Серотонин, или 5-гидрокситриптамин (5-HT), является важным нейромедиатором, в основном вырабатываемым в кишечнике и мозге и влияющим на различные психологические функции. В центральной нервной системе (ЦНС) серотонинергическая система играет центральную роль в регуляции настроения и социального поведения, сна и бодрствования, аппетита, памяти и сексуального желания. В ЦНС серотонин синтезируется серотонинергическими нейронами, которые можно разделить на следующие две группы: ростральная группа, которая имеет восходящие проекции, иннервирующие практически весь мозг; и каудальная группа, которая в основном проецируется на спинной мозг1. Ростральная группа, которая содержит около 85% серотонинергических нейронов в мозге, состоит из каудального линейного ядра, срединного ядра рафа и DRN, в котором находится самая большая популяция серотонинергических нейронов в мозге.
Считается, что нарушение регуляции серотонинергической системы связано с патогенезом большого депрессивного расстройства (БДР) и генерализованных тревожных расстройств (ГТР)2. Это связано с тем, что селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (СИОЗС) являются эффективным фармакологическим лечением этих психических расстройств 3,4. Кроме того, накопленные данные свидетельствуют о том, что мания5 и суицидальное поведение6 могут быть связаны с более низкими уровнями функционирования серотонина в ДРН. Также сообщалось, что Pet1-Cre; Мыши Lmx1bflox/flox и мыши hTM-DTAiPet1 (генетические модели мышей, в которых отсутствует большинство центральных серотонинергических нейронов поздней эмбриональной стадии7 и взрослого возраста8 соответственно) демонстрируют улучшенную контекстуальную память на страх. Однако, несмотря на обширные исследования, точное участие серотонинергических нейронов DRN в этих психических расстройствах еще предстоит выяснить.
Для изучения механизмов, с помощью которых серотонинергические нейроны DRN регулируют патогенез серотониновых психических расстройств, связанных с серотонином, были созданы животные модели. Оптогенетические инструменты были применены для ингибирования серотонинергических нейронов у крыс DRN, и эти животные демонстрируютповышенное тревожное поведение. Однако оптогенетика имеет ограничения. Например, устройство для доставки света должно быть имплантировано в целевую область глубоко внутри мозга, и окружающие ткани могут быть повреждены во время операции по имплантации или теплом, излучаемым световым устройством. Даже если изменение температуры может и не вызвать заметного повреждения тканей мозга, оно все равно может вызвать замечательные физиологические и поведенческиеэффекты.
Фармакологические манипуляции могут быть более простым подходом к созданию моделей животных с серотонинергическими нейронами DRN. В некоторых группах у крыс с поражением серотонинергических нейронов ДРН были получены путем стереотаксической микроинъекции серотонинового нейротоксина 5,7-ДГТ в ДРН. Тем не менее, эти модели крыс демонстрируют различные поведенческие изменения, такие как анксиолитическое поведение11, повышенное тревожное поведение12 и нарушение памяти на объекты13. Несмотря на множество исследований на крысах, было проведено меньше исследований о влиянии 5,7-ДГТ на мышей. Одна группа сообщила о чрезмерной смертности (>50%) и ограниченном истощении серотонина у подопытных мышей, получавших стереотаксические микроинъекции 5,7-ДГТ в DRN14. Другая группа сообщила, что непредсказуемый хронический легкий стресс (UCMS) может вызвать значительное изменение латентности атаки у мышей, пораженных 5,7-DHT-индуцированным DRN. Тем не менее, не было предоставлено гистологических результатов, подтверждающих точную потерю серотонинергических нейронов в DRN15. Стереотаксическое введение в ДРН с использованием стандартных процедур может привести к массивному кровотечению и высокой смертности мышей, учитывая тот факт, что анатомическое расположение ДРН находится ниже ССС16.
Этот протокол описывает протокол для создания модели мыши, пораженной серотонинергическими нейронами DRN (выживаемость >90% экспериментальных мышей) со стабильной потерей серотонинергических нейронов DRN путем стереотаксической инъекции 5,7-DHT. При инъекции в DRN используется угловой подход для предотвращения повреждения SSS. Эта операция неизменно вызывает потерю серотонинергических нейронов на >70% в DRN мышей и приводит к изменениям поведения, связанным с тревогой. Используемый здесь протокол предназначен для индукции поражений DRN, но он также может быть полезен исследователям, которые хотят выполнять стереотаксические инъекции в другие срединные структуры. Кроме того, эта мышиная модель с поражением серотонинергических нейронов DRN является ценным инструментом для понимания роли серотонинергических нейронов при психических расстройствах (т.е. БДР и ГТР) и оценки потенциальных нейропротекторных агентов или терапевтических стратегий для этих состояний.