Saccharose præference og nyhed-induceret hypofagi test hos rotter ved hjælp af en automatiseret fødeindtagelse overvågningssystem

Summary

Præsenteret her er en protokol til at studere depression-lignende og anhedonic adfærd hos rotter. Det kombinerer to veletablerede adfærdsmæssige metoder, saccharose præference og nyhed-induceret hypofagi test, med en automatiseret mad og væskeindtag overvågningssystem, at indirekte undersøge gnaver adfærd ved hjælp af surrogat parametre.

Abstract

Forekomsten og forekomsten af depressive lidelser stiger på verdensplan, påvirker omkring 322 millioner individer, understreger behovet for adfærdsmæssige undersøgelser i dyremodeller. I denne protokol, at studere depression-lignende og anhedonic adfærd hos rotter, den etablerede saccharose præference og nyhed-induceret hypofagi test er kombineret med en automatiseret mad og væskeindtag overvågningssystem. Forud for test, i saccharose præference paradigme, mandlige rotter er uddannet i mindst 2 dage til at forbruge en saccharose opløsning ud over postevand. Under testen udsættes rotter igen for vand og saccharoseopløsning. Forbruget registreres hvert sekund af det automatiserede system. Forholdet mellem saccharose og det samlede vandindtag (saccharosepræferenceforhold) er en surrogatparameter for anhedoni. I nyhed-induceret hypofagi test, mandlige rotter gennemgå en uddannelse periode, hvor de er udsat for en velsmagende snack. Under træning, gnavere viser en stabil baseline snack indtag. På testdagen overføres dyrene fra hjemmet bure til en frisk, tom bur, der repræsenterer en ny ukendt miljø med adgang til den kendte velsmagende snack. Det automatiserede system registrerer det samlede indtag og dets underliggende mikrostruktur (f.eks. ventetid til at nærme sig snacken), hvilket giver indsigt i anhedonic og ængstelig adfærd. Kombinationen af disse paradigmer med et automatiseret målesystem giver mere detaljerede oplysninger, sammen med højere nøjagtighed ved at reducere målefejl. Men testene bruger surrogat parametre og kun skildre depression og anhedonia i en indirekte måde.

Introduction

I gennemsnit er 4,4% af verdens befolkning ramt af depression. Disse tegner sig for 322 millioner mennesker på verdensplan, en stigning på 18 % i forhold til for ti år siden¹. Ifølge skøn fra Verdenssundhedsorganisationen, depression vil være anden i rækkefølgen af Handicap Justeret Life Years i 2020². For at løse den stigende forekomst af affektive lidelser og etablere nye interventionsstrategier, er det nødvendigt at studere denne adfærd yderligere. Forudgående og ud over undersøgelse hos mennesker er dyreforsøg nødvendige.

Flere modeller er blevet etableret for at studere komponenter af depressiv adfærd (dvs. tvungen svømme test, hale suspension test, saccharose præference test, og nyhed-induceret hypofagi)^3,4. Den saccharose præference test (SPT) og nyhed-induceret hypofagi (NIH) kan opdage depression-lignende adfærd hos dyr. Disse tests selv ikke fremkalde en tilstand af depression hos gnavere, men skildrer akutte ændringer i adfærd. Både SØMFOR og NIH vurdere et karakteristisk træk af depression kendt som anhedonia, som er tabet af interesse i følgende: givende aktiviteter, aktiviteter, der engang blev nydt af de^{enkelte 5}, og et aspekt af det komplekse fænomen behandling og reagere på belønning⁶. Begge tests studerer reaktionen på en givende stimulus i form af velsmagende mad. Omfanget af forbruget fungerer som en surrogat parameter for anhedonia^7,8,9.

Værdien af forsøg, der undersøger anhedoni, afhænger i høj grad af den nøjagtige bestemmelse af forbruget som følge af en nøjagtig måling af stoffets vægt. Konventionelt udføres denne måling manuelt én gang før og en gang efter testen. Dette er dog udsat for fejlagtige målinger af flere årsager. Først gnavere tendens til at hamstre mad, hvilket betyder, at de fjerner mad uden at forbruge det straks derefter skjule det på et sikkert sted. Dette tab af fødevarer kan således indgå i beregningen af det samlede forbrug. For det andet, rotter spilde mad og vand, hvilket resulterer i vægttab uden respektive forbrug. For det tredje opstår der utilsigtet tab af væske som følge af håndteringen af flaskerne ved at indsætte og fjerne dem fra burene.

I en tilgang til at reducere disse fejlkilder kombinerede vi de to fælles test, der vurderede anhedoni (SPT^3,,4 og NIH 9 ) med måling af føde- og vandindtag ved hjælp af et automatiseret overvågningssystem for fødevarer og^{væskeindtag.} Denne procedure giver mulighed for nøjagtig undersøgelse af forbruget af velsmagende stoffer samt giver oplysninger om oplevelsen af glæde hos rotter som en funktion af depression-lignende adfærd. Ovennævnte fejl i forbindelse med manuel måling reduceres ved hjælp af forskellige tilgange, som senere illustreres nærmere.

For at give oplysninger om mikrostruktur vejer det automatiske indtagsovervågningssystem, der anvendes i denne protokol^10, fødevaren (±0,01 g) hvert sekund. Således er en stabil vægt dokumenteret som “ikke spiser”, og en ustabil vægt som “spise”. En “bout” er defineret som ændring i stabil vægt før og efter en begivenhed. Et måltid består af en eller flere anfald, og dens mindste størrelse hos rotter blev defineret som 0,01 g. Et måltid er adskilt fra et andet måltid i rotter med 15 min (standardiseret værdi). Således fødeindtagelse anses for at være et måltid, når anfaldene fandt sted inden for 15 min og vægtændringen er lig med eller større end 0,01 g. Måltid parametre vurderet i denne protokol omfatter måltid varighed, tid tilbragt i måltider, bout størrelse, bout varighed, tid tilbragt i anfald, latenstid til første kamp, og antallet af anfald.

Protocol

Dyrepleje og forsøgsprocedurer fulgte de specifikke institutionelle etiske retningslinjer og blev godkendt af den statslige myndighed for dyreforskning. 1. Drift af det automatiserede overvågningssystem BEMÆRK: Når du bruger det automatiske overvågningssystem, er det vigtigt at dokumentere alle handlinger i kommentarfeltet, der er inkluderet i softwaren umiddelbart før handlingen. Beskrivelsen skal skrives ind i kommentarfeltet, og ved at trykke på Gem<…

Representative Results

For at teste datadistribution blev Kolmogorov-Smirnov-testen anvendt. T-test blev anvendt, når data normalt blev distribueret og Mann-Whitney-U test blev brugt, hvis ikke. Envejs ANOVA efterfulgt af Tukey post-hoc test blev anvendt til normalt fordelt sammenligning af flere grupper. Envejs ANOVA efterfulgt af Dunns multiple sammenligningstest blev anvendt i tilfælde af ikke-normal distribution. Forskelle mellem grupper blev anset for betydelige, når p < 0,05. SØMLØSET’en blev udf…

Discussion

Saccharosepræferencen og nyhedsinduceret hypofagitest er to etablerede teknikker til vurdering af anhedoni hos rotter. Deres kombination med det automatiserede overvågningssystem for fødeindtagelse giver mulighed for en mere detaljeret analyse af uberørte rotter og reducerer fejlagtig måling.

Forekomsten af fejl reduceres ved forskellige tilgange. For det første, for at løse den fejl, der opstår på grund af spild, kløften mellem mad tragt og gate tillader krummer genereret under gnav…

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