Sucrose تفضيل واختبارات نقص في بphagia الناجمة عن الجدة في الفئران باستخدام نظام رصد الغذائية الآلي
Summary
هنا هو بروتوكول لدراسة الاكتئاب مثل والسلوك anhedonic في الفئران. فهو يجمع بين طريقتين سلوكيتين راسختين، وهما تفضيل السكروز واختبارات نقص الفقار الناجمة عن الجدة، ونظام مراقبة تلقائي للطعام والمداواة السائلة، للتحقيق بشكل غير مباشر في سلوك القوارض باستخدام معلمات بديلة.
Abstract
ويتزايد انتشار الاضطرابات الاكتئابية وانتشارها في جميع أنحاء العالم، مما يؤثر على نحو 322 مليون شخص، مما يؤكد الحاجة إلى إجراء دراسات سلوكية في النماذج الحيوانية. في هذا البروتوكول ، لدراسة الاكتئاب مثل والسلوك anhedonic في الفئران ، وتتضافر تفضيل السكروز المنشأة واختبارات نقص الفاتجيا الناجمة عن الجدة مع نظام رصد الطعام والسيولة الآلي. قبل الاختبار، في نموذج تفضيل السكروز، يتم تدريب الفئران الذكور لمدة 2 أيام على الأقل على استهلاك محلول السكروز بالإضافة إلى مياه الصنبور. خلال الاختبار، تتعرض الفئران مرة أخرى إلى محلول السكروز والماء. يتم تسجيل الاستهلاك كل ثانية بواسطة النظام الآلي. نسبة السكروز إلى إجمالي كمية المياه (نسبة تفضيل السكروز) هي معلمة بديلة لـ anhedonia. في اختبار نقص الفاتولوجيا الناجم عن الجدة ، تخضع الفئران الذكور لفترة تدريب يتعرضون فيها لتناول وجبة خفيفة مستساغة. أثناء التدريب، تظهر القوارض وجبة خفيفة خط أساس مستقرة. في يوم الاختبار، يتم نقل الحيوانات من أقفاص المنزل إلى قفص جديد وفارغ يمثل بيئة غير معروفة جديدة مع إمكانية الوصول إلى وجبة خفيفة مقبولة معروفة. النظام الآلي يسجل إجمالي المداهمة وصغر البنية الأساسية (على سبيل المثال، الكمون إلى الاقتراب من وجبة خفيفة)، وتوفير نظرة ثاقبة في السلوكيات anhedonic والقلق. ويوفر الجمع بين هذه النماذج ونظام قياس آلي معلومات أكثر تفصيلاً، إلى جانب درجة أعلى من الدقة عن طريق الحد من أخطاء القياس. ومع ذلك، فإن الاختبارات استخدام المعلمات البديلة وتصور فقط الاكتئاب و anhedonia بطريقة غير مباشرة.
Introduction
في المتوسط، 4.4٪ من سكان العالم يتأثرون بالاكتئاب. هذه تمثل 322 مليون شخص في جميع أنحاء العالم، بزيادة 18٪ مقارنة مع عشر سنوات مضت1. وفقا لتقديرات منظمة الصحة العالمية، والاكتئاب سوف يكون في المرتبة الثانية في ترتيب سنوات الحياة الإعاقة المعدلة في 20202. لمعالجة ارتفاع معدل انتشار الاضطرابات العاطفية ووضع استراتيجيات تدخلية جديدة، من الضروري مواصلة دراسة هذا السلوك. قبل وبالإضافة إلى الفحص في البشر، والدراسات الحيوانية ضرورية.
وقد تم إنشاء العديد من النماذج لدراسة مكونات السلوك الاكتئابي (أي، اختبار السباحة القسري، اختبار تعليق الذيل، اختبار تفضيل السكروز، ونابوخا ً الناجم عن الجدة)3،4. يمكن لاختبار تفضيل السكروز (SPT) ونقصف الدم الناجم عن الجدة (NIH) اكتشاف السلوك الشبيه بالاكتئاب في الحيوانات. هذه الاختبارات نفسها لا تحفز حالة من الاكتئاب في القوارض ولكن تصور التغيرات الحادة في السلوك. كل من اللجنة الفرعية و المعاهد القومية للصحة تقييم سمة مميزة للاكتئاب المعروفة باسم anhedonia، وهو فقدان الاهتمام في ما يلي: الأنشطة مكافأة، والأنشطة التي كانت تتمتع مرة واحدة من قبلالفرد 5،وجانب واحد من ظاهرة معقدة من تجهيز والاستجابة لمكافأة6. كلا الاختبارين دراسة الاستجابة لحافز مجزية في شكل الطعام المستساغ. مدى الاستهلاك بمثابة معلمة بديلة ل anhedonia7،8،9.
وتعتمد قيمة الاختبارات التي تحقق في أندونيا اعتماداً شديداً على التحديد الدقيق للاستهلاك الناتج عن القياس الدقيق لوزن المادة. تقليدياً، يتم إجراء هذا القياس يدوياً مرة واحدة قبل وبعد الاختبار. ومع ذلك، هذا عرضة لقياسات خاطئة لعدة أسباب. أولاً ، تميل القوارض إلى اكتناز الطعام ، مما يعني أنها تزيل الطعام دون استهلاكه على الفور ثم تخفيه في مكان آمن. وهكذا، يمكن إدراج هذا الفقدان في الأغذية في حساب الاستهلاك الكلي. ثانياً، سكب الجرذان الطعام والماء، مما يؤدي إلى فقدان الوزن دون استهلاك كل منها. ثالثاً، يحدث فقدان غير مقصود للسائل بسبب مناولة الزجاجات عن طريق إدخالها وإزالتها من الأقفاص.
في نهج للحد من هذه المصادر من الخطأ، ونحن الجمع بين اثنين من الاختبارات المشتركة تقييم anhedonia (SPT3،,4 و9المعاهد القومية للصحة) مع قياس كمية الطعام والماء باستخدام نظام رصد الغذاء والسائل الآلي. هذا الإجراء يسمح بإجراء فحص دقيق لاستهلاك المواد المستساغة، فضلا عن معلومات عن تجربة المتعة في الفئران كميزة من سمات الاكتئاب مثل السلوك. يتم تقليل الأخطاء المذكورة أعلاه المرتبطة بالقياس اليدوي باستخدام أساليب مختلفة، والتي يتم توضيحها لاحقًا بمزيد من التفصيل.
لتوفير معلومات حول البنية المجهرية، نظام رصد المداهم الآلي المستخدم في هذا البروتوكول10 يزن الغذاء (±0.01 غرام) في كل ثانية. وهكذا، يتم توثيق الوزن المستقر بأنه “لا يأكل”، والوزن غير المستقر كـ “الأكل”. يتم تعريف “نوبة” على أنها تغيير في الوزن المستقر قبل وبعد الحدث. تتكون الوجبة من نوبة واحدة أو أكثر وتم تعريف الحد الأدنى لحجمها في الفئران على أنه 0.01 جرام. يتم فصل وجبة من وجبة أخرى في الفئران من قبل 15 دقيقة (قيمة موحدة). وهكذا، يعتبر تناول الطعام وجبة واحدة عندما وقعت نوبات في غضون 15 دقيقة وتغيير الوزن يساوي أو أكبر من 0.01 ز. تشمل معلمات الوجبة التي تم تقييمها في هذا البروتوكول مدة الوجبة، والوقت الذي يقضيه في الوجبات، وحجم النوبة، ومدة النوبة، والوقت الذي يقضيه في النوبات، والكمون إلى المباراة الأولى، وعدد النوبات.
Protocol
Representative Results
Discussion
وتُعَدّ الأفضلية من السكروز واختبارات نقص في البلعوص التي تُستحث الجدة من التقنيات الراسخة لتقييم أنهدونيا في الفئران. ويسمح الجمع بين هذه المكونات ونظام رصد المداومة الغذائية الآلي بتحليل أكثر تفصيلاً في الجرذان غير المُجَرَّضة ويقلل من القياس الخاطئ.
يتم تقليل حدوث الأ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقد تم دعم هذا العمل من خلال تمويل من مؤسسة البحوث الألمانية (STE 1765/3-2) وتمويل جامعة شاريتيه (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 |
References
- . 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).
