Waiting
Login processing...

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

Behavior

Kronisk stress shifts indsats-relaterede valg adfærd i en Y-Maze Barrier Opgave i Mus

Published: August 13, 2020 doi: 10.3791/61548
Automatic Translation
1,2, 1, 1,2
1Department of Psychology, Behavioral and Systems Neuroscience Area, The State University of New Jersey, 2Graduate Program in Neuroscience, Rutgers, The State University of New Jersey

Summary

Den Y-labyrint barriere opgave er en adfærd test, der undersøger motivation til at forbruge indsats for belønning. Her diskuterer vi test af flere velvaliderede kroniske stressfaktorer, herunder kronisk corticosteron og social nederlag stress med denne adfærd, samt den nye kroniske ikke-diskriminerende sociale nederlag stress (CNSDS), som er effektiv hos kvinder.

Abstract

Humørsvingninger, herunder svær depressiv lidelse, kan udfældes af kronisk stress. Y-labyrint barriere opgave er en indsats-relaterede valg test, der måler motivation til at forbruge indsats og opnå belønning. Hos mus påvirker kronisk stresseksponering i høj grad motivationen til at arbejde for en højere værdibelønning, når en mindre værdibelønning er frit tilgængelig sammenlignet med ustressede mus. Her beskriver vi den kroniske corticosterone administration paradigme, som producerer et skift i anstrengende reagerer i Y-labyrint barriere opgave. I Y-labyrinten opgave, den ene arm indeholder 4 fødevarer pellets, mens den anden arm indeholder kun 2 pellets. Efter mus lærer at vælge den høje belønning arm, barrierer med gradvist stigende højde er derefter indført i den høje belønning arm over flere test sessioner. Desværre, de fleste kroniske stress paradigmer (herunder corticosterone og sociale nederlag) blev udviklet i mandlige mus og er mindre effektive i kvindelige mus. Derfor diskuterer vi også kronisk ikke-diskriminerende social nederlag stress (CNSDS), en stress paradigme vi udviklet, der er effektiv i både mandlige og kvindelige mus. Gentage resultater med flere forskellige kroniske stressfaktorer i mandlige og kvindelige mus kombineret med øget brug af translationelt relevante adfærdsopgaver vil bidrage til at fremme forståelsen af, hvordan kronisk stress kan udløse affektive sindslidelser.

Introduction

Humørsvingninger som depression og angst er meget udbredt i dagens samfund. Årtiers arbejde har løbende søgt efter forbedrede behandlinger og relevante gnavere modeller til at studere disse komplekse lidelser1. Kronisk stress er en medvirkende faktor for affektive sindslidelser som depression2. Derfor kronisk stress paradigmer såsom kronisk social nederlag stress (SDS) og kronisk kortikosteron administration (CORT) blev udviklet i mandlige mus og er nu meget udbredt til at vurdere de neurobiologiske og adfærdsmæssige virkninger af kronisk stress eksponering. De mest udbredte adfærdsmæssige tests til vurdering af kroniske stresseffekter omfatter opgaver forbundet med undgåelse adfærd, såsom forhøjet plus labyrint, åbent felt, og nyhed undertrykt fodring, eller med antidepressiv effekt, såsom tvungen svømme test. Men disse adfærdsmønstre hos gnavere velsagtens mangler ansigt og, endnu vigtigere, prædiktiv gyldighed og translationel relevans for menneskelige lidelser såsom depression.

En populær kronisk stress paradigme, kronisk uforudsigelig mild stress (CUMS), er blevet valideret i udstrakt grad ved hjælp af adfærd såsom saccharose præference3. CUMS reducerer præferencen for en 1 % saccharoseopløsning sammenlignet med vand og fortolkes historisk som anhedonia-relateret adfærd4,5. Denne reduktion i saccharosepræference er dog ikke observeret hos mennesker med svær depressiv lidelse6,7. Desuden er saccharose præference ikke giver mulighed for undersøgelse af anstrengende belønning motivation.

For nylig har nogle forskning flyttet fokus til andre adfærdsmønstre forbundet med motivation og belønning8,9. Disse opgaver har lovende translationel værdi, fordi relativt lignende adfærd vurderinger kan udføres i både mennesker og gnavere. Her beskriver vi CORT og SDS paradigmer og deres virkninger i en Y-labyrint barriere adfærdsmæssige opgave, der måler motivation til at udøve indsats for belønning. Vi diskuterer derefter et nyt kronisk stressparadigme, som vi udviklede, kronisk ikke-diskriminerende stress for socialt nederlag (CNSDS), som er effektivt hos både han- og hunmus.

Kronisk corticosterone administration (CORT) er et paradigme designet til at efterligne kronisk stress uden faktiske stress eksponeringer. Aktivering af hypothalamus-hypofyse-binyreakse ved stress resulterer i endogen frigivelse af binyresteroid cortisol hos mennesker10,,11,,12 og corticosteron i mus13,14. Levering af kortikosteron gennem drikkevandet af voksne mandlige mus i mindst 4 uger resulterer i maladaptive adfærdsmæssige reaktioner i undgåelse opgaver såsom åbent felt, forhøjet plus labyrint, og nyhed undertrykt fodring10,,11,,12,13,14,15,16. Interessant, CORT påvirker også belønning behandling i instrumentale opgaver16,17,18,19. CORT paradigme beskrevet her producerer en konsekvent serum koncentration på under 100 ng / ml CORT, hvilket er mere end fem gange mindre end den, der produceres af en akut stressor såsom tvungen svømme15. Derfor er det usandsynligt, at kronisk ADMINISTRATION AF CORT vil forårsage hypercortisolemia. Mens kronisk CORT kun er effektiv i mandlige mus20, vi for nylig vist, at det producerer en robust skift i anstrengende reagerer i Y-labyrint barriere opgave21. Så meget som vi ved, dette var en af de første undersøgelser til at undersøge virkningerne af kronisk stress på en indsats-relaterede valg adfærd i mandlige mus21. En tidligere undersøgelse viste først virkningen af akut tilbageholdenhedsstress på indsatsbaseret beslutningstagning hos rotter22. I indsats-relaterede valg adfærd, et dyr vælger at enten udøve indsats for en høj værdi belønning eller acceptere en lavere værdi belønning, der er mere frit tilgængelige. Hos mennesker, indsats-udgifter til belønninger opgave (EEfRT), er et computerspil udviklet til at være analog med indsats-relaterede valg opgaver i mus23. Depression resulterer i maladaptive reaktioner i EEfRT (nedsat sandsynlighed for at vælge hårde opgaver for høj værdi belønninger). Derfor er indsatsrelaterede valgopgaver hos gnavere særligt interessante på grund af deres translationelle relevans.

Kronisk social nederlag stress (SDS) er en af de mere udbredte prækliniske stress modeller i mandlige mus. Det er en 10-dages protokol, hvor store, aggressive pensionerede opdrætter CD-1 hanner angreb eksperimentelle mus, typisk C57BL/6J, i 5 min daglige sessioner24. Dette producerer en robust maladaptive adfærdsmæssige fænotype i en delmængde af eksperimentelle mus. En social interaktion test bruges til at stratificere mus i modstandsdygtige eller modtagelige populationer til nederlag stress, og flere undersøgelser har brugt denne unikke egenskab ved SDS at sonde de molekylære og neurale kredsløb mekanismer underliggende stress afhængighed og modtagelighed. Her beskriver vi detaljerne i CORT paradigme og dens gennemførelse for Y-labyrint barriere adfærdsmæssige opgave. Vi diskuterer også SDS effekter i Y-labyrint barriere opgave. Den Y-labyrint barriere opgave er baseret på T-labyrint barriere opgave, som primært anvendes i rotter til at måle motivation til at forbruge indsats for høj eller lav belønninger til stede i de to arme af labyrinten8,9,25. Denne opgave er også blevet gennemført for at studere anstrengende reagerer i mus administreret koffein eller dopamin antagonister i mus26. Gnavere kan enten forbruge en større indsats ved at klatre barrierer gradvist stigende højde i den ene arm af labyrinten for en højere belønning værdi, typisk 4 belønning pellets, eller forbruge betydeligt mindre indsats i den anden arm af labyrinten til at modtage kun 2 belønning pellets9. 10-dages sociale nederlag paradigmer producere en robust maladaptive fænotype i modtagelige mus, der varer ca 30 dage, så vi ændrede Y-labyrint barriere opgave til hurtigere at træne og teste dyr for at fuldføre alle eksperimenter inden for denne 30-dages tidsramme24. Derfor, her har vi også detaljer en Y-labyrint barriere adfærdsmæssige opgave protokol, der indeholder kondenserede træningssessioner og enkelt barriere test sessioner til at måle motivation til at forbruge indsats for belønning i kronisk stress-eksponerede mus.

Desværre, både kronisk kortikosteron og kronisk social nederlag stress blev udviklet i mandlige mus og er mindre effektive i kvindelige mus. Dette er meget problematisk, da kvinder er mere tilbøjelige end mænd til at blive diagnosticeret med affektive sindslidelser såsom depression1. Smarte tilpasninger til SDS har tilladt brug i hunmus, men kræver vanskelige operationer eller kedeligurinopsamling 26,27. Vi har for nylig beskrevet en simpel ændring af SDS paradigme, kaldet kronisk ikke-diskriminerende sociale nederlag stress (CNSDS). CNSDS giver mulighed for modtagelig og modstandsdygtig lagdeling af både forsøgsmus oghunmus 28. Både kvindelige og mandlige modtagelige mus udsat for CNSDS viser øget undgåelse af åbne arme i forhøjet plus labyrint og af centrum i åbent felt og vise øget ventetid at spise i nyhed-undertrykt fodring. CNSDS også er mere effektiv end andre ændringer af SDS, som begge køn er kombineret i nederlag sessioner. Dette resulterer i et øget udbytte af eksperimentelle mus uden en tilhørende stigning i tid og kræfter, der kræves for at fuldføre protokollen. Derfor afslutter vi dette manuskript med en dybdegående præsentation af dette nyligt udviklede kroniske stressparadigme.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Disse forsøg blev udført i overensstemmelse med NIH laboratorium dyrepleje retningslinjer og godkendt af Rutgers University Institutional Animal Care and Use Committee.

1. Kronisk kortikosteron (CORT)

  1. Tilfældigt tildele mus til behandlingsgrupper. Tilfældigt opdele voksne mandlige C57BL/6J mus i Køretøj og Corticosterone (CORT) grupper.
    1. Hus køretøj mus i forskellige bure, og CORT mus i andre, som deres behandling leveres via burets vandflaske.
    2. Mærk særlige vandkort til at placere i buret, der meddeler dyrepleje personale, at vandflasker indeholder løsninger, der er nødvendige for forsøget.
  2. Lav en køretøjsopløsning ved at opløse 3,375 g betacyklære i 750 ml vand fra hanen i en størrelse 1 L skrue-top glasbeholder.
    1. Fyld køretøjet bur vandflasker med denne løsning. Sørg for, at flasken ikke lækker for at måle væskeforbruget.
    2. Mærl beholderen og opbevar ved stuetemperatur på hylden i laboratoriet. Brug køretøjets opløsning til at fylde burflasker i ca. 1 uge.
    3. Genopfyld bilflasker hele ugen. Genopfyld burflasker 1x-2x i løbet af ugen efter behov. Skift til en frisk flaske 1x om ugen enten i begyndelsen eller slutningen af ugen.
      BEMÆRK: Efter en uge begynder betacykloptrinet at belægge indersiden af vandflasken og gør opløsningen uklar.
    4. Overvåg mængden af væske, der forbruges to gange om ugen, og optag. Afvej hver af de respektive flasker og optag, pas på ikke at spilde væske. Genopfyld og returnere hver flaske.
      BEMÆRK: Et bur på 5 mus vil drikke 80-120 ml væske på 3-4 dage.
  3. Gør CORT-opløsningen ved først at opløse 3,375 g beta-cyclodextrin i 750 ml vand fra hanen i en størrelse 1 L skrue-top glasbeholder. Derefter tilsættes 26.25 mg corticosterone.
    1. Sonikere CORT opløsning til at opløse CORT i vandet. Anbring beholderen i et ultralydsrenservandbad. Sonikere ved 40 kHz i ca. 30 min eller indtil corticosteron opløses, og væsken ser klar ud.
      BEMÆRK: Ultralydhomogenisatorer (tip-stil) er også effektive til at opløse CORT.
    2. Fyld vandflasker til alle CORT bure med opløsning. Label container og opbevare ved stuetemperatur på hylden i laboratoriet. CORT opløsning kan bruges til at fylde bur flasker i ca 1 uge.
      BEMÆRK: Brug brune glasvandflasker eller uigennemsigtige plastflasker, da CORT er lysfølsom.
    3. Overvåg mængden af væske, der forbruges to gange om ugen, og optag. Afvej alle køretøjer og CORT mus ugentligt for at sammenligne den væske, der forbruges til vægten af mus i hvert bur.
    4. Hvis du vil bestemme mængden af forbrugte væske (ml/g/dag), skal du bruge følgende ligning:
      (Volumen bur drak i de seneste 3-4 dage) / (Gennemsnitlig kropsvægt af mus i buret) X antal dage siden Køretøj eller CORT flaske er blevet fyldt igen)
      BEMÆRK: Et gennemsnitligt bur på n =5 voksne mandlige C57BL/6J mus vil forbruge i gennemsnit 0,25 – 0,30 mg/g/dag, som typisk forbliver konsekvent gennem ad libitum og fødevare-berøvet perioder. Disse koncentrationer resulterer i omtrentlige doser på 24 mg/kg/dag beta-cyclodextrin og 9,5 mg/kg/dag CORT15,,16.
  4. Social Nederlag Stress (SDS)
    1. Brug standard sociale nederlag stress protokoller som beskrevet i dybden andetsteds24,29.
  5. Y-Maze barriere opgave
    1. Mad afsavn for Y-labyrint barriere opgave
      1. Dagen efter afslutningen af den sociale interaktion test, vejer alle Control og Eksperimentel mus. Dette vil være deres fri-fodring kropsvægt.
        BEMÆRK: Heri bruger vi "Control" og "Experimental" til at henvise til både SDS Control og SDS Experimental mus, samt til køretøj og CORT-administrerede mus i de respektive SDS og CORT paradigmer.
      2. Til mad fratage mus, kun fjerne lab chow fra C57BL/6J side af hvert bur.
      3. Afvej alle mus, samt mængden af lab chow, der vil blive givet dagligt, for at korrekt opretholde kropsvægt på ca 90% af fri-fodring vægt under hele test.
        BEMÆRK: Mængden af mad, der leveres i hjemmet bur af hver mus eller mus vil afhænge af svingende kropsvægt og mængden af belønning pellets forbruges i hver dag af uddannelse eller test i Y-labyrint.
      4. Etablere kendskab til belønningpiller. Dump en lille scoopful af 20 mg korn-baserede fødevarer pellets (Bio-Serv) i hjemmet bur. Dette vil etablere sig fortroligt med pellets og motivere musene til at forbruge dem i Y-labyrinten i habituating og indledende træningssessioner.
  6. Y-labyrint apparater
    1. Konstruere en Y-labyrint struktur af uigennemsigtig hvid 3/16 "bredde Plexiglas, med tre arme måler 26 cm i længden, 20 cm i højden, og 7 cm i bredden.
    2. Brug skilledele, der glider mellem slots i Y-labyrinten for at give en forsker mulighed for at lukke startboksen, hvor musene oprindeligt er placeret, eller til at indeholde musen i begge arme, når de har valgt og indtastet venstre eller højre arme af Y-labyrinten.
    3. Skab flere 10, 15 og 20 cm høje Y-labyrint barrierer ud af trådnet til den lodrette side, og med Plexiglas i ca en 45 ° vinkel på den tilbagevinklede side. Dette gør det muligt for C57BL/6J mus at gribe fat i og klatre op ad den lodrette trådnetside på hver barriere og derefter krydse barrierens vinklede plexiglasside ned.
      1. Tilføj tynde trin på den vinklede side for at give mulighed for større trækkraft.
  7. Y-labyrint tilvænning
    1. Tilbos alle Kontrol og Eksperimentel mus til Y-labyrint apparat.
      1. Dagen efter fødevaremangel, placere et stort antal 20 mg korn-baserede fødevarer pellets (f.eks Bio-Serv) i hætten af en 50 ml centrifuge rør og sted i enderne af hver arm af Y-labyrint. Disse hætter tjener som små fødevarer beholdere til mus, og musene vil let lære at spise mad pellets.
      2. Placer hver mus i startboksen af Y-labyrinten med startboksen divider på plads.
      3. Efter et par sekunder skal du fjerne skilleren, så hver mus kan udforske Y-labyrinten i 15 min. Denne tid gør det muligt for musen at tilstrækkeligt udforske alle arme af labyrinten og til at etablere kendskab til apparatet.
        BEMÆRK: Nogle mus må ikke indtage nogen fødevarepiller i denne første tilvænningsdag.
    2. Den følgende dag skal du fuldføre en anden 15 min Y-labyrint tilvænning ved hjælp af en identisk procedure.
      1. Bemærk eventuelle mus, der ikke har spist nogen pellets. For disse mus, dumpe en anden lille scoopful af pellets i deres hjem bure.
  8. Y-labyrint tvunget-valg uddannelse
    1. Angiv den høje belønning (HR) og lav belønning (LR) arm for hver mus.
      1. Tilfældigt tildele mus i både Control og Eksperimentel grupper venstre arm som den høje belønning (HR) arm og højre arm som den lave belønning (LR) arm, eller vice versa. Således vil 4 pellets være tilgængelige i hvert forsøg i venstre, HR arm, og 2 pellets til rådighed i højre, LR arm, eller det modsatte.
      2. Modvægt disse udpegede LR og HR våben i både Kontrol og Eksperimentel gruppe, således at omkring halvdelen af hver gruppe havde den venstre arm som HR arm, og halvdelen havde den højre arm som HR arm.
    2. Tvangsvalg forsøg
      1. Efter de 2 dage af Y-labyrint tilvænning, har mus begynde 3 dage af 10 forsøg med tvunget-valg uddannelse.
      2. For hver tvungen-valg retssag, skal du placere musen i startboksen, og derefter fjerne divider, så musen 60 s at komme ind enten venstre eller højre arm og forbruge de tilgængelige pellets. For hver tvungen-valg retssag blokere den modsatte arm med divider, tvinger musen til at vælge den anden arm. For en HR tvunget valg retssag, blokere adgangen til LR arm, eller vice versa.
      3. Fjern musen efter forsøget og genopfyld de respektive pellets, der blev spist.
      4. Alternative tvangsvalg forsøg for hver mus på tværs af hver træningsdag, således at mus fuldføre 5 HR og 5 LR tvunget valg forsøg.
        BEMÆRK: Tvungne valg forsøg træne mus til at knytte den ene arm med den højere belønning og den anden med den lavere belønning.
      5. Placer musen tilbage i sit hjem bur og derefter køre ikke mere end 3-5 efterfølgende mus for at opretholde en 5 min intertrial interval for hver mus.
  9. Y-labyrint frit valg uddannelse
    1. Forsøg med frit valg
      1. Begynd hver frit valg session med en HR og LR arm tvunget-choice retssag. Således vil mus har oplevet at blive tvunget ind i hver arm før begyndelsen af 10 frit valg forsøg.
      2. Placer hver mus i startboksen og fjerne divider. Når musen har valgt en arm og gennemkøres den til enden, hvor koppen indeholder pellets er placeret, skal du placere arm divider på plads på denne side, låsning i musen, indtil det har forbrugt pellets.
      3. Fjern musen tilbage til sit hjem bur og køre de efterfølgende 3-5 mus, der anvendes i denne cyklus for at tillade en 5 min inter-trial interval.
    2. Optag følgende data: ventetid for at vælge en arm, valg af arm og ventetid for at nå pellet cup.
      1. Optag, hvilken arm musen kommer ind og fuldt krydser til pellet kop. Optag også ventetiden for at vælge den arm og nå pelletkoppen.
      2. Overvej enhver retssag, hvor en mus undlader at vælge en arm eller ikke forbruge alle 4 eller 2 pellets som en udeladt retssag.
    3. Kriterium for frit valg på 70 %
      1. Optag, hvilken arm der er valgt til alle 10 gratis valg forsøg dagligt.
      2. Når en mus har valgt HR-armen på 7 ud af de 10 forsøg i et træningsdagsforløb (70 %, skal du flytte musen til barrieretestsessioner.
        BEMÆRK: Fortsæt træningen efter frit valg, indtil alle mus når 70% HR-armkriteriet for at sikre både tilstrækkelig forskelsbehandling af HR- og LR-armene, og at mus udviser samme præference for HR-armen.
  10. Y-labyrint barriere test
    1. 10 cm barriere testsession
      1. Placer 10 cm barrieren halvvejs ned ad HR-armen i Y-labyrinten.
      2. Begynd med flere tvangsvalg forsøg for begge arme. Mus, der er modstandsdygtige over for at klatre i barrieren, kan udløses med et langt, tyndt plexiglasstykke.
        BEMÆRK: Af erfaring anbefaler vi mindst 2 tvangsvalg forsøg for både HR og LR arme i starten af hver session på en ny barriere højde. Vi anbefaler, at du optager forsøg, hvor det er nødvendigt at bede musen om at klatre over barrieren, hvis det bliver nødvendigt. Mus lærer generelt at klatre over 10 cm barrieren, som ikke er så høj, at de ikke kan stå og se over den inden for 1-2 forsøg. Barrieren skal placeres på den anden side for mus med den modsatte arm som den udpegede HR-arm.
      3. Placer hver mus i startboksen, fjern skilleboksen, og lad musen krydse labyrinten og vælge en arm til 10 frit valg forsøg, der indeholder 10 cm barriere i HR-armen.
      4. Hvis musen vælger HR side, vil det klatre over barrieren for at opnå den større belønning, de 4 pellets. Ellers vil det vælge LR arm og blot krydse gulvet i labyrinten for de mindre belønning, 2 pellets.
      5. Optag den valgte arm, og latenstid for at vælge en arm og nå pellet kop for alle forsøg. Tilsvarende rotere 4-6 samlede mus pr cyklus, for at opretholde en 5 min inter-trial interval.
        BEMÆRK: Spray 70% ethanol i Y-labyrinten og tør tør konsekvent og ind mellem hver mus.
    2. 15 cm barriere testsession
      1. Den følgende dag skal du fuldføre alle trin, der er anført ovenfor (trin 1.10.1), men med den 15 cm høje barriere i HR-armen.
    3. 20 cm barriere testsession
      1. Den følgende dag skal du fuldføre alle trin, der er anført ovenfor (trin 1.10.1), men med den 20 cm høje barriere i HR-armen.
        BEMÆRK: Af erfaring, ved 20 cm barriere højde størstedelen af SDS modtagelige eller CORT Eksperimentelle mus (og endda flere Control mus) vil flytte deres reaktioner på LR arm, da de ikke er motiveret nok til at klatre over den høje 20 cm barriere. Plexiglasadaptere skal muligvis bruges for at forhindre mus i at klatre op fra toppen af denne barriere til kanterne af Y-labyrintvæggene. Vi anbefaler ikke at bygge en højere Y-labyrint, da det bliver vanskeligere for eksperimentatoren at genopfylde pellets i hver kop og at fjerne musene efter hvert forsøg.
    4. Testsession for belønningsdiskrimination
      1. For at sikre, at både kontrol- og forsøgsmus udviser tilstrækkelige og lignende løftestænger for belønningsdiskrimination, skal du gennemføre en diskriminationstestsession.
      2. Følg alle ovenstående trin (trin 1.10.1), men placer en 10 cm barriere i LR-armen. Nu indeholder begge arme 10 cm barrierer, og musene skal kravle over enten for at opnå 4 eller 2 pellet belønning.
      3. Optag ventetid og arm udvælgelse for alle 10 forsøg.
        BEMÆRK: Da mus skal bruge den samme indsats for at opnå enten belønning, skal mus vælge HR-armen i de fleste forsøg. For at undersøge ventetider for at vælge HR- og LR-armen skal du beregne en gennemsnitlig HR-armventetid og en gennemsnitlig LR-armventetid for hver enkelt mus. Derefter sammenligne latency at vælge begge arme ved hjælp af en to-vejs blandet ANOVA, med SDS (Control, SDS-Modtagelige, SDS-Robust) som mellem-emner faktor, og arm (HR arm, LR arm) som inden for emner faktor.

2. Kronisk ikke-diskriminerende social nederlag stress (CNSDS)

  1. Skærm for aggressiv adfærd i CD-1 mus
    1. Placer en mandlig og en kvindelig C57BL/6J mus ind i hjemmet bur af hver CD-1 for 180 s eller indtil CD-1 angreb begge mus. Disse C57BL6/J-mus behøver ikke at være naive og vil ikke blive anvendt i yderligere forsøg. I denne aggressorscreeningsfase må C57BL/6J-mus ikke cohouse/6J-mus med CD-1-mus.
      1. Optag ventetid for at angribe både C57BL/6J-mus for hver CD-1.
      2. Vælg alle CD-1-aggressorer, der angriber både han- og hun-C57BL/6J-mus inden for 60 sekunder på hinanden følgende sessioner ud af i alt 3 screeningsessioner. Andre kan bruges til co-boliger i hjemmet bure.
        BEMÆRK: Et vigtigt forbehold for socialt nederlag er tilstedeværelsen af sårede som følge af fysisk aggression. Hver mus i screenings- og forsøgsfasen skal kontrolleres for sår og behandles med chlorhhan-hexandesinfektionsmiddel, hvis der er små hudlæsioner til stede. Enhver mus med et sår på over 1 cm skal fjernes fra forsøget.
  2. Tildel mus til kontrol og eksperimentelle grupper.
    1. Saml alle naive voksne mandlige og kvindelige C57BL/6J mus, samt screenet pensioneret mandlige CD-1 opdrættere, samt CD-1 hanner, der skal anvendes i co-boliger.
      1. Tilfældigt tildele voksne mandlige og kvindelige C57BL/6J mus til at kontrollere eller eksperimentelle betingelser. Hver mand og kvinde vil blive parret for alle sociale nederlag sessioner i CNSDS Experimental gruppe. Hanner og hunner i CNSDS Kontrolgruppen roterer hver dag.
      2. Tildel CD-1 hanner, der skal anvendes i sociale nederlag sessioner eller være co-opsatte med de eksperimentelle hanner og hunner efter hver session, som vil skifte dagligt for hvert par C57BL/6J mandlige og kvindelige mus.
  3. Kronisk ikke-diskriminerende stress for socialt nederlag (CNSDS)
    1. Bring alle mus til dedikerede sociale nederlag værelse, herunder alle CD-1 hanner, CNSDS Control mandlige og kvindelige C57BL/6J mus, og CNSDS Experimental mandlige og kvindelige C57BL/6J mus.
      1. Juster 4-6 bure af CD-1 hanner med C57BL/6J hanner og hunner med CD-1 bure foran og C57BL/6J bure bag.
      2. Angiv med bur-id-mærker, hvilken mus der angribes, og derefter med til at være medtil at sikre organiseringen af alle mus.
        BEMÆRK: Efter initialisering af eksperimenter på første dag kan mus roteres til de resterende 9 nederlagssessioner, således at hvert C57BL/6J mandligt og kvindeligt par roteres et bur til venstre for hver session. Dette giver mulighed for en ny interaktion med nye CD-1'ere i hver session.
    2. Procedure for FORSØGsgruppe i CNSDS
      1. Placer en voksen mand og en voksen kvindelig C57BL/6J mus ind i hjemmet bur af hver CD-1 aggressor mandlige for en 5 min social nederlag session.
      2. Optag angreb latenstid og hyppigheden af angreb for både mandlige og kvindelige eksperimentelle C57BL/6J mus.
      3. Efter 5 minutter fjernes hannen C57BL/6J mus og i bur af co-housed CD-1 han, adskilt af en klar, perforeret plexiglas barriere. Separat angribende CD-1 og kvindelige C57BL/6J mus med en lignende klar, perforeret plexiglas barriere. Suppleant om mandlige eller kvindelige C57BL/6J mus er anbragt med angriberen CD-1 hver dag.
        BEMÆRK: Efter hver daglig 5 minutters interaktion vil hver mus blive vurderet for skader og sår behandlet, hvis mindre end 1cm. Ethvert sår, der er større end 1 cm vil resultere i fjernelse og øjeblikkelig dødshjælp af musen. Således er både mandlige og kvindelige eksperimentelle mus co-opsatte med CD-1 aggressor i 5 dage og med romanen CD-1 ikke anvendes i angrebet session for de resterende 5 dage. Klare, perforerede plexiglasbarrierer forhindrer fysisk interaktion, men giver mulighed for sensorisk kontakt med CD-1-aggressoren i de 24 timer mellem sessionerne. Vaginal lavage kan udføres på alle hunmus ca. 30 minutter efter nederlag hver dag som beskrevet tidligere28.
    3. CNSDS-kontrolgruppeprocedure
      1. Placer en Control kvinde i hjemmet bur af en Control mandlige C57BL/6J mus.
      2. Efter 5 min, adskille mus og placere en klar, perforeret Plexiglas divider mellem musene.
      3. Retur mus til koloni værelse og sted på en separat hylde som CNSDS Eksperimentel bure. I kolonirummet har vi udpeget hylder, hvor stressede mus er anbragt adskilt fra andre mus i kolonirummet. Derudover kan effekter ses i de ikke-stressede mus, hvis de var vidne til aggression finder sted, som det ses i stedfortrædende sociale nederlag paradigmer30
      4. Bemærk ethvert angreb eller monteringsadfærd under hver kontrolinteraktion.
    4. Kontrol mandlige og kvindelige mus vil blive introduceret til en ny konspecifik på efterfølgende dage, som det sker i traditionelle Social Defeat Stress Control grupper. Gennemfør 10 på hinanden følgende dage med CNSDS-kontrol og eksperimentelle sessioner.
      1. Efter at have afsluttet 10th og endelige Control eller Eksperimentel CNSDS session, co-house alle mus og vedligeholde denne co-boliger i hele adfærdsmæssige test. Hvert bur vil bestå af 2 mus, der er adskilt på hver side af plexiglas divider at tillade sensorisk eksponering. Kontrolmus er anbragt med andre modsatte sex kontrol mus, mens eksperimentelle mus er co-anbragt med modsatte køn eksperimentelle mus.
      2. Hver Kontrol C57BL/6J kvinde er co-opsatte med Control C57BL/6J mandlige det interagerede med i 10th session, med en klar, plexiglas divider placeret i buret for at adskille de to mus.
      3. Ca. 24 timer efter det endelige nederlag session køre en standard social interaktion test for at afgøre, om CNSDS reducerer social adfærd med en roman CD-1 mus i forhold til kontrol, og at stratificere mus "modstandsdygtige" eller "modtagelige" for stress24,29.
    5. Test CNSDS Control og Eksperimentel mandlige og kvindelige mus i andre adfærd, herunder Y-labyrint barriere opgave, og stratify CNSDS gruppen i CNSDS-Robust og CNSDS-modtagelige grupper.
  4. Test af social interaktion
    1. Indledende opsætning til Test for social interaktion
      1. 24 timer efter den endelige CNSDS nederlag session, foretage en social interaktion test.
      2. Tag alle par-huse Control og Eksperimentel mus, samt en roman CD-1 mandlige ikke anvendes i CNSDS paradigme, til en separat adfærdsmæssige rum til at køre en Social Interaction Test.
      3. Opret et standard åbent feltkammer (75 cm x 75 cm) under et optagekamera, der er tilsluttet adfærdssporingssoftware (f.eks.
      4. Opsæt et nyt eksperiment med en 24 cm x 24 cm social interaktionszone omkring en interaktionsbeholder (lille, perforeret Plexiglasbeholder, der måler ca. 10 cm x 10 cm x 10 cm), som skal huse den nye CD-1 langs den ene væg af det åbne felt i den anden af 2 på hinanden følgende 2,5 min forsøg. Således en interaktion zone 7 cm bred omgiver beholderen boliger roman CD-1 mus.
    2. Kører en mus i testen for social interaktion
      1. Placer hver mus i et fjernt hjørne af det åbne felt for en 2,5 min prøveversion uden CD-1 til stede og starte optagelsen software program.
        BEMÆRK: Husk, at interaktionsbeholderen skal placeres i midten af en væg i det åbne felt og ikke indeholder cd-1-mus til dette første forsøg.
      2. Efter 2,5 min, fjerne musen tilbage til sit hjem bur. Rengør det åbne felt med 70% ethanol.
      3. Placer romanen CD-1 mand i en anden perforeret Plexiglas terning langs midten af en væg af det åbne felt.
      4. Igen, placere musen i hjørnet af det åbne felt for en anden 2,5 min retssag, nu med CD-1 til stede, og start optagelsen software program.
      5. Fjern musen og læg den tilbage i sit hjem bur. Fjern CD-1 og læg den tilbage i sit hjem bur. Rengør det åbne felt med 70% ethanol.
    3. Kør resterende CNSDS Control og Eksperimentel mus og beregne Interaktionsforhold.
      1. Gentag denne procedure med alle andre mus for at kvantificere den tid, der er brugt i interaktionszonen i både forsøg 1 og studie 2 for hver CNSDS-kontrol og eksperimentel mus.
      2. Hvis du vil beregne et interaktionsforhold, skal du sammenligne den tid, der er brugt i den sociale interaktionszone i forsøg 2 (CD-1 til stede) i forhold til i forsøg 1 (cd-1 fraværende) ved hjælp af følgende ligning:
        Interaktionsforhold = (tid i interaktionszone i forsøg 2)/(tid i interaktionszone i forsøg 1)
    4. Stratify mus som "CNSDS-Robust" eller "CNSDS-modtagelige". Robuste mus har et interaktionsforhold på > 1,0, mens modtagelige mus har et interaktionsforhold på <=1,0.
      1. I efterfølgende adfærdsmæssige foranstaltninger såsom Y-labyrint barriere opgave eller andre adfærdstest, sub-opdele CNSDS Experimental mus i disse CNSDS-elastiske og CNSDS-modtagelige fænotyper.
      2. For hunner kan der således udføres envejs-ANOVA'er mellem CNSDS Control, CNSDS Experimental-Resilient og CNSDS Experimental-Susceptible groups, med post hoc-sammenligninger for at bestemme forskelle mellem grupper, hvor det er relevant.
      3. For kønsforskel sammenligninger, foretage to-vejs ANOV'er med CNSDS (Control, Robust, Modtagelige) og Sex (Mand, Kvinde) som mellem-emner faktorer. Brug post hoc-sammenligninger, hvor det er relevant.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Kronisk CORT blev administreret i 4 uger efterfulgt af Y-labyrint barriere uddannelse og test (Figur 1A). I en separat kohorte, 10-dages SDS paradigme blev ligeledes efterfulgt af uddannelse og test i Y-labyrint barriere opgave (Figur 1C), at bestemme effekten af disse kroniske stress paradigmer på indsats-relaterede valg adfærd i mandlige mus. Kronisk CORT og SDS både reduceret gennemsnitlige kropsvægt i forhold til vehicle mus og SDS Control mus som bestemt ved t-test (Tabel 1). Disse mus også forbruges mindre betyde hjem bur lab chow hele test (Tabel 1).

I CORT-kohorten, en blandet ANOVA med CORT som mellem-emner faktor og uge som inden for forsøgspersonerne faktor angiver Køretøj og CORT-administrerede mus forbruges en lignende mængde væske på tværs af 4 ugers behandling plus 3 ugers adfærdstest (7 uger i alt) (Figur 1B). I SDS kohorten, Control og Eksperimentelle mænd afsluttet 10 dage af SDS-protokollen, og blev vurderet for modtagelighed for SDS-protokollen ved hjælp af en social interaktion test, hvor tid tilbragt interagere med en roman CD-1 mandlige blev sammenlignet med tid i samspillet zone uden CD-1 nuværende24. En envejs ANOVA indikerede, at SDS producerer en maladaptive fænotype i modtagelige mus (60 %), sammenlignet med enten elastiske mus (40 %) eller Kontrolmus, der ikke udsættes for SDS (Figur 1D). Specifikt viser SDS-modtagelige mus en reduktion i den tid, der bruges i interaktionszonen, der indeholder en ny CD-1-mus, sammenlignet med SDS-elastiske og kontrolmus.

Derefter trænede vi både CORT (Experimental and Control mus) og SDS (Susceptible and Control) kohorter i Y-labyrint barriere opgave (Figur 2A). Vi målte antallet af forsøg, som Kontrol og Eksperimentel mus ville bruge på at forcere en barriere for en 4-pellet belønning, versus at vælge den anden arm af Y-labyrinten, som kun indeholdt 2 pellets, men fremhævede ingen barriere for at klatre. For SDS, en to-vejs blandet ANOVA, med SDS (Control, SDS-Modtagelige, SDS-Robust) som mellem-emner faktor, og arm (HR arm, LR arm) som in-fag faktor blev brugt til at undersøge anstrengende reagerer i Y-labyrint. For kronisk CORT, en to-vejs blandet ANOVA, med CORT administration (Vehicle, CORT) som mellem-emner faktor, og arm (HR, arm, LR arm) som in-fag faktor. Både kronisk CORT og SDS produceret et skift i anstrengende reagere, når barriere højde steg til 15 cm og til 20 cm(Figur 2B og Figur 2C). Ingen af dem skiftede, da der kun var en 10 cm barriere i HR-armen. Yderligere, i en belønning diskrimination session efter test, alle mus reagerede på samme måde for HR arm, når en 10 cm barriere blev placeret i både HR og LR arme. Endelig viser tovejs-ANOVA'er med CORT eller SDS som mellempersoner faktor og HR eller LR arm som inden for forsøgspersonerne faktor, at HR og LR arm latenstid med 15 cm barriere ikke var påvirket af CORT administration, og var den samme for begge grupper med både LR og HR arme (Figur 3). Således kroniskKORT og SDS robust skift anstrengende reagerer i Y-labyrint barriere opgave i mandlige mus.

Det er vigtigt, at hvis kronisk CORT eller SDS svækker indlæringen af Y-labyrintbarriereopgaven (figur 4), kan disse mus ikke nå kriteriet i træningssessioner uden frie valg, hvilket påvirker den efterfølgende fortolkning af barriereresultater. Derfor viser vi potentielt negative repræsentative resultater, der viser denne forskel, vurderet ved hjælp af separate uafhængige prøver t-test (Figur 4).

CNSDS-proceduren frembringer en robust maladaptive fænotype hos både c57BL/6J-modtagelige mus hos mænd og kvinder (Figur 5A). En social interaktionsopgave bruges til at stratificere mus i modstandsdygtige (38,3 %) og modtagelige (61,7%) populationer(figur 5B), som kan opdeles yderligere efter køn (mænd: 43,3 % modstandsdygtige, 56,7 % modtagelige; hunner: 36,7 % modstandsdygtige, 63,3 % modtagelige), ved hjælp af envejs-ANOVA'er mellem CNSDS Control, CNSDS Experimental-Resilient og CNSDS Experimental-Susceptible groups. Mens denne modificerede paradigme producerer lignende maladaptive effekter som SDS i undgåelse adfærd28, det er endnu ikke gennemført i kombination med translationelt relevante belønning- og motivation-relaterede adfærdsmæssige tests såsom Y-labyrint barriere opgave. Det er vigtigt for fremtidige undersøgelser at vurdere virkningerne af stressfaktorer såsom CNSDS på translationelt relevante adfærd såsom Y-labyrint barriere opgave hos både mænd og kvinder.

Kronisk CORT Gruppe Kropsvægt (g)   Daglig mad givet (g)  
    Mener Sem Mener Sem
Køretøj 26.3 0.75 2.8 0.086
Cort 22.4 0.58 2.4 0.065
Social Nederlag Stress
Kontrol 27.5 0.67 2.9 0.088
Sds 23.8 0.66 2.5 0.074

Tabel 1: Kropsvægt og mængden af mad, der leveres dagligt. Køretøjer og CORT-administrerede mus samt Control og SDS mus blev vejet ugentligt og mængden af givet mad blev registreret. Gennemsnitlig kropsvægt (g) på tværs af Y-labyrint test, og gennemsnitlige daglige fødevarer (g) er angivet.

Figure 1
Figur 1: SDS fremkalder en depressiv fænotype karakteriseret ved mindre socialt samspil.
(A) Skematisk skildrer tidslinjen for CORT og Y-labyrint barriere protokoller. bB) Repræsentative data, der viser den forbrugte mængde (ml/g/dag) i køretøjer og KORT-administrerede mus. (C) Skematisk skildrer tidslinjen for SDS og Y-labyrint barriere protokoller. (D) I en repræsentativ social interaktionstest viser SDS-modtagelige mus reduceret tid, der bruges på at interagere med en ny mus sammenlignet med enten SDS-elastiske mus eller kontrolmus. Stænger er gennemsnitlige ± SEM. *p < 0,05. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2: CORT og SDS skift anstrengende reagerer i en Y-labyrint barriere opgave.
(A)Tidslinje for Y-labyrint barriere opgave for CORT og SDS. (B)Kronisk CORT reducerer HR arm udvælgelse på 15cm og 20cm barriere højder. Dette tal er blevet ændret fra Dieterich et al. 202021. c)Repræsentative resultater, der viser, at SDS-modtagelige mus reducerer valget af HR-arm i 15 cm og 20 cm barrierehøjder sammenlignet med Kontrol- eller SDS-elastiske mus. Stænger er gennemsnitlige ± SEM. *p < 0,05. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3: Y-labyrint latenstid er ikke påvirket af kronisk CORT.
Kronisk CORT påvirker ikke ventetiden for at vælge enten LR eller HR-arme i Y-labyrinten. Også, både Køretøj og CORT mus vælge LR eller HR arm med lignende ventetider. Dette tal er genoptrykt fra Dieterich et al. 202021. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4: Kronisk CORT og SDS svækker frit valg HR arm udvælgelse.
Repræsentative resultater, der viser, at mus eksponeret enten kronisk CORT eller SDS reducere antallet af høj belønning arm valg i forhold til kontrol mus i frit valg uddannelse, komplicerer fortolkningen af resultater og / eller forsinke eller forhindre overgangen til barriere test. Stænger er gennemsnitlige ± SEM. *p < 0,05. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 5
Figur 5: Stratificering af CNSDS-eksponerede han- og hunmus i modtagelige og modstandsdygtige populationer.
(A) Skematisk af CNSDS Eksperimentelle og Kontrol paradigme. Dette tal er genoptrykt fra Yohn et al. 201928. (B) CNSDS producerer en robust stratificering af CNSDS-elastisk (RES) og CNSDS-modtagelige (SUS) mus. Dette tal er genoptrykt fra Yohn et al. 201928. Søjler er gennemsnitlige ± SEM. *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001. Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Mens den kroniske CORT paradigme giver en konstant CORT dosis i drikkevandet, fra erfaring kan der være nogle variation i mængden forbruges af mus. Desuden kan forbruget kun vurderes for det samlede bur, og et gennemsnit taget baseret på antallet af mus i buret. Derudover kan spild opstå ved vejning af flaskerne, overførsel af musene til adfærdstest eller ved skift til et nyt bur. Men, sporing Køretøj og CORT forbrug er stadig muligt og præcis på tværs af ugers behandling og adfærd test. Vi anbefaler på det kraftigste at skifte til en frisk flaske, der indeholder enten Vehicle eller CORT én gang om ugen, samt at opretholde indstillede tider til at veje og udveksle flasker. For eksempel kan det at skifte til friske flasker ved vejning og genopfyldning af flaskerne ske om mandagen, og derefter veje og genopfylde alle flasker gjort igen torsdag eller fredag. På samme måde er det bedst at veje alle mus på samme tid på en udpeget dag hver uge. Endelig er det vigtigt at påpege, at dette CORT-paradigme afstumper endogen produktion af kortikosteron ved HPA-aksen. Således skal mus forblive på CORT hele adfærdsmæssige test, indtil de er ofret. Hvis mus er taget ud af CORT, så de kan lide en Addisonian krise af akut binyre insufficiens. Alternative procedurer har brugt en 2-3 uge CORT eksponering, efterfulgt af progressiv fravænning fra CORT og derefter en adfærd test vindue på ca 3-4 uger som endogene CORT niveauer vende tilbage til normal17,19.

I Y-labyrint barriere opgave, er det afgørende at begynde labyrint tilvænning og uddannelse umiddelbart efter SDS-protokollen (Figur 2A). En potentiel advarsel i denne eksperimentelle tidslinje er, at mus trænes efter manipulation snarere end på forhånd, hvor de kunne være ligeligt fordelt baseret på træningspræstationer. Men i vores erfaring uddannelse før versus efter CORT administration ikke i væsentlig grad påvirke instrumental adfærd16. Alle mus trænes grundigt og når kriteriet (>70% HR-armvalg i frit valgsessioner), før de går videre til barrieretest. Mus skal først være ordentligt vant til labyrinten, så det bliver et velkendt apparat, da vi har fundet dette hjælper i den efterfølgende træningsfase. Når du træner hver mus, er det afgørende at opretholde de designede høje og lave belønningsarme for hver enkelt mus, så en mus ikke krydser en arm, der forventer 4 pellets og finder 2 eller omvendt. Vi anbefaler, at du opbevarer både papir og digitale kopier af store rå datafiler, der angiver de kontrabalancerede høj- og lavbelønsarme for alle Control- og SDS-mus.

Vi mener ikke, at der er en forskel i labyrint ydeevne på grund af de nøjagtige specifikationer af labyrinten form (Y-labyrint versus T-labyrint), og mener, at forskerne kunne bruge enten i indsats-relaterede valg adfærdsmæssige eksperimenter. Også, Vi har tidligere rapporteret en lille stigning i HR arm udvælgelse på 15 cm sammenlignet med 10 cm i Vehicle-administreret mus21. Men, forskere bør forvente lignende eller reduceret HR arm udvælgelse som barriere højde stiger forbi 15 cm, som ved 20 cm barriere mus sjældent vælge HR arm21.

Derudover er det vigtigt at bruge en 70% ethanol spray til at rense labyrinten og fjerne resterende lugte efter hver session. Vi anbefaler også at køre musene på en ensartet måde, så der er et relativt konstant interval mellem forsøg for alle mus. Vi foreslår cykling ca 4-6 mus ad gangen, hvilket bør give et interval på ca 5 minutter. Endelig, i den sidste frie valg session, og i alle barriere test sessioner, er det vigtigt at optage ventetid for at vælge enten arm i alle forsøg. Også, mus gør lejlighedsvis formår at hoppe til toppen af Plexiglas vægge, eller oftere fra toppen af barriererne. Vi anbefaler højere Plexiglas vægadaptere langs siderne af labyrinten, hvis dette sker. Disse kan simpelthen rektangulære stykker plexiglas (bredde på 20 cm, længde på 80 cm). Vi markerer enhver retssag, hvor en mus undlader at vælge en arm inden for 60 sekunder eller vælger en arm, men ikke spiser madpiller som en udeladt retssag. Endelig kan både kronisk CORT og SDS nedsætte kropsvægten, hvilket påvirker mængden af mad, der indtages på tværs af ugers test21. Forskere bør regelmæssigt veje mus og justere mængden af mad, der gives i hjemmet bur til at opretholde mus på ca 90% af deres fri-fodring kropsvægt.

Her diskuterer vi også et nyligt udviklet paradigme, kronisk ikke-diskriminerende social nederlag stress (CNSDS) (Figur 5A), for at fremkalde stress modtagelige og modstandsdygtige populationer i mandlige og kvindelige mus (Figur 5B). CNSDS paradigme kan bruges af prækliniske forskere interesseret i stress eller affektive sindslidelser. I CNSDS paradigme er det afgørende, at de eksperimentelle hunner angribes mindst én gang per session. I næsten alle sociale nederlag sessioner de eksperimentelle mænd er angrebet flere gange. Hver CD-1-aggressor skal screenes nøje med både han- og hun-C57BL/6J-mus, inden CNSDS-protokollen påbegyndes, samt registrere alle angreb i hver session. Mens vi beskriver en dobbelt køn kontrol tilstand i CNSDS metode, hvor en mandlig og en kvindelig interagerer, kan det være hensigtsmæssigt for nogle at medtage en ekstra mandlig for disse kontrol interaktioner, og dermed efterligne de to mænd og en kvinde, der anvendes i CNSDS procedure. Denne alternative kontrolprocedure påvirker ikke musenes funktionsmåde i forbindelse med undgåelse afadfærd 28. Derudover bør der gennemføres en social interaktionstest 24 timer efter 10-dages manipulationsprotokollen for både at sikre metodens effektivitet og for at stratificere han- og hunmus som enten modstandsdygtige eller modtagelige for CNSDS24.

Et problem i at bruge den historiske tilgang til at opdele mus i modstandsdygtige og modtagelige populationer baseret på den sociale interaktion test er, at ikke alle aversion adfærd kan måles præcist ved hjælp af video-tracking software. "Robuste" mus med en interaktionsscore >1 kan udvise underdanig adfærd omkring beholderen, der huser CD1-musen31. Det er vigtigt for området at udvikle software, der bedre sporer sådanne mikrobehaviors. Værktøjer såsom simpel adfærdsanalyse (SimBA32),som blev udviklet af Golden lab til at tillade adfærdsmæssige klassificeringer for komplekse sociale adfærd hos gnavere, kan vise sig nyttigt i denne henseende.

Der kan forekomme en vis montering under CNSDS-protokollen. Mens vi ikke har observeret nogen graviditeter i dette paradigme, forskere bør være opmærksomme på denne mulighed.

En anden begrænsning af sociale nederlag protokoller, herunder CNSDS, er efter sigende begrænset tid vindue til at undersøge stress effekter på adfærd efter at have afsluttet de sociale nederlag sessioner. Således har vi tilpasset eksisterende labyrint barriere protokoller til at passe alle tilvænning, uddannelse og test sessioner i en 30-dages tidsramme. Dette kan dog fremskynde den samlede træning for nogle mus, som kan have svært ved at nå 70%-kriteriet for udvælgelse af høj belønningsarm, der er nødvendig for at fuldføre gratis valgsessioner (Figur 4). Derudover er der begrænsede dage til rådighed til at fuldføre andre adfærdsmæssige tests uden ordentlig planlægning. Men, nylige undersøgelser tyder på, at sociale nederlag stress kan producere mere vedvarende virkninger på hjerne og adfærd. Undersøgelser fra Miczek lab viser, at 10 dages social nederlag stress kan øge frivillige alkoholforbrug i mus varer mindst 4 uger31,33. Sociale nederlag protokoller bruge nederlag sessioner, der varer alt fra 5-10 minutter. Vi bruger 5 min eksponering for CNSDS at mindske sandsynligheden for skader i eksperimentelle C57BL/6J mus28. CNSDS-protokollen giver sammenlignelige resultater hos kvinder til den sociale manipulationsprotokol udviklet af Newmann og kolleger, hvor C57BL/6J hunmus udsættes for hjemmehørende schweiziske Weber-mus28. Svarende til CNSDS, denne variation af det sociale nederlag protokol bruger 10 dage af 5 min interaktioner til at fremkalde en kronisk stress fænotype.

Disse metoder kan bruges til at undersøge, hvordan kronisk stress påvirker belønning behandling og motivation i mus. Både belønning behandling, og kvindelige, er historisk understudy i prækliniske humørlidelse område. Fremtidige undersøgelser bør bestemme virkningen af kronisk stress på mandlige og kvindelige belønning motivation og stratify modstandsdygtige versus modtagelige mus( Figur 5B). Det vil være værdifuldt at vide, om denne stratificering producerer forskellige virkninger på Y-labyrint barriere ydeevne som det ses i undgåelse adfærd, såsom åbent felt, forhøjet plus labyrint, og nyhed-undertrykt fodring. Fremtidige undersøgelser kan kombinere disse metoder med andre teknikker, såsom optogenetik eller dreadds teknologi, at undersøge neurale kredsløb mægle stress respons eller belønning motivation.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har intet at afsløre.

Acknowledgments

Forfatterne vil gerne takke Thomas Grace for at konstruere Y-labyrinter, barrierer og sociale nederlag bure. Forfatterne vil gerne takke Jay Lee, Karina Stech, og Prachi Srivastava for hjælp med dataindsamling. Dette arbejde blev finansieret af NIMH Grant R01 MH112861 (BAS).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Acrylic Sheet McMaster Carr 8560K215 Clear, 3/16" thick, 24" X 36"
Beta-cyclodextrin Sigma-Aldrich C4767 500 mg
C57BL/6J Mice Jackson Labs 000664 Adults age 7-8 weeks
Corticosterone Sigma-Aldrich C2505 or C27840 100 or 500 mg
Male CD-1 Mice Charles River 022 "Retired Breeders"
PVC Acrylic Sheet McMaster Carr 8560K215 White, 3/16" thick, 48" X 48"
Solidstate Ultrasonic Cleaner Fisher Scientific FS-28 Must reach 40 kHz
Steel Wire Cloth McMaster Carr 9219T143 1 ft X 2 ft

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kessler, R. C., et al. Lifetime and 12-month prevalence of DSM-III-R psychiatric disorders in the United States. Results from the National Comorbidity Survey. Arch Gen Psychiatry. 51 (1), 8-19 (1994).
  2. Breslau, N., Davis, G. C. Chronic stress and major depression. Archives of General Psychiatry. 43 (4), 309-314 (1986).
  3. Willner, P. Chronic mild stress (CMS) revisited: consistency and behavioural-neurobiological concordance in the effects of CMS. Neuropsychobiology. 52 (2), 90-110 (2005).
  4. Monleon, S., et al. Attenuation of sucrose consumption in mice by chronic mild stress and its restoration by imipramine. Psychopharmacology (Berl). 117 (4), 453-457 (1995).
  5. 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 (Berl). 93 (3), 358-364 (1987).
  6. Berlin, I., Givry-Steiner, L., Lecrubier, Y., Puech, A. Measures of anhedonia and hedonic responses to sucrose in depressive and schizophrenic patients in comparison with healthy subjects. European psychiatry: the journal of the Association of European Psychiatrists. 13 (6), 303-309 (1998).
  7. Fawcett, J., Clark, D. C., Scheftner, W. A., Gibbons, R. D. Assessing Anhedonia in Psychiatric Patients: The Pleasure Scale. Archives of General Psychiatry. 40 (1), 79-84 (1983).
  8. Pardo, M., et al. Adenosine A2A receptor antagonism and genetic deletion attenuate the effects of dopamine D2 antagonism on effort-based decision making in mice. Neuropharmacology. 62 (5-6), 2068-2077 (2012).
  9. Salamone, J. D., Cousins, M. S., Bucher, S. Anhedonia or anergia? Effects of haloperidol and nucleus accumbens dopamine depletion on instrumental response selection in a T-maze cost/benefit procedure. Behav Brain Res. 65 (2), 221-229 (1994).
  10. Dienes, K. A., Hazel, N. A., Hammen, C. L. Cortisol secretion in depressed, and at-risk adults. Psychoneuroendocrinology. 38 (6), 927-940 (2013).
  11. Gotlib, I. H., Joormann, J., Minor, K. L., Hallmayer, J. HPA axis reactivity: a mechanism underlying the associations among 5-HTTLPR, stress, and depression. Biol Psychiatry. 63 (9), 847-851 (2008).
  12. Knorr, U., Vinberg, M., Kessing, L. V., Wetterslev, J. Salivary cortisol in depressed patients versus control persons: a systematic review and meta-analysis. Psychoneuroendocrinology. 35 (9), 1275-1286 (2010).
  13. Joels, M., Karst, H., Sarabdjitsingh, R. A. The stressed brain of humans and rodents. Acta Physiol (Oxf). 223 (2), 13066 (2018).
  14. Samuels, B. A., et al. Modeling treatment-resistant depression. Neuropharmacology. 61 (3), 408-413 (2011).
  15. David, D. J., et al. Neurogenesis-dependent and-independent effects of fluoxetine in an animal model of anxiety/depression. Neuron. 62 (4), 479-493 (2009).
  16. Dieterich, A., et al. Chronic corticosterone administration induces negative valence and impairs positive valence behaviors in mice. Translational psychiatry. 9 (1), 1-13 (2019).
  17. Gourley, S. L., Taylor, J. R. Recapitulation and reversal of a persistent depression-like syndrome in rodents. Current Protocols in Neuroscience. 49 (1), 31-39 (2009).
  18. Gourley, S. L., et al. Regionally specific regulation of ERK MAP kinase in a model of antidepressant-sensitive chronic depression. Biol Psychiatry. 63 (4), 353-359 (2008).
  19. Gourley, S. L., Wu, F. J., Taylor, J. R. Corticosterone regulates pERK1/2 map kinase in a chronic depression model. Annals of the New York Academy of Sciences. 1148 (1), 509-514 (2008).
  20. Mekiri, M., Gardier, A. M., David, D. J., Guilloux, J. P. Chronic corticosterone administration effects on behavioral emotionality in female c57bl6 mice. Experimental and clinical psychopharmacology. 25 (2), 94 (2017).
  21. Dieterich, A., et al. Chronic corticosterone shifts effort-related choice behavior in male mice. Psychopharmacology (Berl). , (2020).
  22. Shafiei, N., Gray, M., Viau, V., Floresco, S. B. Acute Stress Induces Selective Alterations in Cost/Benefit Decision-Making. Neuropsychopharmacology. 37 (10), 2194-2209 (2012).
  23. Treadway, M. T., Buckholtz, J. W., Schwartzman, A. N., Lambert, W. E., Zald, D. H. Worth the 'EEfRT'? The effort expenditure for rewards task as an objective measure of motivation and anhedonia. PLoS One. 4 (8), (2009).
  24. Golden, S. A., Covington, H. E., Berton, O., Russo, S. J. p. A standardized protocol for repeated social defeat stress in mice. Nature protocols. 6 (8), 1183 (2011).
  25. Yohn, S. E., et al. The VMAT-2 inhibitor tetrabenazine alters effort-related decision making as measured by the T-maze barrier choice task: reversal with the adenosine A2A antagonist MSX-3 and the catecholamine uptake blocker bupropion. Psychopharmacology (Berl). 232 (7), 1313-1323 (2015).
  26. Harris, A. Z., et al. A novel method for chronic social defeat stress in female mice. Neuropsychopharmacology. 43 (6), 1276 (2018).
  27. Takahashi, A., et al. Establishment of a repeated social defeat stress model in female mice. Scientific Reports. 7 (1), 1-12 (2017).
  28. Yohn, C. N., et al. Chronic non-discriminatory social defeat is an effective chronic stress paradigm for both male and female mice. Neuropsychopharmacology. 44 (13), 2220-2229 (2019).
  29. Krishnan, V., et al. Molecular adaptations underlying susceptibility and resistance to social defeat in brain reward regions. Cell. 131 (2), 391-404 (2007).
  30. Iñiguez, S. D., et al. Vicarious Social Defeat Stress Induces Depression-Related Outcomes in Female Mice. Biol Psychiatry. 83 (1), 9-17 (2018).
  31. Newman, E. L., Leonard, M. Z., Arena, D. T., de Almeida, R. M., Miczek, K. A. Social defeat stress and escalation of cocaine and alcohol consumption: Focus on CRF. Neurobiology of Stress. 9, 151-165 (2018).
  32. Nilsson, S. R., et al. Simple Behavioral Analysis (SimBA) - an open source toolkit for computer classification of complex social behaviors in experimental animals. bioRxiv. , (2020).
  33. Newman, E. L., Leonard, M. Z., Arena, D. T., de Almeida, R. M. M., Miczek, K. A. Social defeat stress and escalation of cocaine and alcohol consumption: Focus on CRF. Neurobiology of Stress. 9, 151-165 (2018).

Tags

Adfærd Depression Kronisk Stress Effort-relaterede valg social nederlag stress corticosterone humørsvingninger belønning kønsforskelle
Kronisk stress shifts indsats-relaterede valg adfærd i en Y-Maze Barrier Opgave i Mus
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Dieterich, A., Yohn, C. N., Samuels, … More

Dieterich, A., Yohn, C. N., Samuels, B. A. Chronic Stress Shifts Effort-Related Choice Behavior in a Y-Maze Barrier Task in Mice. J. Vis. Exp. (162), e61548, doi:10.3791/61548 (2020).

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