Protokół przewlekłego stresu unieruchamiającego w celu wywołania zachowań podobnych do depresji u myszy
15 maja 2019
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.
Zacznij od ustawienia oświetlenia pomieszczenia na 200 luksów za pomocą cyfrowego luksomierza. Umieść mysz w oddzielnej klatce co najmniej tydzień przed badaniem i umieść ją w pomieszczeniu testowym na co najmniej 30 minut przed eksperymentem. Delikatnie przytrzymaj ogonek myszy, aby uniknąć napinania myszy, a następnie ostrożnie umieść go na szorstkiej powierzchni.
Przykryj ogranicznik małym białym ręcznikiem, a następnie delikatnie umieść mysz w otworze ogranicznika, tak aby mysz dobrowolnie weszła do ogranicznika. Następnie umieść zamknięcie, aby jak najmocniej przytrzymać mysz, uważając, aby uniknąć uszkodzenia ciała, takiego jak ogon, stopy i jądra. Na koniec, podczas ekspozycji na ogranicznik, mierz masę ciała i spożycie pokarmu co 48 godzin.
Przed badaniem przyzwyczaj myszy do obecności dwóch butelek do picia, jednej zawierającej 0,1 molową sacharozy, a drugiej zawierającej zwykłą wodę przez 48 godzin. Zamień pozycje dwóch butelek po 24 godzinach, aby zmniejszyć wszelkie zakłócenia spowodowane odchyleniem bocznym. Trzeciego dnia pozbawić myszy wody na 24 godziny.
Następnie, w dniu eksperymentu, wystawiaj myszy na działanie dwóch butelek do picia przez sześć godzin. Po trzech godzinach zmień położenie butelek z wodą. Zapisz objętość w mililitrach zużytego roztworu sacharozy i wody, a następnie oblicz powinowactwo zwierzęcia do sacharozy.
Na koniec oblicz preferencję sacharozy jako procent objętości spożycia sacharozy w stosunku do całkowitego spożycia płynu podczas testu. Rozpocznij od wprowadzenia myszy wywołanych przewlekłym stresem unieruchamiającym do pomieszczenia testowego co najmniej 30 minut przed rozpoczęciem testu zawieszenia ogona. Ustaw światło w pomieszczeniu tak, aby przyciemniło je na 50 luksów.
Następnie umieść kamerę w odległości około 40 centymetrów od myszy. Zawieś mysz mocno na poziomym pasku za pomocą taśmy klejącej. Po umieszczeniu myszy na środku pudełka zawieszenia rozpocznij nagrywanie i obserwuj zmiany w zachowaniu nieprzerwanie przez sześć minut.
Jeśli mysz próbuje wspiąć się na ogon, użyj drążka lub ogranicznika wspinaczki, aby jej to uniemożliwić. Pod koniec eksperymentu przenieś mysz do jej domowej klatki i ostrożnie usuń taśmę z jej ogona. Na koniec użyj oprogramowania do śledzenia wideo, aby przeanalizować skumulowany czas okresów nieruchomości.
Wyniki wskazują na zmniejszenie masy ciała w grupie CIS i znacznie mniejsze spożycie pokarmu w czwartym dniu. W porównaniu z grupą kontrolną wykazano zmniejszenie preferencji sacharozy w grupie CIS, podczas gdy nastąpiło znaczne wydłużenie czasu bezruchu i kortykosteronu. Co więcej, dieta uzupełniona glutaminą łagodzi zachowania podobne do depresji, jak pokazano w przypadku masy ciała, spożycia pokarmu, preferencji sacharozy, unieruchomienia i kortykosteronu.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy artykuł przedstawia zstandaryzowany protokół indukowania zachowań depresyjnych u myszy poddanych chronicznej immobilizacji z wykorzystaniem ograniczacza ruchów. Szczegółowo opisano techniki behawioralne i fizjologiczne służące do weryfikacji indukcji depresji.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Nauki behawioralne
- Zwierzęce modele depresji
Wprowadzenie
- Depresja jest istotnym problemem w dziedzinie zdrowia psychicznego.
- Modele zwierzęce są niezbędne do badania mechanizmów depresji.
- Przewlekła unieruchomienie jest powszechną metodą indukcji zachowań depresyjnych.
- Zstandaryzowane protokoły zwiększają powtarzalność i wiarygodność wyników.
Cel badania
- Zapewnienie przejrzystego protokołu indukowania zachowań depresyjnych u myszy.
- Przedstawienie metod weryfikacji indukowania depresji.
- Ułatwienie badań w dziedzinie depresji z wykorzystaniem modeli zwierzęcych.
Zastosowane metody
- Ustawienie oświetlenia w środowisku testowym na 200 lux.
- Utrzymywanie myszy osobno w celu aklimatyzacji.
- Użycie ograniczacza ruchów w celu wywołania unieruchomienia.
- Monitorowanie masy ciała i spożycia pokarmu co 48 h.
Główne wyniki
- Skuteczna indukcja zachowań depresyjnych u myszy.
- Zmiany behawioralne zaobserwowane w okresie unieruchomienia.
- Pomiary fizjologiczne skorelowane z wynikami behawioralnymi.
- Protokół wykazał powtarzalność w kolejnych próbach.
Wnioski
- Protokół jest skuteczny w indukowaniu zachowań depresyjnych.
- Techniki behawioralne i fizjologiczne zostały zwalidowane na potrzeby badań nad depresją.
- Niniejsze badanie przyczynia się do zrozumienia depresji w modelach zwierzęcych.
Często zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Przewlekły stres związany z unieruchomieniem (CIS) stanowi skalowalny, uzasadniony mechanistycznie model indukowania fenotypów depresyjnych u myszy, co wspiera walidację celów w procesie odkrywania leków neuropsychiatrycznych. Poprzez połączenie odczytów behawioralnych (preferencja sacharozy, zawieszenie za ogon) z biomarkerami fizjologicznymi (kortykosteron), protokół ten umożliwia mechanistyczną redukcję ryzyka w odniesieniu do celów w OUN poprzez przesiew fenotypowy w systemie relewantnym dla danej choroby. Takie podejście zwiększa pewność prognostyczną we wczesnej fazie odkrywania leków, wiążąc interwencje molekularne z walidowanymi wynikami behawioralnymi i neuroendokrynnymi.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych związanych z modulacją szlaków stresu i symptomatologią depresyjną.
- Wartość operacyjna: Wspiera funkcjonalną walidację celu poprzez mierzalne zmiany w preferencji do sacharozy i zachowaniach immobilityjnych.
- Wartość prognostyczna: Ułatwia selekcję związków w portfolio poprzez korelację efektów substancji z odwróceniem deficytów behawioralnych i fizjologicznych indukowanych przez CIS.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Gotowość do analizy: Przygotowuje zwalidowane systemy biologiczne do późniejszego przesiewu związków z wykorzystaniem zestandaryzowanej indukcji stresu.
- Wyniki ilościowe: Generuje powtarzalne, multimodalne odczyty (behawioralne, hormonalne) odpowiednie do standaryzacji analizy.
- Skalowalność: Wspiera ponowne wykorzystanie platformy w programach odkrywania leków na OUN dzięki minimalnym wymaganiom sprzętowym i jasnym punktom końcowym.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Znaczenie dla badania choroby: Modeluje konstrukty przypominające depresję z walidacją zewnętrzną poprzez anhedonię (zmniejszoną preferencję do sacharozy) oraz rozpacz behawioralną (zwiększoną nieruchomość).
- Ciągłość translacyjna: Łączy modulację celu w fazie odkrywania z walidacją przedkliniczną poprzez zakonserwowane biomarkery odpowiedzi stresowej.
- Decyzje skorygowane o ryzyko: Umożliwia ustalenie kryteriów go/no-go w oparciu o normalizację poziomu kortykosteronu i punkty końcowe behawioralne.
Integracja potoku i przepływu pracy
Protokół CIS wpisuje się w kontinuum odkrywania leków, od testowania hipotez dotyczących celu terapeutycznego, poprzez identyfikację związków wiodących, aż po przedkliniczną ocenę skuteczności, w szczególności w przypadku związków modulujących OUN.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez dotyczących związków neuroaktywnych poprzez indukcję powtarzalnego fenotypu stresu.
- Przesiew: Umożliwia przygotowanie do analizy dzięki standaryzowanej unieruchomieniu i ustaleniu spójnej linii bazowej.
- Analityka: Dostarcza ilościowych zmiennych zależnych (preferencja sacharozy %, czas unieruchomienia, kortykosteron ng/mL) do porównań międzygrupowych.
- Badania translacyjne: Jest zgodne z walidacją przedkliniczną poprzez mierzalne odwrócenie biomarkerów i zachowań indukowanych stresem.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Służy jako wielokrotnego użytku platforma fenotypowa dla wielu klas celów w badaniach nad depresją.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną poprzez redukcję niejednoznaczności mechanistycznej w odniesieniu do zaangażowania celu w OUN.
- Wartość operacyjna: Zapewnia standaryzację i powtarzalność pomiędzy laboratoriami dzięki zdefiniowanej ekspozycji na stres oraz ustalonym odstępom pomiarowym.
- Wartość strategiczna: Poprawia efektywność kapitałową poprzez umożliwienie wczesnej redukcji ryzyka w przypadku celów neuropsychiatrycznych.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko w oparciu o profile behawioralnego i fizjologicznego ratowania fenotypu.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia w obchodzeniu się z gryzoniami, testach behawioralnych oraz fizjologii stresu.
- Wymaga oprzyrządowania do monitorowania natężenia oświetlenia (lux), śledzenia wideo oraz zestawu do testu ELISA lub równoważnej metody wykrywania kortykosteronu.
- Konieczna jest standaryzacja stosowania ograniczników, rozmieszczenia butelek oraz czasu przeprowadzania testów w ramach zespołu w celu zmniejszenia zmienności.
- Wymaga uwzględnienia kwestii adaptacyjnych przy przenoszeniu metody na inne szczepy myszy lub różne czasy trwania stresu.
- Ograniczenia praktyczne obejmują zmienność w podatności na stres oraz konieczność zastosowania kontroli habituacji w celu wyizolowania efektów unieruchomienia.
