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.
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.
丰富环境(EE)是用来探索的复杂和具有挑战性的环境中,不强调动物1效果的实验范式。 EE是一个增加的空间,体力活动,和社会交往,这反过来又增加感觉,认知,运动和社会刺激2组成动物壳体技术。冰屋,运行轮子,轮子飞碟,管迷宫,和其他对象的居住环境推动这一感官认知,社会和运动刺激,促进勘探和互动。在外壳的变化的对象的布局经常提出了一种新的环境中,向其中将小鼠被迫适应。这种策略提供了诱导有益的,良性的,健康的适应性反应,称为良性压力,而不是更厌恶,恶劣的环境或适应不良的困扰3,4-温和和短暂的挑战。通过促进良性压力和限制有害困扰,老鼠展示各种有利表型。
EE是一个可靠的实验模型具有广泛的应用,而具有不会产生传统上认为是压力1元素。已经研究了超过半个世纪EE对啮齿动物的影响。在20世纪60年代早期的研究表明,皮质胆碱酯酶水平下降和皮层下胆碱酯酶水平在被安置在环境与增加的生活空间,大鼠的数量增加,以及各种木制玩具,迷宫和平台5,6-老鼠增加。此外,EE与在不同年龄和遗传背景的小鼠中的脑,行为和代谢许多适应性变化相关联。因此,EE是进行的实验研究对小鼠的环境的影响的范围广阔的有用的范例。 EE效果可以在小鼠中一样迅速被观察为一个星期曝光,并且可以在动物中作为旧被视为18个月7。 EE是经常ü在sed的神经科学和神经行为实验,研究恢复功能,学习和记忆2。此外,EE对各种毒素诱导和人类神经系统疾病的转基因动物模型,包括亨廷顿氏病,阿尔茨海默氏病,帕金森氏症,癫痫症,中风的表型相当大的影响,并且更2。
然而,多年来一直存在矛盾与来自不同实验室的艰苦学习的充实设计进行比较。例如,每对相对于上面提到的人类神经系统疾病的EE效果的研究已经变参数的富集。亨廷顿氏病的研究收纳4-6小鼠的大笼(44×28×12.5厘米3)含有纸箱,隧道,和片材,以及木,塑料对象被改变每两天8,9。一对老年性痴呆所做的研究#8217; S在包含2转轮,塑料管,纸箱被改变或重新安排每周10的排料较大的笼(1米3)装20只。 EE的许多设置有类似的主题,例如上运行或隐藏的物体,但每EE外壳,生活区的小鼠的数目,和改变环境的周期变化不大。
EE的不一致的设计导致了电子工程效果失败的复制。我们对癌症和新陈代谢数据一起表明,在下面的详细EE壳体协议导致显著抗癌和抗肥胖效果14,15提供刺激的结合。然而,通过不同的实验室可能影响EE的结果,如被认为是在一个EE设置的差值未能尝试重现上的植入小鼠11特定癌症肿瘤的生长EE影响。的不同的结果可能是由于多种原因的范围往复米的肿瘤细胞培养物,以用于清洁房屋设备11洗涤剂的类型的不同的增长率。为了复制看到在我们的实验的结果,浓缩和畜牧业的特定设计是必需的。下面的过程详细介绍了EE住房,将允许其他研究人员成功地复制我们的有效富集模式。
EE对基因表达的健壮效果在大脑中,降低肥胖和癌症生长在小鼠中在很大程度上取决于研究者的能力,以保持新的环境和处理的动物中促进身体活动,社交和认知挑战的方式,但没有痛苦的动物。有两个最重要的程序性步骤,记住。首先,记住每星期更改放置玩具,物件,和笼子的。尽管玩具和物体可能与前一周相同,老鼠感知环境的小说。更改玩具和对象本身具有不同的人每隔一周。其次,记得要保持环境清洁。如果弄脏被褥没有得到消除,增加的氮含量可以是一个压力源给动物。
此外,还有许多技术来注意到本EE协议。利用不同的或独特的玩具和不同塑料管的迷宫设计的鼓励。环境可以是具有挑战性的,但应不构成对动物的健康构成威胁。此外,要注意玩具的功能失调的,因为不正常的玩具增加鼠标肢体的风险被抓住,或者消耗咀嚼它可能是有毒的动物。一恒定的EE是使用三个飞碟车轮上圆顶的顶部,由2-3日志螯合到bin的一角或一侧。运行日志后面的碟子这样的设置一直存在于我们所有的铀浓缩研究。在其他对象的使用和放置而言,布局的以上描述是EE设置的基本蓝图。变异的塑料管这个基础框架,车轮跑,跑碟,网箱和日志应提供足够的新的环境,以重现报告的结果设置的。
如果与患有糖尿病或其他代谢转基因动物工作疾病,狠抓食品和水的消耗,以确保动物不会跑出来的食物和水。如果动物有糖尿病,他们会小便较多,因此EE壳体的被褥可能需要现场检查和清洁更频繁。在EE房屋需要拆除的床上用品最常见的地方是死角。记得调整车轮等玩具,让他们可以使用该动物。动物是能够运行飞碟轮进被褥和运行敲了车轮的。如果动物是年轻的,3到5周龄,他们可能挖下在EE的笼中,并在那里隐藏起来,使研究人员无能,其中动物。当拆除弄脏被褥,玩具更换或清洗笼子,建议把动物在一个干净整洁的标准笼,以免他们强调了在调整他们的环境。这是比较容易得到所有的动物在一个笼子里,如果他们有较少的地方,在ENV隐藏ironment。因此,之前封存的动物关在笼子里取出玩具,使过程更容易。此外,不要将超过5-6动物在一个单一的标准笼子在等待清洗或调整自己的EE环境。雄性动物EE可以是积极的特别是当EE在成年期开始。因此,观察其环境的任何受伤或死亡的动物是很重要的。
此外,动物的典型数目,我们的房子在EE集装箱的这种大尺寸为10-20只。动物的数量其他研究者使用EE而变化,使用约10或更少的小鼠,和笼或仓的尺寸应确定的动物的数量,以房子在EE时予以考虑。有太多的动物的生活环境会导致侵略雄性小鼠。我们住在EE老鼠一直是C57BL / 6背景。其它菌株的小鼠可以是更多或更少的攻击性,或更容易出现健康问题这个EE设置。这应该被考虑在确定为小鼠和富集的环境的饲养计划。
四周EE壳体足以诱导减少肥胖,降瘦素水平,并抑制B16黑色素瘤的生长。再EE会导致新陈代谢和抑制癌症的作用更强。如果小鼠中或暴露于EE之前经受外科手术,可以将它们安置与缝线完好无损。是否动物反应良好的这个特定EE设置与外科U形钉或导管完好尚未研究。此外,我们目前正在调查这个特殊的EE如何影响老年动物的寿命或长期保健。初步数据表明,雌性C57BL / 6小鼠中,10个月的年龄,响应于类似EE到年轻小鼠。在EE壳体的一个限制是容纳这样一个大容器在动物设施的空间,并优先地在一个性别特定房间。因此,未来的研究EFFEE的规模较小学分,以及发现玩具易清洗,忍受高温清洁和安全的动物健康,将改善的EE中代谢和癌症研究中的应用。
The authors have nothing to disclose.
这项工作是由美国国立卫生研究院支持的补助CA163640,CA166590和AG041250到LC。
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 |