En kronisk immobilisering stress protokol for inducerende depression-lignende adfærd i mus

Summary

Denne artikel indeholder en forenklet og standardiseret protokol til induktion af depressiv-lignende adfærd i kronisk immobiliseret mus ved hjælp af en fastholdelses. Desuden, adfærd og fysiologiske teknikker til at kontrollere induktion af depression forklares.

Abstract

Depression er endnu ikke fuldt forstået, men forskellige årsagsfaktorer er blevet rapporteret. For nylig, forekomsten af depression er steget. Men, terapeutiske behandlinger for depression eller forskning på depression er knappe. Således i det foreliggende papir, foreslår vi en musemodel af depression induceret af bevægelse restriktion. Kronisk mild stress (CMS) er en velkendt teknik til at fremkalde depressiv-lignende adfærd. Det nødvendiggør imidlertid en kompleks procedure, der består af en kombination af forskellige milde belastninger. I modsætning hertil er kronisk immobiliserings stress (CIS) en let tilgængelig kronisk stress model, modificeret fra en fastholdelses model, der inducerer depressiv adfærd ved at begrænse bevægelse ved hjælp af en fastholdelses i en vis periode. For at evaluere depressiv-lignende adfærd, den saccharose præference test (SPT), hale suspension test (TST), og ELISA assay til at måle stress markør kortikosterone niveauer kombineres i det nuværende eksperiment. De beskrevne protokoller illustrerer induktion af CIS og evaluering af ændringer i adfærd og fysiologiske faktorer for validering af depression.

Introduction

Major depressive Disorder (MDD) er den førende årsag til psykisk handicap på verdensplan, med en incidens, der er stigende hurtigere end forventet. I 2001, Verdenssundhedsorganisationen forudsagde, at MDD ville være den næstmest almindeligt forekommende sygdom i verden af 2020. Men, det var allerede den næstmest almindeligt i 2013¹. Desuden, nuværende antidepressiva har mange begrænsninger, herunder forsinket effektivitet, Drug resistens, tilbagefald, og forskellige bivirkninger^2,3. Forskerne skal derfor udvikle mere effektive antidepressiva. Men den tvetydige Patofysiologi af MDD udgør en hindring for udviklingen af nye antidepressiva.

Langsigtet stress er den vigtigste risikofaktor for MDD. Det kan fremkalde dysfunktion i hypothalamus-hypofyse-adrenal (hPa) akse, som også er relateret til MDD ætiologi^4,5. Som tidligere beskrevet spiller hPa-aksen en afgørende rolle i stress-induceret psykiatrisk Patofysiologi, herunder depression og angstlidelser ved at øge kortikosterone niveauer^{6,7,8, 9}. mange dyremodeller har været baseret på vedvarende aktivering af hPa-aksen, som observeres hos patienter med MDD⁴. Desuden, høje glukokortikoider induceret af kronisk stress og subkutant injiceres glukokortikoider forårsage depressiv adfærd sammen med neurale celledød, atrofi af neuronal processer, og reduceret voksne neurogenese i hjernen af gnavere^{10 , 11}. en anden vigtig hjerne område forbundet med depression er den mediale præfrontale cortex (mpfc). Den mpfc spiller en afgørende rolle i at kontrollere hjernens subregioner, såsom hypothalamus og amygdala, at kontrollere følelsesmæssige adfærd og stress svar^8,9. For eksempel, læsioner i dorsale mpfc induceret hPa akse dysfunktion og øget kortikosteron sekretion på grund af tilbageholdenhed stress^12,13. En nylig undersøgelse viste også, at gentagen tilbageholdenhed stress øget kortikosterone niveauer, som kunne reduceres ved glutamin tilskud via glutamat-glutamin cyklus mellem neuroner og astrocyt i mPFC⁹.

Den første kroniske stress paradigme bruges til at studere ætiologi af MDD blev foreslået af Katz¹⁴. Willner et al. derefter foreslået en kronisk mild stress (CMS) model baseret på resultaterne af Katz. De bekræftede, at modellen havde prædiktiv gyldighed ved at observere, at antidepressiva restaureret CMS-induceret anhedonic-lignende adfærd^15,16. Typisk består CMS-modellen af en kombination af forskellige milde belastninger, såsom mild støj, bur vippe, vådt sengetøj, ændrede lys-mørke cyklusser, bur ryster, tvungen svømning, og sociale nederlag. CMS-modellen udnyttes i vid udstrækning af forskere; men denne model er af dårlig replikbarhed, og tid-og energi-ineffektive. Derfor er der en stigende efterspørgsel efter en standardiseret og forenklet protokol for induktion af depressiv-lignende adfærd og fysiologiske analyse til at evaluere depression. Sammenlignet med CMS-modellen, den kroniske immobilisering stress (CIS; også kendt som kronisk tilbageholdenhed stress) model er enklere og mere effektiv; Derfor kan CIS-modellen anvendes i vid udstrækning i kroniske stressundersøgelser¹⁷,^{18,19,20,21,22,23, 24}. Desuden kan CIS anvendes i både mandlige og hunmus til at udvikle depressiv adfærd^25,26. Under CIS, dyr er placeret i en krop-fit størrelse cylinder til 1-8 timer om dagen for 2 eller 4 uger^9,27,28. Af disse, tilbageholdenhed stress betingelse for 2 timer om dagen for 2 uger er tilstrækkelig til at forårsage depressiv adfærd med minimal smerte i mus^9,28. Under fastholdelses betingelser blev blod kortikosterone-niveauerne hurtigt forhøjet^9,28,29. Flere undersøgelser har vist, at CIS-modellen har forudsigende gyldighed, hvilket bekræfter, at CIS-induceret depressive-lignende symptomer er genoprettet ved antidepressiva^19,20,30,31. Heri, vi rapporterer de detaljerede procedurer af CIS, samt nogle adfærdsmæssige og fysiologiske resultater efter CIS i mus.

Protocol

Alle forsøgsprotokoller og dyrepleje blev gennemført i henhold til retningslinjerne fra universitetets dyrepleje Komité for dyreforskning på Gyeongsang National University (GLA-100917-M0093). 1. materialer Mus Brug mænd af C57BL/6 stamme baggrund vejning 22 – 24 g ved postnatal uge 7. Habituate i yngle rummet i 1 uge før forsøgene.Bemærk: alle mus blev købt fra et laboratorium animalsk selskab. House mus individuelt i en temperaturkontrolleret vivari…

Representative Results

I det repræsentative eksperiment blev alle data hentet fra 6-8 mus pr. gruppe. Repræsentative materialer og metoden til frivilligt at indsætte musen i fastholdelses er vist i figur 1. For at udføre den adfærdsmæssige test og blodprøvetagning efter CIS-induktion blev mus underkastet den eksperimentelle procedure som opsummeret i figur 2a. Som vist i figur 2 og figur 3in…

Discussion

Kompleksiteten af hjernen og heterogeniteten af MDD gør det udfordrende at skabe dyremodeller, der fuldstændig gengiver betingelsen. Mange forskere har overvundet denne vanskelighed ved hjælp af en endophenotype-baseret tilgang³², hvor anhedonia (manglende interesse i at belønne stimuli) og fortvivlelse betragtes evolutionært bevaret og kvantificerbare adfærd i dyremodeller, som også ses hos patienter med depression³³. I det foreliggende dokument har vi fremlagt en m…

Materials

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