Ten artykuł dostarcza uproszczony i ustandaryzowany protokół indukcji zachowań depresyjnych u myszy chronicznie unieruchomionych za pomocą ogranicznika. Ponadto wyjaśniono zachowanie i techniki fizjologiczne w celu weryfikacji indukcji depresji.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Ten artykuł dostarcza uproszczony i ustandaryzowany protokół indukcji zachowań depresyjnych u myszy chronicznie unieruchomionych za pomocą ogranicznika. Ponadto wyjaśniono zachowanie i techniki fizjologiczne w celu weryfikacji indukcji depresji.
Depresja nie jest jeszcze w pełni zrozumiała, ale różne czynniki sprawcze zostały zgłoszone. W ostatnim czasie częstość występowania depresji wzrosła. Jednak metody leczenia depresji lub badania nad depresją są rzadkie. Dlatego w niniejszej pracy proponujemy mysi model depresji wywołanej ograniczeniem ruchu. Przewlekły łagodny stres (CMS) jest dobrze znaną techniką wywoływania zachowań podobnych do depresyjnych. Wymaga to jednak złożonej procedury składającej się z kombinacji różnych łagodnych stresów. W przeciwieństwie do tego, przewlekły stres unieruchamiający (CIS) jest łatwo dostępnym modelem stresu przewlekłego, zmodyfikowanym z modelu ograniczenia, który wywołuje zachowania depresyjne poprzez ograniczanie ruchu za pomocą ogranicznika przez pewien czas. Aby ocenić zachowania podobne do depresyjnych, w niniejszym eksperymencie połączono test preferencji sacharozy (SPT), test zawieszenia ogona (TST) oraz test ELISA w celu pomiaru poziomu kortykosteronu markera stresu. Opisane protokoły ilustrują indukcję CIS i ocenę zmian w zachowaniu i czynnikach fizjologicznych w celu walidacji depresji.
Duże zaburzenie depresyjne (MDD) jest główną przyczyną niepełnosprawności umysłowej na całym świecie, a częstość występowania rośnie szybciej niż przewidywano. W 2001 roku Światowa Organizacja Zdrowia przewidziała, że do 2020 roku MDD będzie drugą najczęstszą chorobą na świecie. Jednak już w 2013 roku był to drugi najczęściej występujący 1. Ponadto obecne leki przeciwdepresyjne mają wiele ograniczeń, w tym opóźnioną skuteczność, lekooporność, nawroty i różne skutki uboczne2,3. Naukowcy muszą zatem opracować skuteczniejsze leki przeciwdepresyjne. Jednak niejednoznaczna patofizjologia MDD stanowi przeszkodę w rozwoju nowych leków przeciwdepresyjnych.
Długotrwały stres jest głównym czynnikiem ryzyka MDD. Może wywoływać dysfunkcję na osi podwzgórze-przysadka-nadnercza (HPA), co jest również związane z etiologią MDD4,5. Jak opisano wcześniej, oś HPA odgrywa kluczową rolę w patofizjologii psychiatrycznej wywołanej stresem, w tym depresji i zaburzeniach lękowych, poprzez zwiększenie poziomu kortykosteronu6,7,8,9. Wiele modeli zwierzęcych opierało się na trwałej aktywacji osi HPA, która jest obserwowana u pacjentów z MDD4. Co więcej, wysoki poziom glikokortykosteroidów wywołany przewlekłym stresem i glikokortykosteroidami wstrzykiwanymi podskórnie powoduje zachowania depresyjne wraz ze śmiercią komórek nerwowych, atrofią procesów neuronalnych i zmniejszoną neurogenezą dorosłych w mózgu gryzoni10,11. Innym ważnym obszarem mózgu związanym z depresją jest przyśrodkowa kora przedczołowa (mPFC). mPFC odgrywa kluczową rolę w kontrolowaniu podregionów mózgu, takich jak podwzgórze i ciało migdałowate, które kontrolują zachowania emocjonalne i reakcje na stres8,9. Na przykład zmiany w grzbietowej części mPFC indukowały dysfunkcję osi HPA i zwiększały wydzielanie kortykosteronu z powodu stresu ograniczającego12,13. Niedawne badanie wykazało również, że powtarzający się stres związany z powściągliwością zwiększa poziom kortykosteronu, który może być zmniejszony przez suplementację glutaminy poprzez cykl glutaminian-glutamina między neuronami a astrocytami w klasie mPFC9.
Pierwszy paradygmat chronicznego stresu używany do badania etiologii MDD został zaproponowany przez Katz14. Następnie Willner i wsp. zaproponowali model przewlekłego łagodnego stresu (CMS) oparty na odkryciach Katza. Potwierdzili, że model ma trafność predykcyjną, obserwując, że leki przeciwdepresyjne przywracają wywołane przez CMS zachowanie podobne do anhedonii15,16. Zazwyczaj model CMS składa się z kombinacji różnych łagodnych stresów, takich jak łagodny hałas, przechylanie klatki, mokra ściółka, zmienione cykle światła i ciemności, drżenie klatki, wymuszone pływanie i porażka społeczna. Model CMS jest szeroko stosowany przez badaczy; Jednak model ten ma słabą powtarzalność oraz jest nieefektywny czasowo i energetycznie. W związku z tym rośnie zapotrzebowanie na ustandaryzowany i uproszczony protokół indukcji zachowań podobnych do depresji i analizy fizjologicznej w celu oceny depresji. W porównaniu z modelem CMS, model przewlekłego stresu unieruchamiającego (CIS; znany również jako przewlekły stres związany z unieruchomieniem) jest prostszy i bardziej wydajny; dlatego model CIS może być szeroko stosowany w badaniach nad przewlekłym stresem17,18,19,20,21,22,23,24. Ponadto CIS może być stosowany zarówno u samców, jak i samic myszy w celu rozwinięcia zachowań depresyjnych25,26. Podczas CIS, zwierzęta są umieszczane w cylindrze o rozmiarach dopasowanych do ciała na 1-8 godzin dziennie przez 2 lub 4 tygodnie9,27,28. Spośród nich stan stresu związanego z powściągliwością przez 2 godziny dziennie przez 2 tygodnie jest wystarczający, aby wywołać zachowania depresyjne przy minimalnym bólu u myszy9,28. W warunkach powściągliwości poziom kortykosteronu we krwi gwałtownie wzrósł9,28,29. Kilka badań wykazało, że model CIS ma trafność predykcyjną, potwierdzając, że objawy podobne do depresji wywołane przez CIS są przywracane przez leki przeciwdepresyjne19,20,30,31. W niniejszym artykule przedstawiamy szczegółowe procedury CIS, a także niektóre wyniki behawioralne i fizjologiczne po CIS u myszy.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie protokoły eksperymentalne i opieka nad zwierzętami zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi Uniwersyteckiego Komitetu ds. Opieki nad Zwierzętami ds. Badań nad Zwierzętami Narodowego Uniwersytetu w Gyeongsang (GLA-100917-M0093).
1. Materiały
2. Indukcja depresji przez ograniczenie CIS
UWAGA: Z myszą obchodź się delikatnie, ale stanowczo i pewnie. Zarówno szorstkie, jak i nieostrożne obchodzenie się z myszą jest kolejnym czynnikiem stresującym w eksperymencie i jest to ważny powód, dla którego mysz walczy, gryzie i drapie.
3. Test preferencji sacharozy
4. Test zawieszenia ogona
5. Pomiar poziomu kortykosteronu we krwi za pomocą testu ELISA
UWAGA: Dzień po teście behawioralnym, myszy są poświęcane do pobrania krwi.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W reprezentatywnym eksperymencie wszystkie dane zostały zebrane od 6 - 8 myszy na grupę. Reprezentatywne materiały i metoda dobrowolnego wkładania myszy do ogranicznika są pokazane na Rysunek 1.
Aby przeprowadzić test behawioralny i pobrać próbki krwi po indukcji CIS, myszy zostały poddane procedurze eksperymentalnej, jak podsumowano w Rysunek 2A. Jak pokazano na Rysunek 2 i Rysunek 3, CIS dobrz...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Złożoność mózgu i heterogeniczność MDD sprawiają, że trudno jest stworzyć modele zwierzęce, które w pełni odtwarzają ten stan. Wielu badaczy przezwyciężyło tę trudność, stosując podejście oparte na endofenotypie32, w którym anhedonia (brak zainteresowania bodźcami nagradzającymi) i rozpacz są uważane za ewolucyjnie konserwatywne i wymierne zachowania w modelach zwierzęcych, które obserwuje się również u pacjentów z depresją33. W niniejszej pracy przedstawiliśmy metodę, w kt...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Te badania były wspierane przez Program Badań Podstawowych poprzez Narodową Fundację Badawczą Korei (NRF) finansowany przez Ministerstwo Edukacji (NRF-2015R1A5A2008833 i NRF-2016R1D1A3B03934279) oraz grant Instytutu Nauk o Zdrowiu (IHS GNU-2016-02) na Narodowym Uniwersytecie w Gyeongsang.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Strzykawki jednorazowe 1 ml | Sungshim Medical | P000CFDO | |
| Balance | A& D Firma | FX-2000i Dysza | |
| kulowa | Jeung Do B& P | JD-C-88 | |
| Kamera CCTV | KOCOM | KCB-381 | |
| Zestawy ELISA kortykosteronu | Cayman Chemical | ||
| Cyfrowy luksomierz | TES | TES-1330A | |
| Ethovision XT 7.1 | Noldus Information Technology | ||
| Isoflurane | HANA PHARM CO., LTD. | Roztwór Ifran | |
| Myszy Szczep | Koatech | C57BL/6 | |
| Powściągliwość | Dae-jong Przemysł instrumentów | DJ-428 | |
| Sacharoza (sacharoza) | DAEJUNG | 7501-4400 | |
| System znieczulania izofluranem dla małych zwierząt | Summit | ||
| Acrylic bar | Aparatura została wykonana w laboratorium do testu TST | ||
| do zawieszania ogona | Aparatura została wykonana w laboratorium | ||
| Timer | Electronics Tomorrow | TL-2530 | |
| Butelka na wodę | Jeung Do B& P | JD-C-79 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie