この記事では、マウスとラットの身体拘束ストレスを使用してストレス応答を誘発する手順について説明します。げっ歯類モデルで拘束応力を選択して使用する際に注意すべき追加の考慮事項について説明します。
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この記事では、マウスとラットの身体拘束ストレスを使用してストレス応答を誘発する手順について説明します。げっ歯類モデルで拘束応力を選択して使用する際に注意すべき追加の考慮事項について説明します。
すべての動物種において、ストレスの多い状況にさらされると、ストレス反応が誘発されます。げっ歯類モデルを使用して応力の影響を研究する方法の 1 つは、拘束応力手順です。拘束ストレスは、生理学、遺伝学、神経生物学、免疫学、およびストレスの影響を受けるその他のシステムの変化を調査するために何十年にもわたって使用されてきました。手順の実行の容易さ、低コスト、およびストレス曝露の強度と期間のスケールに対する多数の変更により、膨大な研究文献がマウスとラットの拘束ストレスを使用しています。一例として、この研究では、トランスジェニックマウスの拘束ストレスが血漿コルチコステロンレベルと光遺伝学的に誘導されたノルエピネフリン放出に与える影響を示す以前に発表されたデータを示しています。急性拘束ストレスは血漿コルチコステロンレベルを増加させましたが、この効果は、拘束ストレスを繰り返すマウスでは鈍化しました。.しかし、終末線条の床核におけるノルエピネフリン放出の刺激は、反復拘束ストレス群でのみ増加した。これらのデータは、従属的な測定に対する拘束パラメータの重要な考慮事項を強調しています。比較のために、ラットの拘束ストレスに関する追加の説明も含まれています。最後に、拘束のパラメータ(例えば、急性と慢性)および動物被験者の特性(系統、性別、年齢)の影響について議論する。
ストレスの普遍的な経験のために、ストレス曝露後の反応の変化のメカニズムの調査は、数十年にわたって一貫した研究分野でした1。これらの調査は、多くの場合、反復的および/または予測不可能なストレッサーへの長期の曝露に起因する、生理学的および行動的機能の不適応な変化を誘発するストレス経験から、急性ストレッサーへの適応性と応答性を高めるのに有益である可能性のあるストレスの側面を解析し始めています。ストレッサーに対するこれらの反応の多くは、脳機能、視床下部-下垂体-副腎(HPA)軸、自律神経系の交感神経および副交感神経枝、および免疫系に影響を与えます。ストレッサーへの曝露は、副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)および霊長類や他の多くの哺乳類のコルチゾール、げっ歯類のコルチコステロンなどの副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)およびグルココルチコイドホルモンを増加させるためのコルチコトロピン放出因子(CRF)の放出の増加を開始します2。さらに、エピネフリンとノルエピネフリンは、交感神経系の反応3の一部として、末梢と脳全体に放出されます。これらの化学シグナルは、免疫機能、代謝、生殖、神経反応性など、多くの生理学的システムと相互作用します4。
ストレスの多い経験は、不安やうつ病の増加、学習や記憶の変化、意思決定や実行機能の障害、物質使用障害への感受性など、無数の症状と関連しています。これらの影響はそれぞれ、ストレッサーのパラメータとストレスを経験している個人の特性の両方に依存します4。ストレッサーの性質は、急性または慢性、制御可能または予測不可能など、観察される結果を大幅に変化させます。ストレスのこれらの側面は、人間の経験と動物モデルの間で一貫しているように見えます。したがって、動物実験でストレスをモデル化するには、種、性別、および条件に適したストレス曝露のパラメーターを選択するために、慎重に検討する必要があります。
げっ歯類を用いた研究には、多くのストレッサーが利用可能ですが (社会的孤立ストレスや社会的敗北などの心理社会的ストレッサー、コルチゾールやヨヒンビン投与などの薬理学的ストレッサー、フットショックや拘束などの身体的ストレッサー、条件を組み合わせるか、条件を交互に組み合わせるマルチモーダル ストレッサーを含む)、この原稿の焦点は、マウスとラットの拘束ストレスの使用にあります。拘束ストレスは、実行が容易で、安価で、さまざまなサイズのげっ歯類に合わせて調整でき、急性期と長期期の両方に拡張可能であり、被験者に害を及ぼすことはめったにないため、他のストレッサーよりも選択される可能性があります5。この原稿は、拘束ストレス曝露によって引き起こされる持続的な変化に焦点を当てていますが、一部の研究では、ネズミの拘束を使用して、ストレッサー6,7,8,9の回避に関与する積極的な対処行動を含む、拘束中に発生するメカニズムと行動を調べています。この原稿の目的は、マウスまたはラットの被験者に対する拘束ストレスの影響を評価するための方法論的考察を提供することです。
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実験とプロトコルは、ノースカロライナ大学チャペルヒル校(マウス)とフェアフィールド大学(ラット)の動物管理・使用委員会(IACUC)によって承認されており、NIH10のガイドラインに従っています。
1. マウスの拘束ストレス
注:マウスは、ストレスが生理学や神経系に及ぼす影響を研究する際に多くの利点を提供します。トランスジェニックマウス系統の普及により、遺伝子とストレス曝露との間の相互作用の機構的研究は容易に実現可能です。トランスジェニックマウスと野生型マウスのいずれを使用する場合でも、バックグラウンド株を考慮することをお勧めします。さらに、そのサイズと公営住宅により、マウスは他の種よりもスペース利用に利点があります。
2. ラットの拘束ストレス
注:より大きなげっ歯類として、ラットはストレスの影響を調査する際に考慮すべき利点があります。マウスと同様に、ラットはストレス曝露に対する反応が異なるさまざまな系統を持っています16,17。さらに、ラットのサイズが大きくなると、ラットは特定の行動手段、例えば、薬物自己投与で使いやすくなります。
3. ストレスの評価
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以前に発表された研究21 では、この原稿に記載されている拘束ストレス手順を使用して、コルチゾールとノルエピネフリンの調節に対する拘束ストレスの影響を評価し、プロトコル 3.3 で言及されたストレスによって誘発される神経生物学の変化の広範な可能性に該当します。本研究では、マウスの拘束について上記のプロトコルを利用しました。本稿の拘束焦点の範囲を超えているその他の詳細、例えば、脳領域、光遺伝学的刺激パラメータ、またはFSCVの理論的根拠は、参照された原稿で見つけることができる。
ノルアドレナリン作動性ニューロンでチャネルロドプシンを選択的に発現するトランスジェニックマウス(DBH:Cre+/-::Ai32+/-)を雄と雌のトランスジェニックマウス(DBH:Cre+/-::Ai32+/-)を使用し、ex vivo FSCV21を用いて末脈の床核におけるノルエピネフリン放出の刺激を測定した。マウスは、プロトコル1に記載されているように、急性(2時間)および慢性(2時間/日、5日間)または自宅ケー...
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げっ歯類モデルの生理学的、神経生物学的、および行動機能に対するストレスの影響を調査するには、げっ歯類にストレスを生じさせる条件を使用する必要があります。これらの考慮事項の中には、被験者にストレス反応を引き起こす条件があります。拘束は、げっ歯類の生理学的および行動的反応を人間のストレス効果と一致するように生成するための検証済みの手順です。このプロトコルと同様の方法論を使用して、拘束は、不安、うつ病、痛み、および物質使用障害1,19を含む精神障害のモデルに関連する多くの分子、細胞、内分泌、および生理学的反応を評価するために使用されてきました。ここでは、ある発表された研究のデータをげっ歯類の拘束の例として提示していますが、拘束の影響は、この特定の例を超えて、従属的な測定の広大な範囲にまで及びます。拘束は、マウスやラットで簡単に実行でき、確立するのに安価で、使用するパラメーターに応じてさまざまなレ...
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Holly Rahurahu と Sam Shaffer から提供された編集フィードバックに感謝します。
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