Summary
ここでは、亜慢性軽度ソーシャル敗北ストレスのマウスモデルを開発するための方法が記載され、体重増加、以下hyperphagia-および多渇症様症状を含むうつ病の病原性の特徴を調べるために使用されます。
Introduction
ストレスの多いイベントの多くの種類は、人間の生涯を通じて発生します。過度のストレスは、多くの場合、ヒトおよび動物における有害な生理学的結果につながります。ヒトでは、ストレスの多い出来事は、うつ病などの精神障害1を沈殿させるための主要な危険因子です。疾患研究の世界的負担は、うつ病は障害2と住んでいた障害調整生存年数(DALYs)と年の点で最も無効疾患の一つであることが示されました。また、うつ病は自殺DALYs 3の最も大きな割合を占めています。うつ病に苦しんでいる人々は、それが難しい自分たちの生活を管理するために見つけ、その結果、生活の質がしばしば悪化します。したがって、これらの患者の生活の質を改善するために効果的な治療法を開発する強い必要性が存在します。
多くの研究は、大うつ病性障害に対して実行されており、疾患に対する遺伝的寄与ことを明らかにしたsusceptibilityは小さな効果4の複数の遺伝子座の効果によって説明されて約30〜40%です。そのため、うつ病の根底にある複雑な病原性のメカニズムの、疾患の詳細な病因は、とらえどころのないまま。臨床報告は減少し、体重増加を示し、このようなメランコリーおよび非定型うつ病5とうつ病のサブタイプは、それぞれ6が存在することを示しています。 25〜30%とうつ病の患者15〜30%が純粋なメランコリーと非定型の特徴を表しているが、それぞれ、それらのほとんどは、両方のサブタイプ7の混合機能を備えています。そのため、大うつ病は症状の広い範囲を持っています。バイオマーカーを発見し、ヒトにおけるうつ病の様々なタイプの客観的治療薬を開発するためには、うつ病8のいくつかの異なる動物モデルを確立することが重要です。
うつ病の動物モデルを学習を含むいくつかのアプローチを使用して確立されています無力感、慢性予測不可能な軽度のストレス、および慢性社会的敗北ストレス(CSDS)9-12。豊田らは、うつ病に関連付けられている代謝や行動を解明するために、ラットとマウス13-17のCSDSモデルを確立しました。うつ病の動物モデルは、顔の有効性18によって評価されることを考えると、モデルが確立されているコンテキストが重要です。また、ゴールデンら 19は、詳細にCSDSマウスを作成するための方法を報告しました。これは、CSDSマウスの社会的行動の欠損は、慢性治療により回復し、なく抗うつ薬での急性治療によって、それらは脳由来神経栄養性の調節の観点からうつ病を有する患者のものと類似した症状を共有することができることが知られています因子 6。
後藤ら 13は、以前の方法を変更することにより、亜慢性および軽度の社会的敗北ストレス(sCSDS)マウスモデルを開発しましたゴールデンら 19。 sCSDSマウスは体重増加と体水分量13の利益以下polydipsia-と過食症に似た症状を示します。このレポートでは、sCSDSマウスモデルを確立するためのプロトコルが提供されており、我々はこのモデルの有用性を議論します。
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Protocol
動物実験は、によって承認され、茨城大学の動物実験委員会と教育文化省、スポーツ、科学、技術(文部科学省)、日本(通知No.71)の両方のガイドラインを満たしました。プロトコルの完全な概要を図1に示されています。
1.装置
- 、そして「社会的敗北(SD)」ケージ(W×D×([D]は、高さ[H] = 148ミリメートル×293ミリメートル×143ミリメートルを×奥行き×幅[W])シングルケージ:ケージの2種類を用意135ミリメートル×320ミリメートル)×H = 220ミリメートル。
- 図2に示すように 、15円孔(:直径8mm 3×5の行列)とアクリル透明板の分周器(厚さ5mm)を持つ2つの区画にSDケージを分けます。
- トウヒの木、精製・ダイエット食品ペレット、および飲料水ボトルから作られた木材シェービングチップを入手します。また、紙タオル、マスク、ゴム手袋を得ます。 社会的相互作用試験のために、(Wをグレーのポリ塩化ビニル製のオープンフィールドアリーナ(W×D×H = 40センチ×40センチ×40センチ)、鉄鋼(190グラム)で作られた重量、およびプラスチックの対話ボックスを準備×D×H = 10cm角×13センチメートル; 3ワイヤーメッシュ窓(W×D = 5センチメートル×5センチ)で100g)( 図3)。
- 動物施設における行動試験室での自動追跡システム:CCDカメラ(;; 1.4 1/3インチCCD、F = 1 2.8〜12ミリメートル)を配置します。少なくとも30分間、試験室の環境にマウスを慣らすために行動試験室でマウスのケージのための適切な棚を置きます。
環境へ2.慣れ
- 5ヶ月以上古く、動物飼育会社から施設への配信ICR(ICR)マウス:7週齢の雄とのSlcあるオスのC57BL / 6JJmsSlc(B6)マウスを使用してください。
- 独立して、N(B6マウスの2つのグループを移動させます=施設への各グループの12)。 sCSDSモデルを開発するための積極的なICRマウスと別のグループ(被写体B6マウス)をスクリーニングするための一つのグループ(クリーナーB6マウス)を使用します。
- 彼らの積極的な行動をスクリーニングするために、施設にICRマウス(N = 12)を導入。
- 一定温度(23周り℃)および湿度(40%程度)でハウス12時間の明暗サイクル下で1週間個別に1ケージのマウス(100ルクスの蛍光灯の周りに、8時に点灯)環境にそれらを慣らすためです。マウスは、隣接したマウスの行動によって影響されないようにケージの間に白色のプラスチック板を配置することにより、各ケージを分割します。
- 精製されたダイエット食品のペレットを作成し、浸透水自由摂取を逆転。他の非精製飼料ペレットの成分は変更になる場合がありますので、AIN-93G飼料を使用してください。
- 毎日、マウスの体重、食物摂取(FI)、および水摂取(WI)を測定します。 Bを計算します最初の日からODY体重増加(BWG)。
積極的なICRマウスの3スクリーニング
- 1週間馴化した後、前述したように、クリーナーB6マウスと3分のトライアル(侵入者; 8週齢)のための住民侵入テストを使用したICRマウス(常駐)をスクリーニング午後(14:00-17:00)収容室で約300ルクスの照明下で。
- 具体的には、ICRマウスは侵入者に対して高い攻撃性を示しているかを調べるには、できるだけ多くの異なったB6マウスに向かって5日間連続して1日3件の試験(合計15試験)のために、各ICRマウスをテストします。試験中、積極的な行動(攻撃かむと急速な動き)の攻撃待ち時間と所要時間を記録します。
- 各試験の後、B6、侵入者マウスのダメージの傷をチェックすることにより、超攻撃的なICRマウスを識別します。
- 攻撃待ち時間が侵略スコアの最初のインデックスとして30秒未満である試験の比率を計算します。
- C言語攻撃待ち時間が侵略スコアの第2の指標として3分未満である試験の比率をalculate。
- 最初のインデックスからの侵略スコアを評価します。最初のインデックスが等しい場合に、第2のインデックスを使用してください。
- 積極的なICRマウスなどの超攻撃的な行動せずに高い攻撃性スコアを持っていたICRマウスを選択します。生後約12ヶ月までの実験の次のセット全体で繰り返し攻撃的なICRマウスを使用します。 ICRマウスの攻撃性を確認するために、すべての実験の前に、上述したようしかし、積極的なICRマウスのスクリーニング処理を行います。
- スクリーニングの各セッションの後、クリーナーB6マウスの損傷の程度を記録します。マウスが負傷している場合、単一のケージにマウスを分離し、その体重増加、食物摂取および水摂取量をチェックすることによって、進行状況を観察します。マウスでの生理機能や行動に影響を与える深刻な傷の場合は、ローカルIに応じてそれらを安楽死させますACUCガイドライン。
4. sCSDS
- 環境にそれらを慣らすために単一のケージに個別に初期応力露光(1日目)と家の一日7日(日-6)の前に、マウスを対象B6マウスを紹介します。
- 三日(日-2上)1日目の前に、マウスは(SDケージに対象B6の同じ番号を自分の領土を確立させるためにアクリル分割器によって分割された各SDケージのコンパートメントに積極的なICRマウスを移動マウス)。
- 前述のシングルケージ条件のように、白色の仕切り板を使用して、SDケージを分割します。
- 非ストレスコントロールB6マウスの場合は、ペアでマウスを維持するために、SDケージ(マウスの半数)を調製し; 10日間のSDケージに分割器によって分割された各区画内に2匹のマウスを置きます。
- 1日目に毎日BWG、FI、およびWI測定した後、AFTEのSDケージのコンパートメント(居住者のホームケージ)の1つに場所対象B6マウスrnoon(14:00-16:00)収容室で約300ルクスの照明下では、住民侵入テストを完了するために、最初の攻撃の一口からの物理的な接触時間を測定します。
- 1日目に、最初の攻撃のbiteから5分に物理的な接触時間を設定し、オブザーバーはMiczek らによって記載されているようにバックまたは相手の脇腹に優先的に向けられているICRマウスによる攻撃に刺されの数をカウントしている。20 B6マウスに物理的ストレスの程度を決定します。
- 物理的な接触時間の後、救助対象B6マウス、およびそれらの毛皮の状態や傷を確認し、記録します。次に、物理的なストレスへの暴露次の日まで、次のSDケージ内のICRマウスに別の区画にB6マウスを置きます。
- SDケージにアクリル除算器が透明であり、穴が含まれているため、隣接区画に分けるにICRマウスからの視覚、聴覚など、さまざまな感情的なストレス、および嗅覚刺激を受けるB6マウスを公開24時間毎日のためのSDケージのメンター。
- 日常管理のB6マウスのBWG、FI、およびWIを測定した後、1日間のSDケージに各区画に入れます。
- 2日目に、BWG、FI、およびWIの毎日測定した後、物理的ストレスにそれらを公開するために、他のICRマウスの領土に対象B6マウスをご紹介します。
- 2日目の最初の攻撃biteから4.5分で物理的な接触の期間を設定し、攻撃刺されの数を数えます。
- 別の区画にコントロールB6マウスを移動し、毎日のペアの配置とパートナーをシャッフルするために、ペアの組み合わせを変更します。
- 10日目の期間は、最初の攻撃biteから0.5分に設定されているように、一日あたり0.5分までに物理的な接触時間を減らします。
- 7日目に、SDケージ内のすべての区分に木屑の約半分を交換してください。
- 10日目の最後の物理的なストレスに曝露した後、シングルケージに対象B6マウスを移動。対象B6マウスと同様に、10日目に単一のケージにコントロールB6マウスを移動します。
- ICRマウスは1〜10日の各試験で5分まで、あらゆる攻撃に刺されが表示されない場合は、裁判を終了します。予備の積極的なICRマウスとICRマウスを交換して、対象のB6マウスのための代替トライアルを実施しています。
- マウスが負傷している場合、単一のケージにマウスを分離し、その体重増加、食物摂取および水摂取量をチェックすることによって、進行状況を観察します。鎮痛のためのあなたのIACUCのガイドラインに従ってください。マウスでの生理機能や行動に影響を与える深刻な傷の場合には、地元のIACUCガイドラインに従って、それらを安楽死させます。
5.社会的回避試験(社会的相互作用試験)
- 11日目(00:00-12 09)朝の社会回避のための行動テストを実行します。
- 試験前の30分、行動に棚(1未満ルクスの薄暗い光)に制御し、対象B6マウスのケージを転送20未満ルクスの照明下で、試験室は、彼らが環境に慣らすようにします。
- オーダー影響を低減するために、交互に制御し、対象のB6マウスをテストします。
- (フィールドの中央で20ルクスの光で照明)オープンフィールドアリーナ、各マウスは糞、尿を除去するための行動試験の前に70%エタノールを浸したペーパータオルを使用して、プラスチック製の対話ボックス、および任意の臭いをきれいに。
- オープンフィールド装置の近くに単一のケージから(侵略者として使用されていない)見慣れないICRマウスを置きます。
- 図4に示すように、空いている相互作用ボックスのオープンフィールドにB6マウスを置きます。(ステップ5.10で説明)自動解析システムを用いて2.5分間の行動を監視し、分析します。
- 最初の試験の後、フィールドからB6マウスを削除し、そのホームケージにそれを置きます。
- これに続いて、対話ボックスに不慣れの雄性ICRマウス(社会的目標)を配置し、B6を紹介マウスのオープンフィールドに、2.5分間、その動作を監視します。
- 二審の後、ホームケージにB6とICRマウスの両方を返し、上記のようにフィールドとの相互作用ボックスを清掃してください。
- その社会的な動作をテストするために、各B6マウスにこれらの手順を繰り返します。各試行の間に、CCDカメラを用いたトップビュームービーを記録します。
- 行動試験の後に、後藤ら 13に示すように、各試験のために(秒)と(秒)の隅領 域に相互作用ゾーンにおいて費やした時間を計算します。マウスの中央に基づいて、マウスの位置を判断します。
- クリシュナンらに発表された方法に従って、(標的との相互作用時間)×100として社会的相互作用スコアを計算/(ターゲットのない相互作用時間)。21。
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Representative Results
10日間の期間にわたってのための物理的ストレスの程度を監視するには、ICRマウスによる攻撃に刺されの数を手動で研究者によってカウントした。 図5(a)は、受信攻撃刺さ数の個々の値を示しています。そこ早期(1日目に約10〜120刺さ)にはかなりのばらつきがあったが、この変動は、後の段階(10日目に約5-20刺さ)に減少した。 図5(b)は、攻撃刺されの平均数は、受信したことを示し物理的な接触時間(5分から0.5分まで)減少したため、徐々に、時間の経過とともに減少しました。
被験者のマウスは10日間の体重増加が変化、ならびにsCSDSマウスへの曝露後の食料と水の日常消費の変化を示しました。コントロールと対象マウスとの間の総体重増加した(p <0.0001、不対両側Studeで有意差がありましたNT の t検定)。被験者マウスのそれは、約2.0グラム( 図6)であったのに対し、対照マウスの総BWGは、約0.5 gでした。マウスの2つの群の間の合計FI た (p = 0.0904、不対両側スチューデントのt検定)で示唆的差がありました。コントロールと対象マウスは、それぞれ約30グラムと食品の33グラム、( 図7)を消費しました。二つのグループ(P <0.0001、不対両側スチューデントのt検定)との間の全ウィスコンシン州で有意差がありました。 図8に示すように、被験者のマウス(約80 g)を合計WIは、対照マウス(約40グラム)の2倍でした。
社会的相互作用のスコアは、両群(p = 0.0033、不対両側スチューデントのt検定)との間に有意な差がありました。対照マウスは、スコアを有し 2; 100、対象マウスは、<100( 図9)のスコアを有していました。
亜慢性および軽度の社会敗北ストレス(sCSDS)パラダイムの図1.実験スケジュール。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
亜慢性および軽度の社会敗北ストレス(sCSDS)の実験に使用し、社会的敗北(SD)ケージの図2.写真。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図3「SRC = "/ファイル/ ftp_upload / 52973 / 52973fig3.jpg" />
社会的相互作用試験で使用された3ワイヤーメッシュの窓付きのプラスチック製の相互作用ボックスの図3の画像。ボックスを移動するマウスを防止するためには、鋼製の重量は箱の上に置いた。 こちらをクリックしてください。この図の拡大版を表示します。
社会的相互作用試験の図4模式図。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
ATTACの図5.数 K刺さは、物理的なストレスレベルが攻撃刺されの数を数え研究者によって評価された10日目に1日目から受け取りました。 (A)個々のデータが表現された (n = 23)。初期段階での5分間の期間の変動性の高い量(約10〜120刺さ)があるが、物理的な接触時間(5分分〜0.5)に減少するので、この変動は徐々に後期に向かって減少しました。 (B)は、データ (N = 23)の平均±平均の標準誤差として示されます。攻撃刺されの数が初期の段階では約35〜40であったが、この数は約15〜20後期中に減少した。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
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10日目に1日目から図6.体重増加 、総体重増加の面で制御(N = 24)と、亜慢性および軽度の社会敗北ストレス(sCSDS)(N = 23)マウスとの間に有意差があります(*** P <0.0001、不対両側スチューデントのt検定)。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
の点では、図10日目まで1日目から7食物摂取には有意ではなかったが、対照(N = 24)との間に示唆的に差があると亜慢性と穏やかな社会敗北ストレス(sCSDS)(N = 23)マウス総食物摂取量(†P = 0.0904、不対両側スチューデントのt検定)。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
1日目から10日目に、図8の水の摂取総水分摂取量の面で制御(N = 24)と、亜慢性および軽度の社会敗北ストレス(sCSDS)(N = 23)マウスとの間に有意差は(あります** * P <0.0001、不対両側スチューデントのt検定)。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
ダ上の図9.社会的相互作用スコア社会的相互作用スコアのためのY 11.そこコントロール(N = 24)との間に有意な差があり、亜慢性および軽度の社会的敗北ストレス(sCSDS)(N = 23)マウス(** P = 0.0033、不対両側スチューデントのt -テスト)。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
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Discussion
標準CSDSプロトコル19(日あたりの侵略との物理的接触の5〜10分)にかけsCSDSマウスとCSDSのマウスとの間の体重の決定的な差がありました。標準CSDSマウスは、ストレス期間21,22,23の間に体重の減少を示したsCSDSマウスは、ストレス期間中BWGの増加を示しました。 10日間のストレス期間中の侵略者との物理的接触の全持続時間の点で、2つのプロトコル間の実質的な違いがあります。元CSDSパラダイムが侵略と合計で下位マウス(フルスケールCSDS)との間の物理的相互作用の50または100分を含むが、sCSDS方法は、合計で、この相互作用の27.5分(ハーフスケールCSDS)が含まれています。標準CSDSマウス上の物理的なストレスの強度は19不明であったが、それは攻撃刺されの平均数は、約30日ごとにsCSDSマウスにあった受け取ったことを確認しました。 AsCSDSマウスは1ヶ月以内に正常に回復するため、後藤ら 13に記載されたのは、sCSDSマウスは、(社会的嫌悪感を最後に敗北ストレス後1ヶ月以上持続する)標準CSDSマウスと比較して21うつ病のマイルドなモデルです最後の敗北ストレス後。さらに、サヴィニャックら 24は侵略と比較的短いの物理的接触がperiod.Interestinglyストレスの間に対象マウスのBWGを加速することができることを報告し、ウォーレンら 23は、感情的にのみ、他のマウスの物理的な接触を目撃したマウスを強調ことを報告していますCSDSパラダイムの間に物理的ストレスなくBWGの減少を示しました。このようにして、オリジナルとCSDSパラダイムを修正は、BWGの表現型13の広い範囲を示すさまざまなモデルを生成します。これらの症状はでの損失と利益を含め、メランコリーおよび非定型うつ病を患っている患者で観察されたものと同様です体重、それぞれ6。また、いくつかの証拠は、身体的虐待などの深刻なストレスの多いライフイベントが強く、人間25,26,27におけるうつ病と関連していることを示唆しています。ストレス誘発性体重増加や過食のための表面的妥当性18の観点では、sCSDSマウスは、ヒトにおける非定型うつ病に関連するいくつかの特徴を有していてもよいです。
しかし、うつ病のモデルとしてsCSDSマウスのいくつかの制限があります。動物モデル、うつ病のような改変(例えば、スクロース嗜好試験において無快感症、強制水泳および尾懸垂試験における絶望様行動)がモデルを評価するために使用されます。その絶望様行動13の面でsCSDSと非ストレスマウスの間に差はなかったが、快感消失は、将来的に分析する必要があります。また、視床下部 - 下垂体 - 副腎(HPA)系中の分子の変化、免疫系、および中枢神経系にすべき調査されます。また、抗うつ薬との薬物実験が行われるべきです。前述したように、顔は、構築し、うつ病のモデルの予測妥当性はsCSDSマウスのために蓄積されるべきです。
sCSDSマウスは、過度のWI行動(ストレス誘発多飲様症状)を示しました。精神障害に罹患している患者では、尿および多飲と心因性多飲および/ または水中毒28を一般的に観察されます。水分制限や行動と薬理学的療法29を含むいくつかの治療法がありますが、これらの症状の根底にある病態生理は不明なままです。したがって、多飲の動物モデルは、ストレス誘導性多飲のメカニズムを理解するために不可欠です。 Polydipsic STR / Nマウス30およびスケジュール誘発性多渇症モデル31は、多飲の周知のモデルです。これらのモデルに加えて、sCSDSマウスは、POLの有用なモデルでありますストレス誘導性多飲の機能を理解するために使用することができるydipsia。
さらに、著者らは、マウスを精製飼料(AIN-93G)ではなく、未精製の食事を供給することは、sCSDSマウスを確立するために極めて重要であると考えています。腸内微生物叢は動物行動32に影響を与える可能性があるため、それぞれの動物の腸内細菌叢と、各動物施設の先住民族の細菌叢は、将来的に調査する必要があります。後藤ら 13,14支持それらの使用の前の知見は、このモデルに関するさらなる研究がsCSDSマウスの有効性を高めるために行われるべきである一方で、今までは、鬱病のモデルとしてsCSDSマウスの使用に関する証拠は不足している、としましたうつ病のモデルとして。しかし、現在の研究の結果は、sCSDSマウスは、私たちはさらにストレス誘発性体重増加とpolydipの根底にあるメカニズムを理解するのに役立ちますので、sCSDSマウスの使用が有利であることを示唆していますsia-と過食症のような症状。
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Disclosures
著者は、彼らが競合する金融利害関係を有していないことを宣言します。
Acknowledgments
著者は、博士に感謝します。健太郎長岡(東京農工大学)、有用な議論のための渉飯尾(茨城県)。この研究は、農業・医療科学(IUCAM)との間に茨城大学協力(文部科学省、日本)と健康促進給付(NARO)と農産物・食品の開発に関する研究プロジェクト(農林水産省、日本)によって部分的にサポートされていました。
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
single cage | Charles River Laboratories Japan | width [W] × depth [D] × height [H] = 143 × 293 × 148 mm | |
M cage | Natsume Seisakusho | W × D × H = 220 × 320 × 135 mm | |
Whiteflake | Charles River Laboratories Japan | Wood-shaving chips made from spruce trees | |
AIN-93G | Oriental Yeast | purified-diet food pellets | |
Kimtowel | Nippon Paper Crecia Co. | Paper towels | |
open-field arena | O’Hara & Co. | made of gray polyvinylchloride |
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