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浅析神经性厌食症啮齿动物模型的建立方法和注意事项


神经性厌食症(AN)是一种以食物摄入过度限制、过度运动和对体重增加的非理性恐惧为特征的精神疾病。作为最致命的精神疾病之一,AN迄今尚无公认的药理学治疗方法,且对该疾病的神经生物学机制和影响知之甚少。本研究拟在介绍一种动物模型,以探索与该疾病标志性症状相关的神经生物学和神经化学变化。

在此,我们介绍了一种在雌性青春期小鼠中诱导基于活动的厌食症(ABA)的方案。ABA是一种通过对有转轮的啮齿动物实施食物限制而诱发的多动状态。这种现象被用作研究神经性厌食症潜在神经生物学的模型。

神经性厌食症(AN)是一种以热量摄入过度限制和异常高水平的体力活动为特征的精神疾病。由于缺乏对潜在神经生物学的理解,AN是一种需要治疗的挑战性疾病,在精神疾病中死亡率最高。为了满足这一需求,神经科学家正在使用动物模型来研究神经回路如何导致AN的易感性并可能受到AN的影响。基于活动的厌食症(ABA)是啮齿动物中描述的一种生物行为现象,可模拟神经性厌食症的关键症状。当啮齿动物可以自由地在转轮上进行自愿运动时,它们会受到食物限制,变得过度活跃——比可以自由获得食物的动物跑得更多。

在此,我们描述了在青春期雌性C57BL/6小鼠中诱导ABA的程序。在出生后第36天(P36),将动物关在笼舍内,让其可以在转轮上进行自愿锻炼。在适应转轮4天后,在P40上,从笼中取出所有食物。在接下来的3天里,每天将食物放回笼中2小时(允许动物自由取食物)。第四天限食后,将食物放回原处,并将转轮从笼中取出,以便动物恢复。连续多天对转轮活动的分析表明,小鼠在食物限制开始后24小时内变得过度活跃。老鼠甚至在它们有食物的有限时间内奔跑。此外,车轮运行的昼夜节律模式被食物限制的经历所扰乱。我们已经能够将神经生物学变化与动物车轮行驶行为的各个方面相关联,以将特定的大脑区域和神经化学变化与食物限制诱发的过度活跃的恢复力和易感性联系起来。

Protocol

注意:本方案已针对青春期雌性C57BL/6小鼠进行了优化。将动物饲养在室温保持在72±2°且室温湿度保持在50%±10%的设施中。每天早上7点至晚上7点房间灯亮着。

 准备带跑轮的笼子


  1. 将计算机和 USB 接口集线器设置在动物收容室的安全区域,远离自来水和人流,但距离笼架足够近,可以在发射器的无线范围内。确保计算机和 USB 接口集线器都从墙上插座获得电源,并且 USB 接口集线器通过 USB 电缆连接到计算机。使用备用电源设备为计算机和 USB 集线器供电。

  2. 使用跑轮设备随附的 USB 电缆将计算机连接到 USB 接口集线器。 

  3. 启动计算机并通过双击图标启动跑轮软件。

  4. 将三节 AAA 电池安装到每个运行车轮的底座中,并确认车轮管理器软件已识别发射器。在“车轮传感器”标题下列出程序窗口中的每个车轮。

  5. 根据实验的特定规范设置数据采集的配置。

  6. 为每个老鼠准备一个笼子,包括床上用品、巢穴、免费取水和跑轮。通常,每个实验使用 8 只小鼠进行神经解剖学研究。行为研究可能需要更多的小鼠,以确保足够的统计能力。

  7. 确保运行轮能够在不接触任何笼壁、食物篮或笼顶的情况下自由移动。转动每个轮子几次,并确认软件正在更新每个轮子的轮数。

适应阶段

  1. 将每个老鼠(雌性 C57BL/6 鼠标;年龄 P36)单独放在一个带有运行轮的笼子中。

  2. 将预先称重的干粮(约 100 克)添加到食品料斗中,并将一个预先称重的满容器(约 50 克)的湿粮放入笼中。

  3. 在程序窗口中,通过选择“文件”菜单中的“开始采集”选项开始车轮活动数据采集和数据存储。选择要保存数据的目录。该软件将连续记录车轮的转数,直到手动停止实验。

  4. 每天在房间内关灯时称量动物、湿粮和干粮。如果重量低于 50 克,请重新装满干粮,如果食物变干或被垫料弄脏,请更换湿粮容器。每天此时也要手动记录轮数,以防数字数据丢失。

开始食物限制

  1. 在食物限制的第一天中午(或房间灯计划关闭前 7 小时)从笼子里取出所有干湿食物。

  2. 在同一天,在黑暗周期开始时,记录动物的重量和轮数。将预先称重的干粮(约 50 克)放入食品料斗,将预先称重的湿粮(约 5 克)放入称重船的笼子中。

  3. 为每只动物准备一个带有床上用品和小窝的新鲜笼子。

  4. 2小时后,将运行轮转移到准备好的新鲜笼子。这种笼子更换可确保动物在下一次喂食之前保持食物限制,以防一些食物碎屑掉落或被囤积在床上用品中。为了减少更换笼子的压力,从旧笼子中加入两把(约 500 毫升)弄脏的垫料,然后将动物移入新笼子。

  5. 记录剩余的湿粮和干粮的重量,以确定食用的食物量。记录食物获取期结束时的轮数。

食品限制期间监测动物健康

  1. 每天,在黑暗周期开始时,记录动物的重量和轮数。将预先称重的干湿食物放在笼子里。

  2. 如果动物的体重在限制食物之前低于其初始体重的 75%,则将其从实验中移除。
    注:过度饥饿的其他迹象包括驼背姿势和无法在笼子周围移动。动物可能摸起来很冷,并且在 2 小时的食物访问期间不能进食。

  3. 为每只动物准备一个带有床上用品和小窝的新鲜笼子。

  4. 2小时后,将运行轮转移到准备好的新鲜笼子。从旧笼子中加入两把(约 500 毫升)弄脏的垫料,然后将动物移入新笼子。

  5. 记录剩余的湿粮和干粮的重量,以确定食用的食物量。记录食物获取期结束时的轮数。

结束实验

  1. 三天的食物限制后,结束 ABA 实验。安乐死动物以收集脑组织,或让动物在进行额外的行为测试之前恢复。

  2. 单击程序窗口中文件菜单下的“结束采集”选项。

  3. 从笼子上拆下运行的轮子,并从轴距上拆下电池。

  4. 如果让动物恢复,将预先称重的干粮返回食品料斗,并允许动物在恢复期间随意获取食物。

数据分析

  1. 将实验的所有车轮数据保存在实验开始时选择的目录中的 .wls 文件中。

  2. 通过选择“文件”菜单中的“导出”选项将数据导出到电子表格。在“源数据文件”选项中选择所需的 .wls 文件。选择开始和结束日期和时间,然后在车轮传感器列表中选择要导出的每个车轮传感器。


注意事项

1、为了尽量减少老鼠行为数据中的噪音,重要的是尽量减少动物所经历的不可预测的压力。例如,应尽量减少对动物的处理,仅在称重时干扰动物。

2、处理动物的实验者应该接受过训练并且对处理动物感到舒适。

3、应避免使用气味和香水。

4、称重和送餐的时间应尽可能有规律,以尽量减少任何不可预测性。

5、如果要使用不同的小鼠品系、性别或年龄组,则可能需要修改协议的某些参数

   关于

上海欣软

上海欣软是一家集研发、生产、销售于一体的的高新技术企业,是专业的动物行为视频分析方案解决商。我司专注于动物神经科学与行为学产品的研究且致力于向高校、科研机构等领域提供实验室一体化方案,业务范围遍布全国上百家实验室。公司主营产品均为自主开发, 拥有100%核心技术,同时公司拥有数位动物行为学仪器行业从事10年以上的资深服务工程师,可为我们的产品提供全方案的售前及售后服务。我司开发的仪器设备都是科学研究所必备且不可替代的。

动物行为分析软件:

1、VisuTrack软件

2、SuperMaze软件

3、FishTrack斑马鱼分析软件

动物行为仪器:

1、自身给药、条件恐惧、斯金纳、震惊反射(PPI)、跑步机、各类经典迷宫等

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3、动物主动步态分析、动物被动步态分析动物自由步态分析(内测中)

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神经电生理:

1、光遗传、无线光遗传

2、光纤记录系统(单通道、多通道)

3、电生理信号采集系统(脑电、肌电等)


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