Soziales Isolationsmodell: Ein nichtinvasives Nagetiermodell für Stress und Angst
11. November 2022
Hier wird ein durch soziale Isolation (SI) induziertes Angstmausmodell vorgestellt, das Wildtyp-C56BL / 6J-Mäuse verwendet, um Stress und angstähnliches Verhalten mit minimaler Handhabung und ohne invasive Verfahren zu induzieren. Dieses Modell spiegelt moderne Lebensmuster sozialer Isolation wider und ist ideal für die Untersuchung von Angstzuständen und verwandten Störungen.
Dieses Modell ahmt das menschliche, soziale, isolierte Leben nach und ist eine nichtinvasive und einfache Möglichkeit, ein Modell für Angst und leichte kognitive Beeinträchtigung zu erstellen. Diese Technik erfordert nur die geeigneten Haltungsbedingungen und Behandlungsschnecken und erfordert keine langwierigen Prozesse wie Injektionen oder genetische Manipulation. Für die soziale Isolation der Tiere nehmen Sie einen Standard-Mauskäfig mit einer Quadratfläche von 75 Zoll.
Fügen Sie die Hälfte der Bettwäsche und ein quadratisches Stück Baumwolle zum Nisten hinzu. Wickeln Sie die Außenseite der Käfigwände in undurchsichtige schwarze Plastiktüten, ohne dass ein Segment des Beutels von innen zugänglich ist. Sichern Sie den Beutel mit Klebeband und stellen Sie sicher, dass die äußere Umgebung oder Umgebung des Tieres nicht sichtbar ist.
Lassen Sie die Ober- und Unterseite des Käfigs unverpackt, es sei denn, die Mäuse können benachbarte Tiere durch sie hindurch sehen. Halten Sie die Kontrollmäuse in Gruppen von zwei oder drei unter normalen Käfigbedingungen in einem Standard-Mauskäfig mit voller Menge Bettwäsche, einem zwei Zoll großen quadratischen Stück Baumwolle oder einem gleichwertigen Stück Baumwolle zum Nisten, ohne Umhüllung von undurchsichtigen Taschen. Stellen Sie sicher, dass die in der Gruppe untergebrachten Mäuse ohne Konflikte kompatibel sind.
Wenn nicht, schließen Sie den Angreifer von der Analyse aus. Wechseln Sie die Käfige nur einmal pro Woche während des Dunkelzyklus, wobei derselbe Plastikbeutel in einen neuen Käfig umgewickelt wird, es sei denn, es liegt ein erheblicher Schaden vor. Bei Kontrollmäusen wechseln Sie die Käfige zweimal pro Woche oder öfter während des Dunkelzyklus.
Isolieren Sie die Mäuse für mindestens vier Wochen, um die optimalen Ergebnisse zu beobachten. Um die Behandlung vorzubereiten, fügen Sie 3% Agar zu entionisiertem Wasser hinzu und lösen Sie es bei etwa 90 Grad Celsius mit einer Heizplatte oder Mikrowelle auf. Verhindern Sie, dass die sprudelnde Lösung verschüttet oder überkocht.
Schwenken Sie die Lösung, bis sie homogen wird. Während die Lösung noch warm ist, fügen Sie 5% Saccharose hinzu. Schwenken Sie die homogene Lösung, bevor Sie die Lösung in eine Form gießen.
Lassen Sie es abkühlen und erstarren Sie bei Raumtemperatur oder 4 Grad Celsius. Bei einer lichtempfindlichen Behandlung die Form vor Licht schützen. Nach dem Erstarren schneiden Sie den Agar in Würfel von 0,5 mal 0,5 mal 0,5 Zentimetern und lagern Sie ihn bis zur Verabreichung bei 4 Grad Celsius.
Verabreichen Sie die Behandlung zu geplantem Zeitpunkt und in der geplanten Häufigkeit mit so wenig Handhabung wie möglich. Legen Sie einen einzelnen Würfel ruhig und vorsichtig auf ein kleines Boot oder ein gleichwertiges Boot, wie die Kappe einer 50-Milliliter-Chronikröhre während der Dunkelphase des hellen Dunkelzyklus, ohne die Maus zu berühren. Lassen Sie die Maus das Agar verzehren.
Nachdem Sie den vollständigen Verbrauch des Agars bestätigt haben, entfernen Sie vorsichtig das Wegboot aus dem Käfig und wiederholen Sie dies bei Bedarf. Sozial isolierte Mäuse verbringen im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant weniger Zeit im offenen Arm und deutlich länger im geschlossenen Arm. Im Freilandtest legten sozial isolierte Mäuse weniger Strecken zurück, zogen sich weniger auf und verbrachten mehr Zeit in den Kurven.
In ähnlicher Weise verbrachten sie weniger Zeit im zentralen Bereich als die Kontrolle, was auf ein verstärktes angstähnliches Verhalten hinweist. Sozial isolierte Mäuse zeigten auch eine reduzierte Erkennung neuartiger Objekte und neuartiger Kontexte im Vergleich zur Kontrolle, was auf kognitive Beeinträchtigungen hindeutet. Diese Technik ermöglicht es uns, die Entwicklung von Angstzuständen und kognitiven Beeinträchtigungen und nicht nur das Ergebnis der Störungen zu untersuchen.
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Übersicht
Diese Studie stellt ein nichtinvasives Mausmodell für durch soziale Isolation hervorgerufene Angstzustände vor, das Wildtyp-C56BL/6J-Mäuse verwendet. Das Modell simuliert reale Muster sozialer Isolation und eignet sich ideal zur Untersuchung von Stress- und Angststörungen, ohne dass invasive Eingriffe erforderlich sind.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Verhaltensforschung
- Angstforschung
Hintergrund
- Soziale Isolation ist ein häufiger Stressfaktor, der zu Angstzuständen und kognitiven Beeinträchtigungen führen kann.
- Aktuelle Methoden zur Erstellung von Angstmodellen beinhalten oft invasive Eingriffe oder umfangreiches Handling.
- Diese Studie zielt darauf ab, diese Einschränkungen durch ein vereinfachtes und nichtinvasives Modell zu überwinden.
- Das Design des Modells soll menschliche Erfahrungen sozialer Isolation möglichst genau nachahmen.
Zweck der Studie
- Entwicklung eines Mausmodells, das Angstzustände und kognitive Beeinträchtigungen aufgrund sozialer Isolation genau widerspiegelt.
- Möglichkeit für Forscher, die zugrundeliegenden Mechanismen von Angststörungen zu untersuchen.
- Untersuchung von Verhaltensänderungen, die mit sozialer Isolation in einer kontrollierten Umgebung korrelieren.
Verwendete Methoden
- Ein Aufbau zur sozialen Isolation unter Verwendung standardmäßiger Mauskäfige mit spezifischen Haltungsanpassungen.
- Kontrolltiere wurden in Gruppen gehalten, wobei die Verträglichkeit sichergestellt wurde, während isolierte Tiere einer minimalen Umweltexposition ausgesetzt waren.
- Die Käfige der isolierten Tiere wurden wöchentlich gewechselt; die Käfige der Kontrolltiere wurden häufiger gereinigt.
- Das Modell beinhaltete 3 % Agar-Behandlungen mit 5 % Saccharose zur Verabreichung von Interventionen während der Dunkelphase.
- Zu den Verhaltensbeobachtungen gehörten die verbrachte Zeit in offenen gegenüber geschlossenen Armen, die zurückgelegte Distanz und Erkennungsaufgaben.
Hauptergebnisse
- Sozial isolierte Mäuse zeigten eine verminderte Erkundung offener Bereiche, was auf ein erhöhtes angstähnliches Verhalten hindeutet.
- Die im Test verbrachte längere Zeit in geschlossenen Armen sowie eine geringere Gesamtbewegung im Vergleich zu Kontrolltieren bestätigten die Angstreaktionen.
- Isolierte Mäuse wiesen kognitive Beeinträchtigungen auf, die sich in einer verminderten Erkennung neuer Objekte und Kontexte zeigten.
- Die Studie verdeutlicht den Zusammenhang zwischen sozialer Isolation, angstähnlichem Verhalten und kognitivem Abbau.
Schlussfolgerungen
- Dieses nichtinvasive Modell der sozialen Isolation stellt ein wertvolles Werkzeug zur Untersuchung von Angst- und kognitiven Störungen dar.
- Die Ergebnisse unterstreichen die Auswirkungen sozialer Faktoren auf die psychische Gesundheit und zeigen mögliche Ansatzpunkte für weitere Forschungsarbeiten auf.
- Das Modell könnte dabei helfen, die Mechanismen von Angstzuständen aufzuklären und deren Relevanz für menschliche psychologische Erkrankungen zu verdeutlichen.
Häufig gestellte Fragen
Ausführliche Bedeutung für die Industrie
Nichtinvasive Nagetiermodelle, die reale Stressfaktoren nachbilden, sind entscheidend für die translationsmedizinische Forschung zu Angststörungen und kognitiven Erkrankungen. Das Modell der sozialen Isolation ermöglicht eine robuste Zielstruktur-Validierung und die Aufklärung von Wirkmechanismen, indem es Umweltstress ohne genetische oder pharmakologische Störfaktoren simuliert. Dieser Ansatz stärkt das Vorhersagevertrauen in der frühen Entdeckung von neuropsychiatrischen Wirkstoffen und bei der Selektion von Wirkstoff-Portfolios.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht die Untersuchung von angstbezogenen Signalwegen unter kontrollierten, nichtinvasiven Stressbedingungen.
- Erleichtert die funktionelle Zielvalidierung, indem Verhaltensphänotypen mit molekularen Mechanismen verknüpft werden.
- Unterstützt die Vorhersagegenauigkeit für Kandidatenziele durch Modellierung menschenrelevanter Stressexposition.
Screening und Assay-Entwicklung
- Bietet ein standardisiertes Verhaltenssystem zur Beurteilung der anxiolytischen Wirksamkeit in vivo.
- Liefert reproduzierbare, quantitative Verhaltensausgaben für die Wirkstoffscreening.
- Verringert die prozedurale Variabilität, indem Handhabung und invasive Eingriffe minimiert werden.
Translationale und präklinische Forschung
- Entspricht krankheitsrelevanten Umweltstressoren, die in menschlichen Populationen beobachtet werden.
- Ermöglicht Kontinuität von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung von Angst- und kognitiven Endpunkten.
- Unterstützt risikoadjustierte Entscheidungen über die Weiterentwicklung, indem beide Phänotypen – Angst und kognitive Beeinträchtigung – modelliert werden.
Pipeline- und Workflow-Integration
Dieses Modell ist in den Bereich von der frühen Entdeckung bis zur präklinischen Phase einzuordnen und unterstützt sowohl die Target-Validierung als auch die Identifizierung von Leitstrukturen für neuropsychiatrische Indikationen.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung hinsichtlich der Mechanismen, die stressinduzierter Angst und kognitiver Beeinträchtigungen zugrunde liegen.
- Screening: Stellt für die Wirkstoffbewertung bereitstehende verhaltensbezogene Endpunkte bereit.
- Analytik: Ermöglicht den quantitativen Vergleich verhaltensbezogener Metriken wie der Verweildauer im offenen Arm und der Objekterkennung.
- Translationale Forschung: Verbindet präklinische Erkenntnisse mit für den Menschen relevanten Stress- und Angstphänotypen.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Bietet eine skalierbare, nichtinvasive Plattform, die für verschiedene neuroverhaltensbezogene Forschungsprogramme angepasst werden kann.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert mechanistische Mehrdeutigkeiten in der Angstforschung.
- Operationaler Wert: Optimiert Arbeitsabläufe durch Standardisierung und geringe Handhabungsanforderungen.
- Strategischer Wert: Verbessert die Qualität von Go/No-Go-Entscheidungen und die Kapitalnutzungseffizienz in neuropsychiatrischen Portfolios.
- Portfolio-Implikation: Ermöglicht die risikoadjustierte Priorisierung früher Entwicklungsprojekte, die auf Angst- und kognitive Störungen abzielen.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in der Verhaltensneurowissenschaft und im Umgang mit Nagern.
- Benötigt Standardkäfige, lichtundurchlässige Trennwände und minimale Einstreuung zur Kontrolle der Umgebungsbedingungen.
- Setzt eine konsistente Verabreichung von Agar-basierten Behandlungen bei minimaler Störung der Tiere voraus.
- Die Standardisierung zwischen verschiedenen Arbeitsgruppen ist entscheidend für die Reproduzierbarkeit der verhaltensbezogenen Endpunkte.
- Das Modell beschränkt sich auf stressinduzierte Angstzustände und erfasst möglicherweise nicht alle Aspekte menschlicher Angststörungen.
Biopharma-Häufige Fragen
Chapters in this video
0:05
Introduction
0:36
Animals and Cage Setup
1:34
Care and Treatment During the Social Isolation Period
1:58
Agar Drug/Treatment Preparation: A Non-Invasive Drug Treatment and Behavioral Analysis
3:15
Results: Social Isolation (SI)-Induced Anxiety Mouse Model
3:56
Conclusion
