小鼠活动性厌食症的评估
Summary
老鼠单独安置与一个奔跑的轮子, 当获得食物的有限的获取开发减少食物消耗量和增加活动在奔跑的轮子。这种实验性的现象叫做活动性厌食症。这个范式为研究神经性厌食症的生物学和行为提供了一个实验工具。
Abstract
啮齿类动物在受到限制的喂养计划时, 会产生活动性厌食症 (ABA), 并允许自由进入跑步轮。这些情况导致体重减少危及生命。然而, 只接触到这些条件之一的啮齿类动物最终会适应重新建立正常体重。尽管在 aba 条件下, 随着自愿食物摄入量的增加而减少, 这种现象似乎自相矛盾, 但在许多哺乳动物物种中都有 ABA 的行为。
ABA 范式为神经性厌食症 (a) 提供了一种动物模型, 这种饮食紊乱具有严重的失调食欲行为。受试者单独安置在一个运行的车轮的自由访问。每一天, 这个主题在有限的时间内提供食物。在实验过程中, 一个人的体重从高活性和低卡路里摄入量中减少。研究的持续时间根据每天提供的食物的长短、提供的食物种类、老鼠的应变、如果药物被测试以及环境因素而定。
对患者缺乏有效的药理治疗, 其生活质量低下, 治疗费用高, 死亡率高, 表明了进一步研究的紧迫性。我们提供了一个基本的大纲, 以执行 ABA 实验小鼠, 提供一种方法来调查类似的行为, 以发展新的疗法。该协议是优化用于 Balb / cJ 小鼠 , 但可以很容易地纵其他菌株 , 提供了极大的灵活性 , 在处理不同的问题 , 特别是有关 ABA 的遗传因素。
Introduction
自1953年以来, 据报道, 啮齿类动物在运行车轮时表现出一种自相矛盾的过度活跃状态, 当食物可用性被限制为1时, 它们可以自由进入车轮, 而在接受自愿 hypophagia 时。相反 , 啮齿类动物不会迅速下降体重时, 没有运行车轮或与运行车轮, 并提供食物ad 随意1,2,3, 在一个时间表提供的食物。ABA 模型可靠地导致体重急剧下降, hypophagia, 体温过低, 发情丧失和增加刺激的 HPA 轴4。最终, ABA 会导致死亡, 除非主题被从范例5中删除。ABA 范式为研究人员提供了一种动物模型, 一种复杂的饮食紊乱, 其特点是食欲行为严重失调, 影响大约 1 100 女性, 而男性的比例则更小6。经常出现多动症的患者, 包括极多的运动, 和/或一般躁动不安的7,8。死亡率约为 10%, 是所有精神疾病中死亡率最高的9。目前对 a 的治疗仅限于认知疗法, 因为对于那些患有1011的患者, 没有经过批准的药理治疗。
a 通常被认为是一种影响主要是女性的障碍。作为女性的10倍于男性的诊断, 女性受试者传统上是12中的焦点。但是, 应特别考虑将男性排除在研究之外。虽然诊断的一个遗骸较低的男性, 肌肉 dysmorphia (MD) 是一个条件, 有很多相似之处, 因为身体图像扭曲, 饮食往往紊乱。有支持的概念, MD 和 a 可以归类为类似的方式13,14,15。这可能意味着一些 MD 的案例代表了 a 的 “男性版本”。在动物模型方面, 一些报告指出, 男性比女性更容易受到 ABA 范式的影响。例如, 最近的一项研究显示, 与 C57Bl/6 小鼠16中的雌性相比, 死亡率较高, 食物摄入量减少。对 ABA 易感性的一个预测因子是自发的身体活动 (SPA)。高或低 SPA 的大鼠更容易在 ABA 范式中减肥, 雄性大鼠比雌性老鼠表现出更强的效果17。相反, 在 ABA18的限制阶段, 雌性啮齿动物的运动比男性多。此外, 与 Balb/cJ 小鼠的研究显示了 C57Bl/6 小鼠的相反效果, 在那里雌性小鼠的死亡率较高, 食物摄取量减少, 与男性相比 (图 1)6。由于两性在 ABA 范式中的不同结果和对饮食模式紊乱的男性的认识不断提高, 因此应该对男性和女性的研究对象进行测试。
除了 ABA 范式中的性别差异外, 在选择主语时必须考虑年龄和应变。青春期老鼠可以更准确地模拟 a, 因为通常出现在青春期, 观察老鼠和老鼠19,20,21,22。在基线水平上比其他活动更活跃的菌株具有更高的易感性和更严重的 ABA23。已知有较高的焦虑水平的菌株, 如 DBA/2, 增加了车轮运行活动, 这表明 ABA 范式24中的辍学率更快。根据实验设计的不同, 可根据选择的应变来优化 ABA 的持续时间。
ABA 悖论不是老鼠独有的。其他哺乳动物, 包括老鼠, 仓鼠, 沙土鼠, 猪, 花栗鼠, 和豚鼠已经证明了这种现象6。在哺乳动物物种之间的 aba 现象的保护表明, aba 范式可以提供一个翻译工具, 以调查在人类的厌食行为的机制。老鼠特别适合研究 ABA 的机制。老鼠可以被密集地安置和世代时间是相对地短的。老鼠有一个完整的序列基因组, 和许多近亲, outbred 和特殊菌株, 如 congenics, 是可利用的。已经产生了大量的基因操纵线, 这使它们成为研究评估遗传对疾病的影响的理想. 根据手头的问题, 研究人员可能会操纵复杂的神经回路和/或基因表达评估 ABA 范式中的行为, 有可能回答关于基因影响的问题, 在研究人类时是不可能的。
目前存在数量有限的动物模型。应力模型利用尾捏、新奇诱发 hypophagia、冷游泳和脑刺激等方法诱导啮齿类动物 hypophagia。通过诱发压力, HPA 轴的变化减少食欲, 从而减少体重25。然而, 完全也刺激了 HPA 轴, 这也包含了一些额外的功能, 如多动症。另一种在研究中考虑的模型是慢性食品限制模型。通过将食物限制在ad 随意的40到60% 范围内, 你可以模仿营养不良的26的生理反应。虽然这种方法对研究喂养不足的影响是有效的, 但它并没有重现一个核心问题, 即自愿食物限制。在 ABA 范式, 动物被剥夺了一天的食物进入, 但也自愿减少食物摄入, 如果车轮也存在。遗传模型也被用来检查的病因. 研究人员发现了神经化学和遗传因素, 如基因 BDNF 和递质多巴胺和血清素27。基因模型的使用对于理解背后的神经机制是至关重要的。然而, 基因组广泛的协会研究尚未产生显著的影响, 并没有发现在一个罕见的变种。未来的研究应该结合一个遗传方法与 ABA 模型, 以增加对一个相关的表型的理解。
由于人类疾病的复杂性和异质性, 发展整个精神疾病的动物模型几乎是不可能的。然而, 通过建模特定的, 明确定义的精神障碍的组成部分, 可以获得对潜在神经生物学或病理生理学的独特洞察力。这样的生物洞察力可以用来识别新的治疗方法。因此, 啮齿动物的 ABA 范式提供了一个临床前的工具, 以研究类似行为的机制, 不能道德地研究人类, 如遗传操作的影响, 神经回路的扰动, 和某些环境因素的后果。
Protocol
Representative Results
Discussion
ABA 的实验可以由实验者修改, 以测试不同的菌株, 年龄, 药物, 和各种其他变量的. 铭记遗传变异, 对跑步轮或食物进入期的调整将增加或减少严重程度症状和辍学率。这可以用来增加或减少实验的长度, 这取决于实验的兴趣问题。
准确测量食物摄入量是 ABA 范式的一个关键部分, 但往往会造成问题。在食品罐中的床上用品、粪便和尿液, 加上食物被移入笼子空间, 这为精确称量剩…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作由一个 NARSAD 独立调查员奖和一个 IMHRO 上升的星抑郁症研究奖的资助为记忆乔治 Largay 到 SCD。
Materials
| Wireless Low Profile Running Wheels, Hubs, Software | Med Associates | ENV-047 | |
| Standard Teklad Rodent Chow | Envigo | 8604 | |
| 8 Week Old Mice | Jackson Laboratories | Balb/cJ | Strain used in our study – Can use other strains to assess ABA |
| Scout Pro Scale 200 g | Ohaus | SPE202 | Used to weigh mice |
| Scout Pro Scale 400 g | Ohaus | SPE402 | Used to weight food |
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