Environmental enrichment for mice requires a complex and challenging setup, as well as comprehensive husbandry and handling techniques to assure robust metabolic and anti-cancer effects in the mice. This protocol provides detailed procedures to reproduce the above mentioned effects in mice.
Environmental enrichment (EE) is a housing environment for mice that boosts mental and physical health compared to standard laboratory housing. Our recent studies demonstrate that environmental enrichment decreases adiposity, increases energy expenditure, resists diet induced obesity, and causes cancer remission and inhibition in mice. EE typically consists of larger living space, a variety of ‘toys’ to interact with, running wheels, and can include a number of other novel environmental changes. All of this fosters a more complex social engagement, cognitive and physical stimulations. Importantly, the toy location and type of toy is changed regularly, which encourages the mice to adapt to a frequently changing and novel environment. Many variables can be manipulated in EE to promote health effects in mice. Thus these approaches are difficult to control and must be properly managed to successfully replicate the associated phenotypes. Therefore, the goal of this video is to demonstrate how EE is properly set up and maintained to assure a complex, challenging, and controlled environment so that other researchers can easily reproduce the protective effects of EE against obesity and cancer.
Экологическая обогащения (EE) является экспериментальной парадигмы использоваться для изучения последствий сложной и сложной обстановке, что не подчеркнуть животных 1. ЭЭ представляет метод содержания животных состоит повышенной пространства, физической активности и социальных взаимодействий, в свою очередь, увеличивает сенсорные, когнитивные, двигатель и социальной стимуляции 2. Иглу, ходовые колеса, диски, блюдце труб лабиринты и другие объекты, в окружающей среде жилья способствовать этому сенсорную познавательные, социальные, и двигательное возбуждение, способствуя разведку и взаимодействие. Расположение объектов в изменениях корпуса регулярно представлять новый среду, к которой мыши вынуждены приспосабливаться. Эта стратегия предлагает легкие и краткие вызовы, которые вызывают положительный, доброкачественные и здорового адаптивную реакцию, известную как эустресса, в отличие от более отвращение, враждебной окружающей среды или неадекватного бедствия 3,4. Способствуя эустресса и ограничения вредных бедствие, мышейпоказать различные благоприятные фенотипов.
ЭЭ является надежным экспериментальной модели с широким диапазоном применений, в то же время лишена элементов традиционно считаются стрессовой 1. Последствия EE на грызунов были изучены более половины века. В начале 1960-х годов исследования показали, что кортикальные уровни холинэстеразы снизились и подкорковых уровней холинэстеразы увеличена у крыс, которые были размещены в среде с повышенной жилой площади, увеличение количества крыс, и различных деревянных игрушек, лабиринты и платформ 5,6. Кроме того, Е. Е. связано со многими адаптивных изменений в мозге, поведении, и обмен веществ у мышей разных возрастов и генетических фонов. Поэтому, Е. Е. является полезная парадигма для широкого охвата экспериментов, изучающих влияние окружающей среды на мышах. Эффекты EE можно наблюдать у мышей, как быстро, как одну неделю воздействия, и их можно увидеть в животных, как старый, как восемнадцать месяцев 7. ЕЕ часто уСЭД в неврологии и нейроповеденческих экспериментов по изучению восстановления функции, обучение и память 2. Кроме того, Е. Е. имеет значительное влияние на фенотип целого токсина индуцированного и трансгенных животных моделях неврологических заболеваний человека, включая болезнь Хантингтона, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, эпилепсия, инсульт, и более 2.
Тем не менее, на протяжении многих лет наблюдается несоответствие дизайн обогащение сравнений между исследованиями разных лабораториях трудно. Например, каждый из исследований по ЭЭ эффектов относительно неврологических заболеваний человека, упомянутых выше имели различные параметры для обогащения. Изучение болезни Хантингтона размещены 4-6 мышей в больших клетках (44 х 28 х 12,5 см 3), содержащих картонные коробки, тоннелей и листов, а также деревянных и пластмассовых предметов, которые были изменены каждые два дня 8,9. Одно из исследований, проведенных на болезнь Альцгеймера и# 8217; s расположен в 20 мышей в большей клетке (1 м 3), содержащей 2 ходовые колеса, пластиковые трубы, картонные коробки и вложенности материала, которые были изменены или переставить в неделю 10. Многие установок ЭЭ имеют схожие темы, такие как объекты для запуска или скрыть в, пока количество мышей на EE жилья, гостиной, и период изменения окружающей среды значительно варьируются.
Непоследовательные конструкции EE привели к неудачной репликации эффектов EE. Наши данные по рака и обмена веществ вместе предполагают, что сочетание раздражений, предусмотренных в следующем протокола свинца подробная жилья Е.Е. к значительному анти-рак и против ожирения эффектов 14,15. Тем не менее, разница в настройках EE, принятые в различных лабораториях может повлиять на результаты ЭО, как видно в одном неудачной попытки воспроизвести эффекты EE на рост конкретных раковых опухолей, имплантированных мышам 11. Различные результаты могут быть из-за различных причин, начиная сюдат различных темпов роста опухолевых клеток культур в типе используемого моющего средства для очистки корпуса оборудования 11. Для того, чтобы повторить результаты видны в наших экспериментах, особенно дизайн обогащения и животноводства требуется. Ниже описан корпус EE, который позволит другим исследователям успешно повторить наш эффективную модель обогащения.
Надежные эффекты EE на экспрессию генов в мозге, снижение ожирения и рост рака у мышей в значительной степени зависят от способности исследователя, чтобы сохранить новый среду и справиться животных таким образом, что способствует физической активности, социального взаимодействия и когнитивные проблемы, но не бедствия животных. Есть два самых важных процедурных шагов, чтобы помнить. Во-первых, помните, чтобы изменить размещение игрушки, предметы и клетках каждую неделю. Даже несмотря на то, игрушки и объекты могут быть такими же, на предыдущей неделе, мышей воспринимать окружающую среду как роман. Изменить игрушки и сами объекты с различными них каждую неделю. Во-вторых, помните, чтобы сохранить окружающую среду чистой. Если загрязнен постельных принадлежностей не удаляются, повышенные уровни азота может быть стресс для животных.
Кроме того, есть много методов, чтобы отметить в этом протоколе EE. Использование различных уникальных или игрушек и разныедизайн пластиковых труб лабиринты приветствуется. Среда может быть сложной, но не должно представлять угрозу для здоровья животных. Кроме того, опасаться игрушек, которые являются дисфункциональными, потому что дисфункциональные игрушки увеличить риск конечностей мыши попасться, или может быть токсичными для животных, если потребляется жевательной на нем. Один постоянной в ЭЭ является использование трех блюдца колес на верхней части иглу, поглощенных к углу или стороне бункера 2-3 бревна. Это настройка работает блюдца, лежащие бревна присутствует во всех наших исследованиях по обогащению. С точки зрения использования и размещения других объектов, описание компоновки выше основополагающим синий печать установки EE. Изменение настройки с этой основополагающей рамках пластиковой трубки, ходовые колеса, работает блюдца, клетки и журналы должны обеспечить достаточный среду новый воспроизводить полученные результаты.
При работе с трансгенными животными, которые имеют диабет или другие метаболическиезаболевания, обратить пристальное внимание на потребление корма и воды, чтобы гарантировать, что животные не закончились еда и вода. Если животные имеют диабет, они мочеиспускании больше, так постельные корпуса EE возможно, должны быть проверены и местом очищать чаще. Места в корпусе EE, что нужно постельное белье удалены наиболее часто углы. Запомнить для регулировки колес и другие игрушки, так что они могут быть использованы животных. Животные способны работать блюдце колеса в постельных принадлежностей и стучать ходовые колеса более. Если животные молодые, от 3 до 5 недель от роду, они могли бы копать под клетками в EE и скрыть вместе под там, оставив исследователь невежественный, где животные. При удалении загрязненную постельные принадлежности, игрушки замены или чистки клетки, он предложил поставить животных в чистой стандартной клетке так, чтобы не подчеркнуть их, регулируя их окружающую среду. Это проще получить все животные в одной клетке, если они имеют меньше места, чтобы скрыть в окрironment. Таким образом, устранение игрушки до секвестрации животных в клетке делает процесс легче. Кроме того, не ставьте больше, чем 5-6 животных в одном стандартном клетке в ожидании очистки или регулировки их среды EE. Мужские животные EE могут быть агрессивными, особенно, когда ЕЕ начато в зрелом возрасте. Таким образом, важно соблюдать условия для любых раненых или убитых животных.
Кроме того, типичное количество животных мы дом в EE для этого большого размера контейнера составляет 10-20 мышей. Другие исследователи используют ЭЭ варьировать количество животных, используя около 10 или меньше мышей, и размер клетки или бункера должны быть приняты во внимание при определении числа животных в дом в ЭЭ. Слишком много животных в живом окружающей среды может привести к агрессии у самцов мышей. Мышей мы расположены в EE был из C57BL / 6 происхождения. Мыши из других штаммов могут быть более или менее агрессивны, или более склонны к проблемам со здоровьем вэта установка EE. Это должно быть принято во внимание при определении плана сельскохозяйственные методы для мышей и обогащенного среды.
Четыре недели EE Корпус достаточно, чтобы вызвать снижение ожирения, снижение уровня лептина, и ингибирование роста меланомы В16. Более EE может привести к более сильным действием на метаболизм и торможения рака. Если мышей подвергаются хирургических процедур во время или перед воздействием ЭЭ, они могут быть размещены со швами интактных. Будь или не животные реагируют на данном установки EE с хирургическими скобками или катетеров интактных не изучен. Кроме того, в настоящее время мы исследуем, как это влияет на особенности ЕЕ продолжительность жизни или сохранении здоровья стареющих животных. Предварительные данные показывают, что женщины C57BL / 6 мышей, 10 месяцев от роду, реагировать на EE аналогично молодых мышей. Одним из ограничений корпуса ЭЭ размещения такой большой бункер в пространстве за животными, и предпочтительно в определенный пол комнаты. Таким образом, будущие исследования на эфECTS ЭЭ в меньшем масштабе, а также нахождение игрушки, которые легко моются, выдерживать высокие температуры очистки и безопасны для здоровья животных, улучшит применение ЭЭ в метаболических и онкологических исследований.
The authors have nothing to disclose.
Эта работа была поддержана NIH предоставляет CA163640, CA166590 и AG041250 ЖХ.
Large enrichment bin (120cm x 90cm x 76cm) | Custom made. | Custom made. | Made of polypropylene. Edges of the bin are 1.5cm thick. |
Large enrichment bin alternative (120cm x 110cm x 76cm) | Global Industrial | 155202 | If necessary, this bin works as an alternative to the one above. |
Habitrail Mini tubes | Habitrail | 62720; 62705; 62725; 62715; 62054 | – |
Plastic igloos with saucer wheels | Bio Serv | K3327; K3250 | – |
Metal Running Wheels | Super Pet | 61392; 61394; 61396 | – |
Manzanita Wood Gnawing Sticks, 3" | Bio Serv | W0016 | |
Mouse Tunnels | Bio Serv | K3322 | – |
Mouse cages that go in the large EE bin. | Lab Products Inc | 10027 Mouse Cage | – |
Cage Klenz 180 Alkaline Cage Wash Detergent, Cage Klenz 250 Acid Detergent | Steris Life Sciences | 1K1802; 1K2502 | These detergents are used in the cage wash for the toys, large enrichment bins, and cages. |
Sporklenz | Steris Life Sciences | 6526Q8 | Alternative sporicide/disinfectant to washing toys, bins, and cages in cage wash. |
Bed-O-Cobs 1/4" bedding | The Andersons, Inc. | 4B | Corn cob bedding is 1/4" in diameter. |
Nestlets for control housed mice | Ancare | Cotton squares |