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Research Article
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Erratum Notice
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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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
ここでマウスで予測不可能な慢性的な軽度ストレス プロトコルを提案する.このプロトコルは、長期のうつ病のような表現型を引き起こすし、行動と脳分子の抑うつ症状のような赤字を逆転させることで推定される抗うつ薬の有効性を評価することができます。
うつ病は、現在 pharmacotherapies によってだけ部分的に対処、流行性の衰弱させる状態です。多くの患者が治療に反応の欠如には、疾患の病因を理解する新たな治療選択肢を開発する必要性が求められます。並進メリットと前臨床モデルは、このタスクの初歩的です。ここでマウスで予測不可能な慢性的な軽度ストレス (UCMS) 方法のためのプロトコルを提案する.このプロトコルでは、思春期マウス慢性的予期しない穏やかなストレッサーを入れ替えることに公開されます。人間のうつ病の病態を呈した、マウス思春期の敏感な期間の間に圧力の露出は明らかに成人期の抑うつ症状のような表現型を扇動します。UCMS は、うつ様行動と脳分子指標の様々 な抗うつ薬のスクリーニングに使用できます。著名なテストを評価する中で齧歯動物のうつ様行動、無快感 (うつ病の中核症状) を反映したショ糖の好みテスト (SPT) です。SPT は、このプロトコルで表示されます。UCMS 無快感を誘発する、長期的な行動の赤字を扇動し、抗うつ薬を慢性的な (しかしない急性) 治療を介してこれらの赤字の反転を有効にするための能力強化のため他の動物のプロトコルに比べてプロトコルの妥当性うつ様行動を誘発します。
大鬱病性障害 (MDD) は、11 としてされている衰弱状態 11-162,3の生涯罹患率と疾患1から世界的な負担のthの原因。MDD は重度障害患者の社会的職業上の機能、生活の質の低下、精神的、物理的な障害や死亡率4,5,6のリスクの増加に関連付けられています。,7しますいくつかの効果的な pharmacotherapies と MDD; の心理学的介入。ただし、既存治療オプション8,9,,1011で寛解を達成しない患者の 3 分の 1 以上。したがって、最も重要なが、MDD の病態と新規治療薬の開発のマッピングを改善。これらのタスクを科学的に対処するために活用される動物モデルのニーズを検証しました。
予測不可能な慢性的な軽度ストレス (UCMS) は、抑うつと不安様行動12,13,14,15を誘導するために使用される有名な齧歯動物のパラダイムです。UCMS の主な目的は、マウスおよびラットの行動の赤字 (無快感行動的絶望12,15など) を生成し、潜在的な治療上の薬剤のスクリーニングを促進するためです。プロシージャは最初カッツ16で導入され、・ ウィルナー17,18, うつ症状12を回想広大な行動および神経生物学の成果を降伏によって開発された後。ラット用にデザインされ、後マウス13,19に対応します。手順では、青年期の動物は慢性的異なる予測不可能な軽度ストレスにさらされます。その後、薬剤を投与します。行動および生物学的指標は、治療終了時に取得されます。UCMS 次より顕著な試験の 1 つは、ショ糖の好みテスト (SPT) です。SPT は水ではなく、甘くされたソリューションの齧歯動物の生得的な好みに基づき、無快感12,18,20を評価するための不可欠な並進モデルとして広く認められています。 21 (人間うつ病22,23中核症状である)。
導入以来 4 番目の 10 年に入ると中に、は、マウス ・ ラット無数の研究での UCMS を適用されています。これらの研究の大半は、うつ様行動12,13,21,24を誘導する方法として UCMS を採用しました。研究はまた不安惹起効果25,26,27,28,29を生成するモデルを採用しています。ショ糖とサッカリンの設定は、次の UCMS12,18,30,31,32,33無快感を評価するために使用される主なテストです。高い UCMS 文学に組み込まれているその他の注目すべき結果措置: 尾部懸垂テスト (TST)28,34,35、強制水泳テスト (FST)28,34,36,37 (両方測定ストレス対処・行動的絶望)、オープン フィールド試験 (OFT; 探索行動、不安様行動と自発運動測定)25,28,38、高架式迷路 (EPM; 不安様行動を測定)25,39,40と追加のテスト測定うつ様行動、不安様行動、認知機能および社会的行動12 プラス.三環系抗うつ薬 (イミプラミン35,41,42,43、デシプラミン18,44,45; TCAs の慢性投与)、四環系抗うつ薬 (TeCAs; マプロチリン46,47, 塩酸ミアンセリン48) 選択的セロトニン再取り込み阻害薬 (Ssri; フルオキセチン46,47,49、エスシタロ プラム30,50,52パロキセチン51,)、メラトニン43,49、アゴメラチン53、脂肪酸アミド加水分解酵素 (FAAH) 阻害剤URB59754といくつかの天然化合物30,37,50,55,56,57,58となっています。UCMS 誘起うつよう、不安な症状を逆に示した。急性治療12 (例えば、パロキセチン51,52、イミプラミン59,53,54を介してこれらの治療効果が得られていない全体としては、 ,60, フルオキセチン53、アゴメラチン53、URB59754, brofaromine60)。
幼年期と青年期の間に圧力の露出は成人61,62,63(他のいくつかの精神疾患) の間で MDD の前部の形成のための主要な危険因子です。視床下部-下垂体-副腎 (HPA) 系は、64をストレス バイオ行動反応を調節する主要な神経内分泌システムです。小児期および思春期の敏感な神経発達期間中に長期的なストレスは、HPA axis の均衡を損ないます。それは強化された交感神経活性化、アンバランス反応性コルチゾール安静時の状態を永続的な状態を引き起こす可能性があります。したがって、うつ病か不安関連理65,66,67,68に傷つきやすい個人をレンダリングします。UCMS は十分にこの病態を変換: マウスの中にアプリケーションをストレス ' 思春期は長期うつ病のような感受性を誘導します。HPA 軸機能 (例えば、海馬脳由来神経栄養因子 [BDNF; 高い平衡に関与するタンパク質の減少を引き起こすことによって大幅な変化によって UCMS、による行動の赤字を壞するさらに、HPA 軸69,70] の30、または血液71,72コルチコステロン分泌制御機構を損なうことによって)、人間の12、病態との類似性で 50,73。
UCMS うつ病のモデルとしての強化機能があります:例えば(i) 無快感の獲得 (MDD23,74の関係を考えである);(ii) UCMS によりさまざまな行動的絶望、減らされた社会的行動、毛皮の状態の悪化より34; など抑うつのような現象を評価するために(iii) 慢性 (2-4 週間)、次の圧力の露出は同じエージェント30,75 によって人間の患者で得られた効果と平行長引く治療効果を作り出すことができる抗うつ薬のない急性の投与が、76,77。
これらの機能は、UCMS うつ病の他の動物モデルと比較しての有効性を強化します。FST78 、79 TST を誘発する、またはうつ病のような動作を評価するために使用されている 2 つのモデル。うつ病のような動作を誘導するためのモデルとして UCMS; と比較して明確な不足があります。そうでない長期的な行動変化を促す可能性があります単急性ストレス調整を反映よりもむしろおよび76耐久性うつのような症状をもたらします。
代替うつ病の動物モデルは、社会的な敗北モデルです。FST と TST とは異なり (UCMS) のようなこのモデルは慢性の圧力のアプリケーションを必要とする (id est [すなわち]、嫌悪社会に動物の反隷属が支配的な対応と遭遇)76,77,80,81,82。 社会的な敗北モデルの主な利点は従って人間のうつ病の発症に心理社会的ストレスの役割を反映して、ストレッサーと社会的な刺激を採用。社会的な敗北モデルは UCMS と同様に、長期のうつ様行動と神経内分泌の変化を引き出します。UCMS 再び平行、社会的敗北による障害は、抗うつ薬の慢性的なしかしない急性の管理を介して反転可能性があります。全体的にみて、UCMS そして社会的な敗北のうつ病76,77,81,82 の病態生理学を調査するための前臨床試験装置としての利用のための大きいサポートがあります。.ただし、社会的な敗北モデルの主要な不足は、それが、男性齧歯動物にのみに適用することができること女性が83をお互いに向かって十分な積極的な行動を表わさない。一方、両方の男性と女性のマウス34にいくつかのうつ病のような効果を生成する UCMS を示されています。
予測可能な慢性的な軽度ストレス (PCMS) は、強制拘束ストレス28,84,85,86,87に毎日の定期的な露出のレジメン別の齧歯動物モデルです。いくつかの研究は、PCMS が不安様行動28,87; を増加したことを示しています。とはいえ、矛盾がある長期のうつ様行動を誘導するに対して-à-に対して PCMS 能力を報告します。UCMS とは違って PCMS は anhedonic 状態28,84,86を誘導する能力を参照してより満足のいく結果を生産しています。これは、予測不可能なストレッサーが予測可能なもの88よりも有害である人間の現象と一致です。
ここで説明するすべての方法は、制度的動物ケアおよび使用委員会の学術大学-イスラエルのテルアビブ-Yaffo によって承認されています。
1. 動物
2. UCMS
3. 抗うつ薬スクリーニング
4. SPT で快楽の調子の評価
うつ病のような赤字を誘導するための UCMS 手順の有効性を確証するために操作のチェックを行った。男性のザイモグラム ICR マウスを無作為に UCMS または素朴な条件 (4 週間、2.2 プロトコルに従って)。その後、SPT (6 日、プロトコル 4 で説明したよう) の UCMS を経てマウス快楽赤字を示したかどうかを評価するために投与されました。直後に、マウスが犠牲になった、BDNF (高いうつ病70,93の病態に関与する蛋白質) のために完全、海馬を切開し酵素免疫測定法 (ELISA) による評価。研究デザインは、図 1を参照してください。
独立したサンプルのt-テストは、ショ糖に自分の好みのグループ間に有意差を明らかにした (t(23) = 2.32、< p 0.05)。UCMS グループを示したショ糖好みの世間知らずな比較を減少グループ (図 2 a参照)。UCMS プロトコルだった無快感の誘導に有効であることが示唆されました。独立したサンプルのt-テスト海馬の BDNF のレベルはグループ間に有意差を明らかにした (t(23) = 2.43、< p 0.05)。UCMS グループに比べて、素朴な海馬の BDNF のレベルを減少を示したグループ (図 2 bを参照)。UCMS プロトコルが人間うつ病94で明らかなように、海馬の BDNF のレベルの減少をもたらしたことが示唆されました。
私たちの研究室から別の研究で次の UCMS プロトコル 2 つの薬の潜在的な抗うつ薬のような効果を調べた。30次の UCMS プロシージャ (に従って2) ザイモグラム雄 ICR マウスを受けた慢性 (3 週間) 治療 (15 mg/kg; i. p.)、SSRI エスシタロ プラム NHT (30 mg/kg; i. p. NHT の詳細についてを参照してください参照25 。、30,50,75) または生理食塩水。次の治療段階では、SPT が実施され、海馬の BDNF のレベルが評価されました。研究デザインの図 3を参照してください。
双方向の分散分析 (ANOVA) ショ糖の好みに明らかに重要な治療 (F(2,92) = 4.01、 p < 0.05) と UCMS × 処遇交互作用 (F(2,92) = p < 0.01 4.92) 効果 (を参照してください図 4 a)。Sidak 事後解析の結果, UCMS 生理食塩水グループがショ糖好みの素朴な生理食塩水グループ (p < 0.001); に比較の有意な減少を示したUCMS エスシタロ プラムと素朴なグループ (重要ではない [n. s.]) の UCMS NHT 群の減少は認められなかった。また、UCMS 生理食塩水グループは減らされたショ糖好みの UCMS エスシタロ プラム (p < 0.05) と UCMS NHT (p < 0.001) グループの両方に比較を示した。エスシタロ プラム、NHT UCMS 誘起無快感を正規化するが示唆されました。
海馬の BDNF のレベルで双方向の分散分析を明らかにした重要な UCMS (F(1,22) = p < 0.01 8.92)、治療 (F(2,22) = 18.36、< p 0.001) と UCMS × 処遇交互作用 (F(2,22)= p < 0.05 5.19) 効果 (図 4 bを参照してください)。Sidak 非定型分析 UCMS 生理食塩水グループが素朴な生理食塩水グループ (p < 0.001); に比べて海馬の BDNF のレベルが大幅に低下を示したことを明らかにしました。UCMS エスシタロ プラムと素朴なグループ (n. s.) と比較して UCMS NHT グループ同じような減少は認められなかった。また、UCMS 生理食塩水グループを示して減少海馬の BDNF UCMS エスシタロ プラムと UCMS NHT グループ (両方のコントラストのp < 0.001) に比べてレベル。エスシタロ プラム、NHT が海馬の bdnf の UCMS 誘起削減を正規化するが示唆されました。

図 1: 可能な実験的デザインを表す図。馴化の 1 週間は、次のマウス無作為に割付けた UCMS または素朴な条件 (保存する 4 週間)。その後、ショ糖の好みを調べた、BDNF 評価のためマウスを作製します。SPT: ショ糖の好みテスト;CD: 頚部転位。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

図 2: ショ糖好みと海馬の BDNF のレベルに及ぼす UCMS 。(A) マウスの UCMS 4 週間を受ける素朴なマウスに比べてショ糖好みの大幅な削減を示した。(B) マウスの UCMS 4 週間を受ける素朴なマウスに比べて海馬の BDNF のレベルの大幅な削減を示した。n = グループあたり 12-13 マウス。結果平均 ± SEM. として表されます *p < 0.05この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

図 3: 可能な実験的デザインを表す図。馴化の 1 週間は、次のマウス無作為に割付けた UCMS または素朴な条件 (保存する 4 週間)。マウスが生理食塩水、エスシタロ プラム (15 mg/kg; i. p.) または NHT 慢性的な治療を受けた後、(30 mg/kg; i. p.)、3 週間 (1 日あたりの 1 つの管理)。治療の後、ショ糖の好みを調べたし、BDNF 評価のためマウスを作製します。SPT: ショ糖の好みテスト;CD: 頚部転位。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

図 4: エスシタロ プラムと NHT UCMS 誘起ショ糖嗜好と海馬の BDNF のレベルが減少の治療慢性の効果。(A) 両方のエスシタロ プラム、NHT がショ糖好みの UCMS 誘起減少を防止n = グループあたり 15-17 マウス。(B) 両方のエスシタロ プラム、NHT 防止 UCMS 誘起の海馬の BDNF のレベルに削減n = グループあたり 4-6 マウス。結果平均 ± SEM. として表されます *p < 0.05 * * *p < 0.001。この図は当研究室の以前に発行された研究から変更されており、復刻30を可能にする (「CC で「PLoS 1 のオープン アクセス ライセンスの下での転載です。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
補足表 1:予測不可能な慢性的な軽度ストレス (UCMS) のスケジュール。このファイルをダウンロードするここをクリックしてください。
著者が明らかに何もありません。
ここでマウスで予測不可能な慢性的な軽度ストレス プロトコルを提案する.このプロトコルは、長期のうつ病のような表現型を引き起こすし、行動と脳分子の抑うつ症状のような赤字を逆転させることで推定される抗うつ薬の有効性を評価することができます。
著者は、ビデオの生産で彼女の援助のガリ Breuer を感謝したいです。この研究は、イスラエル (NIPI-208-16-17 b) 精神生物学研究所、オープン大学基礎イスラエル省の科学技術・宇宙 (許可番号 313552)、によって支えられました。
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