Protokoll zur Untersuchung Extinction konditionierter Furcht in natürlich Radfahren weiblichen Ratten
Summary
Gonadal hormones such as estrogen modulate memory formation in a number of experimental paradigms including fear extinction memory. This protocol describes a set of methods for investigating the influence of gonadal hormones specifically during extinction in naturally cycling females, including estrous cycle monitoring and exogenous estrogen administration.
Abstract
Extinction konditionierter Furcht wurde ausgiebig bei männlichen Nagetieren untersucht. Kürzlich gab es eine zunehmende Anzahl von Studien, die zeigen, dass neuronale Mechanismen einiger Verhaltens Aufgaben und Antwortverhalten bei Frauen und Männern unterschiedlich sind. Mit Frauen in Forschungsstudien kann eine Herausforderung wegen der Veränderung der Geschlechtshormone während ihres Sexualzyklus darstellen. Dieses Protokoll beschreibt gut etablierten Verfahren, die nützlich bei der Untersuchung der Rolle von Östrogen in Angst Aussterben Gedächtniskonsolidierung bei weiblichen Ratten sind. Phase des Zyklus und exogenen Östrogengabe vor dem Aussterben Training kann Aussterben Abruf 24 Stunden später zu beeinflussen. Die vaginale Abstrichtechnik zur Östrus hier beschriebenen Phasenidentifikation unterstützt die Untersuchung und Behandlung der natürlich Radfahren Gonadenhormone. Die Verwendung dieses Grundnagetiermodell kann weiter abzugrenzen, die Mechanismen, durch die Östrogen kann Angst Aussterben Speicher zu modulierenFrauen.
Introduction
Inherent Geschlechtsunterschiede sind in verschiedenen kognitiven Verhalten und Lernparadigmen bei Mensch und Nager beobachtet. Zum Beispiel wurde berichtet, dass Frauen im Allgemeinen stärker verbalen und detailorientierten Fähigkeiten, während Männer haben eine bessere räumliche Fähigkeiten 1-3. Diese Geschlechtsunterschiede kann zum Teil auf den Einfluss der Geschlechtshormone sein. Hohe Estradiolspiegel verbessern die Leistung auf Aufgaben, in denen Frauen sind besser, aber verschlechtern Leistung auf Aufgaben, die Menschen in der Regel gut zu tun 4-6. Obwohl dieser Beweis ist überzeugend, macht die begrenzte Fähigkeit, Testumgebungen vollständige Kontrolle in Studien am Menschen es schwierig, festzustellen, ob diese Auswirkungen auf das Verhalten gezielt auf Hormone zurückzuführen. Tierexperimentelle Studien im Gegensatz dazu ermöglichen die vollständig kontrollierten Bedingungen.
Obwohl die grundlegenden neuronalen Mechanismen der Angst Aussterben sind identifiziert worden und sind bei Männern untersucht, ist unklar, ob esDiese Systeme sind die gleichen bei Frauen und wie sie über die Sexualzyklus ändern. Furchtkonditionierung und das Aussterben sind weit verbreitet Verhaltensparadigmen bei Nagern und Menschen, um Studien zu Angststörungen im Zusammenhang durchzuführen. Da für Frauen haben ein höheres Risiko für Angststörungen sowie höhere Symptomdauer und Schwere 7-13, ist es kritisch, Weibchen in diesen Studien beinhalten. Die Unterrepräsentation von Frauen in dieser Studie kann auf die Herausforderungen der Östrus-Phasen-Überwachung und Bilanzierung der Auswirkungen auf das Verhalten von Sexualhormonen zurückzuführen. Labors, die untersuchen Frauen in dieser Hinsicht Begegnung Fragen, die oft nicht gemeldet oder nicht in den Verfahren zu ihrer Studien beschrieben tun.
Anzeichen dafür, bei Nagern lässt vermuten, dass Geschlechtsunterschiede in der Angst Aussterben durch Gonadenhormone 14-18 moduliert. In Furchtkonditionierung werden Tiere darauf trainiert, einen bestimmten Reiz zu fürchten. Nach einer Anzahl von unverstärktem Präsentationender Reiz, die Tiere lernen, nicht das Stichwort, einen Prozess namens Aussterben fürchten. Wie gut das Tier lernt und konsolidiert die Erinnerung an das Lernen diese Aufgabe während einer Extinktion Recall Test gegeben einige Zeit nach dem Aussterben Training beobachten. Weniger Angst Expression während Aussterben Rückruf weist eine gute Auslöschung Gedächtniskonsolidierung. Neue Ergebnisse aus unserem Labor zeigen, dass Östrogen kann die Konsolidierung der Angst Aussterben Speicher zu modulieren und zu verbessern Aussterben Rückruf. Insbesondere weiblichen Ratten, die in Proöstrus erlöschen, wird die Phase des Zyklus, in dem die zirkulierenden Östrogenspiegel Spitze, zeigen eine verbesserte Beibehaltung der vom Aussterben Speicher. Im Gegensatz dazu, Frauen, die in der Nieder Östrogen Metöstrus Phasenanzeige relativ schlechte Aussterben Rückruf gelöscht werden, die mit exogenen Estradiol Verwaltung vor oder unmittelbar nach dem Erlöschen Ausbildung 15,16 verbessert werden kann. Die neuronalen Mechanismen des Aussterbens Gedächtniskonsolidierung (inkluding die Rolle der Geschlechtshormone) bei Frauen sind nicht klar.
Bei Labortieren kann die Rolle der Hormone mit invasive chirurgische Entfernung Verfahren wie die Kastration und Ovariektomie untersucht werden. Nach Erholung von der Operation, Gonadenhormone oft exogen während der Durchführung einer Verhaltensaufgabe 19 manipuliert. Dieser Ansatz hat wichtige Informationen über Geschlechtshormone zur Verfügung gestellt und ist nützlich, da es für die gut kontrollierte Manipulationen der Geschlechtshormone (in Bezug auf Timing und Dosis) 20-23. Dieser Ansatz ist jedoch nicht beurteilen, den Einfluss der natürlich auftretenden Schwankungen, die für die Östrus-Zyklus auftritt, noch stellen sie "normal" Tieren, wodurch die Translations Potential Humanstudien einschränkend. Es ist gut dokumentiert, dass weibliche Sexualhormon Ebenen Höhepunkt und Niedergang in bestimmten Phasen des Zyklus, und Östrogen-Rezeptor-Expression Änderungen innerhalb des Zyklus,und nach Entfernung der Eierstöcke 24. Daher besteht die Notwendigkeit, Studien über Frauen mit intakten Keimdrüsen zu führen und zu verfeinern, experimentelle Designs, um die Auswirkungen der hohen und niedrigen Östrogen-Staaten können auf Frauen während ihrer gesamten Lebensdauer haben sicher zu studieren.
Dieses Protokoll konzentriert sich auf die Wirkung von Östrogen auf die neurobiologische Systeme in Angst Aussterben beteiligt. Es wird beschrieben, wie: 1) sorgfältig den Sexualzyklus zu überwachen, 2) vorzubereiten wirksamen Dosen von Estradiol zur systemischen Verabreichung, und 3) folgen einem Verhaltens Paradigma, das Furchtkonditionierung, Aussterben umfasst, und erinnern in natürlich Radfahren weiblichen Ratten. Dieses Protokoll kann mit anderen pharmakologischen Manipulationen und zellulären und molekularen Werkzeugen geändert werden, um Studien zu unterstützen, um geschlechtsspezifische Unterschiede, die in Klima beobachtet fürchten Löschverhalten besser zu verstehen. Man beachte, dass die nachstehend beschriebenen Verfahren sind auch in unserem Labor verwendet werden, und es gibt eine Anzahl von Variationen dieser Verfahren in in der Literatur.
Protocol
Representative Results
Discussion
Angst Aussterben wurde ausgiebig bei männlichen Ratten mit den neuronalen Mechanismen der Vermittlung konditionierter Furcht Aussterben identifiziert und unter verschiedenen Manipulationen bewertet sucht. Relativ wenige Studien haben weiblichen Ratten oder die Rolle der Geschlechtshormone in Angst Aussterben sucht. Um die Wirkung von Östrogen auf Furchtextinktion speziell zu untersuchen, werden natürlich Radfahren weiblichen Ratten zu einem dreitägigen Verhaltensparadigma unterzogen. Dieses Verfahren besteht aus Gew…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Mohammed R. Milad is supported by NIMH grant R01 MH097880 and institutional funds from the Department of Psychiatry at MGH.
Materials
| Name | Company | Catalog number | Comments |
| Fear conditioning chamber | Coulbourn Instruments | ||
| Graphic State | Coulbourn Instruments | ||
| Sound-attenuating box | Med Associates, Inc. | NIR-022MD | |
| Estradiol | Sigma-Aldrich | E1024 | In sesame oil for subcutaneous injection |
| Sesame oil | Sigma-Aldrich | S3547-250ML | |
| Freezescan | Cleversys, Inc. | ||
| Dip quick stain | Jorgensen Laboratories, Inc. | J0322A1, J0322A2, J0322A3 | |
| Cotton-tipped applicators | Fisher Scientific | 23-400-114 | 6-inch, sterile |
| 0.9% saline | LabChem, Inc. | LC23460-2 | Sodium chloride w/v |
| Selectfrost microscope slides | Fisher Scientific | 12-550-003 | |
| Virex II 256 | Diversey, Inc. | 5019317 | Dilute 1:256 with water |
| Luer-Lok Tip 1ml Syringes | Becton Dickinson | 309628 | |
| Hypodermic disposable needles | Exelint International, Co. | 26402 | 26-gauge |
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