Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

بروتوكول الإجهاد تجميد المزمن لتحفيز السلوك مثل الاكتئاب في الفئران

Published: May 15, 2019 doi: 10.3791/59546
Automatic Translation
1, 2, *1, *3
1Department of Anatomy and Convergence Medical Sciences, Institute of Health Sciences, Bio Anti-aging Medical Research Center, Gyeongsang National University Medical School, 2Department of Biological Sciences, Pusan National University, 3Department of Physiology and Convergence Medical Sciences, Institute of Health Sciences, Gyeongsang National University Medical School
* These authors contributed equally

Summary

توفر هذه المقالة بروتوكول مبسط وموحد للحث على السلوك الشبيه بالاكتئاب في الفئران المعطلة بشكل مزمن باستخدام مقيد. وبالإضافة إلى ذلك، يتم شرح السلوك والتقنيات الفسيولوجية للتحقق من تحريض الاكتئاب.

Abstract

الاكتئاب لم يفهم بعد بشكل كامل، ولكن تم الإبلاغ عن عوامل سببية مختلفة. وفي الآونة الأخيرة، ازداد انتشار الاكتئاب. ومع ذلك، فإن العلاجات العلاجية للاكتئاب أو البحوث على الاكتئاب نادرة. وهكذا، في هذه الورقة، نقترح نموذج الماوس من الاكتئاب الناجم عن تقييد الحركة. الإجهاد الخفيف المزمن (CMS) هو تقنية معروفة للحث على السلوك مثل الاكتئاب. ومع ذلك، فإنه يتطلب إجراء معقد يتكون من مزيج من مختلف الضغوط الخفيفة. وعلى النقيض من ذلك، فإن الإجهاد المزمن الناجم عن التعطيل (CIS) هو نموذج إجهاد مزمن يسهل الوصول إليه، تم تعديله من نموذج ضبط النفس الذي يحفز السلوك الاكتئابي عن طريق تقييد الحركة باستخدام مقيد لفترة معينة. لتقييم السلوكيات الشبيهة بالاكتئاب، يتم الجمع بين اختبار تفضيل السكروز (SPT)، واختبار التعليق الخلفي (TST)، واختبار ELISA لقياس مستويات الكورتيكوستيوستيرون علامة الإجهاد في التجربة الحالية. توضح البروتوكولات الموصوفة تحريض رابطة الدول المستقلة وتقييم التغيرات في السلوك والعوامل الفسيولوجية للتحقق من الاكتئاب.

Introduction

اضطراب الاكتئاب الرئيسي (MDD) هو السبب الرئيسي للإعاقة العقلية في جميع أنحاء العالم، مع حدوث الذي يتزايد أسرع مما كان متوقعا. وفي عام 2001، توقعت منظمة الصحة العالمية أن يكون مرض الـ MDD ثاني أكثر الأمراض شيوعا في العالم بحلول عام 2020. ومع ذلك، كان بالفعل ثاني الأكثر شيوعا في عام 20131. وبالإضافة إلى ذلك، مضادات الاكتئاب الحالية لديها العديد من القيود، بما في ذلك تأخر التأثير، ومقاومة المخدرات، والانتكاس، والآثار الجانبية المختلفة2،3. لذلك يجب على الباحثين تطوير مضادات الاكتئاب أكثر فعالية. ومع ذلك، فإن الفيزيولوجيا المرضية الغامضة من MDD يمثل عقبة أمام تطوير مضادات الاكتئاب رواية.

الإجهاد على المدى الطويل هو عامل الخطر الرئيسي لMDD. يمكن أن يسبب خلل وظيفي في محور الغدة النخامية الغدة النخامية (HPA)، والذي يرتبط أيضا إلى مسببات MDD4،5. كما هو موضح سابقا، محور HPA يلعب دورا حاسما في الفيزيولوجيا المرضية النفسية الناجمة عن الإجهاد بما في ذلك الاكتئاب واضطرابات القلق عن طريق زيادة مستويات الكورتيكوستيوستيرون6،7،8، 9.وقد استند العديد من النماذج الحيوانية على التنشيط المستمر لمحور HPA، والذي لوحظ في المرضى الذين يعانون من MDD4. وعلاوة على ذلك، فإن الكورتيزون العالي الناجم عن الإجهاد المزمن والحقن تحت الجلد الكورتيزون يسبب سلوكيات الاكتئاب جنبا إلى جنب مع موت الخلايا العصبية، ضمور العمليات العصبية، وانخفاض تكوين الأعصاب الكبار في الدماغ من القوارض10 , 11.منطقة الدماغ الهامة الأخرى المرتبطة بالاكتئاب هو القشرة الأمامية الوسطى (mPFC). يلعب mPFC دورا حاسما في السيطرة على المناطق دون الإقليمية الدماغ، مثل تحت المهاد واللوزة، التي تتحكم في السلوك العاطفي والاستجابات الإجهاد8،9. على سبيل المثال، الآفات في mPFC الظهرية الناجمة عن خلل محور HPA وتعزيز إفراز الكورتيكوستيرون بسبب الإجهاد ضبط النفس12،13. وأظهرت دراسة حديثة أيضا أن الإجهاد ضبط النفس المتكررة زيادة مستويات الكورتيكوستيوستيرون, التي يمكن أن تنخفض عن طريق مكملات الجلوتامين عن طريق دورة الجلوتاميت الجلوتامين بين الخلايا العصبية والخلايا النجمية في mPFC9.

أول نموذج الإجهاد المزمن المستخدمة لدراسة مسببات MDD اقترح من قبل كاتز14. ثم اقترح ويلنر وآخرون نموذج الإجهاد الخفيف المزمن (CMS) استناداً إلى النتائج التي توصل إليها كاتز. وأكدوا أن النموذج له صلاحية تنبؤية من خلال ملاحظة أن مضادات الاكتئاب استعادة CMS الناجمة عن السلوك مثل anhedonic15,16. عادة، يتكون نموذج CMS من مزيج من الضغوط الخفيفة المختلفة، مثل الضوضاء الخفيفة، وإمالة القفص، والفراش الرطب، ودورات الضوء الداكن ة المعدلة، وهز القفص، والسباحة القسرية، والهزيمة الاجتماعية. ويستخدم الباحثون على نطاق واسع نموذج نظام إدارة المحتوى؛ ومع ذلك، فإن هذا النموذج هو من التكرار الفقراء، والوقت والطاقة غير فعالة. ولذلك، هناك طلب متزايد على بروتوكول موحد ومبسط للحث على السلوك مثل الاكتئاب والتحليل الفسيولوجي لتقييم الاكتئاب. وبالمقارنة مع نموذج نظام إدارة المحتوى، فإن نموذج الإجهاد المزمن الناجم عن التعطيل (رابطة الدول المستقلة؛ والمعروف أيضا باسم الإجهاد المزمن لضبط النفس) هو نموذج أبسط وأكثر كفاءة؛ لذلك، يمكن استخدام نموذج رابطة الدول المستقلة على نطاق واسع في دراسات الإجهاد المزمن17،18،19،20،21،22،23، 24.وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام رابطة الدول المستقلة في كل من الفئران الذكور والإناث لتطوير السلوكيات الاكتئابية25،26. خلال رابطة الدول المستقلة، يتم وضع الحيوانات في اسطوانة الحجم تناسب الجسملمدة 1-8 ساعات يوميا لمدة 2 أو 4 أسابيع 9،27،28. من هذه، حالة الإجهاد ضبط النفس لمدة 2 ساعة يوميا لمدة 2 أسابيع كافية للتسبب في سلوكيات الاكتئاب مع الحد الأدنى من الألم في الفئران9،28. في ظل ظروف ضبط النفس، تم زيادة مستويات الكورتيكوستوستيرون الدم بسرعة9،28،29. وقد أظهرت العديد من الدراسات أن نموذج رابطة الدول المستقلة له صلاحية تنبؤية، مما يؤكد أن الأعراض الشبيهة بالاكتئاب الناجمة عن رابطة الدول المستقلة يتم استعادتها من قبل مضادات الاكتئاب19،20،30،31. هنا، نبلغ عن الإجراءات التفصيلية لرابطة الدول المستقلة، فضلا عن بعض النتائج السلوكية والفسيولوجية بعد رابطة الدول المستقلة في الفئران.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

وقد أجريت جميع البروتوكولات التجريبية ورعاية الحيوانات وفقا للمبادئ التوجيهية للجنة الجامعة لرعاية الحيوانات للبحوث الحيوانية من جامعة جيونغسانغ الوطنية (GLA-100917-M0093).

1 - المواد

  1. الفئران
    1. استخدام الذكور من C57BL/6 خلفية سلالة وزنها 22-24 غرام في الأسبوع 7 بعد الولادة. التعود في غرفة التربية لمدة أسبوع واحد قبل التجارب.
      ملاحظة: تم شراء جميع الفئران من شركة حيوانية مختبرية.
    2. الفئران المنزل بشكل فردي في حيوية التحكم في درجة الحرارة (22-24 درجة مئوية) تحت دورة ضوء / الظلام 12 ساعة (أضواء على في 6:00 صباحا)، مع تشاو المختبر العادي والمياه المتاحة ad libitum.
  2. الكبح
    1. استخدام أسطواني، شفافة، خزان الاكريليك (الارتفاع = 8.5 سم، القطر = 2.5 سم) ثابتة على قاعدة مربعة لضبط وإنتاج السلوك الاكتئابي (الشكل1A). تم إجراء قطر هذه الاسطوانة لتناسب الجسم بحيث لا يمكن للماوس أن يتحول ويتحرك إلى الأمام أو الخلف. يمكن شراء الكبح تجاريا أو صنعها في المختبر.
  3. جهاز تعليق الذيل
    1. استخدام مربع تعليق الذيل حجم معقول مصنوعة من الاكريليك شفافة (الارتفاع = 30 سم، العرض = 20 سم، الطول = 20، الشكل 1B). لمنع التفاعلات بين الحيوانات، استخدم أقسام مستطيلة داخل المربع بحيث يتم حظر الأرض وثلاثة من الجدران الأربعة بواسطة لوحات الاكريليك. اترك الجانبين المتبقيين من المربع مفتوحين للسماح بتسجيل الفيديو وإصلاح الشريط الأفقي. يمكن شراء الصندوق تجارياً أو صنعه في المختبر.
  4. جهاز تسجيل الفيديو وبرامج تتبع الفيديو
    1. استخدم كاميرا تلفزيون ية ذات عرض أبيض وأسود (راجع جدولالمواد) متصلة بجهاز كمبيوتر وحامل ثلاثي (أو منتجات دعم أخرى) للسماح بتسجيل التجربة السلوكية. تسجيل الفيديو ضروري للسماح بتسجيل السلوك في هذه التجربة، لأنه يتم اختبار اثنين على الأقل من الفئران في نفس الوقت.
    2. تأكد من أن دقة الكاميرا عالية بما يكفي للسماح بتحليل بيانات الفيديو باستخدام برنامج تتبع الفيديو (راجع جدولالمواد) المثبتة في الكمبيوتر المتصل.

2 - الحث على الاكتئاب من جانب رابطة الدول المستقلة

ملاحظة: التعامل مع الماوس بلطف، ولكن بحزم مع الثقة. كل من التعامل الخام والمؤقت هو عامل إجهاد آخر في التجربة وهو سبب مهم للماوس تكافح، والعض، والخدش.

  1. تعيين ضوء الغرفة إلى الضوء (200 لوكس) الظروف باستخدام متر لوكس الرقمية.
  2. منزل الماوس في قفص منفصل قبل أسبوع على الأقل من اختبار ووضع الماوس في غرفة الاختبار لمدة 30 دقيقة على الأقل قبل التجربة.
    ملاحظة: التعامل مع الفئران مرة واحدة على الأقل في اليوم لمدة 3 أيام متتالية على الأقل قبل التجربة بحيث تصبح الفئران مألوفة مع المجرب. فترة تكيف قبل التجربة ضرورية لضمان أن الفئران تتأقلم مع الظروف، مثل غرفة الاختبار.
  3. عقد بلطف ذيل الماوس لتجنب الشد الماوس، ومن ثم وضعه بعناية على سطح خشن (أعلى شريط الأسلاك من القفص أو غطاء القفص).
  4. تغطية restrainer مع منشفة بيضاء صغيرة، ومن ثم وضع بلطف الماوس في افتتاح restrainer بحيث يدخل الماوس restrainer طوعا.
    ملاحظة: في هذه الحالة، يتم وضع الماوس في الاتجاه المعاكس إلى الذي يدخل مع التقييد. لقيادة الماوس لدخول restrainer طوعا، يتم تغطية restrainer مع منشفة صغيرة لجعل داخل أغمق.
  5. وضع الإغلاق لكبح جماح الماوس ضيق قدر الإمكان، والحرص على تجنب الأضرار التي لحقت الجسم، مثل الذيل والقدمين والخصيتين.
  6. تقييد الماوس لمدة 2 ساعة / يوم (9:00 صباحا إلى 11:00 صباحا) لمدة 15 يوما على التوالي.
  7. قياس وزن الجسم وكمية الطعام كل 48 ساعة أثناء التعرض لالمقيد (أي كمية تناول الطعام خلال 48 ساعة قبل بدء ضبط الحركة).
    ملاحظة: عند قياس وزن الجسم وتناول الطعام، وضع الفئران السيطرة في أقفاص منازلهم في غرفة الاختبار خلال رابطة الدول المستقلة. التأكد من أن العوامل البيئية الأخرى هي نفسها بالنسبة للفئران رابطة الدول المستقلة.
  8. تأكد من تحريض الاكتئاب عن طريق إجراء اختبارات سلوكية مثل اختبار تفضيل السكروز (SPT) واختبار التعليق الخلفي (TST) (راجع الخطوتين 4 و5).
  9. تأكيد تحريض الاكتئاب عن طريق قياس الكورتيكوستيستيرون علامة الإجهاد باستخدام اختبار ELISA (راجع القسم 6).

3. اختبار تفضيل السكروز

  1. قبل الاختبار، اعتاد الفئران على وجود زجاجتين للشرب (واحدة تحتوي على 0.1 M السكروز والأخرى تحتوي على الماء العادي) لمدة 48 ح. تبديل مواقف الزجاجتين بعد 24 ساعة للحد من أي الخلط التي تنتجها التحيز الجانب.
  2. في اليوم الثالث، حرمان الفئران من الماء لمدة 24 ساعة.
  3. في يوم تجربة اللجنة الفرعية لمنع التعذيب، تعرض الفئران لزجاجتين للشرب لمدة 6 ساعة. بعد 3 ح، تبديل موقف زجاجات المياه.
  4. تسجيل حجم (مل) من محلول السكروز والمياه المستهلكة ومن ثم حساب تقارب الحيوانات إلى السكروز.
  5. بشكل عام، حساب تفضيل السكروز كنسبة مئوية من حجم استهلاك السكروز على إجمالي استهلاك السوائل أثناء الاختبار.

4. اختبار التعليق الذيل

  1. جلب الفئران التي يسببها رابطة الدول المستقلة في غرفة الاختبار على الأقل 30 دقيقة قبل بدء TST.
  2. اضبط ضوء الغرفة على ظروف خافتة (50 لوكس).
  3. للحصول على ملف الفيديو أعلى دقة، ضع الكاميرا أقرب ما يمكن إلى الماوس (حوالي 40 سم من الماوس).
  4. تعليق الماوس بحزم من شريط أفقي (30 سم من الخط السفلي) باستخدام شريط لاصق السيلوفان (المسافة من طرف الذيل هو 1 سم). أكمل عملية تطبيق الشريط على الماوس في أقرب وقت ممكن لتقليل مصادر الإجهاد الأخرى.
  5. بمجرد وضع الماوس في منتصف مربع التعليق، بدء التسجيل ومراقبة التعديلات السلوكية بشكل مستمر لمدة 6 دقائق.
    ملاحظة: إذا حاول الماوس تسلق ذيله، استخدم عصا أو سدادة تسلق لمنعه من القيام بذلك.
  6. في نهاية التجربة، حرك الماوس إلى قفصه المنزلي وإزالة الشريط بعناية من ذيله.
  7. تحليل الوقت المتراكم لفترات غير متحركة باستخدام برنامج تتبع الفيديو.
    ملاحظة: مدة الجمود هي المعلمة الأكثر أهمية CIS. ويمكن حساب ذلك على أنه الوقت المتراكم لفترات غير متحركة، والمعرّف من حيث عتبة الحركة الواردة في جهاز تصفية المستوى للبرنامج.

5. قياس مستويات الكورتيكوستيوستيرون في الدم عن طريق ELISA

ملاحظة: بعد يوم واحد من الاختبار السلوكي، يتم التضحية الفئران لجمع الدم.

  1. تخدير الماوس مع 5٪ isoflurane في غرفة التعريفي حتى التخدير. تأكد من أن الماوس لديه الوقت الكافي في غرفة الحث (على الأقل 2 دقيقة) لمنع الاستيقاظ أثناء الجراحة.
  2. جمع الدم من القلب باستخدام حقنة 1 مل، وتخزين الدم في vacutainers التي تحتوي على K3EDTA على الجليد (في 9 صباحا)
  3. البلازما منفصلة عن طريق الطرد المركزي في 1000 × ز لمدة 15 دقيقة في 4 درجة مئوية.
  4. قياس مستويات الكورتيكوستيوستيرون البلازما باستخدام مجموعة الكورتيكوستيوستيرون ELISA (انظر جدولالمواد) وفقا لبروتوكول الشركة المصنعة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

وفي التجربة التمثيلية، تم الحصول على جميع البيانات من 6-8 فئران لكل مجموعة. وترد في الشكل 1المواد التمثيلية وطريقة إدخال الماوس طوعاً في التقييد.

لإجراء الاختبار السلوكي وأخذ عينات الدم بعد تحريض رابطة الدول المستقلة، تعرضت الفئران للإجراء التجريبي كما هو ملخص في الشكل 2A. كما هو مبين في الشكل 2 والشكل 3، رابطة الدول المستقلة يحفز السلوكيات مثل الاكتئاب بشكل جيد والنشرات الكورتيكوستيستيرون علامة الإجهاد. وبالإضافة إلى ذلك، تم استرداد هذه المؤشرات عن طريق مكملات الجلوتامين (تم تغذية الفئران الوجبات الغذائية المكمّلة بالجلوتامين خلال الفترة التجريبية بأكملها، 150 ملغم/كغم) كما هو مبين في الشكل 3.

Figure 1
الشكل 1: إعداد الكبح. (أ) الكبح، (ب) الذيل تعليق مربع، و (C) زجاجة مياه وفوهة الكرة. (د) عملية إدخال الفأر في الكبح لحث رابطة الدول المستقلة. من اللوحة اليسرى، يدخل الماوس طوعا ً إلى الكبح بعد تغطية التقييد بمنشفة صغيرة. تظهر اللوحة اليمنى أن الماوس قد دخل بالكامل إلى التقييد. تم تعديل هذا الرقم من Son et al.9 تم الحصول على إذن حق المؤلف من المجلة لجميع الأرقام المعاد استخدامها. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2 تحريض الإجهاد الجمود المزمن وتقييم السلوكيات مثل الاكتئاب في الفئران. (أ) إجراء تجريبي. وزن الجسم(B) وتناول الطعام (C) في مجموعة التحكم (الخط الأزرق، ن = 8) وفي مجموعة رابطة الدول المستقلة (الخط الأحمر، ن = 8). (دوهاء) تفضيل السكروز ووقت الجمود (n = 8 في كلا الاختبارين). (و) مستويات الكورتيكوستيوستيرون في الدم (n = 7/group). يتم عرض البيانات على أنها متوسط ± SEM. *p < 0.05 كما يحددها (B و C)في اتجاهين ANOVA مع اختبار ما بعد مخصص بونفيرونى أو (D-F) اختبار t غير المقترنة الطالب. رابطة الدول المستقلة = الإجهاد المزمن للتوقف، اللجنة الفرعية لمنع التعذيب = اختبار تفضيل السكروز، TST = اختبار التعليق الخلفي، DC = قطع الرأس. تم تعديل هذا الرقم من Son et al.9 تم الحصول على إذن حق المؤلف من المجلة لجميع الأرقام المعاد استخدامها. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3 نظام غذائي مكمّل بالجلوتامين يحسن السلوكيات الشبيهة بالاكتئاب. وزن الجسم(A) والغذاء المدخول (B) في مجموعة التحكم (الخط الأزرق، ن = 7)، مجموعة رابطة الدول المستقلة (الخط الأحمر، ن = 7) ورابطة الدول المستقلة + مجموعة الجلوتامين التكميلية (الخط الأخضر، ن = 7). تفضيل السكروز (C)، ووقت الجمود (D) ومستويات الكورتيكوستيوستيرون في الدم (E) (n = 6-7/group). يتم عرض البيانات على أنها متوسط ± SEM. *p < 0.05 كما يحددها (A و B)في اتجاهين ANOVA مع اختبار ما بعد مخصص بونفيرونى أو (C-E) غير المقترنة الطالب t-اختبار. Gln = الجلوتامين. تم تعديل هذا الرقم من Son et al.9 تم الحصول على إذن حق المؤلف من المجلة لجميع الأرقام المعاد استخدامها. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

تعقيد الدماغ وعدم تجانس MDD تجعل من الصعب لخلق نماذج الحيوان التي تستنسخ تماما الشرط. وقد تغلب العديد من الباحثين على هذه الصعوبة باستخدام نهج يستند إلى النمط الإندوفينتيبي32، حيث أن hedonia (عدم الاهتمام في المحفزات مجزية) واليأس تعتبر السلوكيات المحفوظة التطورية وقابلة للقياس الكمي في النماذج الحيوانية، التي ينظر إليها أيضا في المرضى الذين يعانون من الاكتئاب33. وقد قدمنا في هذه الورقة طريقة كانت فيها رابطة الدول المستقلة كافية للحث على الأنهيدونيا واليأس، مما يدل على أهمية الترجمة بين رابطة الدول المستقلة ووزارة الدفاع. وعلاوة على ذلك، استخدمت العديد من الدراسات رابطة الدول المستقلة لتحديد آلية إثارة السلوكياتمثل الاكتئاب وتقييم مضادات الاكتئاب قادرة على استعادة السلوك الطبيعي 9،19،20،30، 31،34. وبالتالي، قد تكون رابطة الدول المستقلة مناسبة لدراسة مسببات MDD، وبالتالي قد تكون مفيدة في تطوير مضادات الاكتئاب الجديدة.

وهناك عدة عوامل تؤثر على تطور السلوك الشبيه بالاكتئاب خلال رابطة الدول المستقلة. الأول هو الإجهاد الحيواني لأن مدى استجابة الإجهاد لرابطة الدول المستقلة قد تختلف تبعا للسلالة الحيوانية. في الواقع، ومن المعروف العديد من الاختلافات المتعلقة سلالة استجابة للاختبارات السلوكية الاكتئابوية ومضادات الاكتئاب35،36. وفي هذا الصدد، ينبغي إيلاء اهتمام خاص لسلوك تسلق الذيل من سلالة C57BL المستخدمة عادة37،38،39. ثانياً، ينبغي التقليل إلى أدنى حد من عوامل الإجهاد البيئي، مثل الضوء والضوضاء والإسكان. على الرغم من أن الإجهاد العزلة الاجتماعية قد تؤثر على النتائج40،41، أجرينا رابطة الدول المستقلة على الفئران التي تؤوي واحد لأن العزلة لديها مزايا أكثر من العيوب. على سبيل المثال، يمكن أن تقلل من الإجهاد الهزيمة الاجتماعية لأن رابطة الدول المستقلة غالباً ما يسبب الفئران التي تأوي مجموعة لمهاجمة بعضها البعض. في الواقع، الفئران التحكم أيضا مهاجمة زملاء المنزل، مما يؤثر على سلوك خط الأساس في TST واللجنة الفرعية لمنع التعذيب. عامل آخر للنظر قبل بدء التجربة هو الجنس. في هذه المقالة، قمنا بإجراء جميع التجارب مع الفئران الذكور، كما تتأثر السلوكيات العاطفية والمعرفية من الدورة الشهرية في الفئران الإناث42،43،44. وعلاوة على ذلك، فإن القوارض الأنثوية أكثر عرضة نسبيا للاضطرابات المتصلة بالإجهاد، مثل الاكتئاب. لذلك، إذا كان المُجرِّب يريد استخدام فئران أنثى، فينبغي تأكيد النقطة الزمنية للتحريض السلوكي الشبيه بالاكتئاب، كما ينبغي تعديل بروتوكول رابطة الدول المستقلة. وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي أن يسمح لجميع الفئران فترة من السكن إلى الظرف الجديد، والتجرب يجب تجنب إضافة الحيوانات الجديدة إلى غرفة الاختبار خلال التجربة، لأن الفئران قد تشعر حاسة الشم الجديدة والعظة بالموجات فوق الصوتية خلال التجربة . عندما يقوم المُجرِّب بنقل الفئران إلى طابق آخر أو مسافة طويلة، فمن الضروري تغطية قفص التكاثر بقطعة من القماش الأسود. وأخيرا، فإن العمر عامل هام في تحديد مدى الاستجابة والتعافي للإجهاد45. ركزنا على مسببات MDD في مرحلة المراهقة - تم استخدام الفئران البالغة من العمر 8 أسابيع طوال التجربة. وينبغي للتجربين أن ينظروا فيما إذا كانت العوامل المذكورة أعلاه قد تؤثر على النتائج عند تصميم رابطة الدول المستقلة.

للتحقق من صحة تحريض رابطة الدول المستقلة، ينبغي إجراء الاختبارات التي تشير إلى الاكتئاب، مثل قياس وزن الجسم وتناول الطعام، TST، واللجنة الفرعية لمنع التعذيب، وينبغي التحقيق في مؤشر الإجهاد الفسيولوجي، مثل التغيرات في الكورتيكوستيستيرون،9، 46 , 47-ومع ذلك، فإن طريقة TST المطبقة في هذه التجربة غير مستحسنة في الجرذان لأن الجرذان ثقيلة جداً بحيث لا يمكن دعمها بذيولها. في مثل هذه الحالات، يجب استبدال TST بالسباحة القسري أو الاختبارات الميدانية المفتوحة39،48. في هذه التجربة، كان الاعتبار الرئيسي هو حجم مربع التعليق. باستخدام شريط السيلوفان لاصقة، تم تعليق ذيل الماوس على شريط أفقي يقع في منتصف المربع على السقف. لذلك، يجب أن يكون المربع كبيرًا بما يكفي لمنع الماوس من الاتصال بالجدار أثناء التجربة. تشير اللجنة الفرعية لمنع التعذيب، وهي مؤشر على أنهيدونيا، إلى اضطراب عاطفي مثل الاكتئاب. في التجربة الحالية ، تم تقييم اهتمام الفئران في مشروب حلو باستخدام السكروز.

من أجل الحث على السلوك مثل الاكتئاب، قمنا بتعديل تقنية ضبط النفس من نموذج CMS لإنشاء رابطة الدول المستقلة، والتي هي تقنية مبسطة واستنساخ للغاية لإجراء تجارب في الاكتئاب. ومع ذلك، فباستخدام رابطة الدول المستقلة كنموذج متكرر لضبط النفس، هناك احتمال أن تتكيف الحيوانات التجريبية مع رابطة الدول المستقلة وتصبح غير حساسة لها. وبالإضافة إلى ذلك، قد لا تكون اختبارات الحركة مناسبة لأن ضبط النفس لفترات طويلة يمكن أن يؤثر على حركة الحيوانات. ولذلك، فإن إنشاء نقطة محددة من وقت ضبط النفس في يوم واحد وأيام متتالية من المهم للحد من العوامل الأخرى باستثناء الاكتئاب. وبالإضافة إلى ذلك، فمن الضروري إجراء الاختبار السلوكي والفسيولوجي للتحقق من تحريض الاكتئاب بعد التعرض لرابطة الدول المستقلة.

في الختام، على الرغم من الاهتمام المتزايد للباحثين في الاكتئاب، فإنه لا يزال من الصعب تحديد منهجي للآلية المرضية، والتي يمكن أن تعزى إلى الفيزيولوجيا المرضية المتنوعة والمعقدة للاكتئاب. وبالتالي، فإن النماذج الحيوانية المبسطة للحث على الاكتئاب، مثل رابطة الدول المستقلة، قد توفر أدلة هامة لإنشاء آلية الحث على الاكتئاب وتقترح منصة تجريبية جيدة للحصول على إجابات علاجية لمثل هذه المشكلة العقلية المعقدة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

وليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.

Acknowledgments

وقد تم دعم هذا البحث من قبل برنامج بحوث العلوم الأساسية من خلال المؤسسة الوطنية للبحوث الكورية (NRF) الممولة من وزارة التعليم (NRF-2015R1A5A2008833 و NRF-2016R1D1A3B03934279) ومنحة معهد العلوم الصحية (IHS) ومنحة من معهد العلوم الصحية (IHS) غنو-2016-02) في جامعة جيونغسانغ الوطنية.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1 ml disposable syringes Sungshim Medical P000CFDO
Balance A&D Company FX-2000i
Ball nozzle Jeung Do B&P JD-C-88
CCTV camera KOCOM KCB-381
Corticosterone ELISA kits Cayman Chemical
Digital lux meter TES TES-1330A
Ethovision XT 7.1 Noldus Information Technology
Isoflurane HANA PHARM CO., LTD. Ifran solution
Mice Koatech C57BL/6 strain
Restrainer Dae-jong Instrument Industry DJ-428
Saccharose (sucrose) DAEJUNG 7501-4400
Small animal isoflurane anaesthetic system Summit
Acrylic bar The apparatus was made in the lab for TST test
Tail suspension box The apparatus was made in the lab
Timer Electronics Tomorrow TL-2530
Water bottle Jeung Do B&P JD-C-79

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ferrari, A. J., et al. Burden of Depressive Disorders by Country, Sex, Age, and Year: Findings from the Global Burden of Disease Study 2010. PLoS Medicine. 10 (11), (2013).
  2. Trivedi, M. H., et al. Evaluation of outcomes with citalopram for depression using measurement-based care in STAR*D: implications for clinical practice. The American Journal of Psychiatry. 163 (1), 28-40 (2006).
  3. Gartlehner, G., et al. Second-Generation Antidepressants in the Pharmacologic Treatment of Adult Depression: An Update of the 2007 Comparative Effectiveness Review. Second-Generation Antidepressants in the Pharmacologic Treatment of Adult Depression: An Update of the 2007 Comparative Effectiveness Review. [Internet]. , http://www.Diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2%3A810275&dswid=-7243 (2011).
  4. Checkley, S. The neuroendocrinology of depression and chronic stress. British Medical Bulletin. 52 (3), 597-617 (1996).
  5. Parker, K. J., Schatzberg, A. F., Lyons, D. M. Neuroendocrine aspects of hypercortisolism in major depression. Hormones and Behavior. 43 (1), 60-66 (2003).
  6. de Kloet, E. R., Joels, M., Holsboer, F. Stress and the brain: from adaptation to disease. Nature Reviews Neuroscience. 6 (6), 463-475 (2005).
  7. McEwen, B. S. Central effects of stress hormones in health and disease: Understanding the protective and damaging effects of stress and stress mediators. European Journal of Pharmacology. 583 (2-3), 174-185 (2008).
  8. Chiba, S., et al. Chronic restraint stress causes anxiety- and depression-like behaviors, downregulates glucocorticoid receptor expression, and attenuates glutamate release induced by brain-derived neurotrophic factor in the prefrontal cortex. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 39 (1), 112-119 (2012).
  9. Son, H., et al. Glutamine has antidepressive effects through increments of glutamate and glutamine levels and glutamatergic activity in the medial prefrontal cortex. Neuropharmacology. 143, 143-152 (2018).
  10. Gregus, A., Wintink, A. J., Davis, A. C., Kalynchuk, L. E. Effect of repeated corticosterone injections and restraint stress on anxiety and depression-like behavior in male rats. Behavioural Brain Research. 156 (1), 105-114 (2005).
  11. Woolley, C. S., Gould, E., McEwen, B. S. Exposure to excess glucocorticoids alters dendritic morphology of adult hippocampal pyramidal neurons. Brain Research. 531 (1-2), 225-231 (1990).
  12. Diorio, D., Viau, V., Meaney, M. J. The role of the medial prefrontal cortex (cingulate gyrus) in the regulation of hypothalamic-pituitary-adrenal responses to stress. The Journal of Neuroscience. 13 (9), 3839-3847 (1993).
  13. Figueiredo, H. F., Bruestle, A., Bodie, B., Dolgas, C. M., Herman, J. P. The medial prefrontal cortex differentially regulates stress-induced c-fos expression in the forebrain depending on type of stressor. European Journal of Neuroscience. 18 (8), 2357-2364 (2003).
  14. Katz, R. J. Animal model of depression: Effects of electroconvulsive shock therapy. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 5 (2), 273-277 (1981).
  15. Willner, P., Towell, A., Sampson, D., Sophokleous, S., Muscat, R. Reduction of sucrose preference by chronic unpredictable mild stress, and its restoration by a tricyclic antidepressant. Psychopharmacology. 93 (3), 358-364 (1987).
  16. Slattery, D. A., Cryan, J. F. Modelling depression in animals: at the interface of reward and stress pathways. Psychopharmacology. 234 (9-10), 1451-1465 (2017).
  17. Joo, Y., et al. Chronic immobilization stress induces anxiety- and depression-like behaviors and decreases transthyretin in the mouse cortex. Neuroscience Letters. 461 (2), 121-125 (2009).
  18. Jung, S., et al. Decreased expression of extracellular matrix proteins and trophic factors in the amygdala complex of depressed mice after chronic immobilization stress. BMC Neuroscience. 13 (1), (2012).
  19. Seo, J. S., et al. NADPH Oxidase Mediates Depressive Behavior Induced by Chronic Stress in Mice. Journal of Neuroscience. 32 (28), 9690-9699 (2012).
  20. Seo, J. S., et al. Cellular and molecular basis for stress-induced depression. Molecular Psychiatry. 22 (10), 1440-1447 (2016).
  21. Bowman, R. E., Zrull, M. C., Luine, V. N. Chronic restraint stress enhances radial arm maze performance in female rats. Brain Research. 904 (2), 279-289 (2001).
  22. McLaughlin, K. J., Baran, S. E., Wright, R. L., Conrad, C. D. Chronic stress enhances spatial memory in ovariectomized female rats despite CA3 dendritic retraction: Possible involvement of CA1 neurons. Neuroscience. 135 (4), 1045-1054 (2005).
  23. Qin, M., Xia, Z., Huang, T., Smith, C. B. Effects of chronic immobilization stress on anxiety-like behavior and basolateral amygdala morphology in Fmr1 knockout mice. Neuroscience. 194, 282-290 (2011).
  24. Popoli, M., Yan, Z., McEwen, B. S., Sanacora, G. The stressed synapse: The impact of stress and glucocorticoids on glutamate transmission. Nature Reviews Neuroscience. 13 (1), 22-37 (2012).
  25. Bourke, C. H., Neigh, G. N. Behavioral effects of chronic adolescent stress are sustained and sexually dimorphic. Hormones and Behavior. 60 (1), 112-120 (2011).
  26. Eiland, L., Ramroop, J., Hill, M. N., Manley, J., McEwen, B. S. Chronic juvenile stress produces corticolimbic dendritic architectural remodeling and modulates emotional behavior in male and female rats. Psychoneuroendocrinology. 37 (1), 39-47 (2012).
  27. Sun, L., et al. Effects of Hint1 deficiency on emotional-like behaviors in mice under chronic immobilization stress. Brain and Behavior. 7 (10), 1-11 (2017).
  28. Kim, K. S., Han, P. L. Optimization of chronic stress paradigms using anxiety-and depression-like behavioral parameters. Journal of Neuroscience Research. 83 (3), 497-507 (2006).
  29. Kim, G., et al. The GABAB receptor associates with regulators of G-protein signaling 4 protein in the mouse prefrontal cortex and hypothalamus. BMB Reports. 47 (6), (2014).
  30. Jangra, A., et al. Honokiol abrogates chronic restraint stress-induced cognitive impairment and depressive-like behaviour by blocking endoplasmic reticulum stress in the hippocampus of mice. European Journal of Pharmacology. 770, 25-32 (2016).
  31. Hurley, L. L., Akinfiresoye, L., Kalejaiye, O., Tizabi, Y. Antidepressant effects of resveratrol in an animal model of depression. Behavioural Brain Research. 268 (5), 1-7 (2014).
  32. Gottesman, I. I., Gould, T. D. The endophenotype concept in psychiatry: etymology and strategic intentions. The American Journal of Psychiatry. 160 (4), 636-645 (2003).
  33. Cryan, J. F., Mombereau, C. In search of a depressed mouse: Utility of models for studying depression-related behavior in genetically modified mice. Molecular Psychiatry. 9 (4), 326-357 (2004).
  34. Son, H., Jung, S., Shin, J., Kang, M., Kim, H. Anti-Stress and Anti-Depressive Effects of Spinach Extracts on a Chronic Stress-Induced Depression Mouse Model through Lowering Blood Corticosterone and Increasing Brain Glutamate and Glutamine Levels. Journal of Clinical Medicine. 7 (11), 406 (2018).
  35. Crowley, J. J., Blendy, J. A., Lucki, I. Strain-dependent antidepressant-like effects of citalopram in the mouse tail suspension test. Psychopharmacology. 183 (2), 257-264 (2005).
  36. Ripoll, N., David, D. J. P., Dailly, E., Hascoët, M., Bourin, M. Antidepressant-like effects in various mice strains in the tail suspension test. Behavioural Brain Research. 143 (2), 193-200 (2003).
  37. Mayorga, A. J., Lucki, I. Limitations on the use of the C57BL/6 mouse in the tail suspension test. Psychopharmacology. 155 (1), 110-112 (2001).
  38. Cryan, J. F., Mombereau, C., Vassout, A. The tail suspension test as a model for assessing antidepressant activity: review of pharmacological and genetic studies in mice. Neurosci Biobehav Rev. 29 (4-5), 571-625 (2005).
  39. Can, A., Dao, D. T., Terrillion, C. E., Piantadosi, S. C., Bhat, S., Gould, T. D. The Tail Suspension Test. Journal of Visualized Experiments. (58), 2-7 (2011).
  40. Weiss, I. C., Pryce, C. R., Jongen-Rêlo, A. L., Nanz-Bahr, N. I., Feldon, J. Effect of social isolation on stress-related behavioural and neuroendocrine state in the rat. Behavioural Brain Research. 152 (2), 279-295 (2004).
  41. Hilakivi, L. A., Ota, M., Lister, R. Effect of isolation on brain monoamines and the behavior of mice in tests of exploration, locomotion, anxiety and behavioral “despair.”. Pharmacology, Biochemistry and Behavior. 33 (2), 371-374 (1989).
  42. Dalla, C., Pitychoutis, P. M., Kokras, N., Papadopoulou-Daifoti, Z. Sex differences in response to stress and expression of depressive-like behaviours in the rat. Current Topics In Behavioral Neurosciences. 8 (2), 97-118 (2011).
  43. Bangasser, D. A., Valentino, R. J. Sex differences in stress-related psychiatric disorders: Neurobiological perspectives. Frontiers in Neuroendocrinology. 35 (3), 303-319 (2014).
  44. Palanza, P. Animal models of anxiety and depression: How are females different? Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 25 (3), 219-233 (2001).
  45. Novais, A., Monteiro, S., Roque, S., Correia-Neves, M., Sousa, N. How age, sex and genotype shape the stress response. Neurobiology of Stress. 6, 44-56 (2017).
  46. Kim, J. G., Jung, H. S., Kim, K. J., Min, S. S., Yoon, B. J. Basal blood corticosterone level is correlated with susceptibility to chronic restraint stress in mice. Neuroscience Letters. 555, 137-142 (2013).
  47. Jeong, J. Y., Lee, D. H., Kang, S. S. Effects of Chronic Restraint Stress on Body Weight, Food Intake, and Hypothalamic Gene Expressions in Mice. Endocrinology and Metabolism. 28 (4), 288 (2013).
  48. Gould, T. D., Dao, D. T., Kovacsics, C. E. Mood and anxiety related phenotypes in mice: characterization using behavioral tests. , Human Press. New York, NY. (2009).

Tags

السلوك العدد 147 علم الأعصاب نموذج الحيوان الاكتئاب الإجهاد الجمود المزمن اختبار تعليق الذيل اختبار تفضيل السكروز الكورتيكوستيستيرون C57BL/6 سلالة
بروتوكول الإجهاد تجميد المزمن لتحفيز السلوك مثل الاكتئاب في الفئران
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Son, H., Yang, J. H., Kim, H. J.,… More

Son, H., Yang, J. H., Kim, H. J., Lee, D. K. A Chronic Immobilization Stress Protocol for Inducing Depression-Like Behavior in Mice. J. Vis. Exp. (147), e59546, doi:10.3791/59546 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter