RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
tr_TR
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Stefan Vestring1,2, Tsvetan Serchov3,4, Claus Normann1,5
1Department of Psychiatry and Psychotherapy, Medical Center - University of Freiburg, Faculty of Medicine,University of Freiburg, 2Berta-Ottenstein-Programme for Clinician Scientists, Faculty of Medicine,University of Freiburg, 3Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS),Université de Strasbourg, Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives, 4Department of Stereotactic and Functional Neurosurgery, Medical Center - University Freiburg, Faculty of Medicine,University of Freiburg, 5Center for Basics in Neuromodulation, Faculty of Medicine,University of Freiburg
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Depresyonun kronik umutsuzluk fare modeli (CDM), tekrarlayan zorla yüzme seanslarından ve bir okuma olarak başka bir gecikmeli yüzme aşamasından oluşur. Subkronik ve akut tedavi müdahalelerini değerlendirmek için değiştirilebilen, en az 4 hafta boyunca stabil olan kronik depresif benzeri bir durumun indüksiyonu için uygun bir modeli temsil eder.
Majör depresif bozukluk, akıl hastalıklarının en yaygın biçimlerinden biridir ve muazzam bireysel acılara ve sosyoekonomik yüke neden olur. Önemine rağmen, mevcut farmakolojik tedavi sınırlıdır ve acilen yeni tedavi seçeneklerine ihtiyaç duyulmaktadır. Potansiyel yeni ilaçların araştırılmasında kilit faktörlerden biri, uygun hayvan modellerinde anti-depresif potansiyellerinin değerlendirilmesidir. Klasik Porsolt zorla yüzme testi, depresif benzeri bir durumu teşvik etmek ve değerlendirmek için onlarca yıldır bu amaçla kullanılmıştır. İki kısa süreli zorla yüzmeden oluşur: birincisi depresif bir duruma neden olmak ve ikincisi ertesi gün iki yüzme seansı arasında verilen ajanın antidepresan etkisini değerlendirmek. Bu model, potansiyel antidepresif ajanlar için bir tarama aracı olarak uygun olabilir, ancak birçok antidepresanın etkisinin gecikmeli başlangıcını göz ardı eder. CDM yakın zamanda kuruldu ve klasik testin dikkate değer farklılıklarla bir modifikasyonunu temsil etti. Fareler, insanlarda depresyonun akut stresten ziyade kronik tarafından indüklendiği fikrini takiben, art arda 5 gün boyunca yüzmeye zorlanırlar. Birkaç günlük (1-3 hafta) bir dinlenme döneminde, hayvanlar sürekli davranışsal umutsuzluk geliştirir. Standart okuma yöntemi, ek bir gecikmeli yüzme seansında hareketsizlik süresinin ölçülmesidir, ancak hayvanın ruh hali durumu hakkında daha geniş bir görüş elde etmek için birkaç alternatif yöntem önerilmektedir. Davranışsal, moleküler ve elektrofizyolojik değişiklikleri hedefleyen çoklu analiz araçları kullanılabilir. Depresif fenotip, en az 4 hafta boyunca stabildir ve hızlı ama aynı zamanda subkronik antidepresan tedavi stratejileri için bir zaman aralığı sağlar. Ayrıca, depresif benzeri bir durumun gelişimindeki değişiklikler bu yaklaşım kullanılarak ele alınabilir. Bu nedenle CDM, depresyonu daha iyi anlamak ve yeni tedavi müdahaleleri geliştirmek için yararlı bir araçtır.
Majör depresif bozukluk gibi duygulanım bozuklukları en sık görülen ve zorlayıcı ruhsal hastalıklar arasındadır ve yüksek bireysel acı1, intihar riskinin artması2 ile ilişkilidir ve toplum için önemli bir sosyoekonomik yüke3 neden olur. Etkisine rağmen, tedavi seçenekleri sınırlıdır ve özellikle son yıllarda psikofarmakolojideki yenilik krizi nedeniyle, yeni antidepresif müdahalelerin geliştirilmesine acil bir ihtiyaç vardır. Depresyonun patofizyolojisini anlamak ve potansiyel yeni ajanları test etmek için rasyonel ve geçerli hayvan modellerine acilen ihtiyaç vardır4. Neredeyse yarım yüzyıl boyunca, orijinal olarak Porsolt5 tarafından tanımlanan klasik zorla yüzme testi (FST), potansiyel yeni antidepresanların taranması için indüksiyon ve okuma olarak kullanıldı. 1. günde 5-15 dakika boyunca zorla yüzme süresi, ardından bir kerelik ilaç uygulaması ve ertesi gün başka bir yüzme döneminde farelerin suda hareketsiz geçirdiği kısmın değerlendirilmesinden oluşur. Hareketsizlik zamanının eksik bir doğal kaçış davranışını temsil ettiği düşünülüyordu ve farelerde depresyon benzeri bir durumun derecesiyle ilişkili olduğu düşünülüyordu5.
Klasik FST, sadece bilimsel toplulukta değil6,7,8 aynı zamanda kamu medyasında da ağır bir şekilde eleştirilmiştir8. FST ile ilgili tartışmaların çoğu, klasik paradigmada sadece 1 günlük kısa indüksiyon ve tedavi sürelerinden kaynaklanmaktadır. FST'nin insan depresyonuyla karşılaştırılabilir bir durumdan ziyade akut bir travma modelini temsil ettiği iddia edildi. Dahası, Porsolt testi potansiyel antidepresif ajanlar için bir tarama aracı olarak uygun olabilir, ancak birçok antidepresanın etkisinin gecikmeli başlangıcını görmezden gelir.
Orijinal FST'den türetilen kronik umutsuzluk modeli (CDM)9,10,11,12,13,14,15, depresyon için daha uygun bir hayvan modelini temsil eder. CDM'de, art arda 5 gün boyunca tekrarlanan yüzme stresi akut travmatik etkileri önler. Tekrarlanan ve devam eden stresli bir durumdan kaçmayı başaramayarak, farelerin çaresizlik, teslim olma ve nihayetinde umutsuzluk durumu geliştirdiği düşünülmektedir. Bu paradigma, insanlarda depresyonun gelişimi için mevcut psikolojik teorilerle, travma sonrası stres bozukluğunun başlangıcında yaygın olarak yaşanan tek bir akut travmadan daha karşılaştırılabilir. CDM'de ortaya çıkan depresyon benzeri durum 4 haftaya kadar stabildir9 ve bu nedenle antidepresanların fayda göstermesi için genellikle 2-4 haftaya ihtiyaç duyduğu klinik koşullarla daha iyi karşılaştırılabilir daha uzun tedavi süreleri olasılığını ortaya çıkarır16.
Depresif benzeri durumun değerlendirilmesi o zaman çok boyutlu olmalıdır. Klasik FST'de olduğu gibi hareketsizlik süresinin ölçülmesi yararlıdır, ancak tek sonuç parametresi olarak kullanılmamalıdır. Aşağıda açıklanan çeşitli yöntemler, genellikle depresif insanlarda bulunan semptomlar doğrultusunda depresif bir durumun farklı boyutlarını haritalayabilmelidir. Uygun okuma değerlendirmeleri arasında kaçış davranışı (hareketsizlik süresi9,10,17), kuyruk süspansiyon testi (TST)9, anhedoni (klasik sakkaroz tercih testi (SPT)18), motivasyon odaklı davranış (burun dürtme sakkaroz tercih testi (NPSPT)10), beklenti/keşif-davranış (belirsiz sinyale yanıt19; Y-labirent testi9), elektrofizyoloji (uzun süreli plastisite ölçümleri (uzun süreli potansiyel, LTP; uzun süreli depresyon, LTD)20), moleküler değerlendirmeler (acil erken genlerin aktivasyon paternleri (IEG'ler); daha fazla stres paternleri21).
Teorik olarak, tekrarlanan bir yüzme testi, hareketsizlik süresinin herhangi bir değerlendirmesi olmadan depresif bir durumu indüklemek için kullanılabilir. Bununla birlikte, hareketsizlik sürelerine sahip en azından bir kavram kanıtı deney serisi sağlanması şiddetle tavsiye edilir. Ek olarak, CDM, indüksiyon aşamasında hareketsizlik süresini ölçerek depresif benzeri bir durumun gelişimini değerlendirmek için uygun bir modeli temsil eder. Yüzmeden önce tedavi edilen belirli fare suşları veya fareler, strese karşı esneklik veya kırılganlık ve davranışsal umutsuzluğun indüksiyonu açısından değerlendirilebilir.
Tüm deneyler, Avrupa kılavuzları (AB 2010/63) ile uyumlu olarak ve Alman hayvan koruma yasası (TierSchG), FELASA (www.felasa.eu/guidelines.php), laboratuvar hayvanlarının bakımı ve kullanımı için ulusal hayvan refahı kuruluşu GV-SOLAS (www.gv-solas.de/index.html) kılavuzu uyarınca gerçekleştirilmiş ve Freiburg Üniversitesi hayvan refahı komitesi ve Comite d'Ethique en Matiere d'Experimentation Animale de Strasbourg (CREMEAS, CEEA35) ve yerel makamlar. 10-14 haftalık (70-98 doğum sonrası gün, PND) C57Bl6N vahşi tip farelerin her iki cinsiyeti de vahşi tip (WT) belirtilen deneyler için kullanıldı. Strese dirençli bir çizgi olarak, ön beyin nöronal CaMKII promotörü altında adenozin A1 reseptörlerinin ekspresyonunun arttığı transgenik fare hattı kullanıldı9,15. Deneylerden sonra, fareler servikal çıkık tarafından kurban edildi.
1. Hazırlık
2. İndüksiyon fazı
3. Anti-depresif tedavinin değerlendirilmesi
4. Depresif benzeri bir durumun gelişiminin değerlendirilmesi
CDM'nin indüksiyon aşamasının ilk yüzme seansında, fareler genellikle her ek yüzme seansında sürekli olarak yükselen 190 s ile 230 s arasında ortalama bir hareketsizlik süresi gösterir (Şekil 1A). Bu artış ilk 3 günde daha belirgindir ve son 2-3 gün içinde plato benzeri bir faza ulaşır. 5. günde ölçülen hareketsizlik süresi, 4 haftaya kadar sabit kalır ve bu da istikrarlı davranışsal umutsuzluğu gösterir. Bir müdahalenin antidepresan gücü, indüksiyon aşamasının son günü ile test günü arasında hayvanı tedavi ederek değerlendirilebilir. Yüzme seansları sırasında mutlak puanlama süresinin oldukça öznel olduğunu ve deneyciye, yaşa, cinsiyete ve kullanılan fare çizgisine bağlı olduğunu unutmayın. Bununla birlikte, oturumlar arasındaki göreceli fark, sadece küçük interrater farklılıkları ile oldukça kararlıdır.
Şekil 1'de çeşitli temsili tedaviler gösterilmiştir. Imipramin, uyku yoksunluğu ve ketamin, hareketsizlik süresini önemli ölçüde azaltırken, iyileşme uykusu ile birlikte uyku yoksunluğu, depresif benzeri fenotipte önemli bir değişiklik göstermedi. Bu sonuçlar, uygulanan tedavilerin anti-depresif gücü ile uyumludur ve insan hastalarda gözlenen etkilere benzer. Tedavi, içme suyu yoluyla 3 hafta boyunca 20 mg / kg / gün imipramin, testten 24 saat önce tek bir intraperitoneal enjeksiyonla 3 mg / kg ketamin alımını ve testten önce 6 saat boyunca uyku yoksunluğunu içeriyordu.
Araştırma sorusuna bağlı olarak, çeşitli temsiller görüntülenebilir. Mutlak değerlerin bir temsili gerçek bir veri genel bakışı sağlayabilir ve indüksiyon fazının ve tek bir tedavinin iyi bir şekilde değerlendirilmesini sağlar (Şekil 1A, D). Bununla birlikte, çeşitli tedavilerin farklılıkları doğrudan karşılaştırılamaz; bu nedenle her tedavi grubunun 5. günde hareketsizlik süresi ortalama değerleri farklıdır. Bu nedenle, bu durumda normalleştirilmiş ortalama değerlerin gösteriminin kullanılması önerilir (Şekil 1B). Alan sınırlamaları nedeniyle azaltılmış bir temsil seçilebilir (Şekil 1C). En azından 1. gün, 5. gün ve sınav gününün sonuçlarının gösterilmesinin zorunlu olduğunu unutmayın.

Şekil 1: Mutlak ve normalleştirilmiş değerlerle başarılı sonuçlar. (A) 30 farede depresif benzeri bir durumun başarılı bir şekilde indüklenmesi gözlemlenebilir. Her nokta, belirli bir günde tek bir hayvanın hareketsizlik süresini temsil eder ve çubuklar, test edilen hayvanların ortalama değerlerini temsil eder. Hareketsizlik süresi, indüksiyon fazının her günü (1. günden 5. güne kadar) ve test günü (noktalı çizgiden sonra) için tedavi olsun veya olmasın temsil edilir. Bu örnekte, 1. gün ile 2. gün arasında önemli bir artış gözlenebileceğini unutmayın. Bazı durumlarda, anlamlılık düzeyleri ilk olarak 1. gün ile 3. gün arasında elde edilir. Deneyin devamı için, 1. gün ile 5. gün arasında istatistiksel olarak anlamlı bir artış zorunludur. Tipik tavan etkisine dikkat edin (4. ve 5. günler arasındaki farka kıyasla 1, 2 ve 3. günler arasındaki artış). 5. gün ile test günleri arasında, hayvanlar 4 hafta boyunca ev kafeslerinde, daha fazla tedavi (CDM) veya imipramin (Imip.) ile muamele edilmeden barındırıldı; uyku yoksunluğu (SD); uyku yoksunluğu ve iyileşme uykusu (RS) ve ketamin (Ket). (B) Her gün için bireysel hayvanların performansının örnek zaman seyri verilir. (C) Şekil 1A'da daha önce gösterilen aynı sonuçların normalleştirilmiş gösterimi. Her hayvanın ve günün hareketsizlik süresi, 5. günde karşılık gelen hareketsizlik süresine normalleştirildi ve yüzde olarak ifade edildi. Farklı grupların tedavi sonrası değerleri bu yaklaşım kullanılarak daha iyi görüntülenebilir ve karşılaştırılabilir. (D) 1. gün, 5. gün ve sınav günü (CDM) için normalleştirilmiş değerlerin gösterimi. Başarılı bir kavram kanıtı çalışmasından sonra, değerlendirme zaman noktaları birinci güne, beşinci güne ve test gününe düşürülebilir. Bu zaman noktalarına ihtiyaç vardır, çünkü başarılı bir indüksiyonu göstermek için 1. gün ile 5. gün arasında önemli bir artış gereklidir ve tedavi etkinliği hakkında bir açıklama yapmak için 5. günün test günüyle karşılaştırılması gerekir. (E) Üç farklı fare çizgisinin hareketsizlik süresinin karşılaştırılması: Wildtype (WT) başarılı bir indüksiyon gösterir; örnek bir esnek çizgi (RL), ilk üç günde ve test gününde depresyon benzeri davranışların önemli ölçüde azaldığını gösterir. Bonferroni post hoc testi ile tek yönlü ANOVA: ∗/#p < 0,05, ∗∗/##p < 0,01, ∗∗∗/###p < 0,001, ∗∗∗∗/####p < 0,0001. (#show difference to day 1, ∗ Şekil 1A,C'deki 5. günün ortalama değerlerine ve Şekil 1E'deki WT fare çizgisine olan farkı gösterir). Veriler SEM ± ifade edilmektedir. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Tüm 5 gün boyunca hareketsizlik süresinin değişmemesi durumunda (Şekil 2), uygulanan stres davranışı uygun şekilde değiştirememiştir ve hiçbir tedavi etkisi değerlendirilememiştir; hayvanların kurban edilmesi ve daha fazla kullanılmaması gerekir.

Şekil 2: Başarısız sonuçlar. Etkisiz bir indüksiyonun temsili şekilde gösterilmiştir. 1. gün ile 5. gün arasındaki hareketsizlik süresinde önemli bir artış olmadığını unutmayın. Bu nedenle, deneyin devamı için kriterlere ulaşılamamıştır ve daha fazla uzatma rasyonel değildir (bu durumda, sadece erkek fareler test edilmiştir ve geriye dönük incelemeden sonra, çöp arkadaşı olmadıkları bulunmuştur). Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Hayvanların davranışsal umutsuzluğunun daha geniş bir görünümünü tanımlamak için daha fazla okuma yöntemi kullanılmalıdır. Çeşitli davranış testleri, elektrofizyolojik ölçümler ve strese bağlı değişikliklerin moleküler değerlendirmeleri mevcuttur. CDM, imipramin ve ketamin tedavisi, Burun-poke-Sakkaroz Tercih Testi (NPSPT) ve yama-kelepçe tekniği kullanılarak uzun süreli potansiyelin değerlendirilmesi ile Kuyruk Süspansiyon Testi (TST) için örnek sonuçlar Şekil 3'te verilmiştir. Bu sonuçlar, CDM indüksiyon fazının davranışsal umutsuzluğun indüksiyonu için genel bir araç olarak kullanılmasını teşvik eder. Kullanılan teknikler hakkında daha fazla bilgi için (TST, NPSPT, LTP-değerlendirmesi) bakınız9,10,17,20.

Şekil 3: CDM fareleri ile ek sonuçlar. (A) Kuyruk Süspansiyon Testinde CDM'nin etkilerinin örnek bir temsili. Fareler kuyrukları tarafından askıya alındı ve hareketsiz geçirilen zaman kaydedildi (metodolojik ayrıntılar için bkz. 9). Her nokta, tek bir hayvanın hareketsizlik süresini temsil eder ve çubuklar, test edilen hayvanların ortalama değerlerini temsil eder. Bonferroni post hoc testi ile tek yönlü ANOVA: ∗∗∗p < 0.001. Veriler, SEM'± araçları olarak ifade edilmektedir. (B) CDM farelerde yakın zamanda kurulan burun pokes sakkaroz tercih testinin temsili sonuçları. Bu görevde, sakkaroz tercihi, sakkaroz şişesine ulaşmak için kademeli olarak artan çabayla ölçülmüştür (burun iğnesi sayısı) (metodolojik ayrıntılar için bkz. 10). CDM'de sakkaroz tercihinin azaldığını ve CDM ile kontrol fareleri arasındaki farkın, farelerin tatlı çözeltiyi içmek için başvurmaları gereken çabayla (Nspk1-7 olarak belirtilen her gün burun pokeslerinin ortalama değerleri) kademeli olarak arttığını unutmayın. Bonferroni post hoc testi ile iki yönlü ANOVA: ∗∗p 0.01 <, ∗∗∗p < 0.001. Uzun süreli sinaptik plastisitedeki CDM'±ye bağımlı değişiklikler, WT farelerinin hipokampal beyin dilimlerinde ilişkisel bir LTP indüksiyon protokolünün uygulanmasından sonra EPSP'lerin ortalama değerlerinin değişmesi olarak sunulmaktadır. Veriler CA3-CA1 sinapsının uyarılması ile elde edildi (ayrıntılar için bakınız17,20). Eşlenmemiş t-testi, ∗∗p < 0.01, veriler SEM ± araç olarak ifade edilmektedir.
Ek Materyal. Bu Dosyayı indirmek için lütfen tıklayınız.
Tüm yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan eder.
Depresyonun kronik umutsuzluk fare modeli (CDM), tekrarlayan zorla yüzme seanslarından ve bir okuma olarak başka bir gecikmeli yüzme aşamasından oluşur. Subkronik ve akut tedavi müdahalelerini değerlendirmek için değiştirilebilen, en az 4 hafta boyunca stabil olan kronik depresif benzeri bir durumun indüksiyonu için uygun bir modeli temsil eder.
Bu çalışma, Freiburg Üniversitesi Kliniği, Psikiyatri ve Psikoterapi Bölümü ve Berta-Ottenstein Klinisyen Bilim İnsanları Programı'nın (SV'ye) iç fonları tarafından finanse edildi. TS, Tıbbi Araştırma Vakfı (FRM) (AJE201912009450) ve Strazburg Üniversitesi İleri Araştırmalar Enstitüsü (USIAS) (2020-035) ve Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Fransa hibeleri tarafından finanse edilmektedir.
| Beher, 2000 mL | Kimble Kimax | 14000-2000 | herhangi bir kap >2000ml ve 24-26 cm çapında mümkün |
| Dijital Termometre | Hanna Instruments | 846-4708 | herhangi bir dijital termometre mümkün |
| Digitalwaage 200 g Dipse | DIPSE | tp200 | mümkün olan herhangi bir dijital ölçek |
| Lenovo ThinkCentre V50a-24IMB AiO 11FJ00DVGE - 60,5 cm | Lenovo | A 908278 | herhangi bir standart Kişisel bilgisayar mümkündür |
| Logitech PTZ Pro | Logitech | 1000005246 | herhangi bir yüksek çözünürlüklü kamera |
| mümkün Kronometre ROTILABO | Carl Roth | L423.1 | herhangi bir kronometre mümkün |
| Zamanlayıcı ROTILABO | Carl Roth | A802.1 | herhangi bir zamanlayıcı mümkün |