げっ歯類のダイエット誘発肥満をモデル化するための信頼できる方法としての味わい深い洋食カフェテリアダイエット

Summary

このプロトコルは、げっ歯類の食べ過ぎと肥満をモデル化するために、非常に味わい深い、西洋スタイルのカフェテリアダイエットの使用を記述します。ここでは、食品の選択、調製、測定の詳細な概要を説明し、堅牢で再現性のある表現型の生成に役立つ方法論的要因について説明します。

Abstract

肥満は先進国や発展途上国で発生率が急速に増加しており、多くの疾患を誘発または悪化させることが知られています。肥満の健康負担とその併用状態は、その病因のより良い理解の必要性を強調するが、倫理的制約は、人間の研究を制限する。この目的のために、実験動物における肥満の外部的に有効なモデルは、太りすぎおよび肥満の理解のために不可欠である。多くの種がヒトの肥満に伴う変化の範囲をモデル化するために使用されているが、げっ歯類は最も一般的に使用されている。当研究室では、一貫してげっ歯類の代謝疾患のかなりの体重増加とマーカーにつながる西洋式のカフェテリアダイエットを開発しました。食事は、高熱を誘発するために様々な非常に味わい深い食品にげっ歯類を公開し、現代の西洋食品環境をモデル化します。この食事は急速に過食や肥満の効果の研究を可能にするラットの体重増加と体脂肪蓄積を誘発します。カフェテリアダイエットは、精製された高脂肪または高脂肪、高糖度の食事と同じマクロ栄養素と微量栄養素プロファイルに対する制御を提供しない場合がありますが、カフェテリアダイエットは、通常、精製されたものよりも重度の代謝表現型を誘発します。ダイエットと太りすぎと肥満の人間集団で観察される代謝障害に沿っています。

Introduction

肥満とそれに関連する併用は、世界の健康^負担1に多大な貢献をし、^{オーストラリア2}の疾病負担の7%を占める。肥満の主な危険因子は、飽和脂肪と精製炭水化物が多く、繊維と微量栄養素が少ない不健康な食事の消費^です。肥満の治療介入の標的を特定するには、複数の生化学的および生理学的システムに対する影響を体系的に評価できるモデルが必要です。肥満の病因に関する我々の理解は、環境要因が容易にできる制御された条件下で時間を超えて研究することができるげっ歯類モデルを用いた研究によって実質的に進められている操作。

ダイエット誘発性肥満のカフェテリアダイエット(CAF)モデルは、げっ歯類の標準的なチョウダイエットを、飽和脂肪、精製炭水化物、またはその両方で高い様々な味わい深い食品で補うことです。これらの食品の例には、ケーキ、甘いビスケット、高脂肪の風味豊かなスナック(加工肉、チーズ、チップなど)が含まれます。それは確実にげっ歯類の高熱や急速な体重増加を促進します。モデルの主な特徴は現代の食環境をシミュレートするように設計されている非常に味わい深い食べ物の多様性の提供である。様々なアクセスは、食品が嗜好性のために一致している場合でも、短期的^な4および^ヒト5のラットの食物摂取量を増加させ、風味および嗅覚^{キュー4、6}でのみ変化する。しかし、ある研究は、風味と食感が変化するエネルギーとマクロ栄養素にマッチした精製食を提供することは、^ラット7の長期的な体重増加に影響を及ぼさなかったことを示し、栄養組成と明確な経口後効果を示唆した。異なる食品はまた、食べ過ぎに貢献する可能性があります。複数の味や食感への暴露は、感覚特異的満腹感を克服し、^代替5に対して最近食べた食品を食べたいという欲求の減少を記述する。私たちの研究室の多くのコホート全体で、我々は同様に、非常に味わい深い食品の使用が過食をさらに増幅することを観察しました。

このCAFダイエットは、Sclafani⁸が「スーパーマーケット食品」(マシュマロ、チョコレート、ピーナッツバター、クッキー、サラミ、チーズなど)の品揃えにさらされたメスラットが加速体重増加を示したと報告して以来、40年以上使用されています。コントロールに対する相対値。これと他の初期の研究は、CAFスタイルの食事は、純粋な高脂肪または高炭水化物^{ダイエット8、9}よりも効果的に体重増加を加速するように見えることを指摘しました.1980年代の研究は、CAF食を与えたラットのマクロ栄養素^{プロファイル10}および食事^{パターン11}を特徴付け、脂肪質量およびインスリン^{レベル9、10}および熱^発生12に大きな変化を示した。私たちのグループは、20年以上の間に肥満をモデル化するためにCAFダイエットを使用してきました^13,14,この間、私たちは食事のいくつかのバリエーションを使用しています.ラットは、通常のチョウと水に加えて、毎日少なくとも2つの甘いと2つの風味豊かな食品を提示されます。近年では、10%スクロース溶液で固形CAF食品を補う開始しています。さまざまな実験計画に合わせてCAFダイエットを調整する能力は、モデルの強みです。

CAFダイエットは、即時の高熱障害(すなわち、最初の24時間以内)と体重と脂肪量の着実な増加を促進します。しかしながら、多様性を最大化する結果は、マクロ栄養素及び微量栄養素摂取量が制御されないことであり、乗り越^{えられない欠陥として}ある点がある。ダイエット誘発性肥満の研究は、より一般的に精製された高脂肪(HF)または組み合わせた高脂肪、高糖(HFHS)ダイエットを使用し、栄養成分を正確に制御し、毎日のモニタリングを必要とするCAFモデルよりも労働集約性が低く、およびスケジュールの慎重な計画と実行。市販の精製HF食生活の翻訳関連性は、脂肪酸プロファイルと脂肪およびスクロースの割合がヒトの食物^摂取16と一致しないかもしれないので、進行中の議論の話題である。CAFダイエットは、精製された食事と同じ程度の栄養組成を制御するものではありませんが、ほとんどの現代社会で食品オプションを特徴付ける嗜好性と多様性をモデル化することを目的としています。

Protocol

ここで説明するプロトコルは、ラットでの使用に最適化されています。我々は、マウス17、18でCAF食をうまく使用しているが、ソフトフード粉砕は、食物摂取対策の信頼性を低下させるさらなる誤差を導入し得る19。このプロトコルは、ニューサウスウェールズ大学の動物ケアと倫理委員会によって承認され、オーストラリア国民?…

Representative Results

図2Aに示すように、CAFダイエット摂食は、6週間にわたって一貫している男性スプレイグ・ドーリーラットの3つのコホートからのデータに基づいて、チョウコントロールに対するエネルギー摂取量の2.5倍の増加を生み出す。他の研究は、高熱障害のこの程度が1021および16 22週間の実験にわたって持続されることを確認して?…

Discussion

ラットを脂肪と砂糖の高い様々な味わい深い食品にさらすことで、ここで説明するCAFダイエットプロトコルは、多くの人々が食べるいわゆる「西洋の食事」の信頼性が高く、堅牢なモデルを提供します。コントロールに対するエネルギー摂取量の有意な増加として評価される高熱痛は、暴露の最初の24時間以内に観察され、数週間以内に統計的に有意な体重差が見られます。したがって、CAF?…

Materials

2-5 L plastic bottle			For preparing 10% sucrose solution, if applicable
Chopping board			Plastic is advised
Freezer			For storing CAF foods
Gordon's maintenance rodent chow	Gordon's Specialty Stockfeeds (Australia)		Maintenance diet used in our laboratory (14 kJ/g; 65% carb, 13% fat and 22% protein, as energy)
Large plastic storage boxes			All items above can be stored in containers for easy access
Large spoon			For CAF diet preparation
Microwave			For CAF diet thawing (when required)
Non-serrated knife			For CAF diet preparation
Paper towel			Important for cleaning work surfaces and the knife during CAF prep
Plastic containers			These are for weighing CAF food items on measurement days
Plastic funnel			For preparing 10% sucrose solution, if applicable
Red light			As CAF diet should be refreshed near the onset of the dark phase each day, a red light will assist when working in the dark
Tuna tins			For presenting 'wetter' CAF food items. Plastic containers may also be suitable
Weigh container x 3			Separate containers should be used to weigh rats, chow & bottles, and CAF foods
Weighing scale			Sensitivity to 0.1g is recommended
White sugar			For 10% sucrose solution, if applicable