Непредсказуемая Хронический стресс протокол Мягкий за подстрекательство депрессивные симптомы, поведенческие изменения и негативных последствий для здоровья в Грызуны

Краткое содержание

Протокол непредсказуемого хронического легкого стресса (UCMS) является валидированным методом изучения поведенческих и физиологических изменений, связанных с хроническим стрессом и депрессивными симптомами. Восемь недель введения протокола UCMS вызывают изменения в поведении и ухудшение состояния здоровья у грызунов любого пола.

Аннотация

Хронический, нерешенным стресс является основным фактором риска для развития депрессии. В то время как многие доклинические модели стресс-индуцированной депрессии не было, непредсказуемый хронический легкий стресс (UCMS) протокол является признанным поступательно-отношение модель для индукции поведенческие симптомы, обычно связанные с клинической депрессией, таких как ангедония, измененной поведения холить и выученная беспомощность в грызунов. Протокол UCMS также вызывает физиологическую (е .g., Hypercortisolemia, гипертония) и неврологические (например, ангедония, выученная беспомощность) изменения, которые клинически связанные с депрессией. Важно отметить, что компания UCMS-индуцированные депрессивные симптомы могут быть смягчены за счет хронических, но не острый, лечение распространенных СИОЗС. Таким образом, протокол UCMS предлагает множество преимуществ по сравнению с острыми протоколов стресс или протоколов, которые используют более экстремальные стрессоры. Наш протокол включает в себя рандомизированные, ежедневные воздействия на 7 различных Stressors: влажная постельные принадлежности, удаление подстилки, клетки наклона, изменения свет / темнота циклов, социальные стрессы, мелкий водяной бане, и хищник звучит / запахи. Подвергая грызунов 3-4 ч в день, чтобы этих мягких стресса в течение 8 недель, мы демонстрируем не только значительные изменения в поведении и плохие результаты для здоровья сердечно-сосудистой системы. Такой подход позволяет для углубленного допроса неврологических, поведенческих, физиологических изменений и связанных с хроническим стрессом депрессии, вызванной, а также для тестирования новых потенциальных терапевтических агентов или стратегий вмешательства.

Введение

Депрессивные психическое заболевание является сложным неврологическим расстройством, что в настоящее время признается в качестве ведущей причиной инвалидности и болезни бремени по всему миру. NiMH аккумуляторов сообщает, что примерно 12% американцев страдают от клинической депрессии, в два раза больше женщин, пострадавших в сравнении с мужчинами ^1. Только в США, депрессия составляет миллиарды долларов прямых расходов на здравоохранение и, по оценкам, 193 000 000 000 $ больше в косвенных расходов (доходов и снизила потери производительности) ^2. Симптомы депрессии включают ангедония, изменения в весе и сна циклов, снижение физической активности и личной гигиены, чувства безнадежности или вины, и / или повторяющиеся мысли о смерти или самоубийстве. В течение последнего десятилетия, эпидемиологические и клинические исследования показали, что депрессия является независимым фактором риска для сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) заболеваемости и смертности ^{3 и} является предиктором более тяжелой прогноза сердечно-сосудистых патологий, в том числеtherosclerosis, гипертония, инфаркт миокарда, болезни коронарных артерий, независимо от предшествующей истории явной ССЗ ^4. Несмотря на растущую распространенность и неблагоприятные воздействия на здоровье населения депрессии, этиология и связанной с патофизиологии этого заболевания плохо понимал и неоднородность расстройства из-за различных факторов (например, генетические, биологические и экологические компоненты) сделал клинический диагноз трудно определить.

Практика показывает, что неразрешимые психологический стресс является одним из основных факторов, способствующих для развития депрессивных заболеваний, а также может быть мощным фактором связывая патогенные депрессия и сердечно-сосудистых заболеваний, в частности, из-за нарушения и нарушения регуляции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой (HPA) оси ^5,6. Дисфункция оси гПа главную механизм, который был связан с поведенческими и физиологическими изменениями, наблюдаемыми в депрессии и развития нескольких факторов риска ССЗ, в том числедислипидемия, ожирение и диабет ^7. Несколько доклинические модели депрессии были разработаны в попытке повторить механизм измененной гПа оси активности, характерной клинической депрессии; такие модели обеспечивают проверенные средства для исследования поведения, неврологические, физиологические и изменения, связанные с хронической и острой стресс у животных. Срок действия животной модели заболевания на основе релевантности этиологии и прогрессирования дизайн модели и ее способности повторять анатомическую, нейрофизиологических и поведенческих особенностей, наблюдаемых в человеческой болезни. Кроме того, доклинические ответы на лечение (например, СИОЗС), должны дать результаты, аналогичные тем, которые наблюдаются в клинических условиях.

Некоторые модели на животных стресс-индуцированной депрессии в настоящее время используется в научных исследованиях, таких как выученной беспомощности, в начале жизни, стресс и стресс социальной поражение. Тем не менее, каждая из этих моделей имеет недостатки, присущиечто уменьшает их эффективность поступательное ^8. В течение последних десятилетий, непредсказуемый Хронический легкий стресс (UCMS) протокол стал одним из самых поступательно-соответствующих моделей для изучения патофизиологии депрессии у грызунов ^9. Эта модель основана на фундаментальной концепции, что хроническое воздействие стресса разрушает системы реагирования стресс и в конечном итоге приводит к развитию депрессивных расстройств. В протоколе UCMS, животные подвергаются рандомизированном серии мягких экологические и социальные стрессовых на ежедневной основе. Решающим фактором, который усиливает актуальность этой модели человеческих ситуаций заключается в высокой степени непредсказуемости и неуправляемости в стрессовых, а также время, в которое они введены. Кроме того, протокол UCMS использует только легкие стресса, а не полагаться на ранних этапах жизни или агрессивных физических раздражителей. В течение экспозиции UCMS, депрессивные поведения разрабатывать и сравнимы с Clinческие симптомы, включая снижение чувствительности к наградах (ангедония), изменения в физической активности и следственной поведения (беспомощности и отчаяния), ухудшение состояния шерсти и измененной сексуальной активности ^10. Почти все наглядные симптомы депрессии были зарегистрированы с использованием этой модели, и исследования показали, что эти поведения сохраняться в течение нескольких недель после прекращения стресса. Кроме того, эти UCMS-индуцированные депрессии поведения постепенно можно почитается хронических, но не острый, лечение антидепрессантами частности, предполагая, аналогичные неврологические эффекты терапевтического улучшения, что близко отражает клиническую действие и переменную эффективность этих препаратов в организме человека ^{11,14- 18.} Здесь мы приводим подробное описание протокола UCMS и описывают типичные поведенческие и сосудистые исходы у мышей.

Протокол

Все процедуры, описанные ниже, были рассмотрены и одобрены Комитетом по уходу и использованию животного Институциональная в Университете Западной Вирджинии центр наук здоровья.

1. Выбор модели животных

ПРИМЕЧАНИЕ: Наиболее часто используемые виды в модели UCMS включают Sprague Dawley, и крыс линии Вистар и мышей BALB / CJ мышь; другие мышиных моделях было показано ограниченной эффективностью (DBA / 2, C57BL / 6). Тем не менее, тщательное рассмотрение должно быть уделено конкретным мыши или крысы штамма выбора, как генетический фон и восприимчивости к экологическим стресс-варьироваться в широких пределах у разных видов и, как было показано, чтобы быть критические факторы, влияющие на результаты исследования ^{11,14,15, 19.}

1. Используйте животных соответствующего возраста (например, если нужный конечная точка будет оцениваться в 17-недельным крысы, то крысы должны начать протокол UCMS на ~ 9 недель возраста), так как это протокол принимает в LEAул 7-9 недель, чтобы полностью вызывать депрессивные симптомы.
2. Одного дома, подвергающиеся животные UCMS в IACUC утвержденных клетках и сооружений, с пищей и стандарт чау доступны вволю (если иное не предусмотрено конкретного протокола).
3. Соблюдайте особую осторожность, чтобы элементы управления размещены в тихой комнате с минимальной активностью, чтобы уменьшить последствия любых возможных неизвестных экологических стрессоров.

2. Непредсказуемые Хронический стресс Мягкий протокол

ПРИМЕЧАНИЕ: Животные, подвергающиеся UCMS транспортируются в день (> 5 дней в неделю) в чистой комнате, используемой для UCMS манипуляций. Животные подвергаются 1 или 2 из указанных ниже стрессовых каждый день. Стресс выполняются на рандомизированном графиком, и каждый стресс вводят в течение не менее 3-4 ч (таблица 1).

1. Смочите кроватях путем заливки 10-20 унций. из чистой воды в каждой стандартной клетке. Регулировка количества воды, соответственно, от размераКлетка для того, чтобы в полной мере ослабить постельные принадлежности, но, чтобы не вызвать объединение воды. Проживать животных в клетке влажной в течение 3-4 ч.
2. Удалить кроватях из каждой клетки в течение 3-4 ч, после чего животные перешли в другую стресс требует пустую клетку (мелкий ванну, клетка наклона) или помещены в чистой клетке со свежим постельным бельем.
3. Tilt клетки примерно 45 ° (без постельных принадлежностей) для 3-4 ч. Клетки могут быть наклонены с крепкой объекта, который будет оставаться на месте, как животное движется вокруг в клетке.
4. Alter нормальные 12 ч / 12 ч свет / темно циклы в последовательностях 30 периодов продолжительностью мин в течение 8 часов. После, вернуть животных в нормальный цикл.
5. Передача каждого животного с его клетку, что и клетки из соседнего животного, который был удален в течение 3 ч.
6. Удалить все постельные принадлежности из каждой клетки и добавить воду на глубину ~ 0,25 дюйма мышей или ~ 0,5 дюйма для крыс в течение примерно 4 ч. Использование воды, которая теплее, чем RT (~ 30 ° C), чтобы свести к минимуму hypothermИА потенциал. Вкратце сухие животные с мягким полотенцем при заключении воздействия воды до размещения в чистых клеток.
7. Expose животных хищника пахнет / звуки, добавив случайно распределенных выборок пучки меха или моче (10-20 мл) из природных видов хищников в клетку на 3-4 часа. Кроме того, играть в рычать или хищных шумы из натурального видов хищников в непосредственной близости к клеткам в течение 3 ч.
8. В конце каждого ежедневного периода стресса, поместите все животные в клетках чистых и вернуть их в жилищном объекте.

3. Животное Мониторинг / Уход результаты

1. Проверка каждого животного ежедневно в течение развития ран или ран, которые могут потребовать ветеринарного лечения. Животные, которые развиваются легкие травмы может продолжаться в протоколе UCMS по согласованию с ветеринаром.
   1. Два исследователя обученные в оценке пальто ухода проверить каждое животное и назначить еженедельную счет пальто по шкале 0-1. Эта оценка сдерживаниядобывается путем присвоения индивидуальных баллов (0- чистый, 1-грязный) к каждому из regions- головы 8 тела, шеи, спинного пальто, пальто, брюшной хвост, передние конечности, задние конечности, и области половых органов. Те же исследователи должны выполнить эту задачу в течение протокола UCMS для обеспечения согласованности в присвоении баллов пальто.
   2. Любое животное, что испытывает резкое снижение массы тела (т.е.,> 15%) должны быть представлены в ветеринарную персонала и должны быть исключены из протокола.

4. Поведенческий Тестирование и результата измерения

Примечание: Некоторые методы оценки могут быть использованы для количественной оценки изменений в поведении из протокола UCMS у грызунов.

1. Накопительное Пальто Уход счет.
   1. Как описано выше, неделю оценка пальто уход назначается для каждого животного.
2. Сахароза Всплеск Тест:
   1. Поместите животное в клетке чистой выстроились с ватным тампоном или полотенцем, чтобы предотвратить кроватяхот присоединения к его пальто. Спрей 10% раствор сахарозы на голову и спинной слой каждого животного и записывать общее поведение холить в течение 5 мин.
   2. Стрижка деятельность (определяется как чистка меха, облизывая или царапины) измеряется латентность (время простоя между первым брызг и начала ухода) и частоты (количество раз стрижка определенную часть тела).
3. Сахароза Предпочтение Тест:
   1. Приучить животных пить 1% раствор сахарозы (масса / объем) 72 ч перед испытанием, а затем предоставить воздействие двух бутылок (1% раствора сахарозы по сравнению с водопроводной водой в различных бутылок). После приучения, обеспечивает животных при свободном доступе к раствора сахарозы и водопроводной воды в течение 3 часов. Через 3 ч записи на объемы потребления раствора сахарозы и водопроводной воды и рассчитать сахарозы предпочтение как: [(потребление сахарозы) / (потребления воды + сахароза потребления)] × 100.
4. Хвост Подвеска испытаний (Мыши только):
   1. Супровести мышей за хвост из стабильного стержня (20 см от пола) с использованием липкой ленты (2 см от кончика хвоста). Время записи неподвижность в течение 5 мин. Мышей считать неподвижными, только когда они висят пассивно и полностью неподвижен.
5. Принудительный плавать Тест:
   1. Место животных в контейнере (~ 15-20 см в диаметре для мышей; ~ 55-60 см диаметра для крыс), наполненных водой при температуре 26 ± 0,5 ° С. Запишите латентность первого боя подвижности и времени, проведенного неподвижны в течение периода тестирования 5-мин. В конце теста, поместить влажный животное в режиме ожидания клетке на грелку (30-35 ° C) с нормальной постельных принадлежностей не покрытой абсорбирующей бумажной салфеткой до полного высыхания.
6. Повышенные Плюс лабиринт:
   1. Разрешить каждое животное, чтобы исследовать лабиринт свободно в течение 5 мин. Запись Всего записей в каждой руке, и общее время, проведенное в каждой руке, по априорных критериев ^20.
7. LocomoTor активность:
   1. Уровни активности запись, определенные как общее движение, тонких движений, воспитание движений и активности, и для острого (30 мин) и / или хронической (12 ч) периоды времени. Сделайте это с помощью домашнего или клетку новой среде, в зависимости от индивидуальной среды (хотя консистенция должна поддерживаться) в режиме реального времени наблюдателем или после специальной по воспроизведения и анализа камерой кадры.

5. Расширение / Изменение протокола UCMS

1. Администрирование соответствующие терапевтические агенты или проблем изучить их способность либо притупить развитие UCMS-индуцированных результатов (если инициатором начале), или обратить вспять тяжести установленных UCMS-индуцированных результатов (если инициатором поздно). Это зависит от индивидуальных особенностей лаборатории или протокола ^11.

6. Заключительные оценки результата

1. После заключения протоколов UCMS и тестирования поведения, использовать животных в последующем EXPERпериментов в манере, которая обращается конкретные гипотезы, цели или целей отдельной лаборатории.
   ПРИМЕЧАНИЕ: В качестве примеров, это может включать в себя сердечно-сосудистые, воспалительные или эндокринных ответов на хронический стресс. В качестве альтернативы, терапевтические вмешательства может быть введена в этот момент, чтобы оценить их эффективность и механистические основы.

Результаты

Пример графика в течение одной недели после процедуры UCMS показано в таблице 1. Каждую неделю, стрессовые были рандомизированы, чтобы предотвратить аккламации и обеспечить непредсказуемость вызов стресс каждый день.

Меры Депрессивные, как Поведения

После 8 недель UCMS, существуют значительные изменения в обоих поведенческих и физиологических исходов в хронически напряженных грызунов по отношению к их не-напряженных контрольных штаммов. Развитие ...

Обсуждение

Обширные клинические и эпидемиологические данные указывают на то, что хронический стресс является одним из наиболее мощных провоцирующих факторов депрессии. Повторное воздействие стрессоров может усиливать индивидуальную уязвимость к депрессии и другим психоневрологические расстройства как следствие психологических и физических потребностей организма, которые накапливаются с течением времени. Использование валидированных доклинических моделей на животных предлагает ценный трансляционный инструмент для изучения депрессии ...

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Временные клетки для животных с крышками			Предоставлены вашим учреждением по уходу за животными
Подстилка			Предоставлена вашим учреждением по уходу за животными
Мех или моча			Предоставлено вашим учреждением по уходу за животными
Бутылки			Предоставлено вашим учреждением по уходу за животными
000 мл градуированный цилиндр	переменная	переменная	Это необязательно.  Подойдет любая емкость, из которой можно налить известное количество воды
Деревянные бруски, вырезанные из 2х4	переменных	секций	8 дюймов, нарезаны для облегчения процедур наклона клетки
Мягкие бумажные полотенца Предоставлены			вашим учреждением
Маленькая бутылка с распылителем	Walmart		объемом 100-200 мл достаточен, используется для теста на брызги сахарозы
Средние (мыши) или большие (крысы) пластиковые ванны для тестирования плавания	Walmart	вариативные	Должны быть достаточной глубины, чтобы животные не могли коснуться дна (<например>например, 2 фута)