Zaburzenia nastroju, takie jak depresja i lęk, są bardzo powszechne w dzisiejszym społeczeństwie. Dziesiątki lat pracy nieustannie poszukiwały ulepszonych metod leczenia i odpowiednich modeli gryzoni do badania tych złożonych zaburzeń1. Przewlekły stres jest czynnikiem przyczyniającym się do zaburzeń nastroju, takich jak depresja2. Dlatego paradygmaty przewlekłego stresu, takie jak przewlekły stres porażki społecznej (SDS) i przewlekłe podawanie kortykosteronu (CORT), zostały opracowane u samców myszy i są obecnie szeroko stosowane do oceny neurobiologicznych i behawioralnych skutków narażenia na przewlekły stres. Najczęściej stosowane testy behawioralne do oceny skutków przewlekłego stresu obejmują zadania związane z zachowaniami unikającymi, takimi jak labirynt na podwyższonym poziomie, karmienie na otwartym polu i stłumione nowości lub ze skutecznością przeciwdepresyjną, takie jak test wymuszonego pływania. Jednak te zachowania u gryzoni prawdopodobnie nie mają twarzy i, co ważniejsze, trafności predykcyjnej i znaczenia translacyjnego dla ludzkich zaburzeń, takich jak depresja.
Popularny paradygmat chronicznego stresu, przewlekły nieprzewidywalny łagodny stres (CUMS), został szeroko zweryfikowany przy użyciu zachowań takich jak preferencja sacharozy3. CUMS zmniejsza preferencję dla 1% roztworu sacharozy w porównaniu z wodą i jest historycznie interpretowany jako zachowanie związane z anhedonią4,5. Jednak to zmniejszenie preferencji sacharozy nie jest obserwowane u ludzi z dużymi zaburzeniami depresyjnymi6,7. Ponadto preferencja sacharozy nie pozwala na badanie motywacji do nagrody w wysiłku.
Ostatnio, niektóre badania skupiły się na innych zachowaniach związanych z motywacją i nagrodą8,9. Zadania te mają obiecującą wartość translacyjną, ponieważ stosunkowo podobne oceny zachowania można przeprowadzić zarówno u ludzi, jak i gryzoni. W tym miejscu opisujemy paradygmaty CORT i SDS oraz ich efekty w zadaniu behawioralnym z barierą labiryntu Y, które mierzy motywację do wysiłku w celu uzyskania nagrody. Następnie omawiamy nowy paradygmat stresu przewlekłego, który opracowaliśmy, przewlekły niedyskryminacyjny stres porażki społecznej (CNSDS), który jest skuteczny zarówno u samców, jak i samic myszy.
Przewlekłe podawanie kortykosteronu (CORT) to paradygmat zaprojektowany do naśladowania przewlekłego stresu bez faktycznego narażenia na stres. Aktywacja osi podwzgórze-przysadka-nadnercza przez stres powoduje endogenne uwalnianie kortyzolu steroidowego nadnerczy u ludzi10,11,12 i kortykosteronu u myszy13,14. Dostarczanie kortykosteronu do wody pitnej dorosłym samcom myszy przez co najmniej 4 tygodnie powoduje nieadaptacyjne reakcje behawioralne w zadaniach unikających, takich jak otwarte pole, labirynt na wzniesieniu i stłumione karmienie nowości10,11,12,13,14,15,16. Co ciekawe, CORT wpływa również na przetwarzanie nagrody w zadaniach instrumentalnych16,17,18,19. Opisany tutaj paradygmat CORT wytwarza stałe stężenie w surowicy poniżej 100 ng/ml CORT, które jest ponad pięć razy mniejsze niż to wytwarzane przez ostry stresor, taki jak wymuszone pływanie15. Dlatego jest mało prawdopodobne, aby przewlekłe podawanie CORT powodowało hiperkortyzolemię. Podczas gdy przewlekły CORT jest skuteczny tylko u samców myszy20, niedawno wykazaliśmy, że powoduje silną zmianę w reagowaniu na wysiłek w zadaniu bariery labiryntu Y21. Według naszej wiedzy było to jedno z pierwszych badań, w którym zbadano wpływ przewlekłego stresu na zachowania związane z wyborem związanym z wysiłkiem u samców myszy21. Jedno z poprzednich badań po raz pierwszy wykazało wpływ ostrego stresu związanego z powściągliwością na podejmowanie decyzji opartych na wysiłku u szczurów22. W zachowaniach związanych z wysiłkiem zwierzę wybiera albo wysiłek, aby uzyskać nagrodę o wysokiej wartości, albo zaakceptować nagrodę o niższej wartości, która jest bardziej dostępna. U ludzi zadanie wysiłk-wydatek na nagrody (EEfRT) jest grą komputerową opracowaną jako analogiczna do zadań związanych z wyborem związanym z wysiłkiem w myszach23. Depresja powoduje nieadaptacyjne reakcje w EEfRT (zmniejszone prawdopodobieństwo wyboru trudnych zadań w celu uzyskania wysokiej wartości). Dlatego zadania związane z wyborem wysiłku u gryzoni są szczególnie interesujące ze względu na ich znaczenie translacyjne.
Przewlekły stres społeczny (SDS) jest jednym z częściej stosowanych przedklinicznych modeli stresu u samców myszy. Jest to 10-dniowy protokół, w którym duże, agresywne, emerytowane samce CD-1 atakują myszy eksperymentalne, zwykle C57BL/6J, w ciągu 5 minut codziennych sesji24. W ten sposób powstaje solidny, nieadaptacyjny fenotyp behawioralny w podgrupie myszy eksperymentalnych. Test interakcji społecznej służy do stratyfikacji myszy na populacje odporne lub podatne na stres porażki, a w kilku badaniach wykorzystano tę unikalną cechę SDS do zbadania mechanizmów molekularnych i obwodów neuronowych leżących u podstaw zależności od stresu i podatności. Tutaj opisujemy szczegóły paradygmatu CORT i jego implementacji w zadaniu behawioralnym bariery labiryntu Y. Omawiamy również efekty SDS w zadaniu bariery labiryntu Y. Zadanie bariery labiryntu Y-labirynt jest oparte na zadaniu bariery labiryntu T, które jest używane głównie u szczurów do pomiaru motywacji do wydatkowania wysiłku na wysokie lub niskie nagrody obecne w dwóch ramionach labiryntu klasa 8,< klasa sup = "xref" > 9,< klasa sup = "xref">25. Zadanie to zostało również wdrożone do badania reakcji wysiłkowej u myszy, którym podawano antagonistów kofeiny lub dopaminy u myszy26. Gryzonie mogą albo włożyć więcej wysiłku, wspinając się po barierach o stopniowo rosnącej wysokości w jednym ramieniu labiryntu, aby uzyskać wyższą wartość nagrody, zazwyczaj 4 kulki nagrody, albo poświęcić znacznie mniej wysiłku w drugim ramieniu labiryntu, aby otrzymać tylko 2 kulki nagrody9. 10-dniowe paradygmaty porażki społecznej wytwarzają solidny nieadaptacyjny fenotyp u podatnych myszy, który trwa około 30 dni, więc zmodyfikowaliśmy zadanie bariery labiryntu Y, aby szybciej trenować i testować zwierzęta, aby ukończyć wszystkie eksperymenty w tym 30-dniowym przedziale czasowym24. Dlatego tutaj również szczegółowo opisujemy protokół zadań behawioralnych bariery Y, zawierający skondensowane sesje treningowe i sesje testowe z pojedynczą barierą, aby zmierzyć motywację do wydatkowania wysiłku na nagrodę u myszy narażonych na przewlekły stres.
Niestety, zarówno przewlekły kortykosteron, jak i przewlekły stres związany z porażką społeczną rozwinęły się u samców myszy i są mniej skuteczne u samic. Jest to wysoce problematyczne, ponieważ kobiety częściej niż mężczyźni są diagnozowane z zaburzeniami nastroju, takimi jak depresja1. Sprytne adaptacje SDS pozwoliły na stosowanie u samic myszy, ale wymagają trudnych operacji lub żmudnego zbierania moczu26,27. Niedawno opisaliśmy prostą modyfikację paradygmatu SDS, zwaną przewlekłym, niedyskryminacyjnym stresem porażki społecznej (CNSDS). CNSDS umożliwia podatną i odporną stratyfikację zarówno eksperymentalnych samców, jak i samic myszy28. Zarówno samice, jak i samce myszy podatnych na CNSDS wykazują zwiększone unikanie otwartych ramion w labiryncie na wysokości plus i środka na otwartym polu oraz wykazują zwiększone opóźnienie w jedzeniu podczas karmienia z zahamowaniem nowości. CNSDS jest również bardziej wydajny niż inne modyfikacje SDS, ponieważ obie płcie są połączone w sesjach porażki. Skutkuje to zwiększoną wydajnością myszy eksperymentalnych bez związanego z tym zwiększenia czasu i wysiłku wymaganego do ukończenia protokołu. Dlatego kończymy ten manuskrypt dogłębną prezentacją tego niedawno opracowanego paradygmatu przewlekłego stresu
.