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Neuroscience

सामाजिक अलगाव मॉडल: तनाव और चिंता का एक गैर-आक्रामक कृंतक मॉडल

Published: November 11, 2022 doi: 10.3791/64567
Automatic Translation
1, 1, 2, 1
1Titus Family Department of Clinical Pharmacy, School of Pharmacy, University of Southern California, 2Homer Stryker M.D. School of Medicine, Western Michigan University

Summary

यहां प्रस्तुत एक सामाजिक अलगाव (एसआई) प्रेरित चिंता माउस मॉडल है जो न्यूनतम हैंडलिंग और बिना किसी आक्रामक प्रक्रिया के तनाव और चिंता जैसे व्यवहार को प्रेरित करने के लिए जंगली प्रकार सी 56बीएल / 6 जे चूहों का उपयोग करता है। यह मॉडल सामाजिक अलगाव के आधुनिक जीवन पैटर्न को दर्शाता है और चिंता और संबंधित विकारों का अध्ययन करने के लिए आदर्श है।

Abstract

चिंता विकार संयुक्त राज्य अमेरिका (यूएस) में विकलांगता के प्रमुख कारणों में से एक हैं। वर्तमान उपचार हमेशा प्रभावी नहीं होते हैं और 50% से कम रोगी पूर्ण छूट प्राप्त करते हैं। एक नया चिंताजनक विकसित करने में एक महत्वपूर्ण कदम एक पशु मॉडल विकसित करना और उपयोग करना है, जैसे कि चूहों, पैथोलॉजिकल परिवर्तनों का अध्ययन करने और दवा लक्ष्य (ओं), प्रभावकारिता और सुरक्षा का परीक्षण करने के लिए। वर्तमान दृष्टिकोणों में आनुवंशिक हेरफेर, चिंता-उत्प्रेरण अणुओं का पुराना प्रशासन, या पर्यावरणीय तनाव का प्रशासन शामिल है। हालांकि, ये विधियां वास्तविक रूप से दैनिक जीवन में प्रेरित चिंता को प्रतिबिंबित नहीं कर सकती हैं। यह प्रोटोकॉल एक उपन्यास चिंता मॉडल का वर्णन करता है, जो आधुनिक जीवन में सामाजिक अलगाव के जानबूझकर या अनजाने पैटर्न की नकल करता है। सामाजिक अलगाव-प्रेरित चिंता मॉडल कथित विकर्षण और आक्रामकता को कम करता है और जंगली प्रकार सी 57बीएल / 6 चूहों का उपयोग करता है। इस प्रोटोकॉल में, 6- से 8 सप्ताह के चूहों (नर और मादा) को 4 सप्ताह के लिए बाहरी वातावरण, जैसे पड़ोसी चूहों को नेत्रहीन रूप से अवरुद्ध करने के लिए अपारदर्शी पिंजरों में रखा जाता है। कोई पर्यावरणीय संवर्धन (जैसे खिलौने) प्रदान नहीं किए जाते हैं, बिस्तर सामग्री 50% तक कम हो जाती है, दवा के किसी भी उपचार को आगर के रूप में प्रशासित किया जाता है, और चूहों के जोखिम / हैंडलिंग को कम किया जाता है। इस प्रोटोकॉल का उपयोग करके उत्पन्न सामाजिक रूप से अलग-थलग चूहे अधिक चिंता जैसे व्यवहार, आक्रामकता, साथ ही अनुभूति में कमी का प्रदर्शन करते हैं।

Introduction

चिंता विकार संयुक्त राज्य अमेरिका (यूएस) में मानसिक रोगों के सबसे बड़े वर्ग और बोझ का प्रतिनिधित्व करते हैं, जिसमें संबंधित वार्षिक लागत यूएस $ 42 बिलियन 1,2,3 से अधिक है। हाल के वर्षों में, चिंता और तनाव ने आत्महत्या और आत्महत्या के विचारों के प्रसार को 16% से अधिक बढ़ा दिया है। पुरानी बीमारियों वाले रोगी विशेष रूप से मानसिक संकट या कम संज्ञानात्मक कार्य के अनपेक्षित माध्यमिकप्रभावों के प्रति संवेदनशील होते हैं। चिंता के लिए वर्तमान उपचार में मनोचिकित्सा, दवाएं, या दोनों का संयोजन शामिलहै। हालांकि, इस संकट के बावजूद, 50% से कम रोगी पूर्ण छूट 6,7 प्राप्त करते हैं। बेंजोडायजेपाइन (बीजेड) और चयनात्मक सेरोटोनिन रीपटेक इनहिबिटर (एसएसआरआई) जैसे एंक्सिलिटिक्स में महत्वपूर्ण कमियां हैं या कोई तत्काल प्रभाव नहीं पड़ताहै। इसके अलावा, विकास के तहत नोवेल एंक्सिलिटिक्स की सापेक्ष कमी है, जिसे दवा विकास की महंगी और समय लेने वाली प्रक्रिया द्वारा चुनौती दी गईहै।

दवा विकास प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण कदम एक पशु मॉडल की स्थापना और उपयोग है, जैसे कि चूहों, पैथोलॉजिकलपरिवर्तनों का अध्ययन करने और दवा सुरक्षा और प्रभावकारिता का परीक्षण करने के लिए। चिंता पशु मॉडल स्थापित करने के लिए वर्तमान दृष्टिकोण में 1) आनुवंशिक हेरफेर शामिल है, जैसे कि सेरोटोनिन रिसेप्टर्स (5-एचटी 1 ए) या γ-एमिनोब्यूट्रिक एसिड ए रिसेप्टर (जीएबीएएआर) α सबयूनिट्स12; 2) कॉर्टिकोस्टेरोन या लिपोपॉलेसेकेराइड्स (एलपीएस) 13,14 जैसे चिंता-प्रेरकों को क्रोनिक रूप से प्रशासित करना; या 3) सामाजिक हार और मातृ अलगाव सहित पर्यावरणीय तनाव का प्रशासन15. हालांकि, ये विधियां वास्तविक रूप से दैनिक जीवन में प्रेरित चिंता को प्रतिबिंबित नहीं कर सकती हैं और इसलिए अंतर्निहित तंत्र की जांच या नई दवाओं के परीक्षण के लिए उपयुक्त नहीं हो सकती हैं।

मनुष्यों की तरह, चूहे और चूहे अत्यधिक सामाजिक प्राणी हैं 16,17,18. इष्टतम मस्तिष्क स्वास्थ्य के लिए सामाजिक संपर्क और सामाजिक संपर्क आवश्यक हैं और पालन अवधि19 के दौरान उचित न्यूरोडेवलपमेंट के लिए महत्वपूर्ण हैं। इस प्रकार, पालन अवधि के दौरान मातृ अलगाव या सामाजिक अलगाव के परिणामस्वरूप चूहों में अधिक चिंता, अवसाद और न्यूरोट्रांसमिशन20 में परिवर्तन दिखाई देते हैं। इसके अलावा, सामाजिक सौंदर्य या एलोग्रूमिंग चूहों और चूहों के बीच संबंध या आरामदायक व्यवहार का एक सामान्य रूप हैजो एक साथ रहते हैं। इस प्रकार, समाजीकरण कृंतक जीवन का एक अभिन्न अंग है, और अलगाव उनके स्वास्थ्य को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है।

इस संदर्भ में, वर्तमान प्रोटोकॉल आधुनिक जीवन में सामाजिक अलगाव के जानबूझकर या अनजाने पैटर्न की नकल करने के लिए एक उपन्यास चिंता मॉडल का वर्णन करता है। यह सामाजिक अलगाव (एसआई) मॉडल कथित विकर्षण और आक्रामकता को कम करता है और वयस्क जंगली प्रकार सी 57बीएल / 6 चूहों और स्प्रैग-डॉवले (एसडी) चूहों का उपयोग करता है। यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल हमारे प्रकाशित सबूतों के आधार पर चिंता चूहों के मॉडल पर केंद्रित है, जिसने सामाजिक अलगाव22,23,24 के परिणामस्वरूप चिंता जैसे व्यवहार, आक्रामकता, अनुभूति में कमी और न्यूरोइन्फ्लेमेशन में वृद्धि दिखाई। चिंता जैसे व्यवहार की पुष्टि उन्नत प्लस भूलभुलैया (ईपीएम) और ओपन फील्ड (ओएफ) परीक्षणों द्वारा की जाती है, जबकि संज्ञानात्मक कार्य को उपन्यास वस्तु पहचान (एनओआर) और उपन्यास संदर्भ मान्यता (एनसीआर) परीक्षणों द्वारा मापा जाता है। यह मॉडल चिंता और संबंधित विकारों की जांच के लिए उपयोगी है, लेकिन हल्के संज्ञानात्मक हानि के साथ-साथ तनाव के कारण चयापचय परिवर्तनों की प्राकृतिक प्रगति और विकास का अध्ययन करने के लिए भी अनुकूलित या संशोधित किया जा सकता है।

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Protocol

सभी पशु प्रयोग दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय (यूएससी) संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (आईएसीयूसी) द्वारा अनुमोदित प्रोटोकॉल के अनुसार किए जाते हैं, और सभी तरीकों को प्रासंगिक दिशानिर्देशों, नियमों और सिफारिशों के अनुसार किया जाता है।

1. जानवर

  1. अध्ययन के लिए उपयुक्त पशु देखभाल समितियों से अनुमोदन प्राप्त करें।
  2. विवेरियम को क्रमशः 24 ± 2 डिग्री सेल्सियस और 50% -60% के बीच नियंत्रित तापमान और आर्द्रता के साथ एक अंधेरे-प्रकाश 12 घंटे चक्र में सेट करें।
  3. 6-8 सप्ताह की आयु के नर और / या मादा जंगली प्रकार C57BL /6 चूहों को प्राप्त करें। लिंग द्वारा जानवरों को स्ट्रैटिफाई करने के बाद, यादृच्छिक रूप से उन्हें निम्नलिखित समूहों में से एक को असाइन करें: 1) वाहन उपचार के साथ समूह घर; 2) दवा उपचार के साथ समूह घर; 3) वाहन उपचार के साथ सामाजिक अलगाव; या 4) दवा उपचार के साथ सामाजिक अलगाव। प्रति समूह प्रति लिंग कम से कम चार चूहों (आदर्श रूप से प्रति समूह छह चूहे) का लक्ष्य रखें।
  4. चूहों के आगमन पर, उन्हें कम से कम 24 घंटे के लिए विवेरियम में रखें। चूहों को अकेले रखा जाना चाहिए।

2. केज सेटअप

  1. सामाजिक अलगाव जानवरों के लिए, एक मानक माउस पिंजरे (2 मंजिल स्थान में 75) लें और घोंसले के शिकार के लिए बिस्तर की आधी मात्रा और कपास के 2 टुकड़े (या समकक्ष) मेंसे 1 जोड़ें।
  2. पिंजरों की बाहरी दीवारों को अपारदर्शी, काले प्लास्टिक बैग (या समकक्ष) में लपेटें और टेप का उपयोग करके सुरक्षित करें। सुनिश्चित करें कि चूहे बाहरी वातावरण या आसपास के जानवरों को नहीं देख सकते हैं।
    1. पिंजरे के शीर्ष और निचले हिस्से को बिना लपेटे छोड़ दें, जब तक कि चूहे उनके माध्यम से पड़ोसी जानवरों को नहीं देख सकते।
    2. लपेटते समय, सुनिश्चित करें कि बैग का कोई भी खंड पिंजरे के अंदर से सुलभ नहीं है। यह जानवर को बैग को अलग करने से रोकने के लिए है।
    3. पर्यावरण संवर्धन के किसी भी रूप को शामिल न करें, जैसे खिलौने या चलने वाले पहिये।
  3. सावधानीपूर्वक और धीरे से चूहों को तैयार पिंजरों में रखें। लिबिटम के लिए भोजन और पानी प्रदान करें।
  4. सामान्य पिंजरे की स्थिति में दो या तीन के समूहों में घर नियंत्रण चूहों (यानी, एक मानक माउस पिंजरे में [2 मंजिल की जगह में 75], बिस्तर की पूरी मात्रा, कपास के 2 टुकड़े में2 या घोंसले के शिकार के लिए समकक्ष, और अपारदर्शी बैग का कोई रैपिंग नहीं)।
    1. सुनिश्चित करें कि समूह में रखे गए चूहे एक-दूसरे के साथ संगत हैं (यानी, उनके बीच कोई लड़ाई / संघर्ष नहीं है)। यदि संघर्ष होता है, तो हमलावर को हटा दें और विश्लेषण से बाहर करें।
    2. नर और मादा चूहों को अलग-अलग रखें और गंध की क्षमता के कारण मादा चूहों के अंतःस्रावी स्तर में परिवर्तन को प्रभावित करने की संभावना से बचने के लिए पुरुषों और महिलाओं के बीच दूरी रखें।

3. सामाजिक अलगाव अवधि के दौरान देखभाल और उपचार

  1. सामाजिक अलगाव अवधि के दौरान चूहों को जितना संभव हो उतना कम से कम परेशान करें। किसी भी प्रक्रिया और गतिविधियों को निष्पादित करें, जैसे कि पिंजरे में परिवर्तन और उपचार प्रशासन, उनकी सक्रिय अवधि के दौरान (यानी, अंधेरे चक्र के दौरान) और न्यूनतम शोर गड़बड़ी के तहत।
  2. अंधेरे चक्र के दौरान सप्ताह में केवल एक बार पिंजरों को बदलें। एक ही प्लास्टिक बैग को हटा दिया जा सकता है और नए पिंजरों में फिर से लपेटा जा सकता है, जब तक कि महत्वपूर्ण क्षति मौजूद न हो।
    1. नियंत्रण (समूह में रखे गए) चूहों के लिए, अंधेरे चक्र के दौरान आवश्यक रूप से सप्ताह में दो बार या उससे अधिक पिंजरों को बदलें।
  3. सुनिश्चित करें कि चूहों के पास कम से कम 1 सप्ताह तक चलने के लिए बहुत सारा पानी और भोजन है।
  4. इष्टतम परिणाम देखने के लिए कम से कम 4 सप्ताह के लिए चूहों को अलग (या समूह आवास) जारी रखें।

4. आगर दवा / उपचार की तैयारी - एक गैर-आक्रामक दवा उपचार

  1. यदि उपचार (जैसे, जांच के तहत दवाएं) अध्ययन में शामिल हैं, तो आदर्श रूप से आगर रूपों का उपयोग करके जितना संभव हो उतना कम हैंडलिंग के साथ उपचार का प्रशासन करें। इंजेक्शन और मौखिक गैवेज जैसे मार्ग चूहों पर अतिरिक्त तनाव डालते हैं जो चिंता का एक भ्रामक कारक बन सकता है।
  2. उपयोग की जाने वाली दवा की प्रकृति के आधार पर उपचार के समय और आवृत्ति को समायोजित करें।
    नोट: इस अध्ययन में, उपचार के रूप में 2 मिलीग्राम / किग्रा डायहाइड्रोमाइरिकेटिन (डीएचएम, [(2 आर, 3 आर) -3,5,7-ट्राइहाइड्रोक्सी-2-(3,4,5-ट्राइहाइड्रोक्सीफेनिल)-2,3-डायहाइड्रोक्रोमेन -4-वन)) का उपयोग किया गया था। अलगाव (या समूह घर) अवधि के अंतिम 2 हफ्तों के अंधेरे चरण के दौरान, एक खुराक में डीएचएम दैनिक रूप से प्रशासित किया गया था।
  3. उपचार तैयार करने के लिए, विआयनीकृत (डीआई) पानी में 3% (डब्ल्यू / वी) एगर जोड़ें और घुलने के लिए ~ 90 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करें। समाधान बुलबुला हो जाएगा। रिसाव या उबलने से रोकें।
    नोट: माइक्रोविंग के छोटे, 10 सेकंड अंतराल के माध्यम से ग्लास फ्लास्क में घोल गर्म करें।
    चेतावनी: ग्लासवेयर गर्म होगा। समाधान को संभालते समय उपयुक्त व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (पीपीई) पहनें।
  4. समाधान को घुमाएं और नेत्रहीन रूप से एक समरूप समाधान सुनिश्चित करें।
    नोट: समाधान पारभासी और हल्के पीले से हल्के भूरे रंग का होना चाहिए।
  5. जबकि समाधान अभी भी गर्म है, 5% (डब्ल्यू / वी) सुक्रोज और उपचार की वांछित खुराक जोड़ें। केवल सुक्रोज जोड़ें और वाहन नियंत्रण में रुचि के उपचार को न जोड़ें।
  6. समाधान को घुमाएं और नेत्रहीन रूप से एक समरूप समाधान सुनिश्चित करें। फिर, घोल को एक मोल्ड में डालें और कमरे के तापमान पर ठंडा होने दें। यदि उपचार हल्का संवेदनशील है, तो इसे प्रकाश से बचाना सुनिश्चित करें।
    नोट: समाधान थोड़ा चिपचिपा होना चाहिए।
  7. एक बार ठोस होने के बाद, आगर को 0.5 सेमी x 0.5 सेमी x 0.5 सेमी के क्यूब्स में काट लें और प्रशासन तक 4 डिग्री सेल्सियस पर स्टोर करें।
  8. उपचार का प्रशासन करने के लिए, एक छोटी वजन नाव पर एक एकल घन रखें। प्रकाश-अंधेरे चक्र के अंधेरे चरण के दौरान, माउस को छूने के बिना, चुपचाप और सावधानी से आगर-वजन वाली नाव को अलग-अलग पिंजरों में रखें। माउस को आगर का उपभोग करने दें।
    नोट: चूहे आमतौर पर एगर का पूरी तरह से उपभोग करने के लिए 15-45 मिनट खर्च करते हैं।
  9. आगर की पूरी खपत की पुष्टि करें और फिर पिंजरे से वजन नाव को सावधानीपूर्वक हटा दें। आवश्यकतानुसार दोहराएं।
  10. ताजा रखने और किसी भी संदूषण से बचने के लिए साप्ताहिक रूप से अगर क्यूब्स तैयार करें।

5. व्यवहार विश्लेषण

  1. 4 सप्ताह (या अधिक) अलगाव अवधि के अंतिम दिन के 24 घंटे बाद व्यवहार परीक्षण करें। अप्रत्यक्ष लाल प्रकाश व्यवस्था के तहत अंधेरे चरण के दौरान परीक्षण करें और वीडियो कैमरे के साथ रिकॉर्ड करें।
  2. पूर्वाग्रह और त्रुटि को कम करने के लिए डबल-ब्लाइंड तरीके से मैन्युअल ऑफ़लाइन स्कोरिंग करने के लिए कम से कम तीन व्यक्तियों की व्यवस्था करें।
  3. उन्नत प्लस भूलभुलैया (EPM)
    1. ईपीएम उपकरण तैयार करें। इस प्रोटोकॉल में उपयोग किए जाने वाले उपकरण को व्यावसायिक रूप से प्राप्त किया गया था ( सामग्री की तालिका देखें) और 5 सेमी x 5 सेमी के केंद्र मंच के साथ दो खुली बाहों और दो बंद बाहों (33 सेमी x 5 सेमी प्रत्येक, बंद बाहों के लंबवत खुली बाहों) के साथ अपारदर्शी प्लास्टिक से बना था। उपकरण को फर्श से 50 सेमी ऊपर उठाएं।
    2. जानवर को उपकरण के केंद्र पर रखें, एक खुली बांह का सामना करें। जानवर को 5 मिनट के लिए पता लगाने और वीडियो कैमरे का उपयोग करके उनकी गतिविधि रिकॉर्ड करने की अनुमति दें।
      1. कीटाणुनाशक (70% एथिल अल्कोहल) के साथ सभी सतहों को अच्छी तरह से पोंछकर प्रत्येक जानवर के बाद तंत्र को साफ करें। सुनिश्चित करें कि सभी कृंतक बूंदों को मिटा दिया गया है।
    3. खुली बाहों, बंद बाहों और स्टॉपवॉच का उपयोग करके केंद्र मंच में बिताए गए समय के आधार पर चूहों के व्यवहार को ऑफ़लाइन स्कोर करें। स्टॉपवॉच तब शुरू करें जब माउस संबंधित हाथ या प्लेटफ़ॉर्म में कम से कम तीन पंजे रखता है।
  4. ओपन फील्ड (ओएफ) परीक्षण
    1. ओएफ उपकरण तैयार करें। इस प्रोटोकॉल में उपयोग किया जाने वाला उपकरण ( सामग्री की तालिका देखें) 50 सेमी x 50 सेमी x 38 सेमी (लंबाई x चौड़ाई x ऊंचाई) मापने वाले अपारदर्शी प्लास्टिक से बना था।
    2. कुल 25 ग्रिड के लिए मैदान पर वर्ग ग्रिड (10 सेमी x 10 सेमी प्रत्येक) खींचें।
    3. जानवर को मैदान के केंद्र पर रखें और 10 मिनट के लिए पता लगाने की अनुमति दें। वीडियो कैमरे पर उनकी गतिविधि रिकॉर्ड करें।
      1. कीटाणुनाशक (70% एथिल अल्कोहल) के साथ सभी सतह को अच्छी तरह से पोंछकर प्रत्येक जानवर के बाद तंत्र को साफ करें। सुनिश्चित करें कि सभी कृंतक बूंदों को मिटा दिया गया है।
    4. केंद्रीय क्षेत्र में बिताए गए समय, कोनों में बिताए गए समय, यात्रा की गई कुल दूरी और माउस द्वारा पाले गए समय की संख्या के आधार पर चूहों के व्यवहार को ऑफ़लाइन स्कोर करें।
      1. केंद्र या कोने में बिताए गए समय को रिकॉर्ड करने के लिए स्टॉपवॉच का उपयोग करें। स्टॉपवॉच तब शुरू करें जब माउस संबंधित क्षेत्र में कम से कम तीन पंजे रखता है।
      2. यात्रा की गई दूरी और पालन की आवृत्ति को रिकॉर्ड करने के लिए एक काउंटर का उपयोग करें। माउस में प्रवेश करने वाले वर्गों की संख्या की गणना करें (जब माउस वर्ग में कम से कम तीन पंजे रखता है)। पालन की गिनती करें जब माउस स्पष्ट रूप से अपने पिछले पंजे पर खड़ा होता है। गिनती न करें कि माउस कब खड़ा होता है और दीवारों के खिलाफ झुकता है या जब वह दूल्हे के लिए खड़ा होता है।
  5. उपन्यास ऑब्जेक्ट मान्यता (NOR) परीक्षण
    1. इस परीक्षण को 3 दिनों में करें। दिन 1 पर, 50 सेमी x 50 सेमी x 38 सेमी (लंबाई x चौड़ाई x ऊंचाई) का एक खुला क्षेत्र उपकरण तैयार करें। खुले मैदान के केंद्र में जानवर रखें और 5 मिनट के लिए परिचित होने की अनुमति दें। फिर जानवर को अपने घर के पिंजरे में वापस रखें।
      1. कीटाणुनाशक (70% एथिल अल्कोहल) के साथ सभी सतहों को अच्छी तरह से पोंछकर प्रत्येक जानवर के बाद तंत्र को साफ करें। सुनिश्चित करें कि सभी कृंतक बूंदों को मिटा दिया गया है।
    2. दिन 2 पर, एक ही खुले क्षेत्र उपकरण तैयार करें और दो समान वस्तुओं को रखें, जैसे कि एक छोटा घन। उन्हें लगभग 20 सेमी अलग-अलग सममित रूप से रखें। उपकरण के केंद्र में जानवर रखें और 5 मिनट के लिए पता लगाने की अनुमति दें। फिर जानवर को अपने घर के पिंजरे में वापस रखें।
      1. कीटाणुनाशक (70% एथिल अल्कोहल) के साथ सभी सतहों को अच्छी तरह से पोंछकर प्रत्येक जानवर के बाद तंत्र को साफ करें। सुनिश्चित करें कि सभी कृंतक बूंदों को मिटा दिया गया है।
    3. दिन 3 पर, एक ही खुले क्षेत्र उपकरण और दिन 2 (यानी, छोटे घन) से वस्तुओं में से एक तैयार करें, जो परिचित वस्तु के रूप में कार्य करेगा। एक और, असमान उपन्यास वस्तु, जैसे लकड़ी का पिरामिड, परिचित वस्तु से लगभग 20 सेमी अलग रखें। जानवर को 3 मिनट के लिए पता लगाने और वीडियो कैमरे पर उनकी गतिविधि रिकॉर्ड करने की अनुमति दें।
      1. कीटाणुनाशक (70% एथिल अल्कोहल) के साथ सभी सतहों को अच्छी तरह से पोंछकर प्रत्येक जानवर के बाद तंत्र को साफ करें। सुनिश्चित करें कि सभी कृंतक बूंदों को मिटा दिया गया है।
    4. परिचित वस्तु और उपन्यास वस्तु की खोज में बिताए गए समय के आधार पर चूहों के व्यवहार को ऑफ़लाइन स्कोर करें। ऑब्जेक्ट रिकग्निशन इंडेक्स (ओआरआई) की गणना करें, जहां Equation 1;टी एफ और टीएन क्रमशः परिचित और उपन्यास वस्तुओं की खोज के समय का प्रतिनिधित्व करते हैं।
  6. उपन्यास संदर्भ मान्यता (एनसीआर) परीक्षण
    1. इस परीक्षण को 2 दिनों में करें। दो विशिष्ट आकार के खुले मैदान और विशिष्ट आकार की वस्तुओं के दो जोड़े तैयार करें। ओएफ तंत्र का उपयोग संदर्भों (खुले क्षेत्र) में से एक के रूप में किया जा सकता है। अन्य संदर्भ समान आकार का होना चाहिए लेकिन अलग आकार का होना चाहिए, जैसे कि एक गोल खुला क्षेत्र।
    2. पहले दिन, समान वस्तुओं की एक जोड़ी (यानी, दो क्यूब्स) को वर्ग संदर्भ में रखें और समान वस्तुओं की दूसरी जोड़ी (यानी, दो पिरामिड) को गोल संदर्भ में रखें। वस्तुओं को सममित रूप से 15-20 सेमी अलग रखा जाना चाहिए।
    3. जानवर को केंद्र में रखें और एक संदर्भ में 5 मिनट के लिए पता लगाने की अनुमति दें। दूसरे संदर्भ में दोहराएं। फिर, जानवर को अपने घर के पिंजरे में वापस रखें।
      1. कीटाणुनाशक (70% एथिल अल्कोहल) के साथ सभी सतहों को अच्छी तरह से पोंछकर प्रत्येक जानवर के बाद तंत्र को साफ करें। सुनिश्चित करें कि सभी कृंतक बूंदों को मिटा दिया गया है।
    4. दिन 2 पर, एक संदर्भ से वस्तुओं में से एक को दूसरे के साथ स्वैप करें (यानी, वर्ग संदर्भ में एक घन और एक पिरामिड रखें, और गोल संदर्भ में एक घन और एक पिरामिड)।
    5. जानवर को केंद्र में रखें और 3 मिनट के लिए पता लगाने की अनुमति दें। वीडियो कैमरे पर उनकी गतिविधि रिकॉर्ड करें। जानवरों को दोनों संदर्भों में दर्ज करने की आवश्यकता नहीं है।
      1. कीटाणुनाशक (70% एथिल अल्कोहल) के साथ सभी सतहों को अच्छी तरह से पोंछकर प्रत्येक जानवर के बाद तंत्र को साफ करें। सुनिश्चित करें कि सभी कृंतक बूंदों को मिटा दिया गया है।
    6. अलग-अलग वस्तुओं की खोज में बिताए गए समय के आधार पर चूहों के व्यवहार को ऑफ़लाइन स्कोर करें। मान्यता सूचकांक (आरआई%) की गणना उपन्यास "आउट-ऑफ-कॉन्टेक्स्ट" ऑब्जेक्ट (यानी, वर्ग संदर्भ में पिरामिड) बनाम परिचित "इन-कॉन्टेक्स्ट" ऑब्जेक्ट (यानी, वर्ग संदर्भ में घन) की जांच करने में बिताए गए समय के अनुपात के रूप में करें। Equation 2.

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Representative Results

सभी प्रतिनिधि परिणामों और आंकड़ों को हमारे हालियाप्रकाशनों 22,23 से संशोधित किया गया था। चिंता और खोजपूर्ण व्यवहार पर सामाजिक अलगाव के प्रभावों का मूल्यांकन करने के लिए, 4 सप्ताह की सामाजिक अलगाव अवधि की समाप्ति तिथि के 24 घंटे बाद ईपीएम और ओएफ परीक्षण किए गए थे। सामाजिक रूप से अलग-थलग चूहों ने नियंत्रण (2.31 ± 0.27 मिनट) की तुलना में खुली बांह (1.28 ± 0.17 मिनट) में काफी कम समय बिताया, और नियंत्रण (2.24 ± 0.31 मिनट) की तुलना में बंद बांह में काफी लंबा समय (3.31 ± 0.27 मिनट) बिताया (चित्रा 1)। इसी तरह, ओएफ परीक्षण में, सामाजिक रूप से अलग-थलग चूहों ने कम यात्रा की (2,176 ± 146 सेमी बनाम नियंत्रण [2,765 ± 161 सेमी]), कम पाला (28.25 ± 2.07 बनाम नियंत्रण [46.63 ± 1.52]), कोनों में अधिक समय बिताया (73.00 ± 4.31 एस बनाम नियंत्रण [28.6 ±3 ± 2.07 सेकंड) और केंद्रीय क्षेत्र में कम समय बिताया (28.25 ± 0.07 सेकंड)। बढ़ी हुई चिंता जैसे व्यवहार का संकेत देता है (चित्रा 2)।

इसके अलावा, अनुभूति पर सामाजिक अलगाव के प्रभावों का मूल्यांकन किया गया था, क्योंकि चिंता विकार आमतौर पर संज्ञानात्मक हानि के लक्षण भी दिखाते हैं, जैसे स्मृति हानि और ध्यान केंद्रित करने में कठिनाई25,26। दो परीक्षणों का उपयोग किया गया था: उपन्यास वस्तु पहचान (एनओआर) और उपन्यास संदर्भ मान्यता (एनसीआर), जैसा कि पहलेवर्णित किया गया था, चूहों की समान संदर्भ (एनओआर) और समान वस्तुओं (एनसीआर) के साथ उपन्यास संदर्भ के तहत नई वस्तुओं को पहचानने की क्षमता का आकलन करने के लिए। सामाजिक रूप से अलग-थलग चूहों ने कम नई वस्तु पहचान (55.3 ± 4.1% बनाम नियंत्रण [66.3 ± 4.7%)) (चित्रा 3 ए) के साथ-साथ कम उपन्यास संदर्भ मान्यता (51.5 ± 6.5% बनाम नियंत्रण [68.6 ± 2.8%)) दोनों को प्रदर्शित किया, जो संज्ञानात्मक हानि (चित्रा 3 बी) का सुझाव देता है।

Figure 1
चित्रा 1: चिंता जैसे व्यवहार में परिवर्तन जैसा कि ऊंचा प्लस भूलभुलैया (ईपीएम) द्वारा मापा जाता है। ईपीएम तंत्र के (ए) खुले हाथ और (बी) बंद हाथ में बिताया गया समय। डेटा को एसईएम ± माध्य के रूप में दर्शाया गया है। वन-वे एनोवा के बाद कई तुलनाएं, होल्म-सिडक विधि। N = 11 प्रति समूह। * पी ≤ 0.05. इस आंकड़े को अल ओमरान एट अल.22 (क्रिएटिव कॉमन्स एट्रिब्यूशन 4.0 इंटरनेशनल लाइसेंस के तहत खुली पहुंच) से संशोधित किया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 2
चित्रा 2: खुले क्षेत्र (ओएफ) परीक्षण द्वारा मापा गया चिंता जैसे व्यवहार और लोकोमोटर गतिविधि में परिवर्तन। डेटा को (ए) यात्रा की गई कुल दूरी, (बी) चूहों को पाले जाने की संख्या, (सी) कोने में बिताया गया कुल समय, और (डी) ओएफ तंत्र के केंद्र में बिताया गया कुल समय दिखाया गया है। डेटा को एसईएम ± माध्य के रूप में दर्शाया गया है। वन-वे एनोवा के बाद कई तुलनाएं, होल्म-सिडक विधि। N = 11 प्रति समूह। * पी≤ 0.05. इस आंकड़े को अल ओमरान एट अल.22 (क्रिएटिव कॉमन्स एट्रिब्यूशन 4.0 इंटरनेशनल लाइसेंस के तहत खुली पहुंच) से संशोधित किया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 3
चित्र 3: उपन्यास वस्तु पहचान (NOR) और नवीन संदर्भ मान्यता (NCR) परीक्षणों द्वारा मापी गई अनुभूति में परिवर्तन। (A) ORI = ऑब्जेक्ट रिकग्निशन इंडेक्स। (बी) आरआई = (उपन्यास संदर्भ) मान्यता सूचकांक। डेटा को एसईएम ± माध्य के रूप में दर्शाया गया है। वन-वे एनोवा के बाद कई तुलनाएं, होल्म-सिडक विधि। N = 9 प्रति समूह। * पी ≤ 0.05. इस आंकड़े को वातानाबे एट अल.23 (क्रिएटिव कॉमन्स एट्रिब्यूशन 4.0 इंटरनेशनल लाइसेंस के तहत खुली पहुंच) से संशोधित किया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

प्रोटोकॉल में महत्वपूर्ण कदमों में सामाजिक अलगाव पिंजरों को ठीक से स्थापित करना (यानी, अपारदर्शी बैग लपेटना और बिस्तर की मात्रा को कम करना), अलगाव अवधि के दौरान चूहों की हैंडलिंग और गड़बड़ी को कम करना और यह सुनिश्चित करना शामिल है कि चूहे पूरी तरह से दवा के साथ आगर प्राप्त करें और उपभोग करें। यह महत्वपूर्ण है कि विवेरियम या आवास की स्थिति को निरंतर तापमान और आर्द्रता पर बनाए रखा जाए, साथ ही बाहरी हस्तक्षेप को कम किया जाए। इन भ्रामक कारकों में से अधिक से अधिक को कम करने की दिशा में महत्वपूर्ण प्रयास किया जाना चाहिए, जिसमें शोर की गड़बड़ी (जैसे, बातचीत, उपकरण शोर, आदि), ओवरहैंडलिंग और अंधेरे-प्रकाश चक्र के प्रकाश चरण के दौरान जानवरों की गड़बड़ी शामिल है। अलगाव अवधि के दौरान पिंजरों को बदलने, भोजन और / या पानी को फिर से भरने, उपचार प्रदान करने और अन्य सभी कार्यों को भी कम से कम किया जाना चाहिए। हालांकि दुर्लभ, हमने अतीत में समूह-रखे गए नर चूहों के बीच लड़ाई देखी है। इस प्रकार, समूह में रखे गए चूहों (नियंत्रण या इसी तरह) के लिए, यह सुनिश्चित करने के लिए सावधानीपूर्वक अवलोकन की आवश्यकता है कि चूहों के बीच कोई संघर्ष नहीं है, क्योंकि यह चिंता या तनाव के एक और प्रकार के रूप में कारक होगा। उस मामले में जब लड़ाई होती है, तो संदिग्ध हमलावर को किसी अन्य समूह-रखे गए समकक्ष के साथ बदल दिया जाना चाहिए और देखा जाना जारी रखना चाहिए। यदि हमलावर संघर्ष पैदा करना जारी रखता है, तो यह सुझाव दिया जाता है कि हमलावर के साथ-साथ चूहों को भी अध्ययन से बाहर रखा जाए जिन्हें हमलावर से चोट लगी है।

वर्णित प्रोटोकॉल 4 सप्ताह के अलगाव की सिफारिश करता है, लेकिन इस समय सीमा को बढ़ाया जा सकता है। सामाजिक अलगाव की सबसे लंबी अवधि जो हमने की है वह 8 सप्ताह है, और हमने संचित चिंता / तनाव के मॉडल के रूप में बार-बार सामाजिक अलगाव (अलगाव, समूह घर, पुन: अलगाव) भी किया है। इन अलगाव अवधियों के समय और लंबाई को प्रयोगात्मक आवश्यकताओं या उद्देश्यों को फिट करने के लिए संशोधित किया जा सकता है। हालांकि, अलगाव की अवधि को 4 सप्ताह से कम करने की सिफारिश नहीं की जाती है, क्योंकि चूहों के लिए चिंता जैसे व्यवहार या मस्तिष्क रोग संबंधी परिवर्तनों को प्रदर्शित करने के लिए पर्याप्त समय नहीं हो सकता है। उपचार के समय और आवृत्ति को भी संशोधित किया जा सकता है।

चिंता पशु मॉडल स्थापित करने के लिए मौजूदा तरीकों के संबंध में, इस मॉडल के कई फायदे हैं। सबसे पहले, इसे व्यापक फेनोटाइप चयन (चयनात्मक प्रजनन) या आनुवंशिक हेरफेर की आवश्यकता नहीं होती है, जैसे कि मस्तिष्क में रिसेप्टर्स को खटखटाना या चुप कराना। जबकि आनुवंशिक रूप से संशोधित चूहे अतिसंवेदनशील जीन की जांच के लिए उपयोगी होते हैं, वे चिंता रोगजनन12 को पूरी तरह से पकड़ नहीं सकते हैं। इसके अलावा, जीन नॉकआउट घातक हो सकते हैं या मनुष्यों में देखी गई चिंता की सटीक नकल करने में विफल होसकते हैं। आनुवंशिक हेरफेर में समय और प्रयास लगता है, भ्रूण स्टेम सेल निष्कर्षण, डीएनए इंजेक्शन, संवर्धन, गर्भाशय में आरोपण और पालन की आवश्यकता होतीहै। इसके अलावा, ये आनुवंशिक जानवर वास्तव में दवाओं के विकास के लिए दवा प्रभाव को प्रतिबिंबित नहीं कर सकते हैं। यह सामाजिक अलगाव मॉडल, हालांकि कम से कम 4 सप्ताह के अलगाव की आवश्यकता होती है, समय, प्रयास और विश्वसनीयता के मामले में फायदेमंद है। दूसरा, चूहों को कॉर्टिकोस्टेरोन या लिपोपॉलीसेकेराइड्स (एलपीएस) 13,14 जैसे चिंता-प्रेरकों के साथ लंबे समय तक प्रशासित नहीं किया जाना चाहिए। जांचकर्ताओं को दैनिक इंजेक्शन प्रक्रियाओं से गुजरने की कोई आवश्यकता नहीं है, और सामाजिक अलगाव मॉडल मनुष्यों में चिंता को अधिक सटीक रूप से दर्शाता है, क्योंकि अधिकांश व्यक्तियों को चिंता का अनुभव करने के लिए दैनिक इंजेक्शन नहीं मिलते हैं। अंत में, चूहों को वातानुकूलित करने की आवश्यकता नहीं है (जैसे कि सामाजिक हार प्रतिमान में), जिसमें समय लगता है और चिंता के प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य स्तर उत्पन्न नहीं हो सकते हैं (यानी, चूहों के बीच महत्वपूर्ण भिन्नता)15।

वर्तमान में उपलब्ध कई सामाजिक अलगाव मॉडल नवजात से किशोर और किशोर अवधि के बीच प्रारंभिक विकास में अलगाव अवधि शुरू करते हैं। इस तरह के प्रारंभिक जीवन अलगाव मॉडल अवसादग्रस्तता- और चिंता जैसे व्यवहार, सामाजिक परिहार व्यवहार और अन्य न्यूरोसाइकिएट्रिक लक्षणों को प्रेरित करते हैं जो चिंता विकारों, अवसाद, ऑटिज़्म और संबंधित मानसिकविकारों को प्रतिबिंबित करते हैं। जबकि प्रारंभिक जीवन सामाजिक अलगाव विधि अच्छी तरह से स्थापित है और आमतौर पर उपयोग की जाती है, यह मानसिक विकारों के विकास को पूरी तरह से प्रतिबिंबित नहीं करती है, क्योंकि सभी व्यक्ति अपने किशोरावस्थाके वर्षों के दौरान मातृ अलगाव (सामाजिक अलगाव) का अनुभव नहीं करते हैं। इसके अलावा, उनके प्रभाव प्रजातियों, तनाव, लिंग और अलगाव की आवृत्ति / अवधि के आधार पर भिन्न होतेहैं। उदाहरण के लिए, कुछ अध्ययनों में सी 57बीएल / 6 जे चूहों में आक्रामक व्यवहार को बढ़ाने के लिए पोस्ट-वीन सामाजिक अलगाव पाया गया है, जबकि अन्य ने केवल एक छोटा या कोई प्रभाव नहीं दिखायाहै। अलगाव अवधि की आवृत्ति, अवधि या आवास सेटअप में मामूली अंतर के कारण यह भिन्नता होने की संभावना है। वयस्क या देर से जीवन चरण में चूहों के साथ एक अन्य अध्ययन में अति सक्रियता बढ़ाने के लिए सामाजिक अलगाव पाया गया, जिसमें कोई स्पष्ट अवसादग्रस्तता- या चिंता जैसे व्यवहारनहीं थे। ये चूहे हमारे मॉडल के समान पड़ोसी चूहों को देखने में असमर्थ थे, लेकिन मादा एफ 1 हाइब्रिड सी 57 बीएल / 6 जे एक्स 129 एस 6 / एसवीईवीटीएसी चूहों30 का उपयोग किया, जो उपभेदों और लिंग के बीच परिवर्तनशीलता का सुझाव देता है। यह अध्ययन एक सुसंगत विधि का प्रस्ताव करके इन विविधताओं को कम करने की उम्मीद करता है।

इस तकनीक का एक दोष यह है कि ध्वनि कारक समाप्त नहीं होता है। क्योंकि पिंजरे ध्वनिरोधी नहीं हैं, जानवर अभी भी एक-दूसरे को सुनने में सक्षम हैं, और इस प्रकार पूर्ण अलगाव में नहीं हो सकते हैं। प्रोटोकॉल में एक साउंडप्रूफ पिंजरे को शामिल करना और चिंता और अनुभूति पर श्रवण अलगाव के प्रभावों की जांच करना दिलचस्प हो सकता है। इस मॉडल के प्रयोजनों के लिए, हालांकि, केवल दृश्य इंद्रियों और इंटरैक्शन को अवरुद्ध किया जाता है क्योंकि यह मॉडल एक संवेदी अभाव मॉडल नहीं है, बल्कि आमने-सामने सामाजिक संपर्क को प्रतिबंधित करने के लिए एक मॉडल है। मॉडल इन-पर्सन सामाजिक इंटरैक्शन की नकल करने का इरादा रखता है, क्योंकि श्रवण उत्तेजना आमतौर पर मानव जीवन में मौजूद होती है। एक और दोष यह है कि इस प्रोटोकॉल का परीक्षण केवल C57BL/6 चूहों और स्प्राग डॉवले चूहों में किया गया है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, सामाजिक अलगाव के प्रभाव प्रजातियों और तनाव के आधार पर भिन्न हो सकते हैं। हालांकि अन्य कृंतक प्रजातियों / उपभेदों में इस प्रोटोकॉल की प्रजनन क्षमता की गारंटी नहीं दी जा सकती है, यह पुष्टि की जा सकती है कि इस मॉडल को इन दो जानवरों में लगातार फिर से बनाया जा सकता है।

जैसा कि जानवरों ने कम अनुभूति और स्मृति का प्रदर्शन किया, इस मॉडल को हल्के संज्ञानात्मक हानि मॉडल के रूप में विकसित किया जा सकता है। हालांकि आगे अनुकूलन की आवश्यकता है, मॉडल सामाजिक अलगाव-प्रेरित संज्ञानात्मक हानि के तंत्र की जांच के लिए उपयोगी हो सकता है, शायद तनाव और चिंता के संचित एपिसोड से। मॉडल का उपयोग सामाजिक व्यवहार, आक्रामकता या हिंसा पर बाद के जीवन के सामाजिक अलगाव के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए भी किया जा सकता है।

कुल मिलाकर, सामाजिक अलगाव-प्रेरित चिंता माउस मॉडल को चिंता और संबंधित विकारों की जांच के लिए एक गैर-आक्रामक, न्यूनतम रूप से संभाले गए तरीके से लागू किया जा सकता है, और इसका उद्देश्य सामाजिक अलगाव और अकेलेपन से प्रेरित चिंता की सटीक नकल करना है।

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Disclosures

लेखक ों ने हितों के टकराव की घोषणा नहीं की है।

Acknowledgments

इस काम को नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ ग्रांट एए 17991 (जेएल के लिए), केयरफ्री बायोटेक्नोलॉजी फाउंडेशन (जेएल), दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय (यूएससी), यूएससी ग्रेजुएट स्कूल ट्रैवल / रिसर्च अवार्ड (एसडब्ल्यू के लिए) द्वारा वित्त पोषित किया गया था। सऊदी अरब सांस्कृतिक मिशन छात्रवृत्ति (एएओ के लिए), और सेना स्वास्थ्य व्यवसाय छात्रवृत्ति कार्यक्रम (एएसएस के लिए)।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Black Plastic Bags Office Depot 791932 24" x 32"
Elevated Plus Maze SD Instruments NA Black color
Open Field enclosure SD Instruments NA White color
Select Agar Invitrogen 30391-023
Square cotton for nesting (nestlet) Ancare Corporation NC9365966 Divide a 2" square piece into 4 pieces to create a 1" square piece for isolation group
Sucrose Sigma S1888-1KG
Weigh boat SIgma HS1420A Small, square white polystyrene

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तंत्रिका विज्ञान अंक 189
सामाजिक अलगाव मॉडल: तनाव और चिंता का एक गैर-आक्रामक कृंतक मॉडल
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Watanabe, S., Al Omran, A., Shao, A. … More

Watanabe, S., Al Omran, A., Shao, A. S., Liang, J. Social Isolation Model: A Noninvasive Rodent Model of Stress and Anxiety. J. Vis. Exp. (189), e64567, doi:10.3791/64567 (2022).

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