Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Kronisk stress skifter innsats-relatert valg atferd i en Y-Maze Barrier Oppgave i mus

Published: August 13, 2020 doi: 10.3791/61548
Automatic Translation
1,2, 1, 1,2
1Department of Psychology, Behavioral and Systems Neuroscience Area, The State University of New Jersey, 2Graduate Program in Neuroscience, Rutgers, The State University of New Jersey

Summary

Y-maze barriere oppgaven er en atferdstest som undersøker motivasjon til å bruke innsats for belønning. Her diskuterer vi testing av flere godt validerte kroniske stressfaktorer, inkludert kronisk kortikosteron og sosialt nederlag stress med denne oppførselen, samt romanen kronisk ikke-diskriminerende sosialt nederlag stress (CNSDS), som er effektiv hos kvinner.

Abstract

Humørlidelser, inkludert store depressive lidelser, kan utløses av kronisk stress. Y-maze barriere oppgaven er en innsats-relatert valg test som måler motivasjon til å bruke innsats og få belønning. Hos mus påvirker kronisk stresseksponering motivasjonen til å jobbe for en høyere verdibelønning når en mindre verdibelønning er fritt tilgjengelig sammenlignet med ustressede mus. Her beskriver vi det kroniske kortikosteronadministrasjonsparadigmet, som produserer et skifte i innsatsfullt svar i Y-labyrintbarriereoppgaven. I Y-labyrintoppgaven inneholder den ene armen 4 matpellets, mens den andre armen inneholder bare 2 pellets. Etter at mus lærer å velge den høye belønningsarmen, blir barrierer med gradvis økende høyde introdusert i høy belønningsarmen over flere testøkter. Dessverre ble de fleste kroniske stressparadigmer (inkludert kortikosteron og sosialt nederlag) utviklet hos hannmus og er mindre effektive hos kvinnelige mus. Derfor diskuterer vi også kronisk ikke-diskriminerende sosialt nederlagstress (CNSDS), et stressparadigme vi utviklet som er effektiv hos både mannlige og kvinnelige mus. Gjentatte resultater med flere forskjellige kroniske stressfaktorer hos mannlige og kvinnelige mus kombinert med økt bruk av translasjonelt relevante atferdsoppgaver vil bidra til å fremme forståelsen av hvordan kronisk stress kan utløse stemningslidelser.

Introduction

Stemningslidelser som depresjon og angst er svært utbredt i dagens samfunn. Tiår med arbeid har kontinuerlig søkt etter forbedrede behandlinger og relevante gnagermodeller for å studere disse komplekse lidelsene1. Kronisk stress er en medvirkende faktor for stemningslidelser som depresjon2. Derfor ble kroniske stressparadigmer som kronisk sosialt nederlag stress (SDS) og kronisk kortikosteron administrasjon (CORT) utviklet i mannlige mus og er nå mye brukt til å vurdere nevrobiologiske og atferdsmessige effekter av kronisk stresseksponering. De mest brukte atferdstestene for å vurdere kroniske stresseffekter inkluderer oppgaver forbundet med unngåelsesatferd, for eksempel forhøyet pluss labyrint, åpent felt og nyhet undertrykt fôring, eller med antidepressiv effekt, for eksempel tvungen svømmetest. Imidlertid mangler disse atferdene hos gnagere uten tvil ansikt og, enda viktigere, prediktiv gyldighet og translasjonell relevans for menneskelige lidelser som depresjon.

Et populært kronisk stressparadigme, kronisk uforutsigbar mildt stress (CUMS), har blitt validert mye ved hjelp av atferd som sukrosepreferanse3. CUMS reduserer preferansen for en 1% sukroseløsning sammenlignet med vann og tolkes historisk som anhedonia-relatert atferd4,5. Denne reduksjonen i sukrosepreferanse observeres imidlertid ikke hos mennesker med alvorlig depressivlidelse 6,7. I tillegg tillater sukrose preferanse ikke for studiet av innsatsfull belønningsmotivasjon.

Nylig har noen undersøkelser skiftet fokus til annen atferd knyttet til motivasjon og belønning8,9. Disse oppgavene har lovende translasjonell verdi fordi relativt lignende atferdsvurderinger kan utføres hos både mennesker og gnagere. Her beskriver vi CORT- og SDS-paradigmene og deres effekter i en Y-labyrintbarriereatferdsoppgave som måler motivasjon for å utøve innsats for belønning. Vi diskuterer deretter et nytt kronisk stressparadigme som vi utviklet, kronisk ikke-diskriminerende sosialt nederlag stress (CNSDS), som er effektiv i både mannlige og kvinnelige mus.

Kronisk kortikosteron administrasjon (CORT) er et paradigme designet for å etterligne kronisk stress uten faktiske stresseksponeringer. Aktivering av hypothalamus-hypofyse-binyreaksen ved stress resulterer i endogene utgivelsen av binyre steroid kortisol hos mennesker10,,11,,12 og kortikosteron hos mus13,14. Levering av kortikosteron gjennom drikkevannet til voksne hannmus i minst 4 uker resulterer i misunnelige atferdsresponser i unngåelsesoppgaver som åpent felt, forhøyet pluss labyrint og nyhet undertrykt fôring10,,11,,12,,13,,14,,15,,16. Interessant, CORT påvirker også belønning behandling i instrumentelle oppgaver16,17,18,19. CORT-paradigmet beskrevet her produserer en konsekvent serumkonsentrasjon på under 100 ng / ml CORT, som er mer enn fem ganger mindre enn det som produseres av en akutt stressor som tvungensvømmetur 15. Det er derfor lite sannsynlig at kronisk CORT-administrasjon vil forårsake hyperkortisolemi. Mens kronisk CORT er bare effektiv i mannlige mus20, vi har nylig vist at det produserer en robust endring i innsatsfull reagerer i Y-labyrint barriere oppgave21. Så vidt vi vet, dette var en av de første studiene for å undersøke effekten av kronisk stress på en innsats-relatert valg atferd hos mannlige mus21. En tidligere studie viste først virkningen av akutt tilbakeholdenhet stress på innsatsbasert beslutningstaking hos rotter22. I innsatsrelatert valgatferd velger et dyr å enten utøve innsats for en høy verdi belønning eller akseptere en lavere verdi belønning som er mer fritt tilgjengelig. Hos mennesker er innsats-utgifter for belønningsoppgave (EEfRT), et dataspill utviklet for å være analogt med innsatsrelaterte valgoppgaver hos mus23. Depresjon resulterer i misunnelige reaksjoner i EEfRT (redusert sannsynlighet for å velge harde oppgaver for belønninger av høy verdi). Derfor er innsatsrelaterte valgoppgaver hos gnagere spesielt interessante på grunn av deres translasjonelle relevans.

Kronisk sosialt nederlag stress (SDS) er en av de mer brukte prekliniske stressmodeller i mannlige mus. Det er en 10-dagers protokoll hvor store, aggressive pensjonerte oppdretter CD-1 menn angriper eksperimentelle mus, vanligvis C57BL/6J, i 5 min daglige økter24. Dette gir en robust mis misunnelig atferdsfenotype i en undergruppe av eksperimentelle mus. En sosial interaksjonstest brukes til å stratifisere mus i spenstige eller mottakelige populasjoner for nederlagsstresset, og flere studier har brukt denne unike egenskapen til SDS for å undersøke molekylære og nevrale kretsmekanismer som ligger til grunn for stressavhengighet og mottakelighet. Her beskriver vi detaljene i CORT-paradigmet og implementeringen for Y-labyrintbarrierens atferdsoppgave. Vi diskuterer også SDS-effekter i Y-labyrintbarriereoppgaven. Y-labyrintbarriereoppgaven er basert på T-labyrintbarriereoppgaven, som hovedsakelig brukes hos rotter for å måle motivasjonen for å bruke innsats for høye eller lave belønninger tilstede i de to armene i labyrinten8,9,25. Denne oppgaven har også blitt implementert for å studere innsatsfull responderende hos mus administrert koffein eller dopaminantagonister hos mus26. Gnagere kan enten bruke større innsats ved å klatre barrierer av gradvis økende høyde i den ene armen av labyrinten for en høyere belønningsverdi, vanligvis 4 belønningpellets, eller bruke betydelig mindre innsats i den andre armen av labyrinten for å motta bare 2 belønningpellets9. 10-dagers sosiale nederlag paradigmer produsere en robust maladaptive fenotype i mottakelige mus som varer ca 30 dager, så vi endret Y-labyrint barriere oppgave å raskere trene og teste dyr for å fullføre alle eksperimenter innenfor denne 30-dagers tidsramme24. Derfor, her beskriver vi også en Y-labyrint barriere atferdsoppgaveprotokoll som inneholder kondenserte treningsøkter og enkelt barriere testøkter for å måle motivasjon for å bruke innsats for belønning i kroniske stressutsatte mus.

Dessverre ble både kronisk kortikosteron og kronisk sosialt nederlag stress utviklet hos hannmus og er mindre effektive hos kvinnelige mus. Dette er svært problematisk som kvinner er mer sannsynlig enn menn å bli diagnostisert med stemningslidelser som depresjon1. Smarte tilpasninger til SDS har tillatt bruk hos kvinnelige mus, men krever vanskelige operasjoner eller kjedelig urinsamling26,27. Vi har nylig beskrevet en enkel endring av SDS paradigme, kalt kronisk ikke-diskriminerende sosialt nederlag stress (CNSDS). CNSDS tillater mottakelig og spenstig stratifisering av både eksperimentelle hann- og hunnmus28. Både kvinnelige og mannlige mottakelige mus utsatt for CNSDS viser økt unngåelse av åpne armer i forhøyet pluss labyrint og av sentrum i åpent felt og viser økt ventetid for å spise i nyhet-undertrykt fôring. CNSDS er også mer effektiv enn andre modifikasjoner på SDS, da begge kjønn kombineres i nederlagsøkter. Dette resulterer i økt utbytte av eksperimentelle mus uten en tilhørende økning i tid og krefter som kreves for å fullføre protokollen. Derfor avslutter vi dette manuskriptet med en grundig presentasjon av dette nylig utviklede kroniske stressparadigmet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Disse eksperimentene ble utført i samsvar med NIH laboratoriet dyrepleie retningslinjer og godkjent av Rutgers University Institutional Animal Care and Use Committee.

1. Kronisk kortikosteron (KORTESTE)

  1. Tilordne tilfeldig mus til behandlingsgrupper. Del tilfeldig voksne hann C57BL/6J-mus i kjøretøy- og kortikosterongrupper (CORT).
    1. Huskjøretøymus i forskjellige bur, og CORT-mus i andre, da behandlingen leveres via burets vannflaske.
    2. Merk spesielle vannkort for å plassere i buret som varsler dyrepleiepersonalet om at vannflaskene inneholder løsninger som er nødvendige for eksperimentet.
  2. Lag en kjøretøyløsning ved å oppløse 3.375 g beta-cyclodextrin i 750 ml vann fra springen i en størrelse 1 L skrue-top glassbeholder.
    1. Fyll kjøretøy bur vannflasker med denne løsningen. Kontroller at flasken ikke lekker for å måle væskeforbruket.
    2. Merk beholderen og oppbevar ved romtemperatur på hyllen i laboratoriet. Bruk kjøretøyets løsning til å fylle burflasker i ca. 1 uke.
    3. Fyll på kjøretøyflasker hele uken. Påfyll burflasker 1x-2x i løpet av uken etter behov. Bytt til en frisk flaske 1x per uke enten i begynnelsen eller slutten av uken.
      MERK: Etter en uke vil beta-cyclodextrin begynne å belegge innsiden av vannflasken og gjør løsningen overskyet.
    4. Overvåk mengden væske som forbrukes to ganger i uken og registrerer. Vei hver respektive flaske og registrere, forsiktig så du ikke søler væske. Påfyll og returner hver flaske.
      MERK: Et bur på 5 mus vil drikke 80-120 ml væske om 3-4 dager.
  3. Lag CORT-løsningen ved først å oppløse 3,375 g beta-cyclodextrin i 750 ml vann fra springen i en størrelse 1 L skrue-top glassbeholder. Tilsett deretter 26,25 mg kortikosteron.
    1. Sonicate CORT løsning for å oppløse CORT i vannet. Plasser beholderen i et ultralyd renere vannbad. Sonicate ved 40 kHz i ca. 30 min eller til kortikosteron er oppløst og væsken ser klar ut.
      MERK: Ultralyd homogenisatorer (tip-stil) er også effektive for oppløsning av CORT.
    2. Fyll vannflasker for alle CORT-bur med løsning. Merk beholderen og oppbevar ved romtemperatur på hylle i laboratoriet. CORT-løsning kan brukes til å fylle burflasker i ca. 1 uke.
      MERK: Bruk brune glassvannflasker eller ugjennomsiktige plastflasker, da CORT er lysfølsom.
    3. Overvåk mengden væske som forbrukes to ganger i uken og registrer. Vei alle kjøretøy- og CORT-mus ukentlig for å sammenligne væsken som forbrukes med vekten av mus i hvert bur.
    4. Bruk følgende formel for å bestemme volumet av væske som forbrukes (ml/g/dag):
      (Volum bur drakk i de siste 3-4 dager) / (Gjennomsnittlig kroppsvekt av mus i buret) X antall dager siden Kjøretøy eller CORT flaske har blitt fylt)
      MERK: Et gjennomsnittlig bur på n=5 voksne hann C57BL/6J-mus vil i gjennomsnitt forbruke 0,25 – 0,30 mg/g/dag, som vanligvis forblir konsekvent gjennom ad libitum og matberøvet tidsperioder. Disse konsentrasjonene resulterer i omtrentlige doser på 24 mg/kg/dag beta-cyklodekstrin og 9,5 mg/kg/dag CORT15,,16.
  4. Sosialt nederlag stress (SDS)
    1. Bruk standard sosiale nederlag stress protokoller som beskrevet i dybden andresteder 24,29.
  5. Y-Maze barriere oppgave
    1. Matmangel for Y-labyrintbarriereoppgaven
      1. Dagen etter å ha fullført den sosiale interaksjonstesten, veie alle kontroll- og eksperimentelle mus. Dette vil være deres fri-fôring kroppsvekt.
        MERK: Her bruker vi "Kontroll" og "Eksperimentell" for å referere til både SDS Control og SDS Experimental mus, samt til kjøretøy og CORT-administrerte mus i de respektive SDS- og CORT-paradigmene.
      2. For å frata musene, fjern bare lab chow fra C57BL / 6J-siden av hvert bur.
      3. Vei alle mus, samt mengden av lab chow som vil bli gitt daglig, for å riktig opprettholde kroppsvekt på ca 90% av fri fôring vekt gjennom testing.
        MERK: Mengden mat som leveres i hjemmeburet til hver mus eller mus, vil avhenge av varierende kroppsvekt og mengden belønningspellets som forbrukes i hver dag med trening eller testing i Y-labyrinten.
      4. Etablere kjennskap til belønning pellets. Dump en liten scoopful av 20 mg kornbasert mat pellets (Bio-Serv) inn i hjemmet buret. Dette vil etablere seg kjent med pellets og motivere musene til å konsumere dem i Y-labyrinten i habituating og innledende treningsøkter.
  6. Y-labyrint apparat
    1. Konstruer en Y-labyrint struktur av ugjennomsiktig hvit 3/16"bredde Pleksiglass, med tre armer som måler 26 cm i lengde, 20 cm i høyde og 7 cm i bredden.
    2. Bruk skillevegger som glir mellom sporene i Y-labyrinten for å tillate en forsker å lukke startboksen der musene opprinnelig er plassert, eller for å inneholde musen i enten armen når de har valgt og gått inn i venstre eller høyre armer av Y-labyrinten.
    3. Lag flere 10, 15 og 20 cm høye Y-labyrintbarrierer ut av netting for den vertikale siden, og med Pleksiglass i omtrent 45° vinkel på baksiden vinklet side. Dette gjør at C57BL/6J-mus kan gripe og klatre opp den vertikale nettingsiden av hver barriere, og deretter krysse ned den vinklede Pleksiglasssiden av barrieren.
      1. Legg til tynne trinn på den vinklede siden for å gi større trekkraft.
  7. Y-labyrint habituation
    1. Habituate alle kontroll og eksperimentelle mus til Y-labyrintapparatet.
      1. Dagen etter matmangel, legg et stort antall 20 mg kornbaserte matpellets (f.eks. Bio-Serv) i hetten på et 50 ml sentrifugerør og plasser i endene av hver arm av Y-labyrinten. Disse caps tjene som små mat beholdere for musene, og musene vil lett lære å spise mat pellets.
      2. Plasser hver mus i startboksen i Y-labyrinten med startboksens skillevegg på plass.
      3. Etter noen sekunder, fjern skilleveggen, slik at hver mus kan utforske Y-labyrinten i 15 min. Denne tiden gjør det mulig for musen å tilstrekkelig utforske alle armene i labyrinten og å etablere kjennskap til apparatet.
        MERK: Noen mus kan ikke konsumere matpellets i denne første boligdagen.
    2. På neste dag, fullføre en andre 15 min Y-labyrint habituation ved hjelp av en identisk prosedyre.
      1. Legg merke til noen mus som ikke har spist noen pellets. For disse musene, dump en annen liten scoopful av pellets inn i deres hjem bur.
  8. Y-labyrint tvunget valg trening
    1. Utpeke høy belønning (HR) og lav belønning (LR) arm for hver mus.
      1. Tilordne tilfeldig mus i både kontroll- og eksperimentelle grupper venstre arm som høy belønningsarm (HR) og høyre arm som lav belønningsarm (LR), eller omvendt. Dermed vil 4 pellets være tilgjengelig i hver studie i venstre, HR-arm og 2 pellets tilgjengelig i høyre, LR-arm eller motsatt.
      2. Motvekt disse utpekte LR- og HR-armene i både kontroll- og eksperimentell gruppe, slik at omtrent halvparten av hver gruppe hadde venstre arm som PULS-arm, og halvparten hadde høyre arm som HR-arm.
    2. Tvunget valg forsøk
      1. Etter de 2 dagene med Y-labyrint habituation, har mus begynner 3 dager med 10 studier av tvungen valg trening.
      2. For hver tvungen-valg prøve, plasser musen i startboksen, og deretter fjerne skilleveggen, slik at musen 60 s å gå inn enten venstre eller høyre arm og konsumere tilgjengelig pellets. For hver tvungen-valg prøveblokk av motsatt arm med skilleveggen, tvinger musen til å velge den andre armen. For en HR tvungen valg prøve, blokkere tilgang til LR armen, eller vice versa.
      3. Fjern musen etter rettssaken og etterfylle de respektive pellets som ble spist.
      4. Alternative tvungen valg forsøk for hver mus over hver treningsdag, slik at mus fullføre 5 HR og 5 LR tvunget valg forsøk.
        MERK: Tvungen valg forsøk trene musene til å knytte den ene armen med høyere belønning og den andre med lavere belønning.
      5. Plasser musen tilbake i sitt hjem bur og deretter kjøre ikke mer enn 3-5 påfølgende mus for å opprettholde en 5 min intertrial intervall for hver mus.
  9. Y-labyrint fritt valg trening
    1. Frivalgsforsøk
      1. Begynn hver gratisvalgøkt med en HR- og LR-arm tvungen valgprøve. Dermed vil mus ha opplevd å bli tvunget inn i hver arm før de begynner 10 frivalgsforsøk.
      2. Plasser hver mus i startboksen og fjern skillelinjen. Når musen har valgt en arm og krysset den til enden der koppen som inneholder pellets er plassert, plasser armskillebryteren på plass på den siden, lås i musen til den har konsumert pellets.
      3. Fjern musen tilbake til sitt hjem bur og kjøre de påfølgende 3-5 mus som brukes i den syklusen for å tillate en 5 min inter-trial intervall.
    2. Registrer følgende data: ventetid for å velge en arm, armvalg og ventetid for å nå pelletkoppen.
      1. Ta opp hvilken arm musen kommer inn og krysser fullt ut til pelletkoppen. Registrer også ventetiden for å velge den armen og nå pelletkoppen.
      2. Vurder en prøveversjon der en mus ikke velger en arm eller ikke bruker alle 4 eller 2 pellets som en utelatt rettssak.
    3. 70% fritt valg kriterium
      1. Registrer hvilken arm som er valgt for alle 10 gratisvalgsforsøk daglig.
      2. Når en mus har valgt HR-armen på 7 av de 10 studiene i en gratis treningsdag (70 % kriterium), flytter du musen videre til barrieretestøkter.
        MERK: Fortsett frivalgstreningen til alle musene når 70 % HR-armkriteriet for å sikre både tilstrekkelig diskriminering av HR- og LR-armene, og at mus viser lik preferanse for HR-armen.
  10. Y-labyrint barriere testing
    1. 10 cm barriere testøkt
      1. Plasser barrieren på 10 cm halvveis ned i PULS-armen i Y-labyrinten.
      2. Begynn med flere tvungen valg forsøk for begge armene. Mus som er motstandsdyktige mot å klatre i barrieren, kan tilskyndes med et langt, tynt pleksiglassstykke.
        MERK: Av erfaring anbefaler vi minst 2 forsøk på tvungen valg for både HR- og LR-armer ved starten av hver økt i en ny barrierehøyde. Vi anbefaler opptak av prøveversjoner der det er nødvendig å be musen om å klatre over barrieren hvis det blir nødvendig. Mus lærer vanligvis å klatre over 10 cm barrieren, som ikke er så høy at de ikke kan stå og se over det, innen 1-2 studier. Barrieren må plasseres på den andre siden for mus med motsatt arm som den utpekte HR-armen.
      3. Plasser hver mus i startboksen, fjern skilleveggen, og la musen krysse labyrinten og velge en arm for 10 frittvalgsforsøk som inneholder 10 cm barrieren i HR-armen.
      4. Hvis musen velger HR-siden, vil den klatre over barrieren for å oppnå større belønning, de 4 pellets. Ellers vil den velge LR-armen og bare krysse gulvet i labyrinten for mindre belønning, 2 pellets.
      5. Registrer armen valgt, og ventetiden for å velge en arm og nå pelletkoppen for alle forsøk. På samme måte rotere 4-6 totale mus per syklus, for å opprettholde et 5 min inter-trial intervall.
        MERK: Spray 70% etanol i Y-labyrinten og tørk konsekvent og mellom hver mus.
    2. 15 cm barriere testøkt
      1. På neste dag fullfører du alle trinnene som er oppført som ovenfor (trinn 1.10.1), men med den 15 cm høye barrieren i PULS-armen.
    3. 20 cm barriere testøkt
      1. På neste dag fullfører du alle trinnene som er oppført som ovenfor (trinn 1.10.1), men med den 20 cm høye barrieren i PULS-armen.
        MERK: Av erfaring, ved 20 cm barrierehøyde, vil flertallet av SDS-mottakelige eller CORT Eksperimentelle mus (og til og med flere kontrollmus) skifte sine svar på LR-armen, da de ikke er motiverte nok til å klatre over den høye 20 cm barrieren. Også Plexiglas adaptere må kanskje brukes for å hindre mus fra å klatre fra toppen av denne barrieren på kantene av Y-labyrintveggene. Vi anbefaler ikke å bygge en høyere Y-labyrint, da det blir vanskeligere for eksperimentereren å fylle pellets i hver kopp og fjerne musene etter hver studie.
    4. Testøkt for belønningsdiskriminering
      1. For å sikre at både kontroll- og eksperimentelle mus viser tilstrekkelige og lignende spaker for belønningsdiskriminering, kan du gjennomføre en diskrimineringstestøkt.
      2. Følg alle trinnene ovenfor (trinn 1.10.1), men plasser en 10 cm barriere i LR-armen. Nå inneholder begge armene 10 cm barrierer, og musene må klatre over enten for å få 4 eller 2 pellet belønning.
      3. Rekord ventetid og armvalg for alle 10 forsøk.
        MERK: Siden mus må bruke samme innsats for å oppnå enten belønning, bør mus velge HR-armen i de fleste forsøk. For å undersøke ventetider for å velge HR- og LR-armen, beregner du en gjennomsnittlig PULS-armventetid og en gjennomsnittlig LR-armventetid for hver enkelt mus. Deretter sammenligner du ventetid for å velge begge armene ved hjelp av en toveis blandet ANOVA, med SDS (Control, SDS-Susceptible, SDS-Resilient) som mellom-fagfaktor og arm (HR-arm, LR-arm) som in-fagfaktor.

2. Kronisk ikke-diskriminerende sosialt nederlag stress (CNSDS)

  1. Skjerm for aggressiv oppførsel hos CD-1-mus
    1. Plasser en hann og en kvinnelig C57BL/6J-mus i hjemmeburet på hver CD-1 i 180 s eller til CD-1 angriper begge musene. Disse C57BL6/J-musene trenger ikke å være naive, og vil ikke bli brukt i ytterligere eksperimenter. I denne aggressorscreeningsfasen må ikke cohouse C57BL/6J-mus med CD-1-mus.
      1. Registrer ventetid for å angripe både C57BL/6J-mus for hver CD-1.
      2. Velg alle CD-1-aggressorer som angriper både hann- og hunn-C57BL/6J-mus innen 60 sekunder på påfølgende økter av totalt 3 screeningøkter. Andre kan brukes til co-bolig i hjem bur.
        MERK: En viktig påminnelse om sosialt nederlag er tilstedeværelsen av såret som følge av fysisk aggresjon. Hver mus i screening og eksperimentelle faser bør kontrolleres for sår og behandles med klor-heksan desinfeksjonsmiddel hvis små hudlesjoner tilstede. Enhver mus med et sår som er større enn 1 cm, bør fjernes fra eksperimentet.
  2. Tilordne mus til kontroll og eksperimentelle grupper.
    1. Samle alle naive voksne mannlige og kvinnelige C57BL/6J mus, samt screenet pensjonerte mannlige CD-1 oppdrettere, samt CD-1 menn som skal brukes i co-bolig.
      1. Tilordne tilfeldig voksne hann- og hunn C57BL/6J-mus for å kontrollere eller eksperimentelle forhold. Hver mann og kvinne vil bli paret for alle sosiale nederlag økter i CNSDS Experimental gruppe. Menn og kvinner i CNSDS Control-gruppen roterer hver dag.
      2. Tilordne CD-1 menn som skal brukes i sosiale nederlag økter eller være co-housed med eksperimentelle menn og kvinner etter hver økt, som vil veksle daglig for hvert par C57BL/6J mannlige og kvinnelige mus.
  3. Kronisk ikke-diskriminerende sosialt nederlag stress (CNSDS)
    1. Ta alle mus til dedikerte sosiale nederlag rom, inkludert alle CD-1 menn, CNSDS Control mannlige og kvinnelige C57BL/6J mus, og CNSDS Eksperimentelle mannlige og kvinnelige C57BL/6J mus.
      1. Juster 4-6 bur av CD-1 menn med C57BL/6J menn og kvinner med CD-1 bur foran og C57BL/6J bur bak.
      2. Angi med bur-ID-koder hvilken mus som blir angrepet, og deretter co-housed med hvilken CD-1 for å sikre organisering av alle mus.
        MERK: Etter initialisering av eksperimenter på første dag, kan mus roteres for gjenværende 9 nederlagsøkter slik at hvert C57BL/6J mannlige og kvinnelige par roteres ett bur til venstre for hver økt. Dette gir mulighet for en ny interaksjon med romanen CD-1s i hver økt.
    2. CNSDS eksperimentell gruppeprosedyre
      1. Plasser en voksen mann og en voksen kvinne C57BL/6J mus inn i hjemmet buret på hver CD-1 aggressor mann for en 5 min sosial nederlag økt.
      2. Rekordangrepsventetid og hyppighet av angrep for både mannlige og kvinnelige eksperimentelle C57BL/6J-mus.
      3. Etter 5 minutter, fjern hann C57BL / 6J mus og plasser i bur av co-housed CD-1 mann, atskilt av en klar, perforert Plexiglas barriere. Separat angripende CD-1 og kvinnelig C57BL/6J mus med en lignende klar, perforert Plexiglas barriere. Alternativ om mannlig eller kvinnelig C57BL/6J mus er plassert med aggressor CD-1 hver dag.
        MERK: Etter hver daglige 5 min interaksjon vil hver mus bli vurdert for skader og sår behandlet hvis mindre enn 1 cm. Ethvert sår som er større enn 1 cm vil resultere i fjerning og umiddelbar eutanasi av musen. Dermed er både mannlige og kvinnelige eksperimentelle mus co-housed med CD-1 aggressor i 5 dager og med romanen CD-1 ikke brukt i angrepsøkten for de resterende 5 dagene. Klare, perforerte pleksiglassbarrierer forhindrer fysisk interaksjon, men gir mulighet for sensorisk kontakt med CD-1 aggressor i de 24 timene mellom øktene. Vaginalskylling kan utføres på alle kvinnelige mus ca 30 minutter etter nederlag hver dag som beskrevet tidligere28.
    3. Prosedyre for CNSDS-kontrollgruppe
      1. Plasser en Kontroll kvinne i hjemmet bur av en Kontroll mannlige C57BL/6J mus.
      2. Etter 5 min, separer mus og legg en klar, perforert Pleksiglassavdeler mellom musene.
      3. Returner mus til kolonirommet og plasser på en egen hylle som CNSDS Eksperimentelle bur. I kolonirommet har vi utpekt hyller hvor stresset mus er plassert separat fra andre mus i kolonirommet. I tillegg kan effekter ses hos de ikke-stressede musene hvis de var vitne til aggresjonen som fant sted, som det er sett i stedfortredende sosiale nederlag paradigmer30
      4. Legg merke til eventuelle angreps- eller monteringsatferd under hver kontrollinteraksjon.
    4. Kontroll mannlige og kvinnelige mus vil bli introdusert til en ny conspecific på de påfølgende dagene som er gjort i tradisjonelle Social Defeat Stress Control grupper. Fullfør 10 påfølgende dager med CNSDS Control og Experimental Sessions.
      1. Etter å ha fullført 10th og siste Control eller Experimental CNSDS økten, co-house alle mus og opprettholde dette co-bolig gjennom all atferdstesting. Hvert bur vil bestå av 2 mus som er separert på hver side av plexiglassdeleren for å tillate sensorisk eksponering. Kontrollmus er plassert med andre motsatte kjønnskontrollmus, mens eksperimentelle mus er co-housed med motsatte kjønns eksperimentelle mus.
      2. Hver Kontroll C57BL/6J hunn er co-housed med Control C57BL/6J hannen den samhandlet med i 10th økten, med en klar, plexiglass skillevegg plassert i buret for å skille de to musene.
      3. Omtrent 24 timer etter den endelige nederlagsøkten kjører en standard sosial interaksjonstest for å avgjøre om CNSDS reduserer sosial atferd med en ny CD-1-mus sammenlignet med kontroll, og for å stratifisere mus "spenstig" eller "utsatt" for stresset24,29.
    5. Test CNSDS Control og Experimental mannlige og kvinnelige mus i annen atferd, inkludert Y-maze barriere oppgave, og stratifisere CNSDS gruppen i CNSDS-Resilient og CNSDS-Susceptible grupper.
  4. Test av sosial interaksjon
    1. Første oppsett for test av sosial samhandling
      1. 24 timer etter den siste CNSDS nederlag økten, gjennomføre en sosial interaksjon test.
      2. Ta alle par-housed Control og Eksperimentelle mus, samt en roman CD-1 mann som ikke brukes i CNSDS paradigme, til et eget atferdsrom for å kjøre en sosial interaksjonstest.
      3. Konfigurer et standard åpent feltkammer (75 cm x 75 cm) under et opptakskamera som er koblet til atferdssporingsprogramvare (f.eks. EthoVision) som kjører på en dedikert datamaskin.
      4. Sett opp et nytt eksperiment med en 24 cm x 24 cm sosial interaksjonssone rundt en interaksjonsbeholder (liten, perforert Plexiglas beholder som måler ca. 10 cm x 10 cm x 10 cm) som vil huse romanen CD-1 langs den ene veggen av det åpne feltet, i den andre av 2 påfølgende 2,5 min forsøk. Dermed omgir en interaksjonssone 7 cm bred beholderen som huser den nye CD-1-musen.
    2. Kjøre en mus i testen for sosial samhandling
      1. Plasser hver mus i et langt hjørne av det åpne feltet for en 2,5 min prøveversjon uten CD-1 til stede og start opptaksprogrammet.
        MERK: Husk at samhandlingsbeholderen skal plasseres midt på den ene veggen i det åpne feltet og inneholder ingen CD-1-mus for denne første prøveversjonen.
      2. Etter 2,5 min, fjern musen tilbake til sitt hjem bur. Rengjør det åpne feltet med 70% etanol.
      3. Plasser romanen CD-1 mann i en annen perforert Pleksiglass kube langs midten av en vegg av det åpne feltet.
      4. Igjen, plasser musen i hjørnet av det åpne feltet for en andre 2,5 min prøveperiode, nå med CD-1 til stede, og start opptaksprogrammet.
      5. Fjern musen og plasser den tilbake i sitt hjem bur. Fjern CD-1 og plasser den tilbake i hjemmeburet. Rengjør det åpne feltet med 70% etanol.
    3. Kjør gjenværende CNSDS Control og Experimental mus og beregn interaksjonsforhold.
      1. Gjenta denne prosedyren med alle andre mus for å kvantifisere tid brukt i interaksjonssonen i både studie 1 og studie 2 for hver CNSDS Control og Experimental mouse.
      2. Hvis du vil beregne et samhandlingsforhold, sammenligner du tid brukt i sonen sosial interaksjon i studie 2 (CD-1 til stede) kontra i studie 1 (CD-1 fraværende), ved hjelp av følgende ligning:
        Interaksjonsforhold = (tid i samhandlingssone i studie 2)/(tid i samhandlingssone i studie 1)
    4. Stratifiser mus som "CNSDS-Resilient" eller "CNSDS-Susceptible". Spenstige mus har et interaksjonsforhold på > 1,0, mens følsomme mus har et interaksjonsforhold på <=1,0.
      1. I påfølgende atferdstiltak som Y-maze barriere oppgave eller andre atferdstester, sub-dividere CNSDS Eksperimentelle mus i disse CNSDS-spenstig og CNSDS-mottakelig fenotyper.
      2. For kvinner kan derfor enveis ANOVAer utføres mellom CNSDS Control, CNSDS Experimental-Resilient og CNSDS Experimental-Susceptible-grupper, med post hoc sammenligninger for å bestemme forskjeller mellom grupper der det er hensiktsmessig.
      3. For sammenligninger av kjønnsforskjeller, utukt toveis ANOVAer med CNSDS (Kontroll, Spenstig, Utsatt) og Sex (Mann, Kvinne) som mellomfag faktorer. Bruk sammenligninger etter hoc der det er aktuelt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Kronisk CORT ble administrert i 4 uker etterfulgt av Y-maze barriere trening og testing (Figur 1A). I en egen kohort ble det 10-dagers SDS-paradigmet på samme måte etterfulgt av trening og testing i Y-maze barriereoppgaven (figur 1C), for å bestemme effekten av disse kroniske stressparadigme på innsatsrelatert valgatferd hos hannmus. Kronisk CORT og SDS reduserte begge gjennomsnittlig kroppsvekt sammenlignet med kjøretøymus og SDS Control-mus som bestemmes av t-tester(tabell 1). Disse musene også konsumert mindre gjennomsnittlig hjem bur lab chow gjennom testing (Tabell 1).

I CORT-kohorten indikerer en blandet ANOVA med CORT som mellom-fag faktor og uke som innenfor-fag faktor indikerer Kjøretøy og CORT-administrerte mus konsumert et lignende volum væske over 4 ukers behandling pluss 3 uker med atferdstesting (7 uker totalt) (figur 1B). I SDS-kohorten fullførte kontroll- og eksperimentelle menn 10 dager av SDS-protokollen, og ble vurdert for mottakelighet for SDS-protokollen ved hjelp av en sosial interaksjonstest hvor tid brukt på å samhandle med en ny CD-1-mann ble sammenlignet med tiden i interaksjonssonen uten CD-1 tilstede24. En enveis ANOVA indikerte at SDS produserer en misunnelig fenotype hos følsomme mus (60 %), sammenlignet med enten elastiske mus (40 %) eller Kontrollmus som ikke er eksponert for SDS (figur 1D). Spesielt viser SDS-Susceptible mus en reduksjon i tid brukt i interaksjonssonen som inneholder en ny CD-1-mus, sammenlignet med SDS-Resilient og Control mus.

Deretter trente vi både CORT (Experimental and Control mice) og SDS (Susceptible and Control) kohorter i Y-labyrintbarriereoppgaven (figur 2A). Vi målte antall forsøk som Kontroll og Eksperimentelle mus ville bruke forsøk på å klatre en barriere for en 4-pellet belønning, versus å velge den andre armen av Y-labyrinten som inneholdt bare 2 pellets, men inneholdt ingen barriere for å klatre. For SDS, en toveis blandet ANOVA, med SDS (Kontroll, SDS-Susceptible, SDS-Resilient) som mellom-fag faktor, og arm (HR arm, LR arm) som innenfor-fag faktor ble brukt til å undersøke innsatsfull respons i Y-labyrinten. For kronisk CORT, en toveis blandet ANOVA, med CORT administrasjon (Kjøretøy, CORT) som mellom-fag faktor, og arm (HR, arm, LR arm) som innenfor-fag faktor. Både kronisk CORT og SDS ga et skifte i innsatsfull respondering når barrierehøyden økte til 15 cm og til 20 cm (figur 2B og figur 2C). Ingen av dem forskjøvet seg da bare en 10 cm barriere var i PULS-armen. Videre, i en belønningdiskrimineringsøkt etter testing, reagerte alle mus på samme måte for HR-armen da en 10 cm barriere ble plassert i både HR- og LR-armer. Til slutt viser toveis ANOVAer med CORT eller SDS som mellomfagsfaktor og HR- eller LR-arm som innenfor-fagfaktor at HR og LR-armventetid med 15 cm barrieren ikke ble påvirket av CORT-administrasjon, og var lik for begge grupper med både LR- og HR-armer (figur 3). Dermed, kronisk CORT og SDS robust skifte innsatsfull reagerer i Y-labyrint barriere oppgave i mannlige mus.

Viktigere, hvis kronisk CORT eller SDS svekker læringen av Y-labyrintbarriereoppgaven (figur 4), kan disse musene ikke nå kriteriet i gratis valg treningsøkter, noe som påvirker påfølgende tolkning av barriereresultater. Derfor viser vi potensielt negative representative resultater som viser denne forskjellen, vurdert ved hjelp av separate uavhengige prøver t-tester (figur 4).

CNSDS-prosedyren produserer en robust misunnelig fenotype hos både mannlige og kvinnelige C57BL/6J-mottakelige mus (figur 5A). En sosial interaksjonsoppgave brukes til å stratifisere mus til spenstige (38,3 %) og utsatt (61,7 %) populasjoner (Figur 5B), som kan deles ytterligere av kjønn (menn: 43,3% spenstig, 56,7% utsatt; kvinner: 36,7% spenstig, 63,3% utsatt), ved hjelp av enveis ANOVAer mellom CNSDS Control, CNSDS Experimental-Resilient og CNSDS Experimental-Susceptible grupper. Mens dette modifiserte paradigmet produserer lignende misforstårne effekter som SDS i unngåelse atferd28, det har ennå ikke blitt implementert i kombinasjon med translasjonelt relevante belønning- og motivasjonsrelaterte atferdstester som Y-labyrint barriere oppgave. Det er viktig for fremtidige studier å vurdere effekten av stressfaktorer som CNSDS på translasjonelt relevant atferd som Y-labyrintbarriereoppgaven hos både menn og kvinner.

Kronisk CORT Gruppe Kroppsvekt (g)   Daglig mat gitt (g)  
    Mener Sem Mener Sem
Kjøretøy 26.3 0.75 2.8 0.086
KORT (andre enn) 22.4 0.58 2.4 0.065
Stress for sosialt nederlag
Kontroll 27.5 0.67 2.9 0.088
Sds 23.8 0.66 2.5 0.074

Tabell 1: Kroppsvekt og mengde mat som tilbys daglig. Kjøretøy og CORT-administrerte mus, samt Kontroll- og SDS-mus ble veid ukentlig og mengden mat som ble gitt ble registrert. Gjennomsnittlig kroppsvekt (g) på tvers av Y-labyrinttesting, og gjennomsnittlig daglig mat (g) gitt er angitt.

Figure 1
Figur 1: SDS induserer en depressiv fenotype preget av mindre sosial interaksjon.
(A) Skjematisk som viser tidslinjen for CORT og Y-labyrint barriere protokoller. (B) Representative data som viser volum som forbrukes (ml/g/dag) i kjøretøy- og CORT-administrerte mus. (C) Skjematisk som viser tidslinjen for SDS og Y-labyrint barriere protokoller. (D) I en representativ sosial interaksjonstest viser SDS Susceptible mus redusert tid brukt på å samhandle med en ny mus sammenlignet med enten SDS Resilient eller Control mus. Stolper er slem ± SEM. *p < 0,05. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 2
Figur 2: CORT og SDS skifter innsatsfullt som svarer i en Y-labyrintbarriereoppgave.
(A) Tidslinje for Y-labyrint barriere oppgave for CORT og SDS. (B)Kronisk CORT reduserer pulsarmvalg ved 15 cm og 20 cm barrierehøyder. Dette tallet er endret fra Dieterich et al. 202021. (C) Representative resultater som viser at SDS-mottakelige mus reduserer valg av HR-arm ved 15 cm og 20 cm barrierehøyder, sammenlignet med Control eller SDS-Resilient mus. Stolper er slem ± SEM. *p < 0,05. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 3
Figur 3: Y-labyrintventetid påvirkes ikke av kronisk CORT.
Kronisk CORT påvirker ikke ventetiden for å velge enten LR- eller HR-armer i Y-labyrinten. Også, både Kjøretøy og CORT mus velge LR eller HR arm med lignende latencies. Dette tallet er gjengitt fra Dieterich et al. 202021. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 4
Figur 4: Kronisk CORT og SDS svekker fritt valg HR arm valg.
Representative resultater som viser at mus eksponert enten kronisk CORT eller SDS redusere antall høy belønning arm valg sammenlignet med kontroll mus i fritt valg trening, komplisere tolkning av resultater og / eller forsinke eller hindre overgang til barriere testing. Stolper er slem ± SEM. *p < 0,05. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 5
Figur 5: Stratifisering av CNSDS-eksponerte hann- og hunnmus i følsomme og elastiske populasjoner.
(A) Skjematisk av CNSDS Eksperimentell og Kontroll paradigme. Dette tallet er gjengitt fra Yohn et al. 201928. (B) CNSDS produserer en robust stratifisering av CNSDS-Resilient (RES) og CNSDS-Susceptible (SUS) mus. Dette tallet er gjengitt fra Yohn et al. 201928. Stolper er slem ± SEM. *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Mens det kroniske CORT-paradigmet gir en konstant CORT-dose i drikkevannet, kan det av erfaring være noe variasjon i mengden som forbrukes av mus. Videre kan forbruket bare vurderes for det totale buret, og et gjennomsnitt tatt basert på antall mus i buret. I tillegg kan det oppstå søl når du veier flaskene, overfører musene til atferdstesting, eller når de bytter til et nytt bur. Sporing av kjøretøy og CORT-forbruk er imidlertid fortsatt mulig og nøyaktig på tvers av uker med behandling og atferdstesting. Vi anbefaler på det sterkeste å bytte til en ny flaske som inneholder enten Kjøretøy eller CORT en gang i uken, samt opprettholde fastsatte tider for å veie og bytte flasker. For eksempel kan bytte til friske flasker når du veier og fyller flaskene gjøres på mandager, og deretter veiing og påfylling av alle flasker som er gjort igjen på torsdag eller fredag. På samme måte er det best å veie alle mus samtidig på en bestemt dag hver uke. Til slutt er det viktig å påpeke at dette CORT-paradigmet sløver endogene produksjon av kortikosteron av HPA-aksen. Dermed må mus forbli på CORT gjennom atferdstesting til de blir ofret. Hvis mus er tatt ut av CORT, kan de lide en addisonisk krise av akutt binyreinsuffisiens. Alternative prosedyrer har brukt en 2-3 ukers CORT eksponering, etterfulgt av progressiv avvenning av CORT og deretter en atferdstesting vindu på ca 3-4 uker som endogene CORT nivåer tilbake til normal17,19.

I Y-labyrintbarriereoppgaven er det avgjørende å begynne maze habituation og opplæring umiddelbart etter SDS-protokollen (Figur 2A). En potensiell påminnelse om denne eksperimentelle tidslinjen er at mus er trent etter manipulasjonen i stedet for på forhånd, hvor de kan deles likt basert på treningsytelse. Men i vår erfaringstrening før versus etter CORT-administrasjon påvirker ikke instrumentell atferd16 betydelig. Alle mus trenes grundig og når kriteriet (> 70% HR-armvalg i frittvalgsøkter) før de går videre til barrieretesting. Mus bør først være riktig vant til labyrinten, så det blir et kjent apparat, da vi har funnet dette hjelper i den påfølgende treningsfasen. Når du trener hver mus, er det viktig å opprettholde de utformede høy og lav belønning armene for hver enkelt mus, slik at en mus ikke krysser en arm forventer 4 pellets og finne 2, eller vice versa. Vi anbefaler at du holder både papir og digitale kopier av store rådatafiler som indikerer de motbalanserte høy- og lavbelønningsarmene for alle Control- og SDS-mus.

Vi tror ikke det er en forskjell i labyrintytelse på grunn av de eksakte spesifikasjonene til labyrintformen (Y-labyrint versus T-labyrint), og tror at forskere kan bruke enten i innsatsrelaterte valg atferdseksperimenter. Vi har også tidligere rapportert en liten økning i HR-armvalg på 15 cm sammenlignet med 10 cm i kjøretøy-administrerte mus21. Forskerne bør imidlertid forvente lignende eller redusert HR-armvalg etter hvert som barrierehøyden øker forbi 15 cm, da barrieremusene sjelden velger HR-armen21.

I tillegg er det viktig å bruke en 70% etanolspray for å rense labyrinten og fjerne gjenværende lukt etter hver økt. Vi anbefaler også å kjøre musene på en konsekvent måte, så det er et relativt konstant inter-trial intervall for alle mus. Vi foreslår å sykle ca 4-6 mus om gangen, noe som bør gi et intervall på ca 5 minutter. Til slutt, i den siste frittvalgsøkten, og i alle barrieretestøkter, er det viktig å registrere ventetid for å velge en av armene i alle forsøk. Også mus klarer av og til å hoppe til toppen av Pleksiglassveggene, eller oftere fra toppen av barrierene. Vi anbefaler høyere Pleksiglass veggadaptere langs sidene av labyrinten hvis dette skjer. Disse kan være rett og slett rektangulære biter av Pleksiglass (bredde på 20 cm, lengde på 80 cm). Vi markerer enhver prøveversjon der en mus ikke klarer å velge en arm innen 60 sekunder eller velger en arm, men spiser ikke matpellets som en utelatt studie. Til slutt kan både kronisk CORT og SDS redusere kroppsvekten som påvirker mengden mat som forbrukes over uker med testing21. Forskere bør regelmessig veie mus og justere mengden mat gitt i hjemmeburet for å opprettholde mus ved ca 90% av deres frifôring kroppsvekt.

Her diskuterer vi også et nylig utviklet paradigme, kronisk ikke-diskriminerende sosialt nederlag stress (CNSDS) (Figur 5A), for å indusere stress utsatt og elastiske populasjoner i mannlige og kvinnelige mus (Figur 5B). CNSDS paradigme kan brukes av prekliniske forskere som er interessert i stress eller humørlidelser. I CNSDS-paradigmet er det viktig at de eksperimentelle kvinnene blir angrepet minst en gang per økt. I nesten alle sosiale nederlagøkter blir de eksperimentelle mennene angrepet flere ganger. Hver CD-1 aggressor må være grundig screenet med både mannlige og kvinnelige C57BL/6J-mus før CNSDS-protokollen starter, samt registrerer alle angrep i hver økt. Mens vi beskriver en dobbel sex kontroll tilstand i CNSDS metodikk der en mann og en kvinne samhandler, det kan være hensiktsmessig for noen å inkludere en ekstra mann for disse kontroll interaksjoner, og dermed etterligne de to menn og en kvinne som brukes i CNSDS prosedyren. Denne alternative kontrollprosedyren påvirker ikke oppførselen til mus i unngåelsesatferd28. I tillegg bør en sosial interaksjonstest implementeres 24 timer etter 10-dagers nederlagsprotokollen for både å sikre effektiviteten av metoden og for å stratifisere mannlige og kvinnelige mus som enten motstandsdyktige eller utsatt for CNSDS24.

Et problem med å bruke den historiske tilnærmingen til å dele mus i spenstige og mottakelige populasjoner basert på den sosiale interaksjonstesten er at ikke all aversjonsatferd kan måles nøyaktig ved hjelp av videosporingsprogramvare. "Spenstige" mus med en interaksjonspoengsum > 1 kan vise underdanig oppførsel rundt beholderen som huser CD1-musen31. Det er viktig for feltet å utvikle programvare som bedre sporer slike mikroperhavsmenn. Verktøy som enkel atferdsanalyse (SimBA32), som ble utviklet av Golden lab for å tillate atferdsklasseifikatorer for kompleks sosial atferd hos gnagere, kan være nyttig i denne forbindelse.

Noe montering kan oppstå under CNSDS-protokollen. Selv om vi ikke har observert noen graviditeter i dette paradigmet, bør forskere være klar over denne muligheten.

En annen begrensning av protokoller for sosialt nederlag, inkludert CNSDS, er det angivelig begrensede tidsvinduet for å undersøke stresseffekter på atferd etter å ha fullført de sosiale nederlagsøktene. Dermed tilpasset vi eksisterende labyrintbarriereprotokoller for å passe alle habituation, trening og testing økter i en 30-dagers tidsramme. Dette kan imidlertid fremskynde den generelle treningen for noen mus, som kan slite med å nå 70% kriteriet for høy belønning arm valg nødvendig for å fullføre fritt valg økter (Figur 4). I tillegg er det begrensede dager tilgjengelig for å fullføre andre atferdstester uten riktig planlegging. Nyere studier tyder imidlertid på at stress i sosialt nederlag kan gi mer vedvarende virkninger på hjernen og atferden. Studier fra Miczek-laboratoriet viser at 10 dager med sosialt nederlag stress kan øke frivillig alkoholforbruk hos mus som varer minst 4 uker31,33. Sosiale nederlag protokoller bruker nederlag økter som varer alt fra 5-10 minutter. Vi bruker 5 min eksponering for CNSDS for å redusere sannsynligheten for skader i eksperimentelle C57BL/6J mus28. CNSDS-protokollen gir sammenlignbare resultater hos kvinner til den sosiale nederlagsprotokollen utviklet av Newmann og kolleger, der C57BL/6J kvinnelige mus er utsatt for bosatte sveitsiske Weber mus28. I likhet med CNSDS bruker denne varianten av den sosiale nederlagsprotokollen 10 dager med 5 min interaksjoner for å indusere en kronisk stressfenotype.

Disse metodene kan brukes til å undersøke hvordan kronisk stress påvirker belønningsbehandling og motivasjon hos mus. Både belønningsbehandling og kvinnelige er historisk understudert i det prekliniske stemningsforstyrrelsesfeltet. Fremtidige studier bør bestemme virkningen av kronisk stress på mannlige og kvinnelige belønning motivasjon og stratifisere spenstig versus utsatt mus (Figur 5B). Det vil være verdifullt å vite om denne stratifiseringen gir forskjellige effekter på Y-labyrintbarriereytelse som sett i unngåelsesatferd, for eksempel åpent felt, forhøyet pluss labyrint og nyhetsundertrykket fôring. Fremtidige studier kan kombinere disse metodene med andre teknikker, for eksempel optogenetikk eller DREADDS-teknologi, for å undersøke nevrale kretser som medierer stressresponsen eller belønne motivasjonen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingenting å avsløre.

Acknowledgments

Forfatterne vil gjerne takke Thomas Grace for å ha konstruert Y-labyrinter, barrierer og sosiale nederlagsbur. Forfatterne vil gjerne takke Jay Lee, Karina Stech og Prachi Srivastava for hjelp med datainnsamling. Dette arbeidet ble finansiert av NIMH Grant R01 MH112861 (BAS).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Acrylic Sheet McMaster Carr 8560K215 Clear, 3/16" thick, 24" X 36"
Beta-cyclodextrin Sigma-Aldrich C4767 500 mg
C57BL/6J Mice Jackson Labs 000664 Adults age 7-8 weeks
Corticosterone Sigma-Aldrich C2505 or C27840 100 or 500 mg
Male CD-1 Mice Charles River 022 "Retired Breeders"
PVC Acrylic Sheet McMaster Carr 8560K215 White, 3/16" thick, 48" X 48"
Solidstate Ultrasonic Cleaner Fisher Scientific FS-28 Must reach 40 kHz
Steel Wire Cloth McMaster Carr 9219T143 1 ft X 2 ft

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kessler, R. C., et al. Lifetime and 12-month prevalence of DSM-III-R psychiatric disorders in the United States. Results from the National Comorbidity Survey. Arch Gen Psychiatry. 51 (1), 8-19 (1994).
  2. Breslau, N., Davis, G. C. Chronic stress and major depression. Archives of General Psychiatry. 43 (4), 309-314 (1986).
  3. Willner, P. Chronic mild stress (CMS) revisited: consistency and behavioural-neurobiological concordance in the effects of CMS. Neuropsychobiology. 52 (2), 90-110 (2005).
  4. Monleon, S., et al. Attenuation of sucrose consumption in mice by chronic mild stress and its restoration by imipramine. Psychopharmacology (Berl). 117 (4), 453-457 (1995).
  5. Willner, P., Towell, A., Sampson, D., Sophokleous, S., Muscat, R. Reduction of sucrose preference by chronic unpredictable mild stress, and its restoration by a tricyclic antidepressant. Psychopharmacology (Berl). 93 (3), 358-364 (1987).
  6. Berlin, I., Givry-Steiner, L., Lecrubier, Y., Puech, A. Measures of anhedonia and hedonic responses to sucrose in depressive and schizophrenic patients in comparison with healthy subjects. European psychiatry: the journal of the Association of European Psychiatrists. 13 (6), 303-309 (1998).
  7. Fawcett, J., Clark, D. C., Scheftner, W. A., Gibbons, R. D. Assessing Anhedonia in Psychiatric Patients: The Pleasure Scale. Archives of General Psychiatry. 40 (1), 79-84 (1983).
  8. Pardo, M., et al. Adenosine A2A receptor antagonism and genetic deletion attenuate the effects of dopamine D2 antagonism on effort-based decision making in mice. Neuropharmacology. 62 (5-6), 2068-2077 (2012).
  9. Salamone, J. D., Cousins, M. S., Bucher, S. Anhedonia or anergia? Effects of haloperidol and nucleus accumbens dopamine depletion on instrumental response selection in a T-maze cost/benefit procedure. Behav Brain Res. 65 (2), 221-229 (1994).
  10. Dienes, K. A., Hazel, N. A., Hammen, C. L. Cortisol secretion in depressed, and at-risk adults. Psychoneuroendocrinology. 38 (6), 927-940 (2013).
  11. Gotlib, I. H., Joormann, J., Minor, K. L., Hallmayer, J. HPA axis reactivity: a mechanism underlying the associations among 5-HTTLPR, stress, and depression. Biol Psychiatry. 63 (9), 847-851 (2008).
  12. Knorr, U., Vinberg, M., Kessing, L. V., Wetterslev, J. Salivary cortisol in depressed patients versus control persons: a systematic review and meta-analysis. Psychoneuroendocrinology. 35 (9), 1275-1286 (2010).
  13. Joels, M., Karst, H., Sarabdjitsingh, R. A. The stressed brain of humans and rodents. Acta Physiol (Oxf). 223 (2), 13066 (2018).
  14. Samuels, B. A., et al. Modeling treatment-resistant depression. Neuropharmacology. 61 (3), 408-413 (2011).
  15. David, D. J., et al. Neurogenesis-dependent and-independent effects of fluoxetine in an animal model of anxiety/depression. Neuron. 62 (4), 479-493 (2009).
  16. Dieterich, A., et al. Chronic corticosterone administration induces negative valence and impairs positive valence behaviors in mice. Translational psychiatry. 9 (1), 1-13 (2019).
  17. Gourley, S. L., Taylor, J. R. Recapitulation and reversal of a persistent depression-like syndrome in rodents. Current Protocols in Neuroscience. 49 (1), 31-39 (2009).
  18. Gourley, S. L., et al. Regionally specific regulation of ERK MAP kinase in a model of antidepressant-sensitive chronic depression. Biol Psychiatry. 63 (4), 353-359 (2008).
  19. Gourley, S. L., Wu, F. J., Taylor, J. R. Corticosterone regulates pERK1/2 map kinase in a chronic depression model. Annals of the New York Academy of Sciences. 1148 (1), 509-514 (2008).
  20. Mekiri, M., Gardier, A. M., David, D. J., Guilloux, J. P. Chronic corticosterone administration effects on behavioral emotionality in female c57bl6 mice. Experimental and clinical psychopharmacology. 25 (2), 94 (2017).
  21. Dieterich, A., et al. Chronic corticosterone shifts effort-related choice behavior in male mice. Psychopharmacology (Berl). , (2020).
  22. Shafiei, N., Gray, M., Viau, V., Floresco, S. B. Acute Stress Induces Selective Alterations in Cost/Benefit Decision-Making. Neuropsychopharmacology. 37 (10), 2194-2209 (2012).
  23. Treadway, M. T., Buckholtz, J. W., Schwartzman, A. N., Lambert, W. E., Zald, D. H. Worth the 'EEfRT'? The effort expenditure for rewards task as an objective measure of motivation and anhedonia. PLoS One. 4 (8), (2009).
  24. Golden, S. A., Covington, H. E., Berton, O., Russo, S. J. p. A standardized protocol for repeated social defeat stress in mice. Nature protocols. 6 (8), 1183 (2011).
  25. Yohn, S. E., et al. The VMAT-2 inhibitor tetrabenazine alters effort-related decision making as measured by the T-maze barrier choice task: reversal with the adenosine A2A antagonist MSX-3 and the catecholamine uptake blocker bupropion. Psychopharmacology (Berl). 232 (7), 1313-1323 (2015).
  26. Harris, A. Z., et al. A novel method for chronic social defeat stress in female mice. Neuropsychopharmacology. 43 (6), 1276 (2018).
  27. Takahashi, A., et al. Establishment of a repeated social defeat stress model in female mice. Scientific Reports. 7 (1), 1-12 (2017).
  28. Yohn, C. N., et al. Chronic non-discriminatory social defeat is an effective chronic stress paradigm for both male and female mice. Neuropsychopharmacology. 44 (13), 2220-2229 (2019).
  29. Krishnan, V., et al. Molecular adaptations underlying susceptibility and resistance to social defeat in brain reward regions. Cell. 131 (2), 391-404 (2007).
  30. Iñiguez, S. D., et al. Vicarious Social Defeat Stress Induces Depression-Related Outcomes in Female Mice. Biol Psychiatry. 83 (1), 9-17 (2018).
  31. Newman, E. L., Leonard, M. Z., Arena, D. T., de Almeida, R. M., Miczek, K. A. Social defeat stress and escalation of cocaine and alcohol consumption: Focus on CRF. Neurobiology of Stress. 9, 151-165 (2018).
  32. Nilsson, S. R., et al. Simple Behavioral Analysis (SimBA) - an open source toolkit for computer classification of complex social behaviors in experimental animals. bioRxiv. , (2020).
  33. Newman, E. L., Leonard, M. Z., Arena, D. T., de Almeida, R. M. M., Miczek, K. A. Social defeat stress and escalation of cocaine and alcohol consumption: Focus on CRF. Neurobiology of Stress. 9, 151-165 (2018).

Tags

Atferd Problem 162 Depresjon Kronisk Stress Innsats-relatert valg sosialt nederlag stress kortikosteron humørlidelser belønning kjønnsforskjeller
Kronisk stress skifter innsats-relatert valg atferd i en Y-Maze Barrier Oppgave i mus
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Dieterich, A., Yohn, C. N., Samuels, … More

Dieterich, A., Yohn, C. N., Samuels, B. A. Chronic Stress Shifts Effort-Related Choice Behavior in a Y-Maze Barrier Task in Mice. J. Vis. Exp. (162), e61548, doi:10.3791/61548 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter