Vücut kompozisyonu ve metabolik Caging Analizi yüksek yağ Fed farelerde
Summary
Bu iletişim kuralı bir vücut kompozisyon analiz ve metabolik hayvan izleme sistemi vücut kompozisyonu ve farelerde metabolik parametreleri tanımlamak için kullanımını açıklar. Yüksek yağlı beslenme tarafından indüklenen bir obezite modeli örnek olarak bu tekniklerin uygulanması için kullanılır.
Abstract
Vücut kompozisyonu (yağlı veya yağsız kitle) değişiklik, tüm vücut oksijen tüketimi, enerji harcaması ve substrat kullanımı gibi metabolik parametreleri ve gıda alımı ve fiziksel aktivite gibi davranışlar-ebilmek sağlamak önemli bilgiler ile ilgili olarak hastalığın temel mekanizmaları. Vücut kompozisyonu ve metabolizma obezite ve onun sonraki sekel gelişimi için önemi göz önüne alındığında, bu parametreler doğru önlemler önceden klinik araştırma ayarında yapmak gereklidir. Son birkaç on yıl ele teknolojisindeki bu önlemlerin bir non-invaziv ve boyuna moda kemirgen modellerinde türetmek mümkün kılmıştır. Sonuç olarak, genetik manipülasyon (örneğin nakavt veya transgenik fareler, viral knock-down veya genlerin overexpression), deneysel ilaç/bileşik tarama ve diyet yanıtı değerlendirirken metabolizma gittiyseniz yararlı kanıtlamış, davranış ya da fiziksel aktivite müdahaleler. Burada, vücut kompozisyonu ve metabolik parametreleri izleme sistemi farelerde chow beslemeli ve yüksek yağlı diyet beslenen hayvan kullanarak ölçmek için kullanılan iletişim kurallarını açıklar.
Introduction
Metabolizma normal hücresel, organ ve tüm vücut Fizyoloji birçok açıdan destekler. Sonuç olarak, çeşitli patolojileri ortamda değişiklikler metabolizma doğrudan altta yatan durumuna katkıda bulunabilir veya bir yan etkisi patolojinin olumsuz etkilenebilir. Geleneksel olarak, metabolik araştırma ve çalışmalar içine enerji dengesi obezite ve insülin direnci, ön şeker hastalığı, gibi ilgili koşulları alanında glikoz intoleransı, kalp-damar hastalıkları ve Diyabet konsantre. Bu araştırma bu koşullar Dünya çapında ve bireysel, toplumsal, artan yaygınlığı verilen garanti ve ekonomik maliyeti bu koşullar indirebilmek. Bu nedenle, hedef obezite için yeni tedavi ve önleme stratejileri geliştirme dünya çapında araştırma laboratuarlarında devam eden bir hedeftir ve preklinik fare modelleri ağır bu çalışmalar için güvenerek.
Fareler ağırlığında ağırlık kazanç veya kayıp güvenilir bir değerlendirme sağlamasına karşın, tüm vücut kompozisyon (yağ kitlesi, yağsız kitle, ücretsiz su gibi kürk ve pençeleri gibi diğer bileşenleri) makyaj farklı bileşenleri bir dökümünü sağlamaz. Fare ölmüş olduğunu bir kez yağ yastıkları çalışmalar tamamlandığında, tartma farklı yağ depoları doğru bir ölçü sağlar ancak yalnızca veri için bir tek zaman noktası sağlayabilir. Sonuç olarak, obezite geliştirme süresi, önemli ölçüde artan hayvan sayıları, süresi ve maliyeti üzerinden araştırmak için birden çok tabur kayıt genellikle gereklidir. Dual enerji x-ışını Absorpsiyometri (DEXA) vücut yağ ve yağsız doku içeriği değerlendirmek için bir yaklaşım sağlar ve araştırmacı bir boyuna moda verileri elde etmek izin verir. Ancak, yordamı fareler imzalat1olmak ister ve anestezi tekrarlanan nöbetleri yağ dokusu birikimi etkisi veya metabolik regülasyon diğer yönleri etkisi. EchoMRI nükleer manyetik rezonans relaxometry yağ ve yağsız kütle, ücretsiz su ve toplam su içerik ölçmek için kullanır. Bu süre, genlik ve oluşturulan radyo frekans belirleme ve miktar her doku türünün sağlayan kayma dağıtım farklılıkları ile farklı doku bileşenleri arasındaki kontrast oluşturulması nedeniyle ulaşılabilir olduğunu. Bu teknik, non-invaziv, hızlı, basit, hiçbir anestezi veya radyasyon için ve önemlisi, olumlu kimyasal analiz2karşı doğrulandı olarak avantajlıdır.
Bir anahtar obezite ve ilgili araştırma enerji denge denklemi noktadır. Yağ birikimi tamamen (gıda alımı) enerji enerji (enerji harcaması) dışarı karşı daha karmaşık olmakla birlikte, onlar ölçmek için çok önemli faktörlerdir. Günlük enerji harcaması dört farklı bileşenleri toplamı olduğunu: (1) Bazal enerji harcaması (istirahat metabolizma hızı); (2 enerji harcaması gıda tüketim ısı termikli etkisi nedeniyle; (3) termoregülasyon için gerekli enerji; ve (4) enerji fiziksel faaliyete geçirdi. Enerji harcaması ısı üretir gibi ısı üretim (doğrudan Kalorimetre da bilinir) bir hayvan tarafından ölçme enerji harcaması değerlendirmek için kullanılabilir. Alternatif olarak, ölçüm esinlenerek ve O2 konsantrasyonları süresi ve CO2tüm vücut O2 tüketim ve CO2 üretim, belirlenmesi için sağlayan, dolaylı olarak (dolaylı ölçmek için bir yol olarak kullanılabilir Kalorimetre) üretim ısı ve sonuç olarak enerji harcaması hesaplamak. Gıda alımı artış veya azalma enerji harcaması fareler kilo alımı için yatkınlık ve bu parametreler değişiklikleri gözlemleri muhtemel mekanizmaları belirli modeller obezite eylem yararlı bilgiler sağlayabilir. Bir ilgili metabolik ilgi solunum değişim oranı (RER), substrat/metabolizma ve enerji üretmek için kullanılan geçiyor yakıt (Yani, karbonhidrat veya fat) oranı bir göstergesidir parametresidir. Sonuç olarak, fiziksel aktivite düzeyleri, O2 tüketimi, RER ve enerji harcaması ile birlikte gıda alımı (tüketilen enerji) ölçümü bir organizmanın metabolik profili geniş bir anlayış sağlar. Bu tür veri toplamak için bir yöntem izleme sistemi (istiridye), hangi enerji harcaması ölçmek için dolaylı Kalorimetre yöntemi dayanmaktadır ve fiziksel aktivite düzeyleri (ışın belirleme ek yeteneklere sahiptir kapsamlı laboratuvar hayvanı kullanmaktır sonları) ve gıda alımı ölçekleri ile ölçüm odanın içine dahil.
Bu protokol için fareler ve metabolizma yönlerini ölçmek için bir metabolik hayvan izleme sistemi vücut kompozisyonu değerlendirmek için bir vücut kompozisyon analiz kullanımı bir düz ileri tanımını girin. Konuları ve kısıtlamaları bu teknikler için analiz, yorum ve veri gösterimi önerilen yöntemlerin yanı sıra tartışılacaktır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Kritik adımlar
Burada açıklanan protokoller hangi ölçü vücut kompozisyonu için yollar ve vücut kompozisyonu analiz ve metabolik bir hayvan izleme sistemi kullanarak farelerde çeşitli metabolik parametreleri için bir örnek sağlar. Her iki teknikleri için bunu en iyi şekilde işleme makinaları ve araştırmacı vücut kompozisyon analiz için bir sistem testi uygular ve metabolik bir bilinen gaz kompozisyon için ayarlamanın yanı sıra gerekiyor bunu yapmak i?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz personel Alfred tıbbi araştırma ve eğitim seçim bölgesi hayvan Hizmetleri (AMREP AS) takım onların yardım için ve bu çalışmada kullanılan fare bakımı ve Kraliçe Viktorya dönemine ait devletin altyapı operasyonel destek programı destek için teşekkür ederiz Hükümet.
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 |
References
- Chen, W., Wilson, J. L., Khaksari, M., Cowley, M. A., Enriori, P. J. Abdominal fat analyzed by DEXA scan reflects visceral body fat and improves the phenotype description and the assessment of metabolic risk in mice. Am J Physiol Endocrinol Metab. 303 (5), E635-E643 (2012).
- Kovner, I., Taicher, G. Z., Mitchell, A. D. Calibration and validation of EchoMRI whole body composition analysis based on chemical analysis of piglets, in comparison with the same for DXA. Int J Body Compos Res. 8 (1), 17-29 (2010).
- EchoMRI. . Software User Manual: Whole body composition analyzer. , (2016).
- Columbus Instruments. . Oxymax for Windows User Manual. , (2014).
- Tschop, M. H., et al. A guide to analysis of mouse energy metabolism. Nat Methods. 9 (1), 57-63 (2011).
- Speakman, J. R. Measuring energy metabolism in the mouse – theoretical, practical, and analytical considerations. Front Physiol. 4, (2013).
- Swoap, S. J., et al. Vagal tone dominates autonomic control of mouse heart rate at thermoneutrality. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 294 (4), H1581-H1588 (2008).
- Tian, X. Y., et al. Thermoneutral housing accelerates metabolic inflammation to potentiate atherosclerosis but not insulin resistance. Cell Metab. 23 (1), 165-178 (2016).
- Giles, D. A., et al. Thermoneutral housing exacerbates nonalcoholic fatty liver disease in mice and allows for sex-independent disease modeling. Nat Med. 23 (7), 829-838 (2017).
- Lee, M. W., et al. Activated type 2 innate lymphoid cells regulate beige fat biogenesis. Cell. 160 (1-2), 74-87 (2015).
- Kusminski, C. M., et al. MitoNEET-driven alterations in adipocyte mitochondrial activity reveal a crucial adaptive process that preserves insulin sensitivity in obesity. Nat Med. 18 (10), 1539-1549 (2012).
- Judex, S., et al. Quantification of adiposity in small rodents using micro-CT. Methods. 50 (1), 14-19 (2010).
- Chaurasia, B., et al. Adipocyte ceramides regulate subcutaneous adipose browning, inflammation, and metabolism. Cell Metab. 24 (6), 820-834 (2016).
- Matthews, V. B., et al. Interleukin-6-deficient mice develop hepatic inflammation and systemic insulin resistance. Diabetologia. 53 (11), 2431-2441 (2010).
- Tschop, M., Smiley, D. L., Heiman, M. L. Ghrelin induces adiposity in rodents. Nature. 407 (6806), 908-913 (2000).
- Garcia, M. C., et al. Mature-onset obesity in interleukin-1 receptor I knockout mice. Diabetes. 55 (5), 1205-1213 (2006).
- Kowalski, G. M., Bruce, C. R. The regulation of glucose metabolism: Implications and considerations for the assessment of glucose homeostasis in rodents. Am J Physiol Endocrinol Metab. 307 (10), E859-E871 (2014).
- McGuinness, O. P., Ayala, J. E., Laughlin, M. R., Wasserman, D. H. NIH experiment in centralized mouse phenotyping: the Vanderbilt experience and recommendations for evaluating glucose homeostasis in the mouse. Am J Physiol Endocrinol Metab. 297 (4), E849-E855 (2009).
