Предпочтение сахарозы и новизна-индуцированных гипофагии испытаний у крыс с использованием автоматизированной системы мониторинга потребления пищи
Summary
Здесь представлен протокол для изучения депрессии, как и ангедоническое поведение у крыс. Он сочетает в себе два устоявшихся поведенческих методов, предпочтения сахарозы и новизны индуцированных гипофагии испытаний, с автоматизированной системой мониторинга потребления пищи и жидкости, чтобы косвенно исследовать поведение грызунов с использованием суррогатных параметров.
Abstract
Распространенность и частота депрессивных расстройств растет во всем мире, затрагивая около 322 миллионов человек, что является основой для поведенческих исследований в животных моделях. В этом протоколе, для изучения депрессии, как и ангедоническое поведение у крыс, установленные предпочтения сахарозы и новизны индуцированных гипофагии тесты в сочетании с автоматизированной системой мониторинга потребления пищи и жидкости. До тестирования, в парадигме предпочтения сахарозы, крысы мужского пола обучаются, по крайней мере 2 дней, чтобы потреблять раствор сахарозы в дополнение к водопроводной воде. Во время теста крысы снова подвергаются воздействию воды и раствора сахарозы. Потребление регистрируется каждую секунду автоматизированной системой. Соотношение сахарозы к общему водозабору (коэффициент предпочтения сахарозы) является суррогатным параметром для анхедонии. В новизне индуцированной гипофагии тест, мужчины крысы проходят период обучения, в котором они подвергаются воздействию вкусной закуски. Во время тренировки грызуны показывают стабильный базовый прием закусок. В день испытаний животных переводят из домашних клеток в свежую, пустую клетку, представляющую собой новую неизвестную среду с доступом к известной приятной закуске. Автоматизированная система фиксирует общее потребление и лежащую в его основе микроструктуру (например, задержку приближения к закуске), обеспечивая понимание ангедонического и тревожного поведения. Сочетание этих парадигм с автоматизированной системой измерения предоставляет более подробную информацию, наряду с более высокой точностью за счет уменьшения ошибок измерения. Тем не менее, тесты используют суррогатные параметры и изображают только депрессию и анхедонию косвенным образом.
Introduction
В среднем 4,4% населения мира страдает от депрессии. На их долю приходится 322 миллиона человек во всем мире, что на 18% больше, чем десять летназад. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, депрессия будет второй в рейтинге инвалидов скорректированной жизни лет в 2020году 2. Для решения проблемы растущей распространенности аффективных расстройств и разработки новых интервенционных стратегий необходимо продолжить изучение такого поведения. До и в дополнение к изучению на людях, исследования на животных необходимы.
Несколько моделей были созданы для изучения компонентов депрессивного поведения (т.е. принудительного плавания тест, хвост подвески тест, тест предпочтения сахарозы, и новизна индуцированной гипофагии)3,4. Тест предпочтений сахарозы (SPT) и гипофагия, вызванная новизной (NIH), могут обнаруживать депрессию у животных. Эти тесты сами по себе не вызывают состояние депрессии у грызунов, но изображают острые изменения в поведении. Оба SPT и NIH оценить характерную черту депрессии, известной как anhedonia, которая является потеря интереса к следующему: награждение деятельности, деятельности, которыекогда-то пользовались отдельные 5, и один аспект сложного явления обработки и реагирования навознаграждение 6. Оба теста изучают реакцию на полезный стимул в виде вкусной пищи. Степень потребления служит суррогатным параметром для анхедонии7,,8,,9.
Значение тестов, исследуя ангедонию, сильно зависит от точного определения потребления в результате точного измерения веса вещества. Условно, это измерение проводится вручную один раз до и один раз после испытания. Однако это подвержено ошибочным измерениям по нескольким причинам. Во-первых, грызуны, как правило, копить пищу, а это означает, что они удаляют пищу, не потребляя его сразу же, то скрыть его в безопасном месте. Таким образом, эта потеря продовольствия может быть включена в расчет общего потребления. Во-вторых, крысы разлива пищи и воды, в результате чего потеря веса без соответствующего потребления. В-третьих, непреднамеренная потеря жидкости происходит из-за обработки бутылок путем вставки и удаления их из клеток.
В подходе к сокращению этих источников ошибок, мы объединили два общих теста оценки anhedonia (SPT3,4 и NIH 9 ) сизмерением потребленияпищи и воды с использованием автоматизированной системы мониторинга потребления пищи и жидкости. Эта процедура позволяет точное исследование потребления приятных веществ, а также предоставляет информацию об опыте удовольствия у крыс, как особенность депрессии, как поведение. Вышеупомянутые ошибки, связанные с ручным измерением, сокращаются с помощью различных подходов, которые иллюстрируются позже более подробно.
Для предоставления информации о микроструктуре автоматизированная система мониторинга потребления, используемаяв этом протоколе 10, взвешивает пищу (±0,01 г) каждую секунду. Таким образом, стабильный вес задокументирован как «не есть», а нестабильный вес – как «еда». “Бой” определяется как изменение стабильного веса до и после события. Еда состоит из одного или нескольких приступов, и ее минимальный размер у крыс был определен как 0,01 г. Еда отделяется от другого приема пищи у крыс на 15 минут (стандартизированное значение). Таким образом, потребление пищи считается одним приемом пищи, когда приступы произошли в течение 15 минут, а изменение веса равно или больше, чем 0,01 г. Параметры питания, оцениваемые в этом протоколе, включают продолжительность приема пищи, время, проведенное в еде, размер боя, продолжительность боя, время, проведенное в боях, задержку до первого боя, и количество поединков.
Protocol
Representative Results
Discussion
Предпочтение сахарозы и новизна индуцированных гипофагии тесты два установленных методов для оценки ангедонии у крыс. Их сочетание с автоматизированной системой мониторинга потребления пищи позволяет более детальный анализ в спокойно крыс и уменьшает ошибочные измерения.
<p class="jove…Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана финансированием Немецкого научно-исследовательского фонда (STE 1765/3-2) и финансирования Университета Шарите (UFF 89/441-176, A.S.).
Materials
| Assembly LH Cage Mount – RAT-FOOD – includes Stainless cage mount, hopper, blocker, coupling | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BCMPRF01 | |
| Assembly LH Cage Mount unplugged – RAT – FOOD includes stainless steel cage mount, hopper, blocker, unplugged adapter, coupling | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BCMUPRF01 | |
| cage w/ 2 openings – RAT – costum modified cage – includes cage top and standard water bottle | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BCR02 | single housing |
| Data collection Laptop Windows – Configured w/ BioDAQ Software | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BLT003 | |
| enrichment (plastic tubes, gnawing wood) | distributed by the animal facility | ||
| HoneyMaid Graham Cracker Crumbs | Nabisco, East Hanover, NJ, USA | ASIN: B01COWTA98 | palatable snack for NIH test |
| low vibration polymer rack | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BRACKR | |
| male Sprague Dawley rats | Envigo | Order Code: 002 | |
| Model #2210 32x Port BioDAQ Central Controller – includes cables, and calibration kit | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BCC32_03 | |
| Peripheral sensor Controller – includes cable | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BPSC01 | |
| SigmaStat 3.1 | Systat Software, San Jose, CA, USA | statistical analysis | |
| Stainless steel blocker | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BBLKR | |
| standard rodent diet with 10 kcal% fat | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | D12450B | |
| sucrose powder | Roth | 4621.1 | for SPT |
Riferimenti
- . Depression Available from: https://www.who.int/health-topics/depression (2018)
- Reddy, M. S. Depression: the disorder and the burden. Indian Journal of Psychological Medicine. 32 (1), 1-2 (2010).
- Cryan, J. F., Mombereau, C. In search of a depressed mouse: utility of models for studying depression-related behavior in genetically modified mice. Molecular Psychiatry. 9 (4), 326-357 (2004).
- Overstreet, D. H. Modeling depression in animal models. Methods in Molecular Biology. 829, 125-144 (2012).
- Moreau, J. -. L. Simulating the anhedonia symptom of depression in animals. Dialogues in Clinical Neuroscience. 4 (4), 351-360 (2002).
- Scheggi, S., De Montis, M. G., Gambarana, C. Making Sense of Rodent Models of Anhedonia. The International Journal of Neuropsychopharmacology. 21 (11), 1049-1065 (2018).
- Liu, M. Y., et al. Sucrose preference test for measurement of stress-induced anhedonia in mice. Nature Protocol. 13 (7), 1686-1698 (2018).
- Serchov, T., van Calker, D., Biber, K. Sucrose Preference Test to Measure Anhedonic Behaviour in Mice. Bio-Protocol. 6 (19), 1958 (2016).
- Dulawa, S. C., Hen, R. Recent advances in animal models of chronic antidepressant effects: the novelty-induced hypophagia test. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 29 (4-5), 771-783 (2005).
- Teuffel, P., et al. Treatment with the ghrelin-O-acyltransferase (GOAT) inhibitor GO-CoA-Tat reduces food intake by reducing meal frequency in rats. Journal of Physiology and Pharmacology. 66 (4), 493-503 (2015).
- Binder, E. B., Nemeroff, C. B. The CRF system, stress, depression and anxiety-insights from human genetic studies. Molecular Psychiatry. 15 (6), 574-588 (2010).
- Marques, M. D., Waterhouse, J. M. Masking and the evolution of circadian rhythmicity. Chronobiology International. 11 (3), 146-155 (1994).
- Valentinuzzi, V. S., et al. Locomotor response to an open field during C57BL/6J active and inactive phases: differences dependent on conditions of illumination. Physiology and Behavior. 69 (3), 269-275 (2000).
- Madiha, S., Haider, S. Curcumin restores rotenone induced depressive-like symptoms in animal model of neurotoxicity: assessment by social interaction test and sucrose preference test. Metabolic Brain Disorder. 34 (1), 297-308 (2019).
- Strouthes, A. Thirst and saccharin preference in rats. Physiology and Behavior. 6 (4), 287-292 (1971).
- Inui-Yamamoto, C., et al. Taste preference changes throughout different life stages in male rats. PloS One. 12 (7), 0181650 (2017).
- Commons, K. G., Cholanians, A. B., Babb, J. A., Ehlinger, D. G. The Rodent Forced Swim Test Measures Stress-Coping Strategy, Not Depression-like Behavior. ACS Chemical Neuroscience. 8 (5), 955-960 (2017).
- Slattery, D. A., Cryan, J. F. Using the rat forced swim test to assess antidepressant-like activity in rodents. Nature Protocols. 7 (6), 1009-1014 (2012).
- Cryan, J. F., Mombereau, C., Vassout, A. The tail suspension test as a model for assessing antidepressant activity: review of pharmacological and genetic studies in mice. Neuroscience and Biobehavioral Review. 29 (4-5), 571-625 (2005).
- Can, A., et al. The tail suspension test. Journal of Visualized Experiments. (59), e3769 (2012).
- Chadman, K. K., Yang, M., Crawley, J. N. Criteria for validating mouse models of psychiatric diseases. American Journal of Medical Genetics B Neuropsychiatric Genetics. 150 (1), 1-11 (2009).
- Powell, T. R., Fernandes, C., Schalkwyk, L. C. Depression-Related Behavioral Tests. Current Protocols in Mouse Biology. 2 (2), 119-127 (2012).
