Bir Zenginleştirilmiş Ortamında Konut Fareler için Protokol
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
Çevresel zenginleştirme (EE) hayvanlar 1 stres değil, karmaşık ve zorlu bir ortamda etkilerini araştırmak için kullanılan deneysel bir paradigma. EE sırayla duyusal, bilişsel, motor, sosyal stimülasyon 2 artar artan boşluk, fiziksel aktivite ve sosyal etkileşimler, oluşan bir hayvan konut tekniğidir. Konut ortamında Depoları, çalışan tekerlekler, daire jantlar, tüp labirentine ve diğer nesneleri keşif ve etkileşim teşvik ederek bu duyusal bilişsel, sosyal ve motor stimülasyonu teşvik. muhafaza değişiklikleri nesnelerin yerleşimi düzenli fareler uyarlamak zorunda olduğu bir roman ortamı sunmak. Bu strateji, daha caydırıcı, düşmanca bir ortamda ya da uyumsuz sıkıntı 3,4 aksine, eustress olarak bilinen, yararlı iyi huylu ve sağlıklı adaptif tepkiyi, teşvik hafif ve kısa zorluklar sunuyor. , Fareler eustress teşvik ve zararlı sıkıntı sınırlayarakolumlu fenotip bir çeşitlilik göstermektedir.
Geleneksel olarak stresli 1 düşünce unsurları yoksun olurken EE, geniş bir uygulama yelpazesi ile güvenilir bir deneysel model. kemirgenler üzerinde EE etkileri daha yarım yüzyıl için çalışılmıştır. 1960'ların başında çalışmalar kortikal kolinesteraz düzeyleri azalmış ve subkortikal kolinesteraz düzeyleri artan yaşam alanı, sıçan sayısının artması ve ahşap oyuncaklar, labirentine ve platformların 5,6 çeşitli ortamlarda muhafaza edilmiş sıçanlarda arttığını gösterdi. Buna ek olarak, EE farklı yaş ve genetik arka farelerde beyin, davranış ve metabolizmasında pek çok uyarlanabilir değişikliklerle ilişkilidir. Bu nedenle, EE fareler üzerinde çevrenin etkisini inceleyerek deneyler geniş bir kapsam için yararlı bir paradigma olduğunu. EE etkileri bir haftalık maruz olduğu kadar hızlı farelerde gözlenen edilebilir ve on sekiz ay 7 kadar eski hayvanlarda görülmektedir. EE u genelliklefonksiyonun kurtarma, öğrenme ve hafıza 2 incelemek için nörobilim ve nörodavranışsal deneylerde sed. Ayrıca, EE toksin kaynaklı ve Huntington hastalığı, Alzheimer hastalığı, Parkinson hastalığı, epilepsi, felç dahil olmak üzere insan nörolojik hastalıkların transgenik hayvan modelleri çeşitli fenotipi üzerinde önemli bir etkisi vardır ve 2 daha fazla.
Ancak, yıllar içinde zenginleştirme tasarımı zor farklı laboratuvarlardan çalışmalar arasında karşılaştırma yapma tutarsızlık olmuştur. Örneğin, yukarıda adı geçen insan nörolojik hastalıklara göre EE etkileri ile ilgili çalışmalar her zenginleşmesine parametreleri değiştirilerek vardı. Huntington hastalığı üzerine çalışma iki günde 8,9 değişti karton kutular, tüneller ve yaprak içeren büyük kafeslerde (44 x 28 x 12.5 cm 3) yanı sıra, ahşap ve plastik nesneleri 4-6 fareler yer. Alzheimer üzerinde yapılan çalışmalardan biri# 8217; s 2 çalışan jantlar, plastik tüpler, karton kutular ve değiştirilemez veya 10 haftalık yeniden düzenlenmiştir yuvalama malzeme içeren daha geniş bir kafes (1 m 3) 20 fareler barındırdı. EE Birçok kurulumları gibi çalıştırmak veya gizlemek için nesneler olarak benzer temalar var, henüz EE konut, yaşam alanı başına düşen farelerin sayısı ve çevreyi değiştirme süresi çok değişir.
EE tutarsız tasarımlar EE etkileri başarısız çoğaltma yol açmıştır. Kanser ve metabolizması üzerindeki Verilerimiz birlikte göstermektedir ki önemli anti-kanser ve anti-obezite etkileri 14,15 için aşağıdaki ayrıntılı EE muhafaza protokolü kurşun sağlanan uyarıların kombinasyonu. Ancak, birinde görüldüğü gibi, EE sonuçlarını etkileyebilecek farklı laboratuvarlar tarafından benimsenen EE ayarlarının fark farelerde 11 implante spesifik kanser tümörlerinin büyümesi üzerine EE etkilerini çoğaltmak girişimi başarısız oldu. Farklı sonuçlar fro değişen çeşitli nedenlerle nedeniyle olabilirkonut ekipmanları 11 temizliği için kullanılan deterjan türüne tümör hücre kültürlerinin farklı büyüme oranlarını m. Bizim deneylerde görülen sonuçların çoğaltmak amacıyla, zenginleştirme ve hayvancılığın belirli bir tasarım gereklidir. Aşağıdaki prosedür, diğer araştırmacılar başarıyla etkili zenginleştirme modeli tekrarlamayı sağlayacak EE konut ayrıntıları.
Protocol
Representative Results
Discussion
Beyindeki gen ifadesinin üzerine EE sağlam etkileri henüz şişmanlık ve farelerde kanser büyüme fiziksel aktivite, sosyal etkileşim ve bilişsel zorluklar teşvik eden bir şekilde hayvanlara roman ortamı korumak ve işlemek için araştırmacının yeteneğine ağır bağlı azalmış değil sıkıntı hayvanları yok. Hatırlanması gereken en önemli iki usul adımlar vardır. Birincisi, her hafta oyuncaklar, nesneler ve kafesleri yerleşimini değiştirmeyi unutmayın. Oyuncak ve objeler önceki haftaya aynı olabilir olsa da, fareler roman olarak çevreyi algılarlar. Oyuncaklar değiştirin ve her hafta farklı olanları kendilerini nesneleri. İkincisi, çevreyi temiz tutmak için unutmayın. Kirli yatak kaldırılan almazsa, artan azot seviyelerinin hayvanlara bir stres olabilir.
Buna ek olarak, bu EE protokolü not için bir çok teknik vardır. Farklı veya benzersiz oyuncaklar ve farklı kullanımıplastik boru labirentine tasarımları teşvik edilmektedir. Çevre zor olabilir ama hayvanların sağlığı için bir tehdit değil. Işlevsiz oyuncaklar yakalandığını fare bacaklarda riskini artırır, ya da çiğneme tüketilen eğer hayvanlara zehirli olabilir çünkü Ayrıca, işlevsiz olan oyuncak sakının. EE One sabiti 2-3 günlüklerine göre bin bir köşesinde ya da yanına tecrit igloos üstünde üç tabak jantlar, kullanımıdır. Günlükleri arkasında tabaklar çalışan Bu kurulum tüm zenginleştirme çalışmalarında mevcut olmuştur. Diğer nesnelerin kullanımı ve yerleştirme açısından, düzen açıklaması yukarıdaki EE kurulumu temel bir mavi baskı olduğunu. Plastik boru bu temel çerçevesinde, rapor edilen sonuçları üretmek için yeterli bir roman ortamı sağlamalıdır tabaklar, kafesleri ve günlükleri çalışan, tekerlekleri çalışan kurulum değişimi.
Diyabet veya diğer metabolik sahip transgenik hayvanlar ile çalışma durumundahastalıklar, hayvanlar yiyecek ve su tükendi yok emin olmak için gıda ve su tüketimi yakın ilgi. Hayvanlar diyabet varsa, onlar daha çok idrara, böylece EE konut yatak nokta kontrol ve daha sık temizlenmesi gerekebilir. yatak en sık kaldırıldı ihtiyacınız EE konut yerlerde köşeleri vardır. Onlar hayvanlar tarafından kullanılabilir, böylece tekerlekler ve diğer oyuncaklar ayarlamak unutmayın. hayvanlar yatak içine tabak tekerlekleri çalışan ve üzerinde çalışan tekerlekleri vurma yeteneğine sahiptir. Hayvanlar yaş 3 ila 5 hafta genç iseler, hayvanların nerede clueless olarak araştırmacı bırakarak, EE kafesleri altında kazmak ve orada altında birlikte gizlemek olabilir. , Kirli yataklar çıkarma oyuncakları değiştirmek veya kafesleri temizlerken, onların çevreye ayarlarken onları stres vermeyecek şekilde temiz bir standart kafes hayvanları koymak önerilir. Onlar env gizlemek için daha az yer varsa, bir kafes içinde tüm hayvanlar elde etmek kolaydırironment. Bu nedenle, bir kafes içinde hayvanların tecrit önce oyuncak kaldırma işlemi kolaylaştırır. Temizlik için bekleyen ya da EE çevreyi ayarlarken Dahası, tek bir standart kafeste fazla 5-6 hayvan koymayın. EE yetişkinlikte başlatılır özellikle EE erkek hayvanların saldırgan olabilir. Bu nedenle, herhangi bir yaralı veya ölü hayvanlar için çevreyi gözlemlemek önemlidir.
Buna ek olarak, kabın bu büyük boyutu için EE ev hayvanları tipik sayısı 10-20 fare. EE evine hayvanların sayısını belirlenirken yaklaşık 10 ya da daha az fareler kullanılarak diğer araştırmacılar değişir EE kullanılan hayvanların sayısı, ve kafes ya da depo boyutu göz önüne alınmalıdır. Yaşayan bir ortamda çok fazla hayvan olması erkek farelerde saldırganlık neden olabilir. Biz EE muhafaza olan fareler C57BL / 6 kökenden olmuştur. Diğer soyların Fareler daha fazla veya daha az agresif veya daha fazla eğilimli sağlık sorunları olabilirBu EE kurulumu. Bu fareler ve zenginleştirilmiş bir çevre için hayvancılık planını belirlenmesinde dikkate alınmalıdır.
Dört hafta EE muhafaza şişmanlık azalma, leptin seviyesi damla ve B16 melanoma gelişiminin inhibe edilmesi için yeterlidir. Uzun EE metabolizma ve kanser inhibisyonuna güçlü etkilere yol açabilir. Farenin sırasında ya da EE maruz bırakılmadan önce, cerrahi prosedürlerden geçen durumunda, tek parça halinde dikiş ile yerleştirilebilir. Olsun ya da olmasın hayvanların cerrahi zımba veya çalışma yapılmamıştır sağlam kateterler ile bu özel EE kurulum iyi yanıt verir. Ayrıca, şu anda bu belirli EE yaşlı hayvanların ömrünü veya Healthspan'in nasıl etkilediğini araştırıyor. Ön veriler, dişi C57BL / 6 fareleri, yaşı 10 ay, genç farelerde benzer EE yanıt olduğunu göstermektedir. EE konut bir sınırlama ve tercihen bir cinsiyete özgü bir odada, hayvan tesis uzayda böyle büyük bin uzlaşmacı. Eff üzerinde Böylece gelecekteki çalışmalardaha küçük bir ölçekte EE ects yanı sıra, temiz yüksek sıcaklık temizlik tahammül kolay ve hayvanların sağlığı için güvenli bulgu oyuncaklar, metabolik ve kanser araştırmalarında EE uygulamaları artıracaktır.
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
NIH tarafından desteklenen bu çalışma LC CA163640, CA166590 ve AG041250 verir.
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
- Cao, L., During, M. J. What is the brain-cancer connection. Annu. Rev. Neurosci. 35, 331-345 (2012).
- Nithianantharajah, J., Hannan, A. J. Enriched environments, experience-dependent plasticity and disorders of the nervous system. Nat. Rev. Neurosci. 7, 697-709 (2006).
- Milsum, J. H. A model of the eustress system for health/illness. Behav. Sci. 30, 179-186 (1985).
- Selye, H. . Stress Without Distress. , (1974).
- Krech, D., Rosenzweig, M. R., Bennett, E. L. Effects of environmental complexity and training on brain chemistry. J. Comp. Physiol. Psychol. 53, 509-519 (1960).
- Rosenzweig, M. R., Krech, D., Bennett, E. L., Diamond, M. C. Effects of environmental complexity and training on brain chemistry and anatomy: A replication and extension. J. Comp. Physiol. Psychol. 55, 429-437 (1962).
- Frick, K. M., et al. Effects of Environmental Enrichment on Spatial Memory and Neurochemistry in Middle-Aged Mice. Learn. Mem. 10 (3), 187-198 (2003).
- Dellen, A., Blakemore, C., Deacon, R., York, D., Hannan, A. J. Delaying the onset of Huntington’s in mice. Nature. 404, 721-722 (2000).
- Spires, T. L., et al. Environmental enrichment rescues protein deficits in a mouse model of Huntington’s disease, indicating a possible disease mechanism. J. Neurosci. 24 (9), 2270-2276 (2004).
- Jankowsky, J. L., et al. Environmental enrichment mitigates cognitive deficits in a mouse model of Alzheimer’s disease. J. Neurosci. 25 (21), 5217-5224 (2005).
- Westood, J. A., Darcy, P. K., Kershaw, M. H. Environmental Enrichment does not impact on tumor growth in mice. F1000Research. 2, 140 (2013).
- Cao, L., et al. VEGF links hippocampal activity with neurogenesis, learning. Nat. Genet. 36 (8), 827-835 (2004).
- Young, D., Lawlor, P. A., Leone, P., Dragunow, M., During, M. J. Environmental enrichment inhibits sponta- neous apoptosis, prevents seizures and is neuroprotective. Nat. Med. 5 (4), 448-453 (1999).
- Cao, L., et al. Environmental and genetic activation of a brain-adipocyte BDNF/leptin axis causes cancer remission and inhibition. Cell. 142 (1), 52-64 (2010).
- Cao, L., et al. White to brown fat phenotypic switch induced by genetic and environmental activation of a hypothalamic-adipocyte axis. Cell Metab. 14 (3), 324-338 (2011).
