelt berücksichtigt werden.
Vier Wochen EE Gehäuse ist ausreichend, um Verringerung der Adipositas, Tropfen Leptinspiegel und Hemmung der B16-Melanomwachstum induzieren. Mehr EE kann zu stärkeren Auswirkungen auf den Stoffwechsel und Krebshemmung führen. Wenn Mäusen unterziehen chirurgischen Verfahren während oder vor der Belichtung mit EE, können sie mit Nähten intakt untergebracht werden. Ob Tiere reagieren gut auf diese besondere EE-Setup mit chirurgischen Klammern oder Katheter intakt wurde nicht untersucht. Darüber hinaus untersuchen wir derzeit, wie diese besondere EE beeinflusst die Lebensdauer oder health von alten Tieren. Vorläufige Daten deuten darauf hin, dass weibliche C57BL / 6-Mäuse, 10 Monate alt, zu reagieren, um ähnlich wie bei jungen Mäusen EE. Eine Einschränkung des EE Gehäuse Aufnahme eine so große bin in Tierhaltung Raum, und vorzugsweise in einer geschlechtsspezifischen Raum. Damit künftige Studien über die effECTS von EE in einem kleineren Maßstab, sowie der Suche nach Spielzeuge, die leicht zu reinigen, zu ertragen Hochtemperaturreinigung sind und keine Gefahr für die Tiergesundheit, die Bewerbungen der EE in Stoffwechsel- und Krebsforschung zu verbessern.
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde vom NIH gewährt CA163640, CA166590 und AG041250 zu LC.
Materials
| Large enrichment bin (120cm x 90cm x 76cm) | Custom made. | Custom made. | Made of polypropylene. Edges of the bin are 1.5cm thick. |
| Large enrichment bin alternative (120cm x 110cm x 76cm) | Global Industrial | 155202 | If necessary, this bin works as an alternative to the one above. |
| Habitrail Mini tubes | Habitrail | 62720; 62705; 62725; 62715; 62054 | – |
| Plastic igloos with saucer wheels | Bio Serv | K3327; K3250 | – |
| Metal Running Wheels | Super Pet | 61392; 61394; 61396 | – |
| Manzanita Wood Gnawing Sticks, 3" | Bio Serv | W0016 | |
| Mouse Tunnels | Bio Serv | K3322 | – |
| Mouse cages that go in the large EE bin. | Lab Products Inc | 10027 Mouse Cage | – |
| Cage Klenz 180 Alkaline Cage Wash Detergent, Cage Klenz 250 Acid Detergent | Steris Life Sciences | 1K1802; 1K2502 | These detergents are used in the cage wash for the toys, large enrichment bins, and cages. |
| Sporklenz | Steris Life Sciences | 6526Q8 | Alternative sporicide/disinfectant to washing toys, bins, and cages in cage wash. |
| Bed-O-Cobs 1/4" bedding | The Andersons, Inc. | 4B | Corn cob bedding is 1/4" in diameter. |
| Nestlets for control housed mice | Ancare | Cotton squares |
Referenzen
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