マウスにおけるイソカロリック2:1間欠的断食の代謝効果評価
Summary
現在の記事では、野生型およびob/obマウスにおける肥満および糖代謝障害を保護し、治療するためのアイソカロリック2:1断続的断食の詳細なプロトコルについて説明しています。
Abstract
断続的な断食(IF)は、周期的なエネルギー制限を伴う食事介入であり、多くの利点を提供し、代謝異常を打ち消すと考えられてきた。これまでのところ、断食期間と給餌期間が異なるさまざまなタイプのIFモデルが文書化されています。しかし、これらのモデルの多くは、時間制限戦略とカロリー制限戦略の両方からの多因子貢献を伴うため、結果を解釈することは困難です。例えば、げっ歯類IFレジメンとしてしばしば使用される代替日断食モデルは、栄養不足をもたらし、この介入による健康上の利益がカロリー制限と断食再供給サイクルの両方を介して媒介される可能性が高いことを示唆している。最近では、2:1 IFが1日間の断食とそれに続く摂食の2日間を含み、全体的なカロリー摂取量を減少させることなく、食事誘発性肥満および代謝改善に対する保護を提供できることが実証されています。ここで提示する、マウスにおけるこの等角2:1 IF介入のプロトコルである。また、高呼吸などの食行動を変化させたマウスモデルを調べるために必要なペアフィード(PF)プロトコルについても説明する。2:1 IFレジメンを使用して、イソカロリーIFは、体重増加の減少、グルコース恒常性の改善、およびエネルギー支出の上昇につながることが実証されています。したがって、このレジメンは、様々な疾患状態に対するIFの健康への影響を調べるのに有用であり得る。
Introduction
現代のライフスタイルは、より長い毎日の食物摂取時間と短い断食期間1に関連付けられています。これは、人間に見られる代謝の欠点と、現在の世界的な肥満の流行に貢献します。断食は人類の歴史を通じて実践されており、その多様な健康上の利点は、寿命の延長、酸化的損傷の減少、および最適化されたエネルギー恒常性2、3を含みます。断食を実践するいくつかの方法の中で、周期的なエネルギー剥奪は、断続的な断食(IF)と呼ばれ、その容易で単純なレジメンのために一般集団によって広く実践されている一般的な食事法である。前臨床および臨床モデルの最近の研究は、IFが長時間の断食およびカロリー制限に匹敵する健康上の利点を提供できることを実証し、IFが肥満および代謝性疾患2、3、4、5の潜在的な治療戦略となり得ることを示唆している。
IF レジメンは、断食時間と周波数の点で異なります。代替日断食(すなわち、1日の摂食/1日の断食;1:1 IF)は、肥満、心血管疾患、神経変性疾患などに対する有益な健康影響を研究するためにげっ歯類で最も一般的に使用されているIFレジメンである。しかし、以前の研究6、7に示すように、エネルギー摂取量分析でさらに機械的に確認された8、1:1IFは摂食不足をもたらす(〜80%)エネルギー損失を補うために十分な給餌時間の欠如のため。これは、1:1 IFによって与えられる健康上の利点がカロリー制限または摂食パターンの変更によって媒介されるかどうかは不明である。したがって、新しいIFレジメンが開発され、ここで示されている、食物摂取量を補うために十分な時間をマウスに提供する2日間の給餌/1日断食(2:1 IF)パターンで構成されています(〜99%)そして体重。これらのマウスは、次いでアドリビタム(AL)群と比較される。このレジメンは、野生型マウスのカロリー低下がない場合のイソカロリックIFの効果の検査を可能にする。
対照的に、変化した摂食行動を示すマウスモデルでは、AL供給は2:1 IFの効果を比較および調べるための適切な制御条件ではない場合があります。例えば、ob/obマウス(肥満に対して一般的に使用される遺伝モデル)は、食欲および満腹を調節するレプチンの欠如による過呼吸を示すので、2:1 IFを有するものはAL摂食を有するob/obマウスと比較して約20%減少したカロリー摂取量を示す。したがって、ob/obマウスにおけるIFの効果を適切に調べ、比較するためには、適切な対摂食群を適切な対照として用いる必要がある。
全体として、ペア供給制御の使用を含む等角2:1 IFを実行するための包括的なプロトコルが提供される。さらに、アイソカロリック2:1 IFは、野生型およびob/obマウスの両方で高脂肪食誘発肥満および/または代謝機能障害からマウスを保護することが実証される。このプロトコルは、神経疾患、心血管疾患、および癌を含む様々な病理学的状態に対する2:1 IFの有益な健康影響を調べるために使用することができる。
Protocol
Representative Results
Discussion
IFは、ヒトおよび動物の両方の様々な疾患に有益な健康影響を提供することが十分に文書化されている8,15, 16,17,18,19.オートファジーや腸内微生物叢などのその根底にあるメカニズムが最近解明されている。提示されたプロトコルは、食事誘発性?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
K.H.Kはカナダグラント・イン・エイド心臓・脳卒中財団(G-18-0022213)、J.P.ビッケル財団、オタワ大学ハートインスティテュートスタートアップファンドの支援を受けています。H.-K.S.は、カナダ保健研究所(PJT-162083)、ルーベンとヘレン・デニス・スカラーとサンライフ・ファイナンシャル・ファイナンシャル・ニュー・リサーチ・アワード(バンティング&ベスト糖尿病センター(BBDC)と自然科学の糖尿病研究に対する助成金を受けています。カナダのエンジニアリング研究評議会(NSERC)(RGPIN-2016-06610)。R.Y.K.は、オタワ大学心臓病研究基金のフェローシップによって支援されました。J.H.L.はNSERC博士奨学金とオンタリオ大学大学院奨学金の支援を受けました。Y.O.は、UOHI寄付大学院賞、エリザベス2世大学院科学技術大学院奨学金の支援を受けています。
Materials
| Comprehensive Lab Animal Monitoring System (CLAMS) | Columbus Instruments | Indirect calorimeter | |
| D-(+)-Glucose solution | Sigma-Aldrich | G8769 | For GTT |
| EchoMRI 3-in-1 | EchoMRI | EchoMRI 3-in-1 | Body composition analysis |
| Glucometer and strips | Bayer | Contour NEXT | These are for GTT and ITT experiments |
| High Fat Diet (45% Kcal% fat) | Research Diets Inc. | #D12451 | 3.3 Kcal/g |
| High Fat Diet (60% Kcal% fat) | Research Diets Inc. | #D12452 | 4.73 Kcal/g |
| Insulin | El Lilly | Humulin R | For ITT |
| Mouse Strain: B6.Cg-Lepob/J | The Jackson Laboratory | #000632 | Ob/Ob mouse |
| Mouse Strain: C57BL/6J | The Jackson Laboratory | #000664 | |
| Normal chow (17% Kcal% fat) | Harlan | #2918 | |
| Scale | Mettler Toledo | Body weight and food intake measurement |
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