ペアフィーディングについて
動物の摂餌量若しくは摂取カロリーを等しくして、摂餌量(カロリー)の違いによる動物への影響を排除することを目的とした試験方法です。
餌若しくは栄養物は動物に強制的に投与されるのではなく動物の自由意志で摂取されるため、動物が与えられた餌を全量摂取したときに、摂餌量をそろえることができます。従って、摂餌量が少ない動物に合わせるのが基本となります。摂餌量の少ない動物(対照群: control)に対して、同量の餌を給餌される群をpair-fed群といいます。
具体例
１．過食動物(肥満ラット、肥満マウスなど)
過食動物と正常動物の比較試験で、正常動物が摂取した量と同じ用量の餌を過食動物に与え、pair-fed群とします。過食動物の病態が過食によるものかどうかを検討します。
- 1) Ishii Y, Ohta T, Sasase T, Morinaga H, Ueda N, Hata T, Kakutani M, Miyajima K, Katsuda Y, Masuyama T, Shinohara M, Matsushita M. Exp Anim. 2010;59(1):73-84. Pathophysiological analysis of female Spontaneously Diabetic Torii fatty rats.
- 2) Elizabeth L. Brandon, Jian-Wei Gu, Lauren Cantwell, Zhi He, Gray Wallace, and John E. Hall. Cancer Biol Ther. 2009 October; 8(19): 1871-1879. Obesity promotes melanoma tumor growth: Role of leptin.
- 3) Ellen E. Ladenheim, Nahketah L. Hamilton, Robert R. Behles, Sheng Bi, Lori L. Hampton, James F. Battey, and Timothy H. Moran. Endocrinology 2008 March; 149(3): 971-978. Factors Contributing to Obesity in Bombesin Receptor Subtype-3-Deficient Mice.
２．摂食抑制動物(摂食抑制薬投与など)
摂餌量が抑制されている動物に起こった変化が摂餌量の減少によるものかどうかを検討するために、正常動物の給餌量を制限してpair-fed群とします。
- 4) Xavier Prieur, Y. C. Loraine Tung, Julian L Griffin, I Sadaf Farooqi, Stephen O'Rahilly, and Anthony P. Coll1. Endocrinology 2008 November; 149(11): 5432-5439. Leptin regulates peripheral lipid metabolism primarily through central effects on food intake: Effect of leptin on lipid metabolism
- 5) M H Mooney, S Fogarty, C Stevenson, A M Gallagher, P Palit, S A Hawley, D G Hardie, G D Coxon, R D Waigh, R J Tate, A L Harvey, and B L Furman. Br J Pharmacol. 2008 April; 153(8): 1669-1677. Mechanisms underlying the metabolic actions of galegine that contribute to weight loss in mice.
- 6) Stacey L. Conarello, Zhihua Li, John Ronan, Ranabir Sinha Roy, Lan Zhu, Guoqiang Jiang, Franklin Liu, John Woods, Emanuel Zycband, David E. Moller, Nancy A. Thornberry, and Bei B. Zhang. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003 May 27; 100(11): 6825-6830. Mice lacking dipeptidyl peptidase IV are protected against obesity and insulin resistance
３．嗜好性の高い餌の摂取による作用の検討
高脂肪食などの嗜好性の高い餌を摂取させた際の生体への影響を検討する際に、嗜好性の低い餌(通常食)の摂餌量にあわせて、pair-fed群に嗜好性の高い餌を同じカロリー分だけ給餌します。
- 7) Juliana C. Moraes, Andressa Coope, Joseane Morari, Dennys E. Cintra, Erika A. Roman, Jose R. Pauli, Talita Romanatto, Jose B. Carvalheira, Alexandre L. R. Oliveira, Mario J. Saad, and Licio A. Velloso. PLoS ONE. 2009; 4(4): e5045. High-Fat Diet Induces Apoptosis of Hypothalamic Neurons.
- 8) LeBlanc J, Labrie A. Int J Obes Relat Metab Disord. 1997 Dec;21(12):1100-3. A possible role for palatability of the food in diet-induced thermogenesis.
- 9) Welch CC, Kim EM, Grace MK, Billington CJ, Levine AS. Brain Res. 1996 May 20;721(1-2):126-31. Palatability-induced hyperphagia increases hypothalamic Dynorphin peptide and mRNA levels.
1が一般的と思われます。
その他、球形の粒餌(ペレット)をcontrol群が摂取した数だけ、pair-fed群に与えて、両群の摂餌量をそろえる装置を用いた研究報告もあります。装置によりcontrol群の摂餌を常にモニターして、即座にpair-fed群に与えるため、1日の摂餌パターンも両群間で類似したものとなるようです。専用の特殊な餌(ペレット)が必要となります。
- 10) Nakagawa T, Tsuchida A, Itakura Y, Nonomura T, Ono M, Hirota F, Inoue T, Nakayama C, Taiji M, Noguchi H. Diabetes. 2000 Mar;49(3):436-44. Brain-derived neurotrophic factor regulates glucose metabolism by modulating energy balance in diabetic mice.
メルクエスト製の摂餌制限機能付摂餌量測定装置FDMとソフトウェアFeedam-PFによるペアフィーディングは、従来手動で行われていた実験手法を自動化したものです。すなわち、control群の1日の摂餌量を測定し、その摂餌量に合わせて翌日(24時間後)pair-fed群の摂餌量を制限します(所定の摂餌量で電動シャッターが閉じます)。また、control群に対する摂餌制限(1日10回まで)を併用することにより、1日の摂餌量を明期、暗期に分割したり、3時間毎8分割して摂餌量を合わせることも可能です。この手法は、前日のcontrol群の摂餌量に合わせる点で、10)の論文に用いられた手法とは異なり、従来の手動による方法の延長上にあります。
予め、給餌時間(日時)と摂餌可能な用量を設定して摂餌制限することも可能で、最も摂餌の少ない群の摂餌量を設定することにより、その摂餌量に合わせることもできます。
新規開発の装置につき、現在、メルクエスト製FDMとFeedam-PFによるペアフィーディングの論文はありません。
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