在动物模型揭示神经,血液,创伤后应激障碍和行为相关因素的生物标志物

Medicine
 

Summary

我们描述了一个大鼠模型的创伤后应激障碍(PTSD),揭示了神经内分泌功能的持久性的改变和长期延迟,夸大的恐惧反应,创伤后应激障碍患者的特征。的动物模型,和这里描述的方法,用于相关的生物标志物在脑核,这是机械的,但不能被测量的患者中,与外周血白细胞中的生物标志物,它可以是有用的。

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Jia, M., Meng, F., Smerin, S. E., Xing, G., Zhang, L., Su, D. M., Benedek, D., Ursano, R., Su, Y. A., Li, H. Biomarkers in an Animal Model for Revealing Neural, Hematologic, and Behavioral Correlates of PTSD. J. Vis. Exp. (68), e3361, doi:10.3791/3361 (2012).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

鉴定生物标志物的创伤后应激障碍的病理生理的演变(PTSD)是非常重要的,不仅客观的诊断,但也为治疗创伤的疗效和应变能力的评价。正在进行的研究是针对创伤后应激障碍的分子生物标志物,包括创伤后应激诱导蛋白,转录,基因组变异和遗传调制器,使用生物样品从受试者的血液,唾液,尿液,和死后脑组织。不过,这些生物标志物的相关性分子的外设或死亡后的样本,以改变大脑的功能与精神创伤后应激障碍的症状仍然没有得到解决。在这里,我们提出了一种动物模型PTSD外周血及脑中枢的生物标志物,以及行为表型,可以收集和测量,从而提供所需要的相关的中央的创伤后应激障碍的生物标志物,这是机械和pathogno单胞菌,但不能被人收集,与周边的生物标志物和行为表型,它可以。

我们的创伤后应激障碍的动物模型,采用约束和尾部冲击,重复连续三天 - 不可推卸的尾巴休克大鼠模型(ITS)。这个模型模拟的病理生理的创伤后应激障碍17,7,4,10。我们和其他人证实,它的模型诱导行为和神经生物学的改变,类似的发现PTSD的主题17,7,10,9。具体而言,这些预应力大鼠表现出(1)一个延迟和夸张的惊跳响应出现几天后应激停止,其中给定的压缩时间规模老鼠的生活一个人类相比,对应的二时五十九个月延迟症状PTSD患者(DSM-IV-TR的PTSD Criterian D / E 13),(2)提高血浆皮质酮(CORT)好几天了,表示妥协的hypothalamopituitary轴(HPA)和(3)智障博DY体重增加应激停止后,代谢调节功能障碍。

采用这种模式的实验范式是:(1)习得性无助感的范例在测量声惊吓反应(ASR)和图表的身体质量检测大鼠;(2)地区和核显微分离的大鼠脑;( 3)酶联免疫吸附试验(ELISA)为皮质酮的血药浓度的,(4)的基因表达微阵列加相关的生物信息学工具18。这种芯片,被称为rMNChip,专注于线粒体和线粒体相关的核基因在大鼠专门解决神经元的假设是参与创伤后应激障碍的生物能。

Protocol

1。创伤后应激障碍的动物行为学模型

  1. 主题:雄性白化病SD大鼠(Taconic的农场,Derwood,MD),权重150〜200克,时间管理的应力协议。
  2. 测量的食物,水摄入量和体重的增加:在抵达实验室的大鼠,体重100±25克被安置到一笼(笼尺寸:45x24x20厘米)。凯奇填充底物(木屑)每周更换两次。动物保持反相的12小时光照周期(灯:1800/0600和关闭:0600-1800)中的温度(22±4℃) - 和相对湿度(30-70%)的受控环境1周实验前。水和标准颗粒食物(哈伦(2018年)18%的蛋白质啮齿动物的饮食,全球饮食,哈伦Teklad)可以自由地在家里笼和bodyweights记录每天前3天,3天期间,3天停止后的压力。
  3. 驯化:大鼠适应三天来博个动物的设施和一个声惊吓室。为了适应新环境的声惊吓室,动物处理,每天5分钟连续三天初始测量前。
  4. 强调协议:这些动物被均等地分配给各组根据他们的体重和基线的惊吓反应。测试是在两组动物;每个组由16只动物组成。第1组接收的应力协议,和第2组的控制。
    应激暴露协议是连续2小时的过程中,每个会话的约束(“不可避免”)和尾部的冲击,每天一次,连续3天以上的重复。强调是在早上(0800和1200)的窗口内。动物的约束,被固定在通风良好的有机玻璃管。 40触电(2毫安,持续时间为3秒;动物实验笼格地板令人震惊的,Coulbourn工具,USA)被传递到它们的尾巴在半随机的时间间隔150吨O 210秒(图形状态简谱软件,通用链接Habitest,Coulbourn工具,USA)。刺激在2毫安的选择,因为它是厌恶,但不痛,当刺激输出被横放在实验者的手指。电极凝胶施加使用Q-尖端以形成薄的导电电极和大鼠的尾部的皮肤之间的凝胶层。电极夹进行调整,并连接到尾部,以确保良好的连接,而不影响血液循环的尾部。
  5. 声惊吓反应(ASR):测量声惊吓反应进行了一个惊跳反应声学测试系统(Coulbourn工具,哥伦布,俄亥俄,USA)3。该系统由重量敏感平台在减毒声室。的换能器,这是一个应变计,在每个的惊跳平台在使用前需要进行校准。首先,耦合器必须在用于校准的直流耦合模式。在这种模式下,该耦合器的输出二rectly如下从平台的输入,与静态权重校准所需的模式。 AC耦合的模式被切换到的换能器在实验过程中所以只有快速变化的力,这表明惊吓反应,是输出。因此,动物的运动响应声音刺激中由每个平台内的应变计测量的电压变化,并记录为发病惊跳引发刺激后200毫秒内发生的最大响应。
    有六种类型的刺激试验:100分贝单独,100 dB的预脉冲,110分贝,仅110 dB的预脉冲,脉冲前单独和无刺激控制。每个试验类型,提出了8倍。试验类型中随机顺序,以避免为了效果和习惯。审间的时间间隔范围内随机从15到25秒。仅在八个试验的最高值被收集在结果中,并在同一天与动物体重最终调整。动物测试天B的岗前压力或其他治疗的基准读数和1,7,14和21天的最后一天,连续3天的应力程序或其他治疗。
  6. 数据分析:
    1. ASR:声惊吓响应的振幅测试每个时间表示为“%的基线,这是使用下式计算:%基线=(绝对振幅/基线绝对振幅)×100%。对于每个测试日,进行重复测量的方差分析不惊人死不休的振幅因素的应激状态及药物剂量,使用SPSS软件(16版)。杜克,Bonferroni法,或Dunnett测试是用来评估个人组之间的差异显着的事后。数据被表示为平均值±SEM
    2. 增长:-1天前的压力和14日,21日和30日的压力协议完成后,测量体重和食物和水的消耗。统计分析:食物和水的摄入量数据进行一个重复测量的方差分析(ANOVA)。为了分析在食物消耗率随时间的变化,食物摄入量的进一步的主体的体重除以体重诱导应力的协议和初始在组与组之间的体重差异的方差最小化。按照机构动物管理和使用委员会(IACUC)的批准下,所有的程序进行。

2。大脑解剖

  1. 仪器和材料:
    1. 麻醉罐:这是一个有盖的玻璃瓶,高约6英寸,5英寸直径,如的“药剂师罐”,“棉花球瓶”,或“调味品罐。”
    2. 断头台的影响,如提供的肯特科学。
    3. Vibratome 1000:
      1. 纵向切割刀片的一半,洗油与酒精,插入钳。
      2. 与普通碎冰填充浴。
      3. 地方纵向的托盘。
      4. 擦拭托盘中的水分,然后将一滴氰基丙烯酸酯。
    4. 咬骨钳(例如,一个微弗里德曼咬骨钳从MILTEX,猫。没有。17-4801或皮尔逊猫咬骨钳从精细的科学工具。没有16015-17)。
    5. #3,#5珠宝商钳(尖拉断硬脑膜)。
    6. 用锋利的小剪刀(华帝V95-304就是一个例子)。
    7. (2)平板不锈钢的小型铲,如用粉状化学品转移到资产负债规模。宽端向前弯曲,以适应端脑和颅骨之间。
    8. 勺转移大脑块。 (A塑料汤勺从食堂工作正常。)
    9. 手术刀#10。
    10. 双人边缘刀片(碳钢):
      1. 其中一半为Vibratome。
      2. 其中一半的解剖。
    11. 两片玻璃培养皿中,〜3.5英寸和4英寸的直径,例如,一个适合其他内。碎冰在Bottom菜。过滤纸在上面的菜。移动到所需的位置,通过移动在滤纸片。
    12. 100毫升烧杯中。
    13. 滴管灌溉大脑冰冷冻CSF。 (玻璃巴斯德吸管1/2英寸宽的胶乳橡胶球较窄的一端插入效果很好。)
    14. 碎冰纸盒:约5英寸高,20英寸长,10英寸宽。包含:
      1. 坚持所有的仪器在碎冰。
      2. 低钙/高镁脑脊液塑料瓶,可以砰的一声粉碎冰。
      3. 氰基丙烯酸酯。
    15. 低钙/高镁人工脑脊液(ACSF):
      1. MM:125氯化钠,2.5氯化钾,0.5 氯化钙 * 2H 2 O,2.0的MgCl 2·6H 2 0,1.2的NaH 2 PO 4 * H 2 O,25碳酸氢钠,葡萄糖11。
      2. 在塑料瓶可以砰的一声粉碎了冰。
      3. 冷却20分钟-80℃的冰箱中,使之成为行贿。
    16. 棉签。
    17. 滤纸:Whatman公司42.5毫米(猫1001 042)。
    18. 微型离心管收集小部分的组织。
    19. 孔板收集较大的结构和组织切片。
    20. 纸巾。
    21. 红生物危害袋。
  2. 麻醉:
    1. 麻醉罐,纱布垫,异氟醚,金属钳,放置在通风橱中。
    2. 大鼠被放置在麻醉罐。
    3. 异氟醚和地方在麻醉罐,浸湿纱布垫。
    4. 等到踏板反射 - 当Web撤出的爪是用钳子夹住 - 或角膜反射消失。
    5. 斩首左右胸部,用一只手从后面抓住老鼠,为附近枕尽可能的与断头台斩首大鼠。该图集通常仍然会保持连接的头骨。
    6. 采血车:大鼠在胸部挤压,以防止血液从颈动脉喷血。逐步放宽抓地力,从而控制血液的流动进入收集容器。
  3. 去除之脑:
    1. 迅速切断肌肉和任何剩余的脊椎从basiocciput的小剪刀。
    2. 在枕骨大孔,用咬骨钳,并开始远离枕骨髁和basiocciput。
    3. 中线头皮切口,用解剖刀。
    4. 使用的剪刀,剪中旬在枕骨和顶骨矢状切口。抓与咬骨钳切缘的头骨,打破像蛋壳距中线,小心翼翼地用脑,以尽量减少接触。中线切破发可能会分阶段进行。
    5. 由于大脑的进一步暴露,关键是浇灭它与冰冷冻脑脊液,保存最完整和活力的组织。
    6. 同样打破了时间和额骨。
    7. 用细镊子,撕裂硬脑膜,一定要得到tentorum小脑。
    8. 迷你小铲插入额叶下,提高大脑的颅骨,就足以对颅神经紧张。
    9. 横切颅神经的剪刀。
    10. 提起完全的头骨和大脑,让落入烧杯中,冰低钙/高镁脑脊液。留出一分钟或更长时间冷却,使该组织将是固体,结构清晰可见,健康的组织将被保留。
    11. 随着塑料勺子,大脑的滤纸上的冰冷冻培养皿中,腹侧。
  4. 脑的解剖:
    1. 的冠状横切刀片在大脑中动脉( 图2A)。
    2. 在100毫升烧杯中,额叶暂时保存在冰中冷却低钙/高镁脑脊液。
    3. 翻转,使大脑背表面。横切脑干脑交界处第二diencaphalon。将得到的脑块被看作在图2B中。
    4. 掉落阻断大脑放回冰低钙/高镁脑脊液。
    5. 使用迷你小铲,解剖小脑延髓/脑桥。保存在适当旨在分析媒体。
    6. 返回阻止大脑的陪替氏培养皿。使用两个滤纸,解除大脑的一个滤纸上的ventrum。有了它,放置后的第二滤波器纸的边缘上被阻止大脑冠状面。这滤纸的地方,阻塞的大脑下降的氰基丙烯酸酯切削的Vibratome板前切面皮质所面临的刀片。
    7. 使用的Vibratome,切断足够的尾部脑一样,所以,hippcampus所示( 图2C)。
    8. 一节,在125克大鼠,2,700μ厚度在200克鼠2,400μ厚。转移到滤纸的陪替氏培养皿上的部分用棉棒( 图2D)。
    9. 剪切和保存扣带皮层的刀片。
    10. 牙科铲,推入的胼胝体切开它的末端边缘,然后剥离的isocortex。
    11. 从ventolateral缘,剥离海马( 图2E)。
    12. 保存的脑。
    13. 的第二部分,2400微米厚的大鼠在120g,在200克鼠2,500μm厚的。部分放置在过滤器上的文件上的陪替氏培养皿( 图2F)。或者,5 500微米的部分可以采取电生理学在这一点上。
    14. 剪切和保存扣带皮层的刀片。
    15. 进行横向切割刀片的内囊移除isocortex( 图2F)。
    16. 使斜切割刀片,删除amygdali( 图2F,G)。
    17. 使切割刀片取出下丘脑一箱。横向外侧下丘脑腹内侧核,这是明显的削减。我们做的的背切正上方第三脑室或腹侧被盖区( 图2H)。
    18. 锅铲推到胼胝体和拉远的小片isocortex的海马。将窄端的锅铲腹侧海马合缝的提高,背拉断,海马。
  5. 保护脑组织和血液样品中的RNA和蛋白质:
    1. 媒体RNA检测:
      1. 脑:RNAlater溶液中RNA稳定剂,#76106在Eppendorf管中。
      2. 血象:PAXgene血RNA管(PreAnalytix,Quagen)。
    2. 媒体血液蛋白(CORT)分析:溶液D-HBSS,W / O内Ca2 +和Mg 2 +,质量(生物公司)。
    3. 储存:
      1. 收集脑组织首先被储存在一个篮子里的干冰不超过12个小时,然后在-70℃的冰箱中为6个月内,在研究期间的使用。
      2. 采集的血液被保持在室温下过夜,允许试剂渗透,之后,它被存储在-70℃的冰箱中使用的6个月内,在研究期间。

3。线粒体相关的线粒体和核基因的基因芯片

为了研究大鼠脑组织中线粒体功能,我们最近开发了大鼠线粒体神经元集中的微阵列(rMNChip)和生物信息学工具,快速识别不同途径脑组织18。 rMNChip包含1500个基因参与了线粒体的功能,应激反应,昼夜节律和信号转导。包括一个算法,计算的差异表达基因的生物信息学工具和数据库芯片结果简单,直观的解释。

  1. 净化中从组织中的总RNA(n的猫GPM包2011-1,GenProMarkers):
    1. 大鼠脑组织中的具体核RNA的RNA稳定试剂盒(Qiagen)。
    2. 组织(30毫克,600μLGPM-L / B缓冲区)同质化使用Ultra-TURRAX的T8上Dispergierstation(IKA实验室技术)。
    3. 在1.5毫升管离心15分钟SORVALL 21,000 RPM。
    4. 成一个旋转柱用2毫升收集管中,滗析出上清液。
    5. 离心柱管,以15,000 rpm离心3分钟,弃去流过。
    6. 加入700μl的GPM-B / W缓冲每个自旋列,在16,000转离心柱管,持续15秒,弃去流穿。
    7. 每个自旋列加入500μlGPM-W缓冲液,在16,000转离心柱管,持续15秒,重复一次。
    8. 在新的1.5 ml收集管,将离心柱。
    9. 加入30μlDEPC-处理水每个自旋列,在16,000转离心1分钟,重复一次。
    10. 测量RNA浓度,用DNase-&无RNase的水,调至浓度为1微克/微升的样品准备用于微阵列标记。
  2. 基因芯片的标签和的杂交(猫阵列900,Genisphere):
    1. 1.0微克大鼠总RNA用于cDNA合成和微阵列标签,按照制造商的说明使用。
    2. 微阵列杂交上rMNChip进行在65℃下12-16小时,如先前所述。18
  3. 洗衣机杂交的微阵列幻灯片(猫#GPM0101-6,GenProMarkers):
    洗涤液 20 X SSC 10%SDS DDH 2 O
    0.5 X SSC/0.01 SDS 500毫升 12.5毫升 0.5毫升高达500米升
    0.5 X SSC 500毫升 12.5毫升到500毫升
    0.1×SSC 500毫升 2.5毫升到500毫升
    0.01 X SSC 500毫升 0.25毫升到500毫升

    在洗涤的幻灯片,应避光保存。不要让幻灯片在任何阶段干涸。
    1. 在250毫升的解决方案科普林氏在一个玻璃罐子(猫#:70312-20,电子显微镜学,哈特菲尔德,PA)在室温下搅拌坛子上一个BioShaker(分子技术公司,圣路易斯,密苏里州洗净幻灯片),直到所有的盖玻片脱落的载玻片(<3分钟)。
    2. 通过搅拌罐3分钟,洗净幻灯片时,250毫升的解决方案在另一个罐子。
    3. 洗净幻灯片250毫升的解决方案3在另一个JAR旋转的jar 3分钟后,重复此步骤两次。
    4. 洗净幻灯片与在另一个jar,持续10秒250毫升的解决方案。通过离心分离的罐子上PN11779板和ST-H750转子放置在Sorvall超级T21离心机在1,000 rpm离心5分钟,立即干燥幻灯片。
    5. 放置在一个盒子里洗过的幻灯片尽快进行扫描。
  4. 生物芯片图像扫描和使用ScanArray Express的微阵列扫描仪(PerkinElmer)中的使用说明书,重点分析:
    1. 生物芯片图像扫描:简单的扫描与扫描协议。
    2. 激光功率,PMT和归一化方法对数据结果的影响。
    3. GAL文件到图像的对齐方式。
    4. 向电网精确地对齐点。
  5. 数据分析:定制微阵列数据分析的计算程序包括芯片图像评估,数据过滤,光斑尺寸校正,包容,normalization和比较,如前面所述的18。此外,本体,通路和网络分析的方法是先前所描述的相同,以保证生成的可重复性和可核实的微阵列结果2,22,25,19,20,8,23,18。

4。血液样本收集及血浆CORT浓度测量

  1. 压力前或后尾麻醉动物的血液样本收集1日,14日,21日和30日到肝素管测定循环CORT的水平。
  2. 干线的血液样本也收集到的动物安乐死后的肝素抗凝管。血浆中提取并存储在-70℃下,直到分析。
  3. 等离子提取的媒体:
    1. RNA提取的血液样本收集的PAXgene血RNA管(PreAnalytix,Quagen的)
    2. 收集血液样本进行DNA提取使用PAXgene的血液DNA的管(PreAnalytix,Quagen)的。 蛋白质分析的血液样本进行收集从MaketLab#ML5601使用锂肝素毛细管收集管(200微升)。
  4. 血浆CORT浓度与Active大鼠科特的EIA(诊断系统Labs公司http://www.beckmancoulter.com/ )测试和分析如下:
    1. 标记条要使用的微量滴定。
    2. 准备大鼠CORT大鼠CORT浓缩酶结合物中的共轭稀释剂稀释的酶结合物。
    3. 移取25微升的标准,控制和入井的未知数。
    4. 加入100微升的酶结合物溶液,每孔使用半自动分配器。轻轻拍打以及持有人5-10秒。
    5. 加入100μl大鼠CORT抗血清,每孔使用半自动机。
    6. 孵育的孔,在室温下,25℃下,在振荡器上在500-700 rpm离心60分钟集。
    7. 吸干,并用每个WEL升5倍,使用自动洗板机的清洗液。吸干翻转板吸收材料。
    8. 加入100微升的TMB显色剂解以及使用半自动分配器的每个。
    9. 在室温15-20分钟在500-700转的轨道微孔板摇床孵育。观察颜色的变化。
    10. 加入100微升终止液,每孔使用半自动机。
    11. 摇板的手5-10秒。
    12. 阅读在井中的溶液的吸光度,在30分钟之内。
    13. 过滤器被设置在450 nm处。 * EIA试剂盒也可以购买在免疫生物学的的实验室( www.ibl-america.com )。

5。代表性的成果

图1
图1大鼠的约束,并接触到尾震撼。随后的体重,血浆皮质酮浓度,声惊吓反应进行了测量。A:应力曝光的:限制动物被固定在通风良好的有机玻璃管。第四电击(2毫安,持续3秒;)交付给它们的尾巴在半随机的时间间隔中的150〜210秒,B和 C:胁迫延缓生长期间:体重和食物和水的消耗体重增加计量前压力(-3日),日三天的压力,然后每隔一天后,到第14天。从不缺乏应力期间体重的增益补偿。D:血浆皮质酮浓度的应力增加。E:声学惊跳:动物测试应力的前一天(天-1)的基线读数和12天的最后一天,之后连续3天的压力。为每个组 - 胁迫和控制 - 数据被表示为%的声惊人死不休第12天相对日-1。应力显着提高了声惊吓反射。 点击此处查看大图

图2
图2。夹层的杏仁核,海马及下丘脑脑片。A:大鼠脑腹面观:箭头指向大脑中动脉B:脑块,腹面观,准备运到的Vibratome。 C:大脑的vibratome盘,尾部的侧块粘起来,皮质所面临的刀片。尾部的大脑已经被削去露出尾部的海马。块是现在已经准备好为2500微米片含海马的重要组成部分。D:2500微米厚的切片的尾部海马E:T。他isocortex(ISO)剥离,剥离的脑海马(HC)和海马F:含有杏仁核和喙海马2500微米厚的切片。G:isocortex被切除,杏仁核(Amyg)切除H:被切除下丘脑(HT)和流离失所者。 点击此处查看大图

图3
图3。糖皮质激素受体 ​​(GR)和minerocorticoid受体(MR),杏仁核,海马,下丘脑,前额叶皮层(C,控制)和后尾应激(STR)基因的表达水平。单位比例控制,酒吧SEM A:杏仁:压力降低minerocorticoid受体mRNA的表达。B:海马:压力increaSES minerocorticoid受体mRNA的表达。C:下丘脑压力增加受体的表达minerocorticoid。ð:额叶皮层:压力减少糖皮质激素受体​​mRNA表达以及minerocorticoid的受体mRNA的表达。

(121bp)PCR引物对大鼠GR是: 1f.CCACTGCAGGAGTCTCACAA
1rAACACCTCGGGTTCAATCAC
(99 bp)的PCR引物对大鼠MR是: 1f.GCCTTCAGCTATGCCACTTC
1rAACGTCGTGAGCACCTTTCT

图4
图4。集群和热图的RNA差异表达从64个基因来自5大鼠脑组织,包括小脑(CL),大脑(CR),额叶皮质(FC),下丘脑(HT)和海马(HC)。彩色地图显示在d倍的变化自己的(绿色)和上(红色)表达的基因。 (A)来自15这五个脑组织微阵列实验的64个基因表达集群和热图9测量的标准化信号强度。每个基因的表达的测定由技术一式三份实验一式三份。 (B)的平均这些9测量的每一个的64个基因的RNA水平的群集和热图。在线粒体基因的表达,这些结果显示出明显的差异,因此相关的功能,支持我们的假设,不同的大脑区域有不同的能源需求。 点击此处查看大图

我们的应用程序的rMNChip和生物信息学工具,导致鉴定的64个基因差异表达的RNA来自大鼠脑组织,包括小脑(CL),大脑(CR),额叶皮质(FC)hyp​​otha的集群和热图lamus(HT)和海马(HC)( 图4)。这些数据表明,线粒体基因表达的明显的差异,因此,相关的功能。结果表明,不同的大脑区域的需求不同数量的能量,以进行相应的脑功能。

Discussion

创伤后应激障碍的诊断是基于自我报告的精神症状(DSM IV)的潜在主题。没有明确的生物标志物是目前可用于访问潜在的创伤后应激障碍患者的病理生理状态。创伤后应激障碍是一种疾病所引发危及生命的创伤性事件的主要精神症状数月甚至数年后的初始事件幸存者的生活中仍然存在。在创伤后应激障碍的患者最突出的症状持续,显示过度警觉,夸张的惊吓反应延迟14日,15日,16日和丘脑-垂体-肾上腺轴的一个明显的妥协。在人类中,这些症状仍然存在,或出现的延迟三个月,戒烟后的创伤性应激24。我们目前的创伤后应激障碍的生物标志物的研究模型,采用重复为3的连续几天(2小时届40,麻二tailshocks) - 负有不可推卸的尾巴休克模型(ITS)在大鼠体重150克的克制和尾部冲击。这个模型有被模仿在很大程度上的病理生理的创伤后应激障碍17,7,4,10。我们的实验室和其他实验室验证,其模型的应力诱导的大鼠行为和神经生物学的改变,发现PTSD的主题17,7,10,9。具体而言,这些预应力大鼠表现出(1)一个延迟和夸张的惊跳响应出现几天后应激停止,其中给定的压缩时间规模老鼠的生活一个人类相比,对应的二时五十九个月延迟症状PTSD患者(DSM-IV-TR的PTSD Criterian D / E 13),(2)提高血浆皮质酮(CORT),数(10),说明妥协的hypothalamopituitary轴(HPA),和(3)延迟体重增益后应激停止,相应的代谢调节功能障碍,创伤后应激障碍。在文献中没有任何证据,狐臭味,捕食曝光,或害怕增效的惊吓反应,exhi位这些持久性行为和neuroendocrinologic的的表型相关的创伤后应激障碍。

大鼠暴露于一个单一的应力会议(1DS)已经表现出短暂的,而不是持续性异常显示3DS大鼠17的本实验比较了惊吓反应的3DS和1DS大鼠4,7,和应激停止后10天。与以前的工作相一致,应激大鼠表现出升高的基础血浆CORT水平的第一天职位压力17。这些CORT水平CORT水平较高,在3DS大鼠应激暴露的数目比在1DS大鼠敏感。惊吓反应,的1DS大鼠表现出夸张的惊吓后第7天应激反应,,而惊吓过敏变得明显后10天应激在3DS大鼠。因此,外观的惊吓反应过度应激停止后出现到承受应力会话的数目有关。 3DS出现应激动物模型是有用的洞察与创伤后应激障碍的症状和可测量的关键行为的时间停止后的压力与表型相关的生物标志物表达的改​​变。基因组提出申请rMNChip和生物信息学工具识别不同的途径,以及基因和蛋白质生物标志物,这将极大地促进系统生物学研究和理解复杂的,多因素的神经系统疾病,包括创伤后应激障碍的分子机制提供证据的原则。

虽然我们的范式并没有深入的认知和行为方面的更复杂的创伤后应激障碍,我们注意到,改变睡眠模式,在模式1对应的入睡和保持睡眠困难和创伤后应激障碍患者11(DSM-IV-TR创伤后应激障碍的噩梦标准D 13),及逃生/逃避学习,学习的食欲任务中的ITS模型的不足之处13)。目前的模式具有相关性的创伤后应激障碍的主要症状特点,并提供了一个很好的模式,相关的周边创伤后应激障碍的生物标志物,它可以从病人收集,与中央,机械生物标志物,这不能不6。

Disclosures

没有利益冲突的声明。

Acknowledgments

这项工作是支持的CDMRP“,”USUHS资助G188LE,G188MG,G188QC(HL)和USUHS创伤后应激的研究中心。

References

  1. Adrien, J., Dugovic, C., Martin, P. Sleep-wakefulness patterns in the helpless rat. Physiol. Behav. 49, 257-262 (1991).
  2. Bai, X., Wu, J., Zhang, Q., Alesci, S., Manoli, I., Blackman, M. R., Chrousos, G. P., Goldstein, A. L., Rennert, O. M., Su, Y. A. Third-generation human mitochondria-focused cDNA microarray and its bioinformatic tools for analysis of gene expression. Biotechniques. 42, 365-375 (2007).
  3. Blaszczyk, J. W. Startle response to short acoustic stimuli in rats. Acta Neurobiol. Exp. (Wars.). 63, 25-30 (2003).
  4. Braga, M. F., roniadou-Anderjaska, V., Manion, S. T., Hough, C. J., Li, H. Stress impairs alpha(1A) adrenoceptor-mediated noradrenergic facilitation of GABAergic transmission in the basolateral amygdala. Neuropsychopharmacology. 29, 45-58 (2004).
  5. Bremner, J. D., Vythilingam, M., Vermetten, E., Anderson, G., Newcomer, J. W., Charney, D. S. Effects of glucocorticoids on declarative memory function in major depression. Biol. Psychiatry. 55, 811-815 (2004).
  6. Garrick, T., Morrow, N., Eth, S., Marciano, D., Shalev, A. Psychophysiologic parameters of traumatic stress disorder in rats. Ann. N.Y. Acad. Sci. 821, 533-537 (1997).
  7. Garrick, T., Morrow, N., Shalev, A. Y., Eth, S. Stress-induced enhancement of auditory startle: an animal model of posttraumatic stress disorder. Psychiatry. 64, 346-354 (2001).
  8. Hsiao, Y. H., Su, Y. A., Tsai, H. D., Mason, J. T., Chou, M. C., Man, Y. G. Increased invasiveness and aggressiveness in breast epithelia with cytoplasmic p63 expression. Int. J. Biol. Sci. 6, 428-442 (2010).
  9. Jiang, X., Xing, G., Yang, C., Verma, A., Zhang, L., Li, H. Stress Impairs 5-HT(2A) Receptor-Mediated Serotonergic Facilitation of GABA Release in Juvenile Rat Basolateral Amygdala. Neuropsychopharmacology. (2008).
  10. Jiang, X., Zhang, Z. J., Zhang, S., Gamble, E. H., Jia, M., Ursano, R. J., Li, H. 5-HT2A receptor antagonism by MDL 11,939 during inescapable stress prevents subsequent exaggeration of acoustic startle response and reduced body weight in rats. J. Psychopharmacol. (2009).
  11. Maher, H. K. Sleep deprivation: are you a victim. AAOHN. J. 54, 548 (2006).
  12. Maier, S. F. Exposure to the stressor environment prevents the temporal dissipation of behavioral depression/learned helplessness. Biol. Psychiatry. 49, 763-773 (2001).
  13. North, C. S., Suris, A. M., Davis, M., Smith, R. P. Toward validation of the diagnosis of posttraumatic stress disorder. Am. J. Psychiatry. 166, 34-41 (2009).
  14. Orr, S. P., Metzger, L. J., Pitman, R. K. Psychophysiology of post-traumatic stress disorder. Psychiatr. Clin. North Am. 25, 271-293 (2002).
  15. Orr, S. P., Roth, W. T. Psychophysiological assessment: clinical applications for PTSD. J. Affect. Disord. 61, 225-240 (2000).
  16. Pitman, R. K., Orr, S. P., Shalev, A. Y., Metzger, L. J., Mellman, T. A. Psychophysiological alterations in post-traumatic stress disorder. Semin. Clin. Neuropsychiatry. 4, 234-241 (1999).
  17. Servatius, R. J., Ottenweller, J. E., Natelson, B. H. Delayed startle sensitization distinguishes rats exposed to one or three stress sessions: Further evidence toward an animal model of PTSD. Biological Psychiatry. 38, 539-546 (1995).
  18. Su, Y. A., Zhang, Q., Su, D. M., Tang, M. X. Rat Mitochondrion-Neuron Focused Microarray (rMNChip) and Bioinformatics Tools for Rapid Identification of Differential Pathways in Brain Tissues. Int. J. Biol. Sci. 7, 308-322 (2011).
  19. Su, D. M., Zhang, Q., Wang, X., He, P., Zhu, Y. J., Zhao, J., Rennert, O. M., Su, Y. A. Two types of human malignant melanoma cell lines revealed by expression patterns of mitochondrial and survival-apoptosis genes: implications for malignant melanoma therapy. Mol. Cancer Ther. (2009).
  20. Identification of stress-responsive genes, canonical pathways, molecular networks and drug targets in brain tissues of human and animals for systems-biology study of post-traumatic stress disorder. Su, Y. A., Li, H., He, P., Webster, M. J., Zhang, Q., Zhang, L., Wang, X., Su, D. M., Ursano, R. J., Rennert, O. M. The DOD Congressionally Directed Medical Research Programs, the third Military Health Research Forum (MHRF), August 31 - September 3, 2009, Hallmark Crown Center, Kansas City, Missouri, (2009).
  21. Su, Y. A., Wu, J., Zhang, L., Zhang, Q., Su, D. M., He, P., Wang, B. D., Li, H., Webster, M. J., Rennert, O. M., Ursano, R. J. Dysregulated mitochondrial genes and networks with drug targets in postmortem brain of patients with posttraumatic stress disorder (PTSD) revealed by human mitochondria-focused cDNA microarrays. Int. J Biol. Sci. 4, 223-235 (2008).
  22. Su, Y. A., Yang, J., Tao, L., Nguyen, H., He, P. Undetectable and Decreased Expression of KIAA1949 (Phostensin) Encoded on Chromosome 6p21.33 in Human Breast Cancers Revealed by Transcriptome Analysis. J. Cancer. 1, 38-50 (2010).
  23. Yehuda, R., Yang, R. K., Buchsbaum, M. S., Golier, J. A. Alterations in cortisol negative feedback inhibition as examined using the ACTH response to cortisol administration in PTSD. Psychoneuroendocrinology. 31, 447-451 (2006).
  24. Zhang, Q., Wu, J., Nguyen, A., Wang, B. D., He, P., Laurent, G. S., Rennert, O. M., Su, A. Molecular mechanism underlying differential apoptosis between human melanoma cell lines UACC903 and UACC903(+6) revealed by mitochondria-focused cDNA microarrays. Apoptosis. 13, 993-1004 (2008).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics