Непредсказуемым хронический стресс мягкий протокол для стимулирования ангедония мышей
24 октября 2018 г.
Здесь мы представляем непредсказуемым хронический стресс мягкий протокол у мышей. Этот протокол вызывает долгосрочные депрессии как фенотипа и позволяет оценить эффективность предполагаемого антидепрессанты в преодолении дефицита депрессивно как поведенческих и neuromolecular.
Основным преимуществом этого метода является то, что он адекватно переводит основные нейробиологические и поведенческие особенности, связанные с патогенезом, этиологией и лечением депрессии. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в понимании патофизиологии тревоги и депрессии и способствовать развитию новых фармакологических методов лечения. Последствия этого метода распространяются на терапию депрессии, потому что она позволяет скрининги на потенциальные антидепрессанты, напоминая затяжной курс ремиссии очевидно у пациентов.
Начните с заполнения домашних клеток свежими опилками и добавьте кусок ваты для обогащения. Дом животных в домашней клетке в течение аккламации период в одну неделю, и сохранить последовательный 12-часовой свет / темный цикл. Разрешить доступ ad libitum к грызунам чау и воде.
Разработать четырехнедельный режим стрессора, в котором каждый из семи стрессоров используется один раз в неделю, в другой день каждую неделю. После одной недели аккламации, инициировать применение стрессоров на четырехнедельных мышей в комнате UCMS. Для первого стрессора поместите мышей вместе со своими коллегами из домашней клетки в пустую клетку.
Заполните пустую клетку водой, которая держится на уровне 24 плюс-минус один градус по Цельсию на глубину одного сантиметра, и держите мышей во влажной клетке в течение четырех часов. Затем перенесите каждую мышь в отдельную отдельную транзитную сушильной клетке с тепловой лампой над ней, грелкой под ней и постельными принадлежностями для бумажных полотенец. Поместите термометр в переходную клетку, чтобы проверить, что температура не превышает 37 градусов по Цельсию.
Держите каждую мышь в переходной клетке, пока она не высохнет и выглядит бодрым, а затем вернуть мышей в домашнюю клетку с теми же коллегами. Для смоченной опилки, плохая вода хранится на 24 плюс-или-минус-один градусов по Цельсию в домашнюю клетку, пока опилки умеренно смоченной. Через четыре часа высушите мышей в переходных клетках.
Затем поместите мышей с домашними клетками в стерильную клетку со свежими опилками. Для следующего стрессора, наклонить клетку на 45 градусов к стене в течение четырех часов. Для Пустой клетки, передача всех пяти мышей вместе с их конкретными коллегами дома клетке из домашней клетки в пустую клетку в течение четырех часов.
Для пятого стрессора, передача мышей вместе со своими конкретными коллегами дома клетке из домашней клетки в клетку, которая была размещена на другую группу мышей в течение по крайней мере за три дня до применения стрессора. Держите мышей в незнакомой клетке в течение четырех часов. Для шестого стрессора поместите каждую мышь отдельно в чистый мизер мыши в течение четырех часов.
После этого возвращайм мышей в домашнюю клетку с теми же аналогами. Для последнего стрессора, передача мышей в их домашней клетке со своими конкретными коллегами в комнату UCMS. Держите свет в течение 24 часов подряд.
Наконец, после применения стрессора, вернуть клетки группы UCMS из комнаты UCMS в жилой комнате. В течение четырех недель воздействия стресса держите наивную группу в своих домашних клетках, расположенных в жилой комнате. На следующий день после прекращения действия протокола UCMS начинается администрирование лечебных фармакологических препаратов.
После фазы лечения удалите каждую мышь из домашней клетки и поместите ее индивидуально в клетку, наполненную свежими опилками и куском ваты для обогащения. Затем приготовьте две бутылки, одну с дистиллированной водой, а другую с раствором 2%сахарозы. Взвесите две бутылки и установите их на обоих концах крышки клетки и поместите грызунов чау между двумя бутылками, чтобы мыши объявление libitum доступ к обоим решениям и пищи в течение 24, 48, 72, или 144 часов.
После 12 часов, или один раз в день, если продолжительность теста превышает 24 часа, взвесить бутылки для оценки потребления из каждой бутылки и переключить положение сопла, чтобы уравновесить возможность того, что результаты были сбиты с толку предпочтения позиции. Наконец, взвешивать бутылки каждый день, чтобы оценить потребление из каждой бутылки. Группа UCMS продемонстрировала снижение предпочтений сахарозы по сравнению с наивной группой, предполагая, что протокол UCMS был эффективен в индуцировании анхедонии.
Кроме того, группа UCMS продемонстрировала снижение уровня гиппокампа BDNF по сравнению с наивной группой, предполагая, что протокол UCMS привел к снижению уровня гиппокампа BDNF, как видно из депрессии человека. Результаты показали, что солевой группы UCMS продемонстрировали значительное снижение предпочтений сахарозы по сравнению с наивной солевой группы, а также по сравнению с UCMS эсциталопрам и UCMS NHT групп, предполагая, как эсциталопрам и NHT нормализовали UCMS индуцированной анхедонии. Кроме того, соленая группа UCMS продемонстрировала снижение уровня гиппокампа BDNF по сравнению с наивной солевой группой, а также по сравнению с UCMS escitalopram и UCMS NHT групп, предполагая, что как эсциталопрам и NHT нормализовали UCMS-индуцированного снижения уровня BDNF в гиппокампе.
После этой процедуры, другие методы, такие как тест подвески хвоста, принудительный тест плавать, и повышенный плюс лабиринт может быть выполнена. Эти тесты используются для оценки поведенческого отчаяния, а также разведки и тревоги, как поведение.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье представлен подробный протокол метода непредсказуемого хронического мягкого стресса (UCMS) у мышей — доклинической модели, разработанной для имитации патогенеза депрессии. Протокол предполагает воздействие на подростковых мышей серии непредсказуемых мягких стрессоров, что приводит к развитию депрессивно-подобных фенотипов во взрослом возрасте. Метод валидирован с помощью поведенческих и нейромолекулярных оценок, включая тест предпочтения сахарозы (SPT) для выявления ангедонии и измерение уровней BDNF в гиппокампе.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Поведенческая фармакология
- Доклинические исследования депрессии
Теоретические сведения
- Депрессия является распространенным и изнуряющим расстройством, при котором эффективность лечения для многих пациентов ограничена.
- Современным животным моделям депрессии часто не хватает трансляционной валидности.
- Модель UCMS направлена на более точное воспроизведение хронического и многофакторного характера депрессии у людей.
- Поведенческие и молекулярные маркеры, такие как ангедония и уровни BDNF, имеют решающее значение для оценки депрессивно-подобных состояний у грызунов.
Цель исследования
- Предоставить воспроизводимый протокол индуцирования депрессивно-подобного поведения у мышей с использованием UCMS.
- Обеспечить возможность скрининга потенциальных антидепрессивных соединений на модели с высокой трансляционной значимостью.
- Оценить поведенческие и нейромолекулярные результаты после хронического стресса и фармакологического вмешательства.
Используемые методы
- Акклиматизация подростковых мышей в домашних клетках с обогащением среды и контролируемыми циклами свет/темнота.
- Применение четырехнедельного режима из семи различных умеренных стрессоров, каждый из которых воздействует один раз в неделю в рандомизированном порядке (например, влажная подстилка, наклон клетки, фиксация, помещение в незнакомую клетку, длительное воздействие света).
- Постстрессовое введение фармакологических агентов (например, эсциталопрама, NHT) для оценки терапевтических эффектов.
- Поведенческая оценка с использованием теста предпочтения сахарозы (SPT) для измерения ангедонии, с дополнительными тестами, такими как тест подвешивания за хвост, тест принудительного плавания и приподнятый крестообразный лабиринт для дальнейшего поведенческого анализа.
- Измерение уровней BDNF в гиппокампе в качестве нейромолекулярного маркера.
Основные результаты
- Мыши, подвергнутые UCMS, продемонстрировали снижение предпочтения сахарозы по сравнению с наивным контролем, что указывает на ангедонию.
- UCMS привел к снижению уровней BDNF в гиппокампе, что соответствует данным по депрессии у людей.
- Хроническое лечение эсциталопрамом или NHT обратило вызванную UCMS ангедонию и нормализовало уровни BDNF.
- Острое лечение не оказалось эффективным для устранения этих дефицитов, что подтверждает валидность данной модели для изучения хронической депрессии.
Выводы
- Протокол UCMS надежно индуцирует депрессивно-подобное поведение и нейробиологические изменения у мышей.
- Данная модель подходит для скрининга эффективности антидепрессантов и изучения механизмов развития депрессии.
- UCMS обладает более высокой трансляционной значимостью по сравнению с другими моделями депрессии у грызунов.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Протокол непредсказуемого хронического мягкого стресса (UCMS) моделирует патогенез депрессии путем индуцирования ангедонии и поведенческого дефицита у мышей-подростков, что обеспечивает трансляционную значимость для скрининга антидепрессантов. Он позволяет оценивать терапевтических кандидатов по поведенческим и нейромолекулярным конечным точкам, что способствует валидации мишеней и снижению механистических рисков на этапе доклинических исследований. Способность данного протокола обращать фенотипы при хроническом, но не при остром лечении повышает прогностическую уверенность при трансляции в клинику.
Стратегические применения в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет проверять терапевтические гипотезы путем моделирования фенотипов, напоминающих депрессию, посредством длительного воздействия стресса в чувствительный период развития.
- Практическая ценность: предоставляет воспроизводимую систему оценки взаимодействия с мишенью с использованием предпочтения сахарозы и уровней BDNF в гиппокампе в качестве трансляционных биомаркеров.
- Прогностическая ценность: позволяет дифференцировать острые и хронические антидепрессивные эффекты, что помогает принимать решения о продолжении или прекращении разработки («go/no-go») на основе устойчивой модуляции мишени.
Скрининг и разработка анализа
- Готовность анализа: установка валидированных поведенческих и молекулярных показателей (предпочтение сахарозы, BDNF) для высокопроизводительного скрининга кандидатов в антидепрессанты.
- Количественные результаты: получение измеримых двунаправленных изменений в потреблении сахарозы и экспрессии белка для анализа зависимости «доза-ответ» и взаимодействия с мишенью.
- Воспроизводимость скрининга: использование стандартизированной ротации стрессоров и контроля условий окружающей среды для обеспечения стабильной индукции фенотипа в различных когортах.
Трансляционные и доклинические исследования
- Значимость для изучения заболевания: Отражает патогенез депрессии у человека путем индуцирования длительной ангедонии и нейрохимических изменений, которые поддаются воздействию хронической терапии антидепрессантами.
- Трансляционная преемственность: Обеспечивает переход от валидации мишени к доклиническому тестированию эффективности с использованием клинически значимых конечных точек, таких как предпочтение сахарозы и нормализация уровня BDNF.
- Прогресс с учетом рисков: Способствует снижению механистических рисков путем подтверждения обращения как поведенческого, так и молекулярного дефицита, что уменьшает вероятность ложноположительных результатов при дальнейшем продвижении исследования.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Протокол UCMS вписывается в континуум поиска новых лекарств — от валидации мишени и идентификации ведущих соединений до оценки доклинической эффективности, что позволяет проводить итеративную оценку антидепрессантов-кандидатов по поведенческим и нейромолекулярным фенотипам.
- Поисковая биология: позволяет проверять гипотезы путем моделирования нейроадаптаций, вызванных стрессом, которые имеют значение для этиологии депрессии и ответа на лечение.
- Скрининг: обеспечивает стандартизированные, количественно измеримые результаты (предпочтение сахарозы, BDNF) для надежной оценки соединений и перехода от этапа поиска хитов к оптимизации лидеров.
- Аналитика: обеспечивает статистическое сравнение групп лечения с помощью измерений до и после воздействия стрессора, а также фармакологического обращения эффектов, что позволяет объективно ранжировать эффективность.
- Трансляционные исследования: служат связью с доклинической валидацией, демонстрируя обращение индуцированных фенотипов при хроническом воздействии антидепрессантов, что соответствует клиническим парадигмам лечения.
- Корпоративное повторное использование: функционирует как универсальная платформа для скрининга различных химических серий и классов механизмов в рамках программ разработки антидепрессантов.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Улучшает валидацию мишеней и прогностическую достоверность за счет моделирования основных симптомов депрессии и их молекулярных коррелятов.
- Операционная ценность: Обеспечивает воспроизводимость благодаря стандартизированным протоколам стрессоров и контролируемым условиям содержания, что снижает вариабельность при фенотипическом скрининге.
- Стратегическая ценность: Повышает эффективность использования капитала, позволяя на ранних этапах выявлять соединения с устойчивым взаимодействием с мишенью, что снижает риск неудач на поздних стадиях.
- Влияние на портфель: Поддерживает приоритезацию с учетом рисков, позволяя отличать соединения, которые устраняют как поведенческий, так и молекулярный дефицит, от соединений с кратковременным эффектом.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области поведенческой нейробиологии и выполнения протоколов стресса для обеспечения стабильной индукции фенотипа.
- Зависимость от систем контроля окружающей среды для точного применения стрессоров (например, температуры воды, наклона клетки, циклов освещения).
- Необходима межкомандная стандартизация между отделами по уходу за животными, поведенческого тестирования и молекулярного анализа для получения воспроизводимых результатов.
- Требуется учет адаптационных факторов при переносе протокола на разные линии мышей, возрастные группы или условия содержания.
- Ограничение по продолжительности протокола (четыре недели) и необходимость хронического введения препаратов для наблюдения за обращением эффекта, что влияет на пропускную способность скрининга.
