Страх, стресс расширение обучения, надежную модель грызунов посттравматического стрессового расстройства
13 октября 2018 г.
Здесь мы описываем подробная методология, необходимые для проведения стресс расширение страх обучения (Самореактивных) эксперименты, доклинические модель посттравматического стрессового расстройства, у крыс и мышей. Модель использует аспекты Pavlovian страх кондиционирования и замораживания как индекс расширения страх в грызунов.
Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области поведенческой нейронауки, такие как как лучше понять основные биологические механизмы ПТСР. Основным преимуществом этой техники является надежный, надежный, количественный, и может быть выполнена в нескольких видов. Начните с создания одного набора камер кондиционирования страха, чтобы служить в качестве контекста, а второй набор камер кондиционирования страха, чтобы служить в качестве контекста B.Place каждый страх кондиционирования камеры внутри звука ослабления кабины для предотвращения вторжения внешнего шума.
Затем поместите сетчатые полы в каждую камеру кондиционирования страха для доставки удара ногой, используя различный шаблон сетки для каждого контекста, чтобы различать текстуру пола между контекстами. Далее поместите черные треугольные вставки плексигласа в контексте B, чтобы дифференцировать внутреннюю компоновку двух контекстов. Протрите стены и двери камеры и распылите кастрюли под сетчатые полы разбавленным раствором для очистки.
После того, как пол сетки очищается, подключите генератор удара и скремблер, способный доставить 1 миллиампер или более низкий амплитудный шок к каждому полу сетки для доставки удара ногой. Наконец, используйте многометровый, чтобы проверить ток, поставляемый генератором удара, поместив каждый зонд на другой бар пола сетки, и подтвердив, что желаемая амплитуда удара производится. В первый день навеять контекст А с сетчатыми полами и видимым светом.
Убедитесь, что мультиметр крепится к различным барам, чтобы подтвердить желаемую амплитуду удара. Транспорт животных из вивария в экспериментальную комнату в их домашних клетках, помещенных на телегу, и поместите индивидуально в четыре камеры кондиционирования страха. Для экспериментов с мышью используйте генератор ударов и скремблеры, чтобы доставить 10 в секунду, один миллиампер стопы ударов случайным образом представлены в течение 60 минут через сетку этажей камер, содержащих травмы условных предметов.
Для крыс экспериментов, использовать генератор ударов и скремблеры, чтобы доставить 15 в секунду, один миллиампер ноги потрясений случайным образом представлены в течение 90 минут через сетку баров камер, содержащих травмы условных предметов. Через 90 минут для крысы, или 60 минут для мыши экспериментов, вернуть всех животных в свои домашние клетки и быстро вернуться в вивариум. На второй день, создать контекст и транспортировать животных в экспериментальную комнату, как это было сделано в первый день.
Поместите животных в контекст А в течение восьми минут, без шоковой доставки, и видеозапись поведения в течение всего сеанса. Через восемь минут верните всех животных в свои домашние клетки и быстро вернитесь в вивариум. На третий день на настройке контекста B с другим набором сетчатых полов от тех, которые используются в контексте А, и черными треугольными или белыми изогнутыми вставками из плексигласа.
При необходимости используйте инфракрасный или ближне инфракрасный свет для освещения камер и проверки амплитуды удара с помощью мультиметра. Протрите камеры и распылите кастрюли под сетчатыми полами с раствором, не используемым в контексте A.Next, транспортируют животных из вивариума в экспериментальную комнату в черной пластиковой ванне, и поместите их индивидуально в камеры кондиционирования страха. После 180 второй базовый период, доставить либо одну секунду, один миллиампер ноги шок для крыс, или одну две секунды, один миллиампер ноги шок для мышей, для всех животных.
Затем удалите всех животных через 30 секунд после шоковой доставки и оперативно вернитесь в вивариум. На четвертый день процедуры, создать контекст B, как это было сделано на третий день. Перевозка животных из вивария в экспериментальный зал в том же транспорте, что и на третий день.
Поместите животных в контексте B в течение восьми минут без шоковой доставки, и видеозапись замораживания на протяжении всей сессии. Наконец, удалить всех животных через восемь минут и быстро вернуться в вивариум. Результаты показывают, что животные в травматологическом состоянии показали значительно более высокие уровни замерзания в контексте А по сравнению с отсутствием контроля травмы, что свидетельствует о приобретении страха в контексте травмы.
И травма, и отсутствие травм у животных показали минимальный уровень замерзания, который не отличался друг от друга. Кроме того, травма животных показали более низкую реакцию удара по сравнению с отсутствием травмы контроля, и травмы животных показали большую заморозку по сравнению с нет травмы контроля, что свидетельствует о том, что воздействие травматического стрессора повышенный страх сразу же после мягкого стрессора. После этой процедуры, другие методы, такие как повышенный плюс лабиринт, открытое поле, и светло-темный ящик может быть выполнена для того, чтобы ответить на дополнительные вопросы, как, как травма влияет на беспокойство, как фенотипы.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье описывается методика проведения экспериментов по стресс-индуцированному усилению обучения страху (SEFL), представляющих собой доклиническую модель для изучения посттравматического стрессового расстройства (ПТСР) у грызунов. Данный подход объединяет павловское обусловливание страха и оценку реакций страха посредством анализа поведения замирания.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Поведенческая нейробиология
- Психобиология
- Животные модели ПТСР
Теоретические сведения
- SEFL представляет собой модель, используемую для изучения механизмов, лежащих в основе ПТСР.
- Метод применим как к крысам, так и к мышам.
- В данной модели используются установленные парадигмы формирования условного рефлекса страха.
- Понимание реакций страха может помочь в разработке терапевтических стратегий.
Цель исследования
- Выяснить биологические механизмы, связанные с ПТСР.
- Предоставить надежную основу для изучения обучения страху.
- Углубить понимание поведенческих реакций у грызунов.
Используемые методы
- Подготовка камер для формирования условного рефлекса страха для различных контекстов.
- Использование звукоизоляционных кабин для минимизации шумовых помех.
- Установка решетчатых полов для подачи ударов током в лапы.
- Изменение планировки камер для дифференциации контекстов.
Основные результаты
- Метод демонстрирует устойчивость и надежность при измерении реакций страха.
- Количественные данные могут быть получены для нескольких видов.
- Усиленное обучение страху может быть эффективно смоделировано в контролируемых условиях.
- Результаты вносят вклад в понимание механизмов ПТСР.
Выводы
- SEFL представляет собой ценный инструмент для изучения ПТСР в доклинических условиях.
- Данная методика может быть адаптирована для различных вариантов дизайна эксперимента.
- Будущие исследования могут опираться на эти результаты для изучения терапевтических возможностей.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Обучение страху, усиленное стрессом (SEFL), представляет собой надежную доклиническую модель для исследования механизмов дисрегуляции страха, имеющих значение для валидации мишеней при ПТСР. Данная модель позволяет количественно оценить вызванную травмой сенсибилизацию обучения страху, что способствует снижению механистических рисков на ранних этапах поиска лекарственных средств. Воссоздавая долгосрочную гипермнезию страха после острого стресса, SEFL помогает оценить взаимодействие с мишенью и модуляцию путей в системах, значимых для данного заболевания.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Научная ценность: Позволяет проверить терапевтические гипотезы, касающиеся дисрегуляции нейронных цепей страха и индуцированной стрессом нейропластичности.
- Операционная ценность: Обеспечивает функциональную валидацию мишеней, участвующих в консолидации и угасании памяти о страхе.
- Прогностическая ценность: Помогает оценить влияние модуляции мишеней на реакции страха, сенсибилизированные травмой, что позволяет обосновать выбор основных кандидатов.
Скрининг и разработка анализа
- Готовность анализа: Устанавливает стандартизированные, воспроизводимые протоколы кондиционирования страха с количественными показателями поведения замирания.
- Межвидовая применимость: Совместим с моделями как крыс, так и мышей, что позволяет осуществлять трансляционное масштабирование и валидацию мишеней на разных видах.
- Дискриминация контекста: Использует четкие средовые стимулы (сетчатые полы, контекстные вставки) для изоляции генерализации страха, специфичного для травмы, что повышает специфичность анализа.
Трансляционные и доклинические исследования
- Значимость для заболевания: Моделирует фенотипы, релевантные ПТСР, включая долгосрочную сенсибилизацию к страху и нарушение угасания страха.
- Механистическая преемственность: Связывает этап валидации мишеней на стадии поиска с доклинической оценкой модуляторов контуров страха.
- Принятие решений с учетом рисков: Предоставляет количественные показатели замирания для определения критериев принятия решения «продолжать/остановить» (go/no-go) на основе взаимодействия с мишенью и восстановления поведенческих реакций.
Интеграция конвейера и рабочих процессов
SEFL вписывается в континуум разработки лекарственных средств, начиная от проверки гипотез о мишенях и заканчивая оптимизацией соединений-лидеров и предклинической оценкой эффективности, особенно для мишеней ЦНС, модулирующих реакции на страх и стресс.
- Фундаментальная биология: способствует проверке гипотез о путях формирования памяти о страхе и системах стрессового ответа с использованием контролируемого воздействия травмирующих факторов.
- Скрининг: обеспечивает стандартизированные, количественно определяемые результаты кондиционирования страха, подходящие для скрининга библиотек соединений и кампаний по валидации мишеней.
- Аналитика: позволяет получать надежные измерения процента замирания, что обеспечивает возможность статистического сравнения групп с травмой и контрольных групп в различных экспериментальных условиях.
- Трансляционные исследования: поддерживает непрерывность процесса от идентификации мишени до доклинической валидации путем моделирования гипермнезии страха, характерной для ПТСР.
- Корпоративное использование: представляет собой масштабируемую межвидовую поведенческую платформу, применимую в нескольких терапевтических областях, связанных с тревожностью, страхом и стрессовыми расстройствами.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает достоверность прогнозирования при валидации мишеней путем моделирования индуцированной травмой сенсибилизации к страху, что имеет значение для патофизиологии ПТСР.
- Операционная ценность: обеспечивает получение надежных, воспроизводимых и количественно оцениваемых поведенческих конечных точек в различных лабораториях и центрах.
- Стратегическая ценность: улучшает процесс принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) за счет снижения количества ложноположительных результатов при валидации мишеней благодаря фенотипированию, релевантному данному заболеванию.
- Влияние на портфель: позволяет осуществлять приоритезацию мишеней ЦНС с поправкой на риск на основе эффективности в обращении стресс-индуцированного усиления обучения страху.
Особенности реализации
- Требуются экспертные знания в области поведенческой нейробиологии, парадигм выработки условного рефлекса страха и навыков работы с грызунами.
- Метод зависит от наличия камер для кондиционирования страха, систем подачи тока, звукоизолирующих боксов и инфраструктуры для видеотрекинга.
- Необходимы стандартизированные протоколы нанесения травмы и проведения тестов для обеспечения воспроизводимости результатов разными операторами и в разных центрах.
- Требуется учет межвидовых различий при подборе параметров тока, длительности воздействия и контекстной дискриминации у крыс и мышей.
- Метод ограничен измерением выученных реакций страха; для более широкого изучения фенотипов, связанных с тревогой, аффектом или стрессом, требуются дополнительные анализы.
