Körperzusammensetzung und festsetzende Stoffwechselanalyse bei hohen Fett Fed Mäusen
Summary
Dieses Protokoll beschreibt die Verwendung einer Zusammensetzung Körperanalyse und metabolische Tier Überwachungssystem Körperzusammensetzung und metabolischen Parametern bei Mäusen zu charakterisieren. Eine Adipositas-Modell induziert durch fettreiche Fütterung dient als Beispiel für die Anwendung dieser Techniken.
Abstract
Veränderungen in der Körperzusammensetzung (Fett oder mager-Masse), metabolische Parameter wie Ganzkörper-Sauerstoffverbrauch, Energieumsatz, und Substrat Auslastung und Verhaltensweisen wie Nahrungsaufnahme und körperliche Aktivität können liefern wichtige Informationen in Bezug auf die zugrunde liegenden Mechanismen der Krankheit. Angesichts der Bedeutung der Körperzusammensetzung und des Stoffwechsels, die Entwicklung von Übergewicht und seine spätere Folgeerscheinungen, ist es notwendig, genaue Maßnahmen dieser Parameter in der präklinischen Forschung zu machen. Fortschritte in der Technologie in den letzten Jahrzehnten haben diese Maßnahmen in Nager-Modelle in einem nicht-invasiv und longitudinal Mode ableiten ermöglicht. Infolgedessen haben diese metabolischen Maßnahmen nützlich erwiesen, bei der Beurteilung der Reaktion von genetischen Manipulationen (z. B. Knockout oder Transgene Mäuse, virale Knock-Down oder Überexpression von Genen), experimentelle Droge/Verbund-Screening und diätetische, Verhaltens- oder körperliche Aktivität Interventionen. Hier beschreiben wir die Protokolle zur Messung der Körperzusammensetzung und metabolischen Parameter mithilfe eines Tieres Überwachungssystem in Chow gefüttert und hohen Fett-Diät gefüttert Mäuse.
Introduction
Viele Aspekte der normalen zellulären, Orgel und Ganzkörper-Physiologie, Stoffwechsel untermauert. Infolgedessen in der Einstellung verschiedener Krankheiten, Änderungen an den Stoffwechsel können direkt zu der zugrunde liegenden Erkrankung beitragen oder als Nebenwirkung der Pathologie beeinträchtigt werden. Traditionell haben metabolische Untersuchungen und Studien in der Energiebilanz auf dem Gebiet der Adipositas und damit verbundenen Bedingungen wie Insulinresistenz, prädiabetes, Glukoseintoleranz, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes konzentriert. Diese Forschung gerechtfertigt angesichts der steigende Prävalenz von solchen Bedingungen weltweit und die individuellen, gesellschaftlichen, und wirtschaftlichen Kosten diese Bedingungen verursachen. So, die Entwicklung von Präventionsstrategien und neuer Therapeutika zu Ziel Übergewicht ist ein ständiges Ziel in der Forschungslabors auf der ganzen Welt und präklinischen Mausmodellen sind stark für diese Studien berufen.
Mit einem Gewicht von Mäusen bietet eine zuverlässige Bewertung der Gewichtszunahme oder Verlust, bietet es keine Aufschlüsselung der verschiedenen Komponenten, aus denen sich Ganzkörper-Zusammensetzung (Fettmasse, Magermasse, freies Wasser sowie andere Komponenten wie Fell und Krallen). Das Wiegen von Fettpölsterchen an den Abschluss des Studiums, sobald die Maus verstorben ist bietet eine genaue Messung der verschiedenen Fettdepots aber kann nur für einen einzigen Zeitpunkt Daten liefern. Infolgedessen ist es oft notwendig, mehrere Kohorten untersuchen die Entwicklung von Übergewicht über Zeit, deutlich steigende Tierzahlen, Zeit und Kosten zu registrieren. Die Verwendung von Dual-Energy x-ray Absorptiometry (DEXA) bietet einen Ansatz zur Beurteilung der Körper Fett und magerem Gewebe Inhalt und den Forscher zum Abrufen von Daten in einer longitudinal Mode ermöglicht. Das Verfahren benötigt jedoch Mäuse zu betäubten1, und wiederholte Anfälle von Anästhesie können Auswirkungen auf die Ansammlung von Fettgewebe oder Auswirkungen auf andere Aspekte der Stoffwechselregulation. EchoMRI nutzt Magnetische Kernresonanz relaxometrie Fetten und mageren Masse, kostenlos Wasser und total Wassergehalt zu messen. Dies ist möglich durch die Schaffung der Kontrast zwischen den verschiedenen gewebeanteile, mit Unterschieden in der Dauer, die Amplitude und die räumliche Verteilung der erzeugten Frequenzen ermöglicht die Darstellung und Quantifizierung der einzelnen Gewebe. Dieses Verfahren ist vorteilhaft, da es nicht-invasiv, schnell, einfach ist, keine Anästhesie oder Strahlung erfordert und, vor allem gegen chemische Analyse2positiv bestätigt wurde.
Ein wichtiger Aspekt von Fettleibigkeit und damit verbundene Forschung ist die Energiegleichung Gleichgewicht. Während Fettansammlung komplizierter als reine Energie (Nahrungsaufnahme) versus Energie heraus (Energieverbrauch), sind sie wichtige Faktoren zu messen zu können. Täglichen Energieverbrauch ist die Summe aus vier verschiedenen Teilen: (1) basale Energieverbrauch (Grundumsatz); (2) der Energieaufwand durch die thermische Wirkung der Verzehr von Lebensmitteln; (3) der Energiebedarf zur Thermoregulierung; und (4) die Energie für körperliche Aktivität ausgegeben. Energieaufwand erzeugt Wärme, Wärmeerzeugung durch ein Tier (bekannt als direkte Kalorimetrie) messen lässt sich Energieaufwand zu beurteilen. Alternativ, Messung der inspiriert und abgelaufen Konzentrationen von O2 und CO2, so dass zur Bestimmung der Ganzkörper-O2 Verbrauchs- und CO2 , kann als eine Möglichkeit, indirekt (indirekte Messen genutzt werden Kalorimetrie) Wärmeerzeugung und somit Energieverbrauch zu berechnen. Eine Erhöhung der Nahrungsaufnahme oder eine Abnahme der Energieaufwand wird prädisponieren Mäuse zu Gewichtszunahme und Beobachtungen von Änderungen dieser Parameter können nützliche Informationen von wahrscheinlich Wirkmechanismen in bestimmten Modellen von Fettleibigkeit. Ein verwandter metabolische Parameter von Interesse ist die Atemwege Umtauschverhältnis (RER), ein Indikator für den Anteil der Substrat-Kraftstoff (d.h., Kohlenhydrate oder Fett), die Stoffwechsel und wird genutzt, um Energie zu produzieren durchmacht. Infolgedessen bieten Messung der Nahrungsaufnahme (verbrauchte Energie) in Kombination mit körperlicher Bewegung, O2 Verbrauch, RER und Energieaufwand ein umfassendes Verständnis der metabolischen Profils eines Organismus. Eine Methode, um solche Daten zu sammeln ist mit einer umfassenden Versuchstieres monitoring-System (Muscheln), basiert auf die indirekte Kalorimetrie-Methode zur Messung von Energieverbrauch und hat die zusätzlichen Möglichkeiten zur Bestimmung der körperlichen Bewegungsstufen (Strahl Pausen) und Nahrungsaufnahme über Skalen in der Messkammer eingearbeitet.
In diesem Protokoll bieten wir eine unkomplizierte Beschreibung des Einsatzes von einer Körperanalyse Zusammensetzung zur Bewertung der Körperzusammensetzung bei Mäusen und eine metabolische Tier Überwachungssystem, Aspekte des Stoffwechsels zu messen. Überlegungen und Einschränkungen für diese Techniken werden neben vorgeschlagenen Methoden der Analyse, Interpretation und Darstellung der Daten diskutiert.
Protocol
Representative Results
Discussion
Wichtige Schritte
Die hierin beschriebenen Protokolle geben Sie ein Beispiel wie die Körperzusammensetzung Messen und verschiedenen Stoffwechselparameter in Mäusen mit einer Körperanalyse Zusammensetzung und eine metabolische Tier monitoring-System. Für beide Techniken ist es von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Maschinen optimal arbeiten, und um dies zu tun, es unerlässlich ist, dass der Forscher einen Systemtest für Komposition Körperanalyse füh…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir danken der Mitarbeiter von Alfred medizinische Forschung und Bildung Precinct Animal Services (AMREP AS) Team für ihre Hilfe und Pflege den Mäusen, die in dieser Studie verwendet und für die Unterstützung der betrieblichen Infrastruktur unterstützen Regelung des viktorianischen Staates Regierung.
Materials
| 4 in 1 system | EchoMRI | 4 in 1 system | Whole body composition analyser |
| Canola oil test sample (COSTS) | EchoMRI | Mouse-specific (contact company for cat number) | |
| Animal specimen holder | EchoMRI | 103-E56100R | |
| Delimiter | EchoMRI | 600-E56100D | |
| 12 chamber system | Columbus Instruments | Custom built | Metabolic Caging System; includes control program |
| Drierite | Fisher Scientific | 238988 | CLAMS consumable |
| Calibration gas tank | Air Liquide | Mixed to order | Gas calibration (0.5% CO2, 20.5% O2, balance nitrogen). |
| Normal chow diet | Specialty Feeds | Irradiated mouse and rat diet | |
| High fat diet | Specialty Feeds | SF04-001 | |
| Balance | Mettler Toledo | PL202-S | Balance for weighing mice |
| TexQ Disinfectant spray | TexWipe | ||
| Hydrogen Peroxide cleaning solution | TexWipe | TX684 |
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