Introduction
うつ病は、生命を脅かす精神疾患と5%の発生率15〜20%で生涯有病率を持つ世界的な公衆衛生上の大きな関心事である。また、それは2020年までにうつ病は病気1,2の負担にトップ3の貢献者になると推定されている。うつ病は障害と関連付けられて、健康関連コストの増加、生活の質の低下および3,4- .Currentの薬理学的治療処置は、有効性が限られていると関連付けられている心臓血管、代謝性および神経精神障害を含む多くの疾患のための主要な危険因子と考えられている多くの有害な副作用5,6。そのため、革新的で改善された治療法の開発と並んで、この障害の病態生理のより良い理解は重要なままです。したがって、動物モデルは、この分野の研究を進めるために必須である。
この疾患の研究(のために使用される多くのモデルがあります<EM>例えば、スクロース選好テストも、このモデル7,8の開発者の後ポルソルトの試験として知ら強制水泳試験(FST、と、尾懸垂試験))が最も一般的に使用されるアッセイ7,9-12の一つである。
FST中の動物は、それが逃げることができ、そこから水を満たした容器内に配置される。動物は、最初に脱 出しようとしますが、最終的に( すなわち水上記の鼻を維持するために必要なものを除き、運動をしない場合とフローティング)不動を示すであろう。 FSTは、多くの理由のための動物研究で非常に人気のモデルです。まず、大うつ病12-14傾向に役割を有することが示された応力に対する動物の曝露を伴う。また、うつ病は、多くの場合、ストレス15-17で処理する能力の欠如と見られている。第二に、試験前に抗うつ薬理学的治療は、<FSTにおいて不動を減少することが示されているSUP> 18-23。したがって、多くの場合、潜在的な抗うつ特性15-17,24を有する新規化合物のスクリーニングアッセイとして使用されている。さらに、FSTは、食物消費の変化、睡眠異常および薬物離脱誘発性無快感症15-17,24、ヒトにおけるうつ病の影響を受ける、または変更される因子のいくつかを共有することが示されている。これはまた、このテストは時々 25,26(「野生型」マウスと比較して)基底不動の増加または減少を、変異マウスにおける抑うつ様行動を評価するために使用される理由である。
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Protocol
注:すべての実験プロトコルは、イスラエルの動物管理使用のための国際委員会によって承認された。すべての努力は、使用される動物の数およびそれらの苦痛を最小限にするために行われた。
強制水泳試験のために1.準備
- 隣接する二つの部屋を使用してください。行動試験の前に動物を保持するための「待合室」、および手順を実行するための他のとして1部屋を使用してください。
- 透明な円筒形のガラス容器を準備する50の高さがセンチ、20cmの直径を測定する(コンテナの数のための唯一の制限は、利用可能なスペースです)。
注:それは同じ部屋で同時に複数の動物を実行することが可能です。もしそうであれば、動物が処置中にお互いを見ないように、暗い画面を使用して、互いから容器を分離する。 - すべてのカメラはワット、そのように1つ以上の容器を知覚するように、容器の前にビデオカメラを準備する映像を見ながら病気の後に、動物の行動の明確な観察を可能にします。
- 低体温を避けるために、手順を完了した動物のためのクリーンな乾燥ケージ、加熱ランプ及び熱パッドを準備します。ケージの底が吸い取り紙、それが濡れたとき、それを変更していることを確認してください。試験室でケージを置かないでください。
注:これらは一過性の乾燥ケージに滞在している間に別のホームケージから動物を混同しないことを確認してください。
2.動物の取扱い、試験前に
- 12時間の明/暗サイクルの部屋でハウスの動物。
- 実験手順の日中に、処置室で過ごした特定の時間を除いて、動物に餌と水を自由に与える。
- ラットを用いたときは、5日前に実験手順の先頭に、毎日約2分のために動物を扱う。
3.トレーニング手順
ザ·手順は、ラットおよびマウスに対して別々に行われる。
注:彼らはすべての回で水中にいる間、マウスとラットの両方のために、動物を見る。ケースで動物が水から動物を削除し、実験から除外( 例えば非常に疲れて、フロートを滞在することはできません)、深刻な苦痛に表示されます。
- マウスについて - 予備テスト(最初の2分)とテスト(最後の4分)に分け、1セッション6分長いがあります。
- マウスためには待合室に行動試験に少なくとも30分前にホームケージに動物を輸送、テスト環境に順応取得します。
- 25℃の水道水でシリンダーを記入し、それがその後ろ足で容器の底に触れることができないように、マウス「サイズに応じて水の深さを調整。
- マークの映像を見ながら、後に動物の同定を目的とした動物番号とシリンダー。
- ビデオカメラ/ Sの電源をオンにしてから6分間水充填されたシリンダコンテナ内の各マウスを置く。
- 6分が経過した後、カメラの電源を入れ/ s offと、コンテナからマウスを取り外して、上記加熱ランプとその下の熱パッドと過渡乾燥ケージに入れてください。このケージで回復しながらマウスは、緊密かつ継続的に監視する必要があります。この目的のために、ケージ内の温度が37℃を超えないことを確認するマウスのレベルで温度計を配置することが可能である。また、すべてではない、それのランプの下またはパッドの上に収まるようにケージを置く。これは、必要に応じて、マウスがクーラーの領域に移動することができます。
- 次のマウスに影響を避けるために、すべてのセッションの後に水を変更します。
- ラットのために - 24時間離れて2つのセッションがあります。最初のセッションは、試験前段階(15分)であり、第二のセッションは、テスト段階(5分)である。
- ラットためにはに順応させ得るために環境をテストし、待合室に行動試験に少なくとも30分前にホームケージに動物を輸送する。
- 23±1℃の水道水でシリンダーを記入し、それがその後ろ足で容器の底に触れることができないように、ラットの大きさに応じて水の深さを調整。
- マークの映像を見ながら、後に動物の同定を目的とした動物番号とシリンダー。
- 15分間水充填されたシリンダ容器内に各ラットを置きます。
- 15分後、容器からラットを削除し、その上にヒートランプとその下の熱パッドと過渡乾燥ケージに入れ経過した。このケージに回復しつつラットは、緊密かつ継続的に監視する必要があります。この目的のために、ケージ内の温度が37℃を超えないことを確認するために、ラットのレベルで温度計を配置することが可能である。また、そのようなケージを置かないで、すべてのそれのFAランプの下またはパッドの上LLS。これは、必要に応じて、ラットがクーラーの領域に移動することができます。
- 次のラットに影響を避けるために、すべてのセッションの後に水を変更します。
注:これはプレテスト段階の終わりである。 - 24時間後、テスト環境に順応させ得るためにラットのためには、事前の待合室に行動試験に彼らのホームケージに少なくとも30分間に動物を輸送する。
- 23±1℃の水道水でシリンダーを記入し、それがその後ろ足で容器の底に触れることができないように、ラットの大きさに応じて水の深さを調整。
- マークの映像を見ながら、後に動物の同定を目的とした動物番号とシリンダー。
- ビデオカメラ/ Sの電源をオンにしてから5分間水充填されたシリンダ容器内にラットを置く。各ラットは、前日のように部屋に同じコンテナと位置でテストされていることを確認します。 5分では、カメラの電源を入れ経過した後で/ s offと、コンテナからラットを削除し、その上にヒートランプとその下の熱パッドと過渡乾燥ケージに入れてください。このケージに回復しつつラットは、緊密かつ継続的に監視する必要があります。この目的のために、ケージ内の温度が37℃を超えないことを確認するために、ラットのレベルで温度計を配置することが可能である。また、すべてではない、それのランプの下またはパッドの上に収まるようにケージを置く。これは、必要に応じて、ラットがクーラーの領域に移動することができます。
- 次のラットに影響を避けるために、すべてのセッションの後に水を変更します。
注:これはテスト段階の終わりである。
4.行動コーディング
マウスの場合は、テスト段階として定義され、最後の4分のコーディング。ラットを、試験段階の5分をコーディング。
- コードマウスが浮遊している場合は、「不動」として過ごした時間の長さ水の上に鼻を維持するために必要なものを除き、運動の欠如と。
- コード前肢の迅速な動きが前足が水の表面を破ることなどが観察されている場合は、「苦労/登山」として過ごした時間の長さ。
- コード前肢の動きやパドリング方式で後肢が観察されている場合は、「水泳」として過ごした時間の長さ。
注:これらの動作をコード化する別の方法を使用することが可能で、これは時間サンプリング法を含む。テストセッション全体で5秒間隔でエピソードの周波数として苦労や不動、水泳を評価する。
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Representative Results
以下の結果は私たちの研究室からの未発表データに基づいています。この実験では、成体ICR雌マウスは、選択的セロトニン再取り込み阻害剤(SSRI)、エスシタロプラムまたは新規ハーブ抗うつ及び抗不安治療(NHT)による治療の3週間後に試験した(ハーブ治療に関する追加情報については、12を参照してください、27,28)。一方向ANOVAは治療がFST [F(2,58)= 4.88、P <0.05]で抑うつ様行動を減少させたことを明らかにした。ダンネット分析を一方的(事後比較のために図1Aを参照)エスシタロプラムまたはNHTいずれかでの治療がFSTでうつ病のような動作を減少させたことを明らかにした。治療は、FST [F(2,58)= 4.36、P <0.05]で動作を苦労して増加した。一方的なダンネット分析はエスシタロプラムによる治療が(事後比較のため、図1Bを参照)FSTで行動を苦労して増加していることを明らかにした。治療は、スイミングbehavioに影響を及ぼさなかったR [F(2,58)= 2.89、P> 0.05、 図1C]。
図1A:NHTの効果とFSTにおける不動時間(:NHT = 19、エスシタロプラム= 19、コントロール= 21 N)上のエスシタロプラム治療(3週間)の代表的な結果 。 *はp <0.05、**はp <0.005。
図1B:代表FST(N = 19、エスシタロプラム= 19 NHT、コントロール= 21)で時間を苦労にNHTおよびエスシタロプラム処置の効果の結果(3週間)。*はp <0.05、**はp <0.005 。
図1C:REPRFST(:= 19 NHT、エスシタロプラム= 19、コントロール= 21 N)での遊泳時間にNHTとエスシタロプラム治療(3週間)の効果のesentative結果。
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Discussion
FSTは、うつ病のような行動を監視するために使用され、不動の行動絶望3の測定値を反映するという仮定に基づいている。この手順の主な利点は、比較的簡単な操作と高速な結果にある。また、適切なスクリーニング試験は、その高い予測妥当29に至る最も重要な特徴の1つであるせる抗うつ薬の広い範囲に対する感受性。重要なことに、この試験はまた、抗不安効果3,30を有することが示されているベンゾジアゼピンのようなうつ病の治療を目的としていない薬物を区別することができる。また、その顔の有効性に寄与うつ病、研究におけるFSTの値の別の例は、うつ病の素因モデルは不動行動に影響を与えることが見出された事実である。例えば、遺伝子研究における抑うつ様行動のマーカーとしての使用。遺伝的動物モデルいくつかの株は、FST 33,34に先天的に高い不動を示してきたが、うつ病のに成功し、遺伝形質によって決定される不動を示唆し、FST 32での不動に基づいてげっ歯類飼育されてきた。加えて、FSTでのパフォーマンスに基づいていない遺伝的モデルはまたうつ病のような動作35,36を研究するための有効なモデルを提供することに成功したことが判明したことに言及することは重要である。遺伝子研究に加えて、FSTにおける不動の挙動は、そのようなストレス37,38への早期の曝露として、うつ病に対する素因にリンクされているいくつかの動物モデルにおいて影響を受け、臨床的糖尿病39,40及び急性薬物離脱が示されている41。
その魅力にもかかわらず、それはうつ病のためのモデルであることに疑問を投げかけ、その構成概念妥当性についての予約も提起されている。慢性augmの例については、問題に現実の患者が自分の症状42-44から任意の軽減を経験する前に、少なくとも数週間処理する必要があるためentationこのテストでは問題がある。それはどうかFSTにおける不動とうつ病を共有し、ヒトにおける抗うつ薬の効果の根底にある神経回路内の同じ長期的な適応変化の問題を提起する。そうは言っても、それはいくつかの最近の研究は、急性の増加24,45の後に効果を誘導するのに必要なものよりもはるかに低い用量での慢性処置後、この試験における抗うつ薬の効果を示したことに言及することが重要である。もうずっと-議論の問題は、うつ病18,25の症状を反映した指標として不動の動作の正確な意味である。これは、これらの試験における不動の努力ではなく、一般的な自発運動を維持することができないか、リラクタンスの結果であると思われることに留意することが重要である。これは事実に特に重要であるうつ病を患っている患者は、特に労力46の長さを必要とする試験において、精神障害を示す。このモデルでの積極的な行動( すなわち苦労やスイミング)が、潜在的に可能なエスケープを待っている間に受動的な行動( すなわち不動)は、エネルギーを保存し得るのに対し、ストレスを減らし脱出し、結果としてにつながる可能性があります。行動の動物の選択は異なり、多数の要因に依存する( 例えば、露光前、エネルギー状態、治療、 など )。 SSRIはうつ病に関連付けられて発見された要因は、この移行18を加速させる一方で、アクティブからパッシブ対処戦略への移行を延期することを示している。さらに、いくつかの質問は、動物が最善の解決策は、受動的であると学習した不動47-49として記載されているものを、水から除去されるのを待機することであることを知るかもしれないことを意味し、学習したプロセスとして不動に関して提起されている。 However、1は、このビューでは、このモデルの擬人化の視点につながると主張しているかもしれません。また、より長い不動持続時間とストレスホルモンの間に負の相関が50,51見つかりませんでした。さらに、SSRIははSSRIはが懸念されている場所な役割を果たしていないよう不動を学んだことを示唆しているマウス29における急性投与後のラット52あるいは慢性投与後の単一のテストセッションで不動を減少させることが見出された。
もう一つの重要な概念は、FST中のアクティブな行動の役割である。不動は、通常の記事に示されている動作であるが、他の二つの対策も重要であることが示されている。 catacholaminergic神経伝達を増加させることが見出されたものが長い苦労期間18につながったのに対し、具体的には、セロトニン作動性神経伝達を向上させる抗うつ薬は、長い水泳期間につながった。これはDIFに私たちを助けることができる別の実験で、この動作の基礎となる神経化学的メカニズムをferentiate。これは、ラット53-56で主に観察され、当社の業績にSSRIエスシタロプラムへの曝露が苦労の増加ではなく、遊泳行動をもたらしたことを原因である可能性があります。
さらに、いくつかの抗うつ薬は、自発運動を減少させるために知られているという事実のためには18、またそのような精神刺激薬などの薬物は、FST 18,20,31に不動を減少させることが見出さが、うつ病を治療するのに効果的ではないしていること、それをお勧めします基礎活性レベルは、このモデルの決定要因ではないことを除外するFSTに加えて、自発運動試験をリフォーム。また、FSTの嫌悪ため、それを考慮に脳の分析は、この手順に従って実施される場合は、それが脳の構造/機能に及ぼす可能性のある影響を取ることが重要です。またbehavの数を予備成形時他のパラダイムがストレスの多い考慮されていない場合は、ioralテストは、それはFSTが行われ、最後のアッセイになることをお勧めします。
過去にこの手順の得点は実験者によるバイアスの可能性に提出されたものの、最後、それはこの欠点12,57,58を排除し 、指定のソフトウェアを使用するためにますます一般的になってきている。
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Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Computer | Dell | Intel® Core i3-2120 cpu @ 3.30 GHz, 4 GB ram | |
Camera | VIDO | AU-CB422 | B/W CCD CAMERA http://www.vido-europe.com/products_detail.asp?id=33&pcategory=2 |
Coding software | Biobserve | FST Analysis http://www.biobserve.com/products/fst/index.html |
|
Heating lamp | Ikea | AA-19025-3 | ESPRESSIVIO 400.504.46 - 20W G4 Bulb http://www.ikea.com/ms/en_US/customer_service/assembly/E/E00050467.pdf |
Heating pillow | Sachs | EF-188B | 38*38cm Heating pillow http://www.sachs.co.il/eng/lego_tree.php?instance_id=21&actions=show&id= 604 |
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