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方法文章

一种用于研究应激诱导行为与生理功能缺陷的亚慢性轻度社交挫败应激小鼠模型

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DOI:

10.3791/52973

2015年11月24日

本文内容

摘要

本文描述并采用了一种建立小鼠亚慢性轻度社交挫败应激模型的方法,用于研究抑郁症的致病特征,包括体重增加后出现的类似多食和多饮的症状。

摘要

生活中的应激事件常会增加人类抑郁症的发病率。为了研究抑郁症的机制,建立抑郁症的动物模型至关重要。由于抑郁症存在多种类型,因此需要多种动物模型以更深入地理解该疾病。此前已建立了一种采用改良型慢性社交挫败应激(CSDS)范式的小鼠亚慢性轻度社交挫败应激(sCSDS)模型。在该范式中,为减少攻击者造成的身体伤害,相较于原始CSDS范式,缩短了攻击者与从属小鼠之间的身体接触时间。经历sCSDS的小鼠在应激期间表现出体重增加、摄食量和饮水量增加,且在应激结束后其社交行为受到抑制。就应激诱导的进食和饮水增多并伴随体重增加的表型效度而言,sCSDS小鼠可能表现出与人类非典型抑郁症相关的某些特征。因此,sCSDS小鼠模型可能有助于研究抑郁症的致病机制。本实验方案将有助于建立sCSDS小鼠模型,尤其适用于研究应激诱导的体重增加以及类似多饮和多食症状的潜在机制。

引言

人类一生中会经历各种各样的应激事件。过度的应激常导致人类和动物产生有害的生理后果。在人类中,应激事件是诱发抑郁症等精神障碍的主要危险因素1。一项全球疾病负担研究指出,按伤残调整生命年(DALYs)和伤残生存年数衡量,抑郁症是最致残的疾病之一2。此外,抑郁症占自杀相关DALYs的最大比例3。抑郁症患者难以正常管理自己的生活,因而其生活质量常常恶化。因此,迫切需要开发有效的治疗方法,以改善这些患者的生活质量。

关于重度抑郁症已开展了大量研究,这些研究揭示遗传因素对疾病易感性的贡献约为30–40%,这可由多个微效基因位点的共同作用来解释4。由于抑郁症的致病机制复杂,其详细的病因至今仍不明确。临床报告表明,抑郁症存在多种亚型,例如忧郁型和非典型抑郁症5,分别表现为体重下降和体重增加6。尽管约25–30%的抑郁症患者表现出典型的忧郁特征,15–30%的患者表现出典型的非典型特征,但大多数患者同时具有这两种亚型的混合特征7。因此,重度抑郁症的症状表现具有高度异质性。为了寻找生物标志物并针对人类不同类型的抑郁症开发客观的治疗方法,建立多种不同的抑郁症动物模型至关重要8

已通过多种方法建立了抑郁症的动物模型,包括习得性无助、慢性不可预测性轻度应激以及慢性社交挫败....

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方案

动物实验经茨城大学动物护理与使用委员会以及日本文部科学省(MEXT)批准,并符合其相关指南(通知第71号)。本方案的完整概述见图1

1. 仪器

  1. 准备两种类型的笼子:单只饲养笼(宽 [W] × 深 [D] × 高 [H] = 143 mm × 293 mm × 148 mm)和“社交挫败(SD)”笼(W × D × H = 220 mm × 320 mm × 135 mm)。
  2. 图2所示,使用一块5 mm厚的丙烯酸透明隔板将SD笼分隔为两个隔间,隔板上设有15个圆形孔洞(呈3 × 5矩阵排列,直径8 mm)。
  3. 准备云杉木屑垫料、纯化饮食颗粒饲料和饮水瓶。此外,准备纸巾、口罩和乳胶手套。
  4. 进行社交互动测试时,准备一个由灰色聚氯乙烯材料制成的开放场装置(W × D × H = 40 cm × 40 cm × 40 cm)、一个钢制配重块(190 g),以及一个塑料互动箱(W × D × H = 10 cm × 10 cm × 13 cm;100 g),其上带有三个金属丝网窗口(W × D = 5 cm × 5 cm)(图3)。
  5. 在动物设施的行为测试室内安装CCD摄像机(2.8–12 mm;F = 1:1.4;1/3英寸CCD)和自动追踪系统。在测试室内放置合适的架子用于放置小鼠....

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结果

为了监测为期10天内的身体应激程度,研究人员手动统计了ICR小鼠的攻击性咬伤次数。图5A显示了每只小鼠所受攻击性咬伤次数的个体数值。在早期阶段,咬伤次数存在较大变异性(第1天约为10–120次),但在后期阶段变异性降低(第10天约为5–20次)。图5B表明,随着时间推移,小鼠所受攻击性咬伤的平均次数逐渐减少,原因是身体接触的持续时间缩短(从5分钟减少至0.5分钟)。

在暴露于sCSDS小鼠10天后,实验组小鼠表现出体重增长的变化,以及每日食物和水摄入量的变化。对照组与实验组小鼠之间的总体重增长存在显著差异(p < 0.0001,非配对双尾Student’s t-检验)。对照组小鼠的总体重增长(BWG)约为0.5 g,而实验组小鼠约为2.0 g(图6)。两组小鼠之间的总食物摄入量(FI)存在提示性差异(p = 0.0904,非配对双尾Student’s t-检验),对照组和实验组小鼠分别摄入了约30 g和3.......

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讨论

在sCSDS小鼠与接受标准CSDS方案(每天与攻击者发生5至10分钟身体接触)的CSDS小鼠之间,体重存在明确差异19。sCSDS小鼠在应激期间表现出体重增加(BWG),而标准CSDS小鼠在应激期间则出现体重下降21,22,23。在为期10天的应激期内,两种方案在与攻击者发生身体接触的总时长方面存在显著差异。原始CSDS范式总共包含50或100分钟的攻击者与从属小鼠之间的身体互动(全剂量CSDS),而sCSDS方法的总互动时间仅为27.5分钟(半剂量CSDS)。尽管标准CSDS小鼠所承受的身体应激强度尚不明确19,但已确认sCSDS小鼠平均每天遭受约30次攻击性咬击。如Goto et al.13所述,与标准CSDS小鼠相比,sCSDS小鼠是一种较轻度的抑郁模型(标准CSDS小鼠在最后一次挫败应激后社交回避可持续超过1个月)21,因为sCSDS小鼠在最后一次挫败应激后1个月内可恢复正常。此外,Savignac et al.24报道,与攻击者相对短暂的身体接触可能在应激期间加.......

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披露

作者声明不存在相互竞争的经济利益。

致谢

作者感谢东京农工大学的 Kentaro Nagaoka 博士和茨城县的 Wataru Iio 博士提供的有益讨论。本研究部分得到了日本文部科学省(MEXT)资助的茨城大学农医合作项目(IUCAM)以及日本农林水产省(MAFF)资助的具有健康促进功能的农产品与食品开发研究项目(NARO)的支持。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
单个笼具Charles River Laboratories Japan宽度 [W] × 深度 [D] × 高度 [H] = 143 × 293 × 148 mm
M型笼具Natsume SeisakushoW × D × H = 220 × 320 × 135 mm
WhiteflakeCharles River Laboratories Japan由云杉木材制成的刨花垫料
AIN-93GOriental Yeast纯化饮食颗粒饲料
KimtowelNippon Paper Crecia Co.纸巾
旷场实验装置O’Hara & Co.由灰色聚氯乙烯材料制成

参考文献

  1. Heim, C., Binder, E. B. Current research trends in early life stress and depression: Review of human studies on sensitive periods, gene-environment interactions, and epigenetics. Exp. Neurol. 233 (1), 102-111 (2012).
  2. Whiteford, H. A., et al.

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