Использование хронического социального стресса в модели послеродовой депрессии у кормящих Грызунов
10 июня 2013 г.
В этой статье описывается использование хронических житель злоумышленник социального стресса как ethologically соответствующие парадигмы модель послеродовой депрессии и тревоги у кормящих грызунов.
Общая цель следующего эксперимента заключается в создании экологически релевантной модели на грызунах для изучения послеродовых расстройств настроения. Сначала детеныши проходят период сепарации от матери. Затем детенышей возвращают в домашнюю клетку, и регистрируют формы поведения, связанные с материнской заботой, для индукции социального стресса.
Вводят нового самца-интрудера. Для индукции хронического социального стресса регистрируют материнскую агрессию в течение 30 минут или дольше. Наши результаты показывают, что хронический социальный стресс является эффективной и надежной парадигмой для подавления материнской заботы.
Еще одним преимуществом данного метода по сравнению с существующими моделями депрессии, вызванной стрессом, такими как повторная фиксация, социальное поражение или парадигмы хронического мягкого стресса, использующие рандомизированный набор стрессоров, является то, что социальный стресс не вносит значительных логистических и/или физиологических искажающих факторов. Использование парадигм хронического социального стресса может привести к поиску более эффективных профилактических мер и методов лечения аффективных расстройств у матерей и их потомства. Взрослые самки, подвергавшиеся воздействию, разводятся внутри учреждения, а тестирование проводится в домашних клетках, которые на протяжении всего исследования находятся в одном и том же помещении.
На 20-й или 21-й день беременности в домашнюю клетку помещают разделители из прозрачного плексигласа высотой в один дюйм. Они разделяют клетку на четыре квадранта, чтобы предотвратить возвращение детенышей к матери во время тестирования. В день рождения у всех самок подтверждается наличие типичного материнского поведения.
Путем прямого наблюдения за подбиранием детенышей, вылизыванием, кормлением и самоочищением. Самцы-интрудеры, использованные в данном исследовании, имеют меньший или аналогичный размер. Самцам и самкам линии Sprague-Dawley один и тот же самец не представляется дважды.
Использование самцов, сопоставимых по размеру с самками, помогает предотвратить инфантицид. Рядом с клеткой установлена видеокамера для записи поведения во время тестирования. Для начала отделите помёт от самки, взвесьте самца и самку отдельно, а затем поместите их в чистую клетку для содержания на 60 минут.
По истечении этих 60 минут разделения снова взвесьте детенышей. Перед тем как вернуть детенышей в домашнюю клетку, запустите видеозапись, чтобы убедиться, что зафиксировано все поведение по извлечению потомства. Распределите детенышей как можно более равномерно между тремя нетестовыми квадрантами клетки.
После этого повторного объединения регистрируйте поведение матери по уходу за потомством в течение 30 минут. Такое поведение обычно включает возвращение детенышей в гнездо, обустройство гнезда, вылизывание детенышей или самой матери, а также кормление молоком. Когда общее время взаимодействия матери с пометом составит 120 минут, снова взвесьте детенышей, чтобы определить количество потребленного молока.
В течение двухчасового периода в дни поведенческого тестирования после завершения этого периода вскармливания из каждого помета эвтаназируют одного детеныша. Чтобы отобрать пробу молока из желудка, мы отворачиваем детенышей от матери. После взвешивания и запуска видеозаписи в клетку на 30 минут помещают нового самца меньшего или аналогичного размера для проверки материнской агрессии.
Поведение материнской агрессии обычно включает нападение, укусы, удары лапами или прижимание самца-интрудера к поверхности самкой. В группе контроля самец удаляется после 30-минутной видеозаписи проявлений материнской агрессии во второй, девятый и шестнадцатый дни лактации; в группе хронического социального стресса самцы остаются с самками по 60 минут ежедневно. В течение 15-дневного периода между вторым и шестнадцатым днями лактации, во второй, девятый и шестнадцатый дни первые 30 минут записываются аналогично группе контроля; во второй, девятый и шестнадцатый дни тестирования в домашнюю клетку самки в 15:00 добавляют бутылочку с 0,02% Saccharin, попеременно размещая ее с правой и левой стороны.
Затем бутылочки взвешивают для определения предпочтения сахарина. Щенков отлучают от груди на 23-й день, а самок-матерей усыпляют для получения образцов для дальнейшего анализа. Взрослые самки потомства от матерей, подвергавшихся хроническому социальному стрессу, впоследствии приносят собственное потомство.
Для дальнейшего изучения используется программное обеспечение для поведенческого анализа odd log с целью оценки материнского поведения, зафиксированного в ходе исследования. Для всех видеозаписей оцениваются как материнская агрессия, так и материнская забота. Эта программа создает как полный файл данных с пятисекундными интервалами, привязанными к временным меткам, так и сводную таблицу с общей частотой и продолжительностью выбранных форм поведения за 30 минут записи.
Хронический социальный стресс, вызванный воздействием самца-интрудера на лактирующую самку в течение одного часа в день на протяжении 15 дней, привел к сокращению продолжительности вылизывания потомства и общего материнского ухода. К девятому и шестнадцатому дням лактации у самки наблюдалось усиление самовылизывания, что является показателем тревожности, а также проявления агрессивного поведения. Соответственно, потребление молока детенышами снизилось по сравнению с контрольной группой на девятый и шестнадцатый дни лактации; в оба эти дня рост потомства был значительно замедлен.
Социальный стресс также привел к снижению предпочтения сахарина, что является индикатором гедонии по вкусу, при тестировании потребления молока детенышами взрослых самок. У потомства самок, подвергшихся социальному стрессу, наблюдалось снижение предпочтения сахарина на второй и 16-й дни лактации; предпочтение сахарина у самок поколения F1, подвергшихся хроническому социальному стрессу в раннем возрасте, также было ниже. На второй и 16-й дни лактации экспрессия мРНК окситоцина была снижена в супраоптическом ядре у самок F1, подвергшихся стрессу в раннем возрасте; аналогичные эффекты были обнаружены в паравентрикулярном ядре.
При разработке протокола хронического социального стресса важно свести к минимуму воздействие дополнительных стрессоров, таких как транспортировка самок с пометом, избыточное беспокойство со стороны персонала, загрязнение клеток, а также другие нежелательные акустические, оральные или ольфакторные стимулы. Стабильные условия содержания и единообразный уход за животными обеспечат получение наиболее воспроизводимых данных. После выполнения данной процедуры можно отобрать образцы различных тканей в несколько временных точек для изучения влияния хронического социального стресса на другие системы органов.
Кроме того, социальные стрессоры могут быть применены на различных этапах жизненного цикла для исследования как предрасположенности, так и устойчивости к расстройствам, вызванным стрессом.
Обзор
В данной статье описывается использование модели хронического социального стресса с участием «вторгающегося» самца (chronic resident intruder social stress) как этологически релевантной парадигмы для моделирования послеродовой депрессии и тревожности у лактирующих грызунов. Целью исследования является создание надежной модели на грызунах для изучения послеродовых расстройств настроения.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейронаука
- Поведенческая наука
- Психобиология
Введение
- Послеродовые расстройства настроения влияют на материнский уход и развитие потомства.
- Хронический социальный стресс является потенциальной моделью для изучения этих расстройств.
- Существующие модели могут вносить вмешивающиеся переменные.
- Понимание материнского поведения имеет решающее значение для разработки методов лечения.
Цель исследования
- Создание модели хронического социального стресса у лактирующих грызунов.
- Оценка влияния социального стресса на поведение, связанное с материнской заботой.
- Оценка влияния на рост и поведение потомства.
Используемые методы
- Разлучение с матерью с последующим возвращением детенышей в домашнюю клетку.
- Введение нового самца-интрудера для индукции социального стресса.
- Регистрация материнского поведения и агрессии по отношению к интрудеру.
- Анализ потребления молока и роста детенышей в течение дней лактации.
Основные результаты
- Хронический социальный стресс привел к снижению качества материнского ухода и частоты вылизывания потомства.
- У подвергнутых стрессу матерей наблюдалось повышение уровня тревожности и агрессии.
- Потребление молока и рост детенышей были значительно снижены.
- У подвергнутых стрессу матерей наблюдалось снижение экспрессии окситоцина.
Выводы
- Хронический социальный стресс является достоверной моделью для изучения послеродовых расстройств настроения.
- Данная модель может помочь в определении мер профилактики и методов лечения.
- Необходимы дальнейшие исследования для изучения долгосрочного воздействия на потомство.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Моделирование послеродовой депрессии у лактирующих грызунов позволяет восполнить критический пробел в доклинических исследованиях, где большинство моделей стресса разрабатывается на самцах и не имеет трансляционной значимости для изучения психического здоровья матерей. Данная парадигма хронического социального стресса позволяет снизить риски при поиске механизмов воздействия терапевтических мишеней, фиксируя этологически значимые поведенческие, физиологические и нейроэндокринные изменения у матерей и потомства. Модель способствует валидации мишеней и разработке методов анализа соединений, активных в ЦНС, предоставляя систему, релевантную данному заболеванию и обладающую прогностической ценностью в отношении нарушений материнской заботы и программирования стресса в раннем возрасте.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичное обнаружение и валидация мишени
- Научная ценность: Позволяет проверить терапевтические гипотезы, связанные с окситоциновой сигнализацией, путями формирования тревожности и регуляцией материнского поведения.
- Операционная ценность: Обеспечивает функциональную валидацию мишеней посредством количественной оценки изменений в вылизывании детенышей, материнском уходе и предпочтении сахарина.
- Прогностическая ценность: Облегчает отбор перспективных соединений в портфеле путем выявления веществ, способных обратить вызванные стрессом поведенческий и нейроэндокринный дефицит.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: предоставляет стандартизированную, воспроизводимую систему для оценки влияния соединений на материнскую агрессию и поведение по уходу за потомством.
- Практическая ценность: облегчает подготовку анализа за счет автоматизированного подсчета поведенческих интервалов с временными метками и создания сводных таблиц.
- Масштабируемость: поддерживает лонгитюдную оценку на протяжении дней лактации и смены поколений для профилирования хронических эффектов.
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: Моделирует воздействие стресса в раннем возрасте у потомства, связывая материнский стресс с долгосрочными нейроэндокринными и поведенческими изменениями.
- Практическая ценность: Позволяет проводить межпоколенческий анализ экспрессии мРНК окситоцина в ключевых ядрах, таких как супраоптическое и паравентрикулярное ядра.
- Прогностическая достоверность: Укрепляет трансляционную преемственность путем воспроизведения клинических наблюдений снижения материнской заботы и фенотипов, напоминающих ангедонию.
Интеграция в конвейер и рабочий процесс
Данный метод вписывается в континуум исследований — от проверки гипотез о мишенях до доклинической валидации, предоставляя воспроизводимую платформу для оценки модуляторов ЦНС, имеющих значение для матери и потомства.
- Биологические исследования: обеспечивает проверку гипотез о нейроэндокринных путях, участвующих в стрессоустойчивости и материнском поведении.
- Скрининг: позволяет получать количественные данные о материнской агрессии, извлечении потомства и груминге для сравнения соединений.
- Аналитика: обеспечивает статистический анализ частоты и продолжительности поведенческих актов, а также физиологических показателей, таких как потребление молока и вес потомства.
- Трансляционные исследования: обеспечивает преклиническую преемственность за счет многопоколенческой оценки восприимчивости к стрессу и согласования биомаркеров.
- Корпоративное использование: служит многократно используемой платформой для валидации мишеней, связанных со стрессом, на этапах поиска и доклинических исследований.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает прогностическую уверенность за счет снижения механистической неопределенности в моделях послеродовой депрессии.
- Операционная ценность: Повышает воспроизводимость благодаря стандартизированным протоколам воздействия интрудера, оценки поведения и забора тканей.
- Стратегическая ценность: Оптимизирует принятие решений о продолжении или прекращении разработки («go/no-go») за счет моделирования клинически значимой и этологически валидной парадигмы стресса.
- Влияние на портфель: Обеспечивает приоритизацию соединений с учетом рисков, нацеленных на психическое здоровье матери и эффекты межпоколенческого стресса.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области наблюдения за поведением грызунов, оценки качества материнской заботы и сбора нейроэндокринных проб.
- Метод зависит от наличия оборудования для видеозаписи, программного обеспечения для поведенческого анализа (например, OLOG) и условий контролируемого содержания животных для минимизации влияния побочных стрессоров.
- Необходима стандартизация работы между группами поведенческого, физиологического и молекулярного анализа для интегрированной интерпретации данных.
- Требуется учет особенностей адаптации при расширении модели на другие линии грызунов или при тестировании альтернативных характеристик интрудера.
- Существуют практические ограничения, такие как необходимость постоянного определения фазы эструса, мониторинга веса потомства и исключения дополнительных стрессоров, включая транспортировку или беспокойство в клетке.
