Otomatik Gıda Alımı İzleme Sistemi Kullanan Sıçanlarda Sakaroz Tercihi ve Yenilik Kaynaklı Hipofaji Testleri
Summary
Burada sunulan sıçanlarda depresyon benzeri ve anhedonik davranış çalışma için bir protokoldür. Bu iki köklü davranış yöntemleri birleştirir, sakaroz tercihi ve yenilik kaynaklı hipofaji testleri, otomatik bir gıda ve sıvı alımı izleme sistemi ile, dolaylı olarak vekil parametreleri kullanarak kemirgen davranışını araştırmak için.
Abstract
Depresif hastalıkların görülme sıklığı ve görülme sıklığı dünya çapında artmakta olup, yaklaşık 322 milyon bireyi etkileyerek hayvan modellerinde davranışsal çalışmalara duyulan ihtiyacın altını çizmektedir. Bu protokolde, sıçanlarda depresyon benzeri ve anhedonik davranışları incelemek için, kurulan sakaroz tercihi ve yeniliği neden olan hipofaji testleri otomatik gıda ve sıvı alımı izleme sistemi ile birleştirilmiştir. Testten önce, sakaroz tercihi paradigmasında, erkek sıçanlar musluk suyuna ek olarak sakaroz solüsyonu tüketmek için en az 2 gün eğitilirler. Test sırasında sıçanlar tekrar su ve sakkaroz çözeltisine maruz kalırlar. Tüketim otomatik sistem tarafından her saniye kaydedilir. Toplam su alımı (sakaroz tercih oranı) sakaroz oranı anhedoni için bir vekil parametre. Yenilik kaynaklı hipofaji testinde, erkek sıçanlar lezzetli bir atıştırmaya maruz kaldıkları bir eğitim döneminden geçerler. Eğitim sırasında, kemirgenler istikrarlı bir temel atıştırmalık alımı göstermektedir. Test günü, hayvanlar ev kafeslerinden taze, boş bir kafese aktarılır ve bilinen lezzetli atıştırmaya erişimi olan bilinmeyen yeni bir ortamı temsil eder. Otomatik sistem toplam alımını ve altta yatan mikro yapısını kaydeder (örneğin, atıştırmaya yaklaşmaya gecikme), anhedonik ve endişeli davranışlarhakkında bilgi sağlar. Bu paradigmaların otomatik bir ölçüm sistemi yle birleşimi, ölçüm hatalarını azaltarak daha yüksek doğrulukla birlikte daha ayrıntılı bilgi sağlar. Ancak, testler vekil parametreleri kullanmak ve sadece dolaylı bir şekilde depresyon ve anhedoni tasvir.
Introduction
Ortalama olarak, dünya nüfusunun% 4.4 depresyon etkilenir. Bu hesap 322 milyon kişi dünya çapında, bir 18% artış on yılönce1 göre. Dünya Sağlık Örgütü tarafından yapılan tahminlere göre, depresyon 2020 yılında Engellilik Düzeltilmiş Yaşam Yılı sıralamasında ikinci olacak2. Duygusal bozuklukların artan yaygınlığını ele almak ve yeni girişimsel stratejiler oluşturmak için bu davranışı daha fazla incelemek gerekir. İnsanlarda önceden ve muayeneye ek olarak hayvan çalışmaları gereklidir.
Çeşitli modeller depresif davranış bileşenleri çalışmak için kurulmuştur (yani, zorla yüzme testi, kuyruk süspansiyon testi, sakaroz tercih testi, ve yenilik kaynaklı hipofaji)3,4. Sakaroz tercih testi (SPT) ve yeniliklere bağlı hipofaji (NIH) hayvanlarda depresyon benzeri davranışları saptayabiliyor. Bu testler kendilerini kemirgenlerde depresyon durumuna neden olmaz ama davranış akut değişiklikler tasvir. Hem SPT ve NIH aşağıdaki ilgi kaybı olarak bilinen depresyon karakteristik bir özelliği değerlendirmek: ödüllendirici faaliyetleri, bir zamanlar bireysel tarafından zevk edildi faaliyetleri5, ve işleme karmaşık fenomenin bir yönü ve ödül yanıt6. Her iki test de lezzetli gıda şeklinde ödüllendirici bir uyarıcı yanıt çalışma. Tüketim in ölçüde anhedoni için bir vekil parametre olarak hizmetvermektedir 7,8,9.
Anhedoniyi araştıran testlerin değeri, maddenin ağırlığının kesin ölçümünden kaynaklanan tüketimin doğru belirlenmesine bağlıdır. Geleneksel olarak, bu ölçüm testten önce ve sonra bir kez el ile yapılır. Ancak, bu çeşitli nedenlerle hatalı ölçümler eğilimli. İlk olarak, kemirgenler gıda istiflemek eğilimindedir, onlar hemen tüketmeden gıda kaldırmak anlamına gelir sonra güvenli bir yerde gizlemek. Böylece, bu gıda kaybı toplam tüketimin hesaplanmasına dahil edilebilir. İkincisi, sıçanlar gıda ve su dökmek, ilgili tüketim olmadan kilo kaybı ile sonuçlanan. Üçüncü olarak, istenmeyen sıvı kaybı, şişelerin kafeslere yerleştirilerek ve çıkarılarak işlenmesine bağlı olarak meydana gelir.
Bu hata kaynaklarını azaltmak için bir yaklaşım olarak, anhedoni (SPT3,,4 ve NIH9)değerlendirilen iki ortak testleri otomatik gıda ve sıvı alımı izleme sistemi kullanarak gıda ve su alımının ölçümü ile birleştirdik. Bu prosedür, lezzetli maddelerin tüketiminin doğru araştırılmasını sağlar ve depresyon benzeri davranışların bir özelliği olarak sıçanlarda zevk deneyimi hakkında bilgi sağlar. Manuel ölçümle ilişkili yukarıda belirtilen hatalar, daha sonra daha ayrıntılı olarak gösterilen farklı yaklaşımlar kullanılarak azaltılır.
Mikroyapı hakkında bilgi vermek için, bu protokolde kullanılan otomatik alım izleme sistemi10 her saniye gıda (±0.01 g) ağırlığındadır. Böylece, istikrarlı bir ağırlık olarak belgelenmiştir “yeme değil”, ve “yeme” olarak kararsız bir ağırlık. “Bout” bir olaydan önce ve sonra kararlı ağırlık değişimi olarak tanımlanır. Bir öğün bir veya daha fazla nöbetten oluşur ve sıçanlarda minimum boyutu 0.01 g olarak tanımlanmıştır. Bir öğün farelerde başka bir yemekten 15 dakika (standart değer) ile ayrılır. Böylece, gıda alımı nöbetleri 15 dakika içinde meydana gelen ve kilo değişimi olarak eşit veya 0,01 g daha büyük bir yemek olarak kabul edilir. Bu protokolde değerlendirilen yemek parametreleri arasında yemek süresi, öğünlerde geçirilen süre, müsabaka boyutu, nöbet süresi, nöbetlerde geçirilen süre, ilk müsabakaya geç kalma ve nöbet sayısı yer almaktadır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Sakaroz tercihi ve yeniliği neden olan hipofaji testleri sıçanlarda anhedoniyi değerlendirmek için kullanılan iki tekniktir. Otomatik gıda alımı izleme sistemi ile bunların kombinasyonu bozulmamış sıçanlarda daha ayrıntılı analiz sağlar ve hatalı ölçüm azaltır.
Hataların görülme sıklığı farklı yaklaşımlarla azalır. İlk olarak, dökülme nedeniyle meydana gelen hatayı gidermek için, gıda haznesi ve kapı arasındaki boşluk, kemirme sırasında oluşan kır…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Alman Araştırma Vakfı (STE 1765/3-2) ve Charité Üniversitesi Finansmanı (UFF 89/441-176, A.S.) tarafından desteklenmiştir.
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 |
Referências
- . 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).
