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.
環境エンリッチメント(EE)は、動物1にストレスを与えていない、複雑で困難な環境の影響を調査するために使用した実験パラダイムです。 EEは、順番に、感覚、認知、運動、社会的刺激2を増加させる増加した空間、身体活動、および社会的相互作用からなる動物飼育技術です。住宅環境でイグルー、走行車輪、受け皿ホイール、チューブ迷路、および他の目的は、探査との相互作用を促進することによって、この感覚、認知、社会的、および運動刺激を促進します。エンクロージャ内のオブジェクトのレイアウトは、マウスを適応することを余儀なくされた、新しい環境を提供するために定期的に変更されます。この戦略は、より嫌悪、敵対的な環境や不適応な苦痛3,4とは対照的に、eustressとして知られ、有益な良性、および健康な適応応答を誘導し、軽度と簡単な課題を提供しています。 eustressを促進し、有害な苦痛を制限することにより、マウス有利な表現型の多様性を示しています。
伝統としてストレスの1と考える要素を欠いながらEEは、アプリケーションの広い範囲で信頼性の高い実験モデルです。げっ歯類のEEの効果は半世紀以上も研究されてきました。 1960年代初頭の研究は、皮質コリンエステラーゼのレベルが減少し、皮質下コリンエステラーゼのレベルが増加したリビングスペース、ラットの数が増加し、木のおもちゃ、迷路、およびプラットフォーム5,6の様々な環境下で飼育したラットで増加したことを示しました。また、EEは、異なる年齢や遺伝的背景のマウスでは脳、行動、および代謝の多くの適応変化と関連しています。したがって、EEは、マウスの環境の影響を研究する実験の広い範囲のために有用なパラダイムです。 EE効果は1週間暴露限り迅速マウスで観察することができ、及び18ヶ月7として古いなどの動物に見られます。 EEは、Uが多いです機能の回復、学習および記憶2を研究するために神経科学と神経行動学の実験でのsed。また、EEは、毒素誘起およびハンチントン病、アルツハイマー病、パーキンソン病、てんかん、脳卒中などのヒト神経疾患のトランスジェニック動物モデルの様々な表現型にかなりの影響を有し、かつ2以上です。
しかし、長年にわたって濃縮の設計が困難に異なる研究所からの研究の間で比較を行うとの矛盾がありました。例えば、上記で言及した人間の神経学的疾患に関連し、EEの効果に関する研究のそれぞれは、濃縮にパラメータを変化させていました。ハンチントン病の研究は、段ボール箱、トンネル、およびシート、ならびに2日ごとに8,9変更された木製やプラスチック製のオブジェクトを含む大きなケージ中4-6マウス(44×28のx 12.5センチメートル3)を収容しました。アルツハイマー病で行われた研究の一つ#8217; sが2走行車輪、プラスチックチューブ、段ボール箱、変更または10週毎に再配置されたネスティング材料を含むより大きなケージ(1メートル3)で20匹のマウスを収容しました。 EEの多くのセットアップは、上で実行するかで非表示にするようなオブジェクトと同様のテーマを持って、まだEEハウジング、リビングエリア、および環境の変化の周期あたりのマウスの数はあまり変化します。
EEの一貫性のないデザインは、EE効果の失敗した複製につながっています。がんと代謝に関する我々のデータは、一緒に刺激の組み合わせが有意な抗癌および抗肥満効果14,15に、以下の詳細なEEハウジングプロトコルリードで提供することを示唆しています。しかし、1に見られるように、EEの成果に影響を与える可能性のある別のラボで採択されたEEの設定の違いは、マウス11に移植された特定の癌腫瘍の増殖にEEの効果を再現する試みに失敗しました。異なる結果があちこちに至るまで、様々な理由のが原因である可能性があり住宅設備11を洗浄するために使用される界面活性剤の種類の腫瘍細胞培養物の異なる成長速度をメートル。我々の実験で見られた結果を再現するためには、濃縮および畜産の特定の設計が必要です。次の手順では、他の研究者が正常に私たちの有効な濃縮モデルを複製することができますEEハウジングを詳述します。
脳内の遺伝子発現に対するEEの強固な効果は、まだ、脂肪症およびマウスにおける癌の増殖は、身体活動、社会的相互作用、および認知課題を促進する方法で、動物を新たな環境を維持し、処理するために、研究者の能力に大きく依存して減少しました苦痛動物がありません。覚えておくべき最も重要な二つの手続きのステップがあります。まず、毎週おもちゃ、オブジェクト、およびケージの配置を変更してください。おもちゃやオブジェクトは、前の週と同じであるかもしれないにもかかわらず、マウスは小説などの環境を知覚します。おもちゃを変更し、隔週異なるものとオブジェクト自体。第二に、クリーンな環境を維持することを忘れないでください。汚れた寝具は削除されない場合には、増加した窒素レベルは、動物へのストレス要因とすることができます。
また、このEEプロトコルに注意すべき多くの技術があります。異なる、または固有のおもちゃを使用すると、異なりますプラスチックチューブの迷路の設計が推奨されています。環境は挑戦することができますが、動物の健康に脅威を与えるべきではありません。機能不全のおもちゃが捕まるマウス手足のリスクを増加させる、またはそれを噛んで消費される場合には、動物への毒性がある可能性があるため、また、機能不全のあるおもちゃの用心。 EEの一つの定数は、2-3ログによってビンの角や側面に隔離イグルーの上部にある3つの受け皿ホイールの使用です。ログの背後にソーサーを実行する。この設定はすべての私達の濃縮試験で存在していました。他のオブジェクトの使用および配置の面では、上記のレイアウトの説明は、EEのセットアップの基礎ブループリントです。プラスチック管のこの基本的枠組み、報告された結果を再現するのに十分な新たな環境を提供する必要がありソーサー、ケージおよびログを実行して、車輪を実行すると、セットアップの変化。
糖尿病または他の代謝を持っているトランスジェニック動物を扱う場合疾患は、動物は食料や水が不足していないことを確実にするために食料と水消費量に細心の注意を払います。動物が糖尿病を持っている場合、彼らはより多くの排尿ますので、EEハウジングの寝具は、スポットチェックして、より頻繁にクリーニングする必要があるかもしれません。ほとんどの場合、削除のベッドを必要とするEEハウジング内の場所がコーナーです。彼らは動物で使用できるように、車輪と他のおもちゃを調整することを忘れないでください。動物は、寝具に受け皿ホイールを実行し、実行している車輪の上にノックすることが可能です。動物は、生後3〜5週間若い場合は、EEでのケージの下に掘って、そこの下で一緒に隠し、動物がどこにあるかについての無知研究を残すことがあります。汚れた寝具を取り外すときは、玩具、または清掃ケージを交換するには、その環境を調整しながらそれらを強調しないように、きれいな標準ケージに動物を置くことが示唆されています。彼らはENVで非表示にするには、より少ない場所を持っている場合は、1ケージ内のすべての動物を取得する方が簡単ですironment。したがって、ケージに動物を隔離する前におもちゃを削除すると、プロセスが容易になります。クリーニングのために待っている、またはそれらのEE環境を調整しながらさらに、単一の標準的なケージに超える5-6動物を置かないでください。 EEは、成人期に開始された場合は特に、EEにおける雄の動物は、積極的にすることができます。したがって、任意の負傷または死亡した動物のための環境を観察することが重要です。
また、私たちがコンテナのこの大きなサイズのためにEEに家動物の典型的な数は10〜20匹のマウスです。他の研究者は、EEに使用する動物の数は、約10以下のマウスを使用して、変化し、EEで家に動物の数を決定する際に、ケージまたはビンの大きさを考慮する必要があります。生活環境の中であまりにも多くの動物を持つことは、雄マウスで攻撃につながることができます。我々はEEに収容されているマウスは、C57BL / 6バックグラウンドでした。他の株のマウスは、多かれ少なかれ積極的な、またはやすく健康問題に対してであってもよいですこのEEのセットアップ。これはマウスと豊かな環境のための飼育計画を決定する際に考慮されるべきです。
四週間EEハウジングは、脂肪の減少、レプチンレベルの低下、およびB16黒色腫の成長の阻害を誘導するのに十分です。長いEEは、代謝や癌抑制に強い効果をもたらすことができます。マウス中またはEEへの曝露の前に外科的処置を受ける場合は、そのまま縫合糸で収容されてもよいです。無傷の動物は、外科用ステープルまたはカテーテルを、この特定のEEの設定によく反応するかどうかは検討されていません。さらに、我々は現在、この特定のEEは高齢の動物の寿命や健康寿命にどのように影響するかを調査しています。予備データは、雌C57BL / 6マウス、生後10ヶ月、若いマウスと同様にEEに応答することを示唆しています。 EEハウジングの1つの制限は、優先的性別の特定の部屋で、動物施設空間でのこのような大きなビンに収容されています。 EFFのこのように将来の研究小さい規模でのEEのECTS、ならびに清掃が容易であるおもちゃを見つけ、高温洗浄に耐え、動物の健康に安全であるが、代謝および癌研究におけるEEのアプリケーションが改善されます。
The authors have nothing to disclose.
この作品は、LCにNIHの助成金CA163640、CA166590およびAG041250によってサポートされていました。
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 |