RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Stefan Vestring1,2, Tsvetan Serchov3,4, Claus Normann1,5
1Department of Psychiatry and Psychotherapy, Medical Center - University of Freiburg, Faculty of Medicine,University of Freiburg, 2Berta-Ottenstein-Programme for Clinician Scientists, Faculty of Medicine,University of Freiburg, 3Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS),Université de Strasbourg, Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives, 4Department of Stereotactic and Functional Neurosurgery, Medical Center - University Freiburg, Faculty of Medicine,University of Freiburg, 5Center for Basics in Neuromodulation, Faculty of Medicine,University of Freiburg
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
يتكون نموذج فأر اليأس المزمن (CDM) للاكتئاب من جلسات سباحة قسرية متكررة ومرحلة سباحة أخرى متأخرة كقراءة. وهو يمثل نموذجا مناسبا لتحريض حالة تشبه الاكتئاب المزمن مستقرة لمدة 4 أسابيع على الأقل ، قابلة للتعديل لتقييم التدخلات العلاجية دون المزمنة والحادة.
الاضطراب الاكتئابي الرئيسي هو واحد من أكثر أشكال الأمراض العقلية انتشارا ويسبب معاناة فردية هائلة وعبئا اجتماعيا واقتصاديا. على الرغم من أهميته ، فإن العلاج الدوائي الحالي محدود ، وهناك حاجة ماسة إلى خيارات علاج جديدة. أحد العوامل الرئيسية في البحث عن أدوية جديدة محتملة هو تقييم فعاليتها المضادة للاكتئاب في النماذج الحيوانية المناسبة. تم استخدام اختبار السباحة القسري الكلاسيكي Porsolt لهذا الغرض لعقود من الزمن للحث على حالة تشبه الاكتئاب وتقييمها. وهو يتألف من فترتين قصيرتين من السباحة القسرية: الأولى للحث على حالة الاكتئاب والثانية في اليوم التالي لتقييم التأثير المضاد للاكتئاب للعامل المعطى بين جلستي السباحة. قد يكون هذا النموذج مناسبا كأداة فحص للعوامل المضادة للاكتئاب المحتملة ولكنه يتجاهل تأخر ظهور العديد من مضادات الاكتئاب. وقد أنشئت آلية التنمية النظيفة مؤخرا ومثلت تعديلا للاختبار الكلاسيكي مع اختلافات ملحوظة. تضطر الفئران إلى السباحة لمدة 5 أيام متتالية ، بعد فكرة أنه في البشر ، يحدث الاكتئاب بسبب الإجهاد المزمن وليس الحاد. في فترة راحة لعدة أيام (1-3 أسابيع) ، تصاب الحيوانات باليأس السلوكي المستدام. طريقة القراءة القياسية هي قياس وقت الجمود في جلسة سباحة إضافية متأخرة ، ولكن يتم اقتراح العديد من الطرق البديلة للحصول على رؤية أوسع للحالة المزاجية للحيوان. يمكن استخدام أدوات تحليل متعددة تستهدف التغيرات السلوكية والجزيئية والكهروفسيولوجية. النمط الظاهري المكتئب مستقر لمدة 4 أسابيع على الأقل ، مما يوفر نافذة زمنية لاستراتيجيات العلاج السريع ولكن أيضا المضاد للاكتئاب تحت المزمن. علاوة على ذلك ، يمكن معالجة التغييرات في تطور حالة تشبه الاكتئاب باستخدام هذا النهج. ولذلك، تمثل آلية التنمية النظيفة أداة مفيدة لفهم الاكتئاب بشكل أفضل وتطوير تدخلات علاجية جديدة.
تعد الاضطرابات العاطفية، مثل الاضطراب الاكتئابي الكبير، من بين الأمراض العقلية الأكثر شيوعا وتحديا، وترتبط بمعاناة فردية عالية1، وزيادة خطر الانتحار2، وتسبب عبئا اجتماعيا واقتصاديا كبيرا3 للمجتمع. على الرغم من تأثيره ، فإن خيارات العلاج محدودة ، وهناك حاجة ملحة لتطوير تدخلات جديدة مضادة للاكتئاب ، خاصة بسبب أزمة الابتكار في علم الأدوية النفسية على مدى العقود الماضية. من أجل فهم الفيزيولوجيا المرضية للاكتئاب واختبار العوامل الجديدة المحتملة ، هناك حاجة ماسة إلى نماذج حيوانية عقلانية وصالحة 4. على مدى ما يقرب من نصف قرن ، تم استخدام اختبار السباحة القسري الكلاسيكي (FST) ، الذي وصفه في الأصل Porsolt5 ، كتحريض وقراءة لفحص مضادات الاكتئاب الجديدة المحتملة. وهو يتألف من فترة سباحة قسرية لمدة 5-15 دقيقة في اليوم الأول ، وتطبيق الدواء لمرة واحدة لاحقا ، وتقييم الجزء الذي تقضيه الفئران غير متحركة في الماء في فترة سباحة أخرى في اليوم التالي. واعتبر وقت الجمود يمثل سلوك هروب طبيعي مفقود وكان يعتقد أنه يرتبط بدرجة حالة تشبه الاكتئاب في الفئران5.
تعرضت FST الكلاسيكية لانتقادات شديدة ، ليس فقط في المجتمع العلمي6،7،8 ولكن أيضا في وسائل الإعلام العامة8. معظم الخلافات حول FST ترجع إلى فترات الحث والعلاج القصيرة من 1 يوم فقط في النموذج الكلاسيكي. قيل إن FST يمثل نموذجا للصدمة الحادة بدلا من حالة مماثلة للاكتئاب البشري. علاوة على ذلك ، قد يكون اختبار Porsolt مناسبا كأداة فحص للعوامل المضادة للاكتئاب المحتملة ، لكنه يتجاهل تأخر ظهور العديد من مضادات الاكتئاب.
نموذج اليأس المزمن (CDM) 9،10،11،12،13،14،15 ، وهو مشتق من FST الأصلي ، يمثل نموذجا حيوانيا أكثر ملاءمة للاكتئاب. في آلية التنمية النظيفة ، يتجنب إجهاد السباحة المتكرر على مدى 5 أيام متتالية الآثار المؤلمة الحادة. من خلال الفشل في الهروب من موقف مرهق متكرر ومستمر ، يعتقد أن الفئران تطور حالة من العجز والاستسلام واليأس في نهاية المطاف. هذا النموذج أكثر قابلية للمقارنة مع النظريات النفسية الحالية لتطوير الاكتئاب لدى البشر من صدمة حادة واحدة ، والتي عادة ما تحدث في بداية اضطراب ما بعد الصدمة. الحالة الشبيهة بالاكتئاب الناتجة في آلية التنمية النظيفة مستقرة لمدة تصل إلى 4 أسابيع9 وبالتالي تفتح إمكانية لفترات علاج أطول، والتي يمكن مقارنتها بشكل أفضل بالحالات السريرية، حيث تحتاج مضادات الاكتئاب عادة إلى 2-4 أسابيع لإظهار فائدة16.
يجب أن يكون تقييم الحالة الشبيهة بالاكتئاب متعدد الأبعاد. يعد قياس وقت الجمود ، كما هو الحال في FST الكلاسيكي ، مفيدا ، ولكن لا ينبغي استخدامه كمعلمة النتيجة الوحيدة. يجب أن تكون الطرق المختلفة ، الموضحة أدناه ، قادرة على رسم خريطة لأبعاد مختلفة لحالة الاكتئاب بما يتماشى مع الأعراض الموجودة عادة في البشر المكتئبين. يمكن أن تشمل تقييمات القراءة المناسبة سلوك الهروب (وقت عدم الحركة9،10،17) ، اختبار تعليق الذيل (TST)9 ، anhedonia (اختبار تفضيل السكروز الكلاسيكي (SPT)18) ، السلوك الموجه نحو الدافع (اختبار تفضيل السكروز لكزة الأنف (NPSPT)10) ، سلوك التوقع / الاستكشاف (الاستجابة للإشارة الغامضة 19 ؛ اختبار المتاهة Y-maze9)، الفيزيولوجيا الكهربية (قياسات اللدونة طويلة الأجل (التقوية طويلة الأجل، LTP؛ الاكتئاب طويل الأجل، LTD)20)، التقييمات الجزيئية (أنماط تنشيط الجينات المبكرة الفورية (IEGs)؛ أنماط الإجهاد الإضافية 21).
من الناحية النظرية ، يمكن استخدام اختبار السباحة المتكرر للحث على حالة الاكتئاب دون أي تقييم لوقت الجمود. ومع ذلك ، يوصى بشدة بتوفير سلسلة تجريبية لإثبات المفهوم على الأقل مع أوقات الجمود. بالإضافة إلى ذلك ، تمثل آلية التنمية النظيفة نموذجا مناسبا لتقييم تطور حالة تشبه الاكتئاب عن طريق قياس وقت الجمود خلال مرحلة الحث. يمكن تقييم سلالات الفئران أو الفئران المحددة التي يتم علاجها قبل السباحة فيما يتعلق بالمرونة أو التعرض للإجهاد وتحريض اليأس السلوكي.
أجريت جميع التجارب وفقا للمبادئ التوجيهية الأوروبية (EU 2010/63) ووفقا للقانون الألماني لحماية الحيوان (TierSchG) ، و FELASA (www.felasa.eu/guidelines.php) ، ودليل الهيئة الوطنية لرعاية الحيوان GV-SOLAS (www.gv-solas.de/index.html) لرعاية واستخدام المختبر ، وتمت الموافقة عليها من قبل لجنة رعاية الحيوان بجامعة فرايبورغ ولجنة Ethique en Matiere d'Experimentation Animale de Strasbourg (CREMEAS ، CEEA35)، فضلا عن السلطات المحلية. تم استخدام كلا الجنسين من الفئران من النوع البري C57Bl6N الذين تتراوح أعمارهم بين 10-14 أسبوعا (70-98 يوما بعد الولادة ، PND) للتجارب البرية (WT). كخط مرن للإجهاد ، تم استخدام خط الفأر المعدل وراثيا مع التعبير المعزز عن مستقبلات الأدينوسين A1 تحت مروج CaMKII العصبي في الدماغ الأمامي 9,15. بعد التجارب ، تم التضحية بالفئران عن طريق خلع عنق الرحم.
1. التحضير
2. مرحلة الحث
3. تقييم العلاج المضاد للاكتئاب
4. تقييم تطور حالة تشبه الاكتئاب
في جلسة السباحة الأولى من مرحلة الحث على آلية التنمية النظيفة ، تظهر الفئران عادة متوسط وقت الجمود بين 190 ثانية و 230 ثانية ، والذي يرتفع باستمرار مع كل جلسة سباحة إضافية (الشكل 1 أ). هذه الزيادة أكثر وضوحا في أول 3 أيام وتصل إلى مرحلة تشبه الهضبة خلال آخر 2-3 أيام. يظل وقت الجمود الذي تم قياسه في اليوم 5 مستقرا على مدار ما يصل إلى 4 أسابيع ، مما يشير إلى اليأس السلوكي المستقر. يمكن تقييم فعالية مضادات الاكتئاب للتدخل عن طريق علاج الحيوان بين اليوم الأخير من مرحلة الحث ويوم الاختبار. لاحظ أن وقت التسجيل المطلق أثناء جلسات السباحة غير موضوعي تماما ويعتمد على المجرب والعمر والجنس وخط الماوس المستخدم. ومع ذلك ، فإن الفرق النسبي بين الجلسات مستقر إلى حد ما مع اختلافات صغيرة فقط بين المعالجين.
في الشكل 1 ، يتم عرض العديد من العلاجات التمثيلية. إيميبرامين ، والحرمان من النوم ، والكيتامين قلل بشكل كبير من وقت الجمود ، في حين أن الحرمان من النوم جنبا إلى جنب مع نوم الانتعاش لم يظهر تغييرا كبيرا في النمط الظاهري الشبيه بالاكتئاب. تتوافق هذه النتائج مع فعالية مضادة للاكتئاب للعلاجات المطبقة ومشابهة للتأثيرات التي لوحظت في المرضى من البشر. وشمل العلاج تناول الإيميبرامين 20 مغ/كغ/يوم لمدة 3 أسابيع عن طريق مياه الشرب، و3 مغ/كغ من الكيتامين عن طريق حقنة واحدة داخل الصفاق قبل 24 ساعة من الاختبار، والحرمان من النوم لمدة 6 ساعات قبل الاختبار.
اعتمادا على سؤال البحث ، قد يتم عرض تمثيلات مختلفة. يمكن أن يعطي تمثيل القيم المطلقة نظرة عامة حقيقية على البيانات ويسمح بإجراء تقييم جيد لمرحلة الحث ومعالجة واحدة (الشكل 1A و D). ومع ذلك ، لا يمكن مقارنة الاختلافات بين العلاجات المختلفة مباشرة. وبالتالي فإن كل مجموعة علاج لها قيم متوسطة مختلفة لوقت الجمود في اليوم 5. لذلك ، يوصى باستخدام تمثيل قيم الوسط الطبيعي في هذه الحالة (الشكل 1B). ويمكن اختيار تمثيل مخفض بسبب محدودية المساحة (الشكل 1 جيم). لاحظ أنه من الضروري إظهار نتائج اليوم 1 واليوم 5 ويوم الاختبار على الأقل.

الشكل 1: النتائج الناجحة في القيم المطلقة والطبيعية. (أ) يمكن ملاحظة الحث الناجح لحالة تشبه الاكتئاب في 30 فأرا. تمثل كل نقطة وقت الجمود لحيوان واحد في يوم معين وتمثل القضبان القيم المتوسطة للحيوانات التي تم اختبارها. يتم تمثيل وقت الجمود لكل يوم من مراحل الحث (اليوم 1 إلى اليوم 5) وليوم الاختبار (بعد الخط المنقط) مع أو بدون علاج. لاحظ أنه في هذه العينة ، يمكن ملاحظة زيادة كبيرة بين اليوم 1 واليوم 2. في بعض الحالات ، يتم تحقيق مستويات الأهمية أولا بين اليوم 1 واليوم 3. لاستمرار التجربة ، تكون الزيادة ذات الدلالة الإحصائية بين اليوم 1 واليوم 5 إلزامية. لاحظ تأثير السقف النموذجي (الزيادة بين الأيام 1 و 2 و 3 ، مقارنة بالفرق بين الأيام 4 و 5). بين اليوم 5 وأيام الاختبار ، تم إيواء الحيوانات لمدة 4 أسابيع في أقفاصها المنزلية ، إما دون مزيد من العلاج (CDM) أو عولجت بالإيميبرامين (Imip.) ؛ الحرمان من النوم (SD) ؛ الحرمان من النوم والتعافي من النوم (RS) ، والكيتامين (كيت). (ب) يتم إعطاء دورة زمنية مثالية لأداء الحيوانات الفردية لكل يوم. (ج) التمثيل العادي لنفس النتائج المبينة بالفعل في الشكل 1 ألف. تم تطبيع وقت الجمود لكل ويوم إلى وقت الجمود المقابل له في اليوم 5 وتم التعبير عنه بنسبة مئوية. يمكن عرض قيم ما بعد العلاج للمجموعات المختلفة ومقارنتها بشكل أفضل باستخدام هذا النهج. (د) تمثيل القيم العادية لليوم 1 واليوم 5 ويوم الاختبار (CDM). بعد دراسة إثبات المفهوم بنجاح ، قد يتم تقليل النقاط الزمنية للتقييم إلى اليوم الأول واليوم الخامس ويوم الاختبار. هناك حاجة إلى هذه النقاط الزمنية لأن الزيادة الكبيرة بين اليوم 1 واليوم 5 ضرورية لإثبات نجاح الحث ، ويجب مقارنة اليوم 5 بيوم الاختبار لإعطاء بيان حول فعالية العلاج. (ه) مقارنة زمن الجمود لثلاثة خطوط مختلفة للماوس: يظهر النوع البري (WT) استقراء ناجحا؛ يظهر الخط المرن المثالي (RL) انخفاضا كبيرا في السلوك الشبيه بالاكتئاب في الأيام الثلاثة الأولى وفي يوم الاختبار. ANOVA أحادي الاتجاه مع اختبار Bonferroni اللاحق: ∗ / #p < 0.05 ، ∗∗ / # # p < 0.01 ، ∗∗∗ / # # # p < 0.001 ، ∗∗∗∗ / # # # # p < 0.0001. (# الإشارة إلى الفرق إلى القيم المتوسطة لليوم 1 ، ∗ الإشارة إلى الفرق إلى متوسط قيم اليوم 5 في الشكل 1A ، C وإلى خط الماوس WT في الشكل 1E). يتم التعبير عن البيانات كوسيلة ± SEM. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
في حالة عدم تغيير وقت الجمود خلال جميع الأيام الخمسة (الشكل 2) ، لم يتمكن الإجهاد المطبق من تغيير السلوك بشكل مناسب ، ولا يمكن تقييم أي آثار علاجية ؛ يجب التضحية بالحيوانات ويجب عدم استخدامها أكثر.

الشكل 2: النتائج غير الناجحة. يظهر في الشكل تمثيل للتحريض غير الفعال. لاحظ أنه لا توجد زيادة كبيرة في وقت الجمود بين اليوم 1 واليوم 5. لذلك ، لم يتم تحقيق معايير استمرار التجربة ، ولا يوجد إطالة أخرى عقلانية (في هذه الحالة ، تم اختبار الفئران الذكور فقط ، وبعد التحقيق بأثر رجعي ، وجد أنها لم تكن من القمامة). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
يجب استخدام المزيد من أساليب القراءة لوصف رؤية أوسع لليأس السلوكي للحيوانات. تتوفر مجموعة متنوعة من الاختبارات السلوكية والقياسات الكهروفسيولوجية والتقييمات الجزيئية للتغيرات الناجمة عن الإجهاد. وترد في الشكل 3 النتائج المثالية لاختبار تعليق الذيل (TST)، مع علاج آلية التنمية النظيفة والإيميبرامين والكيتامين، واختبار تفضيل الأنف والسكروز (NPSPT)، وتقييم التقوية على المدى الطويل باستخدام تقنية المشبك بالتصحيح. وتشجع هذه النتائج على استخدام مرحلة تحريض آلية التنمية النظيفة كأداة عامة لتحريض اليأس السلوكي. لمزيد من التفاصيل حول التقنيات المستخدمة (TST ، NPSPT ، LTP-ASSESSMENT) ، انظر 9،10،17،20.

الشكل 3: نتائج إضافية مع فئران آلية التنمية النظيفة. (أ) تمثيل نموذجي لآثار آلية التنمية النظيفة في اختبار تعليق الذيل. تمثل كل نقطة وقت الجمود لحيوان واحد ، وتمثل القضبان القيم المتوسطة للحيوانات التي تم اختبارها. ANOVA أحادي الاتجاه مع اختبار Bonferroni اللاحق: ∗∗∗p < 0.001. يتم التعبير عن البيانات كوسيلة ± SEM. (B) النتائج التمثيلية لاختبار تفضيل السكروز الأنف الذي تم إنشاؤه مؤخرا في فئران CDM. في هذه المهمة ، تم قياس تفضيل السكروز بجهد متزايد تدريجيا للوصول إلى زجاجة السكروز (عدد من الوخز الأنفي) (للحصول على التفاصيل المنهجية انظر 10). لاحظ أن تفضيل السكروز قد انخفض في آلية التنمية النظيفة وأن الفرق بين آلية التنمية النظيفة والفئران الضابطة يزداد تدريجيا مع الجهد (القيم المتوسطة لكزات الأنف في كل يوم يشار إليها باسم Nspk1-7) كان على الفئران أن تطبق لشرب المحلول الحلو. ANOVA ثنائي الاتجاه مع اختبار Bonferroni اللاحق: ∗∗p < 0.01 ، ∗∗∗p < 0.001. يتم التعبير عن البيانات كوسيلة ± SEM. (C) يتم تقديم التغيرات المعتمدة على CDM في اللدونة المشبكية طويلة الأجل كتغيرات في القيم المتوسطة ل EPSPs بعد تطبيق بروتوكول تحريض LTP الترابطي في شرائح الدماغ الحصين من فئران WT. تم الحصول على البيانات عن طريق تحفيز المشبك CA3-CA1 (لمزيد من التفاصيل انظر 17,20). اختبار t غير المقترن ، ∗∗p < 0.01 ، يتم التعبير عن البيانات كوسيلة ± SEM. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
المواد التكميلية. يرجى النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
يعلن جميع المؤلفين عدم وجود تضارب في المصالح.
يتكون نموذج فأر اليأس المزمن (CDM) للاكتئاب من جلسات سباحة قسرية متكررة ومرحلة سباحة أخرى متأخرة كقراءة. وهو يمثل نموذجا مناسبا لتحريض حالة تشبه الاكتئاب المزمن مستقرة لمدة 4 أسابيع على الأقل ، قابلة للتعديل لتقييم التدخلات العلاجية دون المزمنة والحادة.
تم تمويل هذا العمل من خلال الأموال الداخلية للعيادة الجامعية فرايبورغ ، وقسم الطب النفسي والعلاج النفسي وبرنامج بيرتا أوتنشتاين للعلماء السريريين (إلى SV). يتم تمويل TS من خلال منح مؤسسة البحوث الطبية (FRM) (AJE201912009450) ومعهد جامعة ستراسبورغ للدراسات المتقدمة (USIAS) (2020-035) ، وكذلك المركز الوطني للبحوث العلمية (CNRS) ، فرنسا.
| دورق ، 2000 مل | Kimble Kimax | 14000-2000 | أي وعاء >2000 مل وقطره 24-26 سم ممكن |
| ميزان حرارة رقمي | Hanna Instruments | 846-4708 | أي ترمومتر رقمي ممكن |
| Digitalwaage 200 جم Dipse | DIPSE | tp200 | أي مقياس رقمي ممكن |
| Lenovo ThinkCentre V50a-24IMB AiO 11FJ00DVGE - 60,5 سم | Lenovo | A 908278 | أي معيار شخصيالكمبيوتر ممكن |
| Logitech PTZ Pro | Logitech | 1000005246 | أي كاميرا عالية الدقة ممكنة |
| ساعة توقيت ROTILABO | Carl Roth | L423.1 | أي ساعة توقيت ممكنة |
| ROTILABO | Carl Roth | A802.1 | أي مؤقت ممكن |