Ein chronisches Immobilisierungs-Stressprotokoll zur Induzieren von Depressionen-ähnlichem Verhalten bei Mäusen

* These authors contributed equally
Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Dieser Artikel bietet ein vereinfachtes und standardisiertes Protokoll zur Induktion von depressivem Verhalten bei chronisch immobilisierten Mäusen mit einem Restrainer. Darüber hinaus werden Verhalten und physiologische Techniken zur Überprüfung der Induktion von Depressionen erklärt.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Son, H., Yang, J. H., Kim, H. J., Lee, D. K. A Chronic Immobilization Stress Protocol for Inducing Depression-Like Behavior in Mice. J. Vis. Exp. (147), e59546, doi:10.3791/59546 (2019).

Please note that all translations are automatically generated.

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

Abstract

Depression ist noch nicht vollständig verstanden, aber verschiedene ursächliche Faktoren wurden berichtet. In letzter Zeit hat die Prävalenz von Depressionen zugenommen. Therapeutische Behandlungen für Depressionen oder die Erforschung von Depressionen sind jedoch rar. So schlagen wir im vorliegenden Papier ein Mausmodell der Depression vor, das durch Bewegungseinschränkung induziert wird. Chronischer milder Stress (CMS) ist eine bekannte Technik, um depressives Verhalten zu induzieren. Es erfordert jedoch ein komplexes Verfahren, das aus einer Kombination verschiedener milder Spannungen besteht. Im Gegensatz dazu ist chronischer Immobilisierungsstress (CIS) ein leicht zugängliches chronic stress model, modifiziert von einem Zurückhaltungsmodell, das depressives Verhalten induziert, indem es die Bewegung mit einem Restrainer für einen bestimmten Zeitraum einschränkt. Um die depressiven Verhaltensweisen zu bewerten, werden im vorliegenden Experiment der Saccharosepräferenztest (SPT), der Schwanzsuspensionstest (TST) und der ELISA-Test zur Messung des Stressmarker-Corticosteronspiegels kombiniert. Die beschriebenen Protokolle veranschaulichen die Induktion von CIS und die Bewertung der Verhaltensänderungen und physiologischen Faktoren für die Validierung von Depressionen.

Introduction

Schwere depressive Störung (MDD) ist die Hauptursache für geistige Behinderungen weltweit, mit einer Inzidenz, die schneller als erwartet zunimmt. Im Jahr 2001 prognostizierte die Weltgesundheitsorganisation, dass MDD bis 2020 die zweithäufigste Krankheit der Welt sein würde. Allerdings war es bereits die zweithäufigste im Jahr 20131. Darüber hinaus haben aktuelle Antidepressiva viele Einschränkungen, einschließlich verzögerter Wirksamkeit, Arzneimittelresistenz, Rückfall und verschiedene Nebenwirkungen2,3. Die Forscher müssen daher wirksamere Antidepressiva entwickeln. Die mehrdeutige Pathophysiologie der MDD stellt jedoch ein Hindernis für die Entwicklung neuartiger Antidepressiva dar.

Langzeitstress ist der Hauptrisikofaktor für MDD. Es kann Dysfunktion in der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren (HPA) Achse induzieren, die auch im Zusammenhang mit MDD-Ätiologie4,5. Wie bereits beschrieben, spielt die HPA-Achse eine entscheidende Rolle in der stressinduzierten psychiatrischen Pathophysiologie einschließlich Depressionen und Angststörungen durch Erhöhung der Corticosteronspiegel6,7,8, 9. Viele Tiermodelle basieren auf einer nachhaltigen Aktivierung der HPA-Achse, die bei Patienten mit MDD4beobachtet wird. Darüber hinaus verursachen hohe Glukokortikoide, die durch chronischen Stress induziert werden, und subkutan injizierte Glukokortikoide depressive Verhaltensweisen zusammen mit dem Tod neuronaler Zellen, Atrophie neuronaler Prozesse und reduzierter Adult Neurogenese im Gehirn von Nagetieren10 , 11.Ein weiterer wichtiger Hirnbereich im Zusammenhang mit Depressionen ist der mediale präfrontale Kortex (mPFC). Die mPFC spielt eine entscheidende Rolle bei der Kontrolle von Hirnsubregionen, wie Hypothalamus und Amygdala, die emotionales Verhalten und Stressreaktionen steuern8,9. Zum Beispiel, Läsionen in der dorsalen mPFC induzierte HPA-Achse Dysfunktion und verbesserte Corticosteron Sekretion aufgrund von Zurückhaltung Stress12,13. Eine aktuelle Studie zeigte auch, dass wiederholte Zurückhaltung Stress erhöhte Corticosteron-Spiegel, die durch Glutamin-Supplementierung über Glutamat-Glutamin-Zyklus zwischen Neuronen und Astrozyten in der mPFC9verringert werden könnte.

Das erste chronische Stressparadigma, das zur Erforschung der Ätiologie der MDD verwendet wurde, wurde von Katz14vorgeschlagen. Willner et al. schlugen dann ein modellfür chronischen milden Stress (CMS) vor, das auf den Erkenntnissen von Katz basiert. Sie bestätigten, dass das Modell prädiktive Gültigkeit hatte, indem sie beobachteten, dassAntidepressiva CMS-induziertes anhedonisches Verhalten 15,16wiederhergestellt haben. Typischerweise besteht das CMS-Modell aus einer Kombination verschiedener milder Belastungen, wie z. B. mildes Rauschen, Käfigkippen, Nassbetten, veränderte hell-dunkle Zyklen, Käfigschütteln, erzwungenes Schwimmen und soziale Niederlagen. Das CMS-Modell wird von Forschern weit verbreitet; Dieses Modell ist jedoch von schlechter Reproduzierlichkeit und zeit- und energieeffizient. Daher gibt es eine wachsende Nachfrage nach einem standardisierten und vereinfachten Protokoll für die Induktion von depressivem Verhalten und physiologische Analyse, um Depressionen zu bewerten. Im Vergleich zum CMS-Modell ist das Modell der chronischen Immobilisierungsspannung (CIS; auch bekannt als chronischer Zurückhaltungsstress) einfacher und effizienter; Daher kann das CIS-Modell in chronischen Stressstudien weit verbreitet 17,18,19,20,21,22,23 , 24. Darüber hinaus kann CIS sowohl bei männlichen als auch bei weiblichen Mäusen verwendet werden, um depressive Verhaltensweisen zu entwickeln25,26. Während der GUS werden die Tiere für 1-8 Stunden pro Tag für2 oder 4 Wochen 9,27,28in einen körpertauglichen Zylinder gelegt. Von diesen, Zurückhaltung Stress Zustand für 2 Stunden pro Tag für 2 Wochen ist ausreichend, um depressive Verhaltensweisen mit minimalen Schmerzen bei Mäusenverursachen 9,28. Unter Zurückhaltungsbedingungen wurden die Konzentrationen von Blutkortizononon schnell erhöht9,28,29. Mehrere Studien haben gezeigt, dass das GUS-Modell prädiktive Gültigkeit hat, was bestätigt, dass CIS-induzierte depressive Symptome durch Antidepressiva19,20,30,31wiederhergestellt werden. Hierin berichten wir über die detaillierten Verfahren von CIS sowie einige Verhaltens- und physiologische Ergebnisse nach CIS bei Mäusen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle Experimentellen Protokolle und Tierpflege wurden nach den Richtlinien des University Animal Care Committee for Animal Research der Gyeongsang National University (GLA-100917-M0093) durchgeführt.

1. Materialien

  1. Mäuse
    1. Verwenden Sie Männchen von C57BL/6 Stamm Hintergrund mit einem Gewicht von 22-24 g in der postnatalen Woche 7. Habituate im Zuchtraum für 1 Woche vor den Experimenten.
      HINWEIS: Alle Mäuse wurden von einer Labortierfirma gekauft.
    2. Hausmäuse einzeln in einem temperaturgeregelten Vivarium (22–24 °C) unter einem 12-stündigen Licht-/Dunkelzyklus (Licht ein um 6:00 Uhr), mit normalem Labor-Chow und Wasser ad libitum erhältlich.
  2. Restrainer
    1. Verwenden Sie einen zylindrischen, transparenten Acryltank (Höhe = 8,5 cm, Durchmesser = 2,5 cm), der auf einem quadratischen Sockel befestigt ist, um sich zurückzuhalten und depressives Verhalten zu erzeugen (Abbildung 1A). Der Durchmesser dieses Zylinders wurde so gemacht, dass er in den Körper passte, so dass sich die Maus nicht drehen und vorwärts oder rückwärts bewegen konnte. Das Restrainer kann kommerziell erworben oder im Labor hergestellt werden.
  3. Tail-Aufhängungsvorrichtung
    1. Verwenden Sie eine vernünftige Größe Schwanz aufhängung Box aus transluzentem Acryl (Höhe = 30 cm, Breite = 20 cm, Länge = 20, Abbildung 1B). Um Wechselwirkungen zwischen den Tieren zu vermeiden, verwenden Sie rechteckige Trennwände innerhalb des Kastens, so dass der Boden und drei der vier Wände durch Acrylplatten blockiert werden. Lassen Sie die beiden verbleibenden Seiten des Feldes geöffnet, um Videoaufnahmen zu ermöglichen und die horizontale Leiste zu fixieren. Die Box kann kommerziell erworben oder im Labor hergestellt werden.
  4. Videoaufzeichnungsgerät und Video-Tracking-Software
    1. Verwenden Sie eine mit einem Computer verbundene Schwarz-Weiß-Anzeige-Fernsehkamera (siehe Tabelle derMaterialien), die mit einem Computer verbunden ist, und ein Stativ (oder andere Unterstützungsprodukte), um die Aufzeichnung des Verhaltensexperiments zu ermöglichen. Videoaufzeichnung ist wichtig, um Verhaltensbewertung in diesem Experiment zu ermöglichen, da mindestens zwei Mäuse gleichzeitig getestet werden.
    2. Stellen Sie sicher, dass die Kameraauflösung hoch genug ist, damit die Videodaten mithilfe der auf dem angeschlossenen Computer installierten Videoüberwachungssoftware (siehe Tabelle derMaterialien) analysiert werden können.

2. Induktion von Depressionen durch GUS-Rückhaltesystem

HINWEIS: Behandeln Sie die Maus sanft, aber fest mit Vertrauen. Sowohl grobe als auch zaghafte Handhabung ist ein weiterer Stressfaktor im Experiment und es ist ein wichtiger Grund für die Maus kämpfen, beißen, und Kratzen.

  1. Stellen Sie die Raumbeleuchtung (200 Lux) mit einem digitalen Lux-Meter auf.
  2. Die Maus mindestens eine Woche vor dem Testen in einem separaten Käfig unterbringen und die Maus mindestens 30 min vor dem Experiment im Testraum unterbringen.
    HINWEIS: Behandeln Sie die Mäuse mindestens einmal täglich für mindestens 3 aufeinanderfolgende Tage vor dem Experiment, damit die Mäuse mit dem Experimentator vertraut werden. Eine Anpassungszeit vor dem Experiment ist notwendig, um sicherzustellen, dass sich die Mäuse an die Umstände, wie z. B. den Testraum, gewöhnen.
  3. Halten Sie den Mausschwanz vorsichtig fest, um zu vermeiden, dass die Maus angespannt wird, und legen Sie ihn dann vorsichtig auf eine raue Oberfläche (Oberseite der Drahtstange des Käfigs oder Käfigdeckels).
  4. Bedecken Sie den Restrainer mit einem kleinen weißen Handtuch, und legen Sie die Maus dann vorsichtig an die Öffnung des Restrainers, so dass die Maus freiwillig in den Restrainer einsteigt.
    HINWEIS: In diesem Fall wird die Maus in die entgegengesetzte Richtung zu der positioniert, mit der sie den Restrainer betritt. Um die Maus dazu zu bringen, freiwillig in den Restrainer einzutreten, wird der Restrainer mit einem kleinen Handtuch abgedeckt, um das Innere dunkler zu machen.
  5. Platzieren Sie den Verschluss, um die Maus so fest wie möglich zu halten, wobei Sie darauf achten, Schäden am Körper wie Schwanz, Füße und Hoden zu vermeiden.
  6. Halten Sie die Maus für 2 h/Tag (9:00 Uhr bis 11:00 Uhr) für 15 aufeinanderfolgende Tage zurück.
  7. Messen Sie das Körpergewicht und die Nahrungsaufnahme alle 48 h während der Exposition gegenüber dem Restrainer (d. h. die Nahrungsaufnahmemenge während der 48 h vor Beginn der Bewegungsrückhalteeinrichtung).
    HINWEIS: Bei der Messung des Körpergewichts und der Nahrungsaufnahme werden Kontrollmäuse während der GUS-Haft in ihren Heimkäfigen im Testraum platziert. Stellen Sie sicher, dass andere Umweltfaktoren die gleichen sind wie bei den GUS-Mäusen.
  8. Bestätigen Sie die Induktion von Depressionen, indem Sie Verhaltenstests wie den Saccharosepräferenztest (SPT) und den Schwanzsuspensionstest (TST) durchführen (siehe Schritte 4 und 5).
  9. Bestätigen Sie die Induktion von Depressionen, indem Sie den Stressmarker Corticosteron mit ELISA-Assay messen (siehe Abschnitt 6).

3. Der Saccharosepräferenztest

  1. Gewöhnen Sie die Mäuse vor dem Testen auf zwei Trinkflaschen (eine mit 0,1 M Saccharose und die andere mit klarem Wasser) für 48 h. Schalten Sie die Positionen der beiden Flaschen nach 24 h, um jegliche Verwechschen zu reduzieren, die durch eine Seitenneigung erzeugt werden.
  2. Am3. Tag, berauben Sie die Mäuse von Wasser für 24 h.
  3. Am Tag des SPT-Experiments, setzen Sie die Mäuse auf zwei Trinkflaschen für 6 h. Nach 3 h die Position der Wasserflaschen wechseln.
  4. Erfassen Sie das Volumen (ml) der Saccharoselösung und des verbrauchten Wassers und berechnen Sie dann die Affinität der Tiere zu Saccharose.
  5. Im Allgemeinen berechnen Sie die Saccharosepräferenz als Prozentsatz des Volumens des Saccharoseverbrauchs gegenüber dem gesamten Flüssigkeitsverbrauch während der Prüfung.

4. Der Schwanzfederungstest

  1. Bringen Sie die CIS-induzierten Mäuse mindestens 30 min in den Testraum, bevor Sie mit dem TST beginnen.
  2. Stellen Sie das Raumlicht auf die Dunkelbedingungen (50 Lux) ein.
  3. Um die hochauflösende Videodatei zu erhalten, platzieren Sie die Kamera so nah wie möglich an der Maus (ca. 40 cm von der Maus entfernt).
  4. Halten Sie die Maus fest von der horizontalen Stange (30 cm von der unteren Linie) mit Zellophan-Klebeband (der Abstand von der Spitze des Schwanzes ist 1 cm). Schließen Sie den Prozess der Anwendung von Klebeband auf die Maus so schnell wie möglich, um andere Quellen von Stress zu minimieren.
  5. Sobald die Maus in der Mitte der Aufhängungbox positioniert ist, beginnen Sie mit der Aufzeichnung und beobachten Sie die Verhaltensänderungen kontinuierlich für 6 min.
    HINWEIS: Wenn die Maus versucht, ihren Schwanz zu klettern, verwenden Sie einen Stock oder Kletterstopper, um dies zu verhindern.
  6. Am Ende des Experiments bewegen Sie die Maus in ihren Heimkäfig und entfernen Sie vorsichtig das Band von seinem Schwanz.
  7. Analysieren Sie die akkumulierte Zeit unbeweglicher Zeiträume mit der Video-Tracking-Software.
    HINWEIS: Die Dauer der Immobilität ist der wichtigste CIS-Parameter. Dies kann als akkumulierte Zeit unbeweglicher Perioden berechnet werden, definiert als ein Bewegungsschwellenwert, der im Level-Filtergerät der Software enthalten ist.

5. Messung des Corticosteronspiegels im Blut durch ELISA

HINWEIS: Einen Tag nach dem Verhaltenstest werden die Mäuse für die Blutentnahme geopfert.

  1. Anästhesisieren Sie die Maus mit 5% Isofluran in einer Induktionskammer bis zur Anästhesie. Stellen Sie sicher, dass die Maus genügend Zeit in der Induktionskammer (mindestens 2 min) hat, um das Aufwachen während der Operation zu verhindern.
  2. Mit einer 1 ml Spritze Blut aus dem Herzen sammeln und das Blut in Vacutainern mit K3EDTA auf dem Eis lagern (um 9 Uhr)
  3. Plasma durch Zentrifugation bei 1.000 x g für 15 min bei 4 °C trennen.
  4. Quantifizieren Sie den Plasma-Corticosteron-Spiegel mit dem Corticosteron-ELISA-Kit (siehe Materialtabelle) gemäß dem Herstellerprotokoll.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Im repräsentativen Experiment wurden alle Daten von 6 - 8 Mäusen pro Gruppe erfasst. Repräsentative Materialien und die Methode, die Maus freiwillig in den Restrainer einzufügen, sind in Abbildung 1dargestellt.

Um den Verhaltenstest und die Blutentnahme nach der CIS-Induktion durchzuführen, wurden die Mäuse dem experimentellen Verfahren unterzogen, wie in Abbildung 2Azusammengefasst. Wie in Abbildung 2 und Abbildung 3gezeigt, induziert CIS depressive Verhaltensweisen gut und setzt den Stressmarker Corticosteron frei. Darüber hinaus wurden diese Indizes durch Glutamin-Supplementierung (Mäuse wurden Glutamin-ergänzungen Diäten während des gesamten Versuchszeitraums, 150 mg/kg) wie in Abbildung 3dargestellt.

Figure 1
Abbildung 1: Restrainer-Setup. (A) Restrainer, (B) Schwanzaufhängung und (C) Wasserflasche und Kugeldüse. (D) Der Prozess des Einsetzens der Maus in das Restrainer, um CIS zu induzieren. Vom linken Bereich aus betritt die Maus freiwillig den Restrainer, nachdem der Restrainer mit einem kleinen Handtuch bedeckt ist. Das rechte Bedienfeld zeigt an, dass die Maus vollständig in den Restrainer eingestiegen ist. Diese Zahl wurde von Son et al.9 Copyright-Genehmigung wurde von der Zeitschrift für alle wiederverwendeten Zahlen erhalten. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 2
Abbildung 2. Induktion des chronischen Immobilisierungsstresses und Bewertung depressiver Verhaltensweisen bei Mäusen. (A) Experimentelles Verfahren. Körpergewicht (B) und Nahrungsaufnahme (C) in der Kontrollgruppe (blaue Linie, n = 8) und in der GUS-Gruppe (rote Linie, n = 8). (D und E) Saccharosepräferenz und Immobilitätszeit (n = 8 in beiden Tests). (F) Blutkortikumsgehalte (n = 7/Gruppe). *p < 0,05, bestimmt durch (B und C) zweiseitig ANOVA mit Bonferroni Post-hoc-Test oder (D-F) ungepaarter Schüler-t-Test. CIS = chronischer Immobilisierungsstress, SPT = Saccharosepräferenztest, TST = Schwanzsuspensionstest, DC = Enthauptung. Diese Zahl wurde von Son et al.9 Copyright-Genehmigung wurde von der Zeitschrift für alle wiederverwendeten Zahlen erhalten. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 3
Abbildung 3. Eine Glutamin-ergänzung seliorates depressive Verhalten. Körpergewicht (A) und Nahrungsaufnahme (B) in der Kontrollgruppe (blaue Linie, n = 7), CIS-Gruppe (rote Linie, n = 7) und CIS + Glutamin-Ergänzungsgruppe (grüne Linie, n = 7). Saccharosepräferenz (C), Immobilitätszeit (D) und Blutcorticosteronspiegel (E) (n = 6-7/Gruppe). *p < 0,05, bestimmt durch (A und B) zweiseitig ANOVA mit Bonferroni Post-hoc-Test oder (C-E) ungepaarter Schüler-t-Test. Gln = Glutamin. Diese Zahl wurde von Son et al.9 Copyright-Genehmigung wurde von der Zeitschrift für alle wiederverwendeten Zahlen erhalten. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Die Komplexität des Gehirns und die Heterogenität von MDD machen es schwierig, Tiermodelle zu erstellen, die den Zustand vollständig reproduzieren. Viele Forscher haben diese Schwierigkeit mit einem Endophenotyp-basierten Ansatz32überwunden, bei dem Anhedonia (mangelndes Interesse an lohnenden Reizen) und Verzweiflung als evolutionär konservierte und quantifizierbare Verhaltensweisen in Tiermodellen betrachtet werden, die auch bei Patientenmit Depressionen 33 beobachtet werden. In diesem Papier haben wir eine Methode vorgestellt, bei der die GUS ausreichte, um Anhedonia und Verzweiflung hervorzurufen, was die translationale Relevanz zwischen CIS und MDD demonstrierte. Darüber hinaus haben viele Studien CIS verwendet, um den Mechanismus zu identifizieren, der depressive Verhaltensweisen hervorruft, und Um Antidepressiva zu bewerten, die in der Lage sind, normales Verhalten wiederherzustellen9,19,20,30, 31,34. Daher kann die GUS für die Untersuchung der Ätiologie von MDD geeignet sein und daher bei der Entwicklung neuer Antidepressiva nützlich sein.

Mehrere Faktoren beeinflussen die Entwicklung von depressivem Verhalten während der GUS. Die erste ist die tierische Belastung, da das Ausmaß der Stressreaktion auf GUS je nach Tierstamm variieren kann. Tatsächlich sind mehrere dehnungsbedingte Unterschiede in der Reaktion auf depressive Verhaltenstests und Antidepressiva bekannt35,36. In diesem Zusammenhang sollte besonderes Augenmerk auf das Schwanzkletterverhalten des häufig verwendeten C57BL-Stamms37,38,39zu beachten sein. Zweitens sollten Umweltstressfaktoren wie Licht, Lärm und Gehäuse minimiert werden. Obwohl sozialer Isolationsstress die Befunde40,41beeinflussen kann, haben wir CIS an Einhausmäusen durchgeführt, da Isolation mehr Vor- als Nachteile hat. Beispielsweise kann es sozialen Niederlagenstress minimieren, da die GUS häufig dazu führt, dass sich Gruppenmäuse gegenseitig angreifen. Tatsächlich greifen die Kontrollmäuse auch ihre Mitbewohner an, was das Ausgangsverhalten im TST und SPT beeinflusst. Ein weiterer Faktor, der vor Beginn des Experiments zu berücksichtigen ist, ist Sex. In diesem Artikel führten wir alle Experimente mit männlichen Mäusen durch, da emotionale und kognitive Verhaltensweisen durch den Menstruationszyklus bei weiblichen Mäusen42,43,44beeinflusst werden. Darüber hinaus sind weibliche Nagetiere relativ anfälliger für stressbedingte Störungen wie Depressionen. Wenn der Experimentator weibliche Mäuse verwenden möchte, sollte daher der Zeitpunkt der depressiven Verhaltensinduktion bestätigt und das CIS-Protokoll geändert werden. Darüber hinaus sollte allen Mäusen eine Gewöhnungszeit zu den neuen Umständen eingeräumt werden, und der Experimentator sollte vermeiden, während des Experiments neue Tiere in den Testraum zu geben, da die Mäuse während des Experiments neue Geruchs- und Ultraschallhinweise spüren können. . Wenn der Experimentator die Mäuse auf einen anderen Boden oder eine lange Strecke bewegt, ist es notwendig, den Zuchtkäfig mit einem Stück schwarzem Tuch zu bedecken. Schließlich ist das Alter ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung des Ausmaßes der Reaktion und Erholung auf Stress45. Wir konzentrierten uns auf die Ätiologie der MDD in der Pubertät – 8 Wochen alte Mäuse wurden während des gesamten Experiments verwendet. Die Experimentatoren sollten prüfen, ob die oben genannten Faktoren die Ergebnisse bei der Gestaltung der GUS beeinflussen können.

Um die CIS-Induktion zu validieren, sollten Tests, die auf Depressionen hinweisen, wie Körpergewichts- und Nahrungsaufnahmemessung, TST und SPT, durchgeführt werden, und ein physiologischer Stressindikator, wie z. B. Veränderungen in Corticosteron, sollte untersucht werden9, 46 , 47. Die in diesem Experiment angewandte TST-Methode wird bei Ratten jedoch nicht empfohlen, da Ratten zu schwer sind, um von ihren Schwänzen gestützt zu werden. In solchen Fällen sollte das TST durch Erzwungenschwimmen oder Freifeldtests39,48ersetzt werden. In diesem Experiment war die Hauptüberlegung die Größe der Suspensionsbox. Durch die Verwendung von Klebezellophanband wurde der Schwanz der Maus auf einem horizontalen Balken in der Mitte des Kastens an der Decke aufgehängt. Daher sollte die Box groß genug sein, um zu verhindern, dass die Maus während des Experiments mit der Wand in Berührung kommt. Die SPT, ein Indikator für Anhedonia, schlägt eine emotionale Störung wie Depression. Im vorliegenden Experiment wurde das Interesse der Mäuse an einem süßen Getränk mit Hilfe von Saccharose bewertet.

Um depressives Verhalten zu induzieren, haben wir die Rückhaltetechnik des CMS-Modells modifiziert, um CIS zu etablieren, eine vereinfachte und hochreproduzierbare Technik, um Experimente in Depressionen durchzuführen. Wenn man Jedoch CIS als repetitives Rückhaltemodell verwendet, besteht die Möglichkeit, dass sich Versuchstiere an die GUS anpassen und unempfindlich werden. Darüber hinaus sind Fortbewegungstests möglicherweise nicht geeignet, da eine längere Zurückhaltung die Verbringung von Tieren beeinträchtigen könnte. Daher ist die Festlegung eines festgelegten Zeitpunkts der Zurückhaltung an einem Tag und aufeinander folgenden Tagen wichtig, um andere Faktoren außer Depressionen zu minimieren. Darüber hinaus ist es notwendig, den Verhaltens- und den physiologischen Test durchzuführen, um die Induktion von Depressionen nach der Exposition gegenüber CIS zu überprüfen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es trotz des wachsenden Interesses der Forscher an Depressionen nach wie vor schwierig ist, den pathologischen Mechanismus systematisch zu definieren, der der vielfältigen und komplexen Pathophysiologie der Depression zugeschrieben werden kann. Daher können vereinfachte Tiermodelle zur Induzieren von Depressionen, wie z. B. GUS, wichtige Beweise liefern, um den Mechanismus der Depressionsinduktion zu etablieren, und eine gute experimentelle Plattform vorschlagen, um therapeutische Antworten auf ein so komplexes psychisches Problem zu erhalten.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Acknowledgments

Diese Forschung wurde durch das Basic Science Research Program durch die National Research Foundation of Korea (NRF) unterstützt, die vom Bildungsministerium (NRF-2015R1A5A2008833 und NRF-2016R1D1A3B03934279) und dem Stipendium der Lnstitute of Health Sciences (IHS) gefördert wurde. GNU-2016-02) an der Gyeongsang National University.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1 ml disposable syringes Sungshim Medical P000CFDO
Balance A&D Company FX-2000i
Ball nozzle Jeung Do B&P JD-C-88
CCTV camera KOCOM KCB-381
Corticosterone ELISA kits Cayman Chemical
Digital lux meter TES TES-1330A
Ethovision XT 7.1 Noldus Information Technology
Isoflurane HANA PHARM CO., LTD. Ifran solution
Mice Koatech C57BL/6 strain
Restrainer Dae-jong Instrument Industry DJ-428
Saccharose (sucrose) DAEJUNG 7501-4400
Small animal isoflurane anaesthetic system Summit
Acrylic bar The apparatus was made in the lab for TST test
Tail suspension box The apparatus was made in the lab
Timer Electronics Tomorrow TL-2530
Water bottle Jeung Do B&P JD-C-79

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ferrari, A. J., et al. Burden of Depressive Disorders by Country, Sex, Age, and Year: Findings from the Global Burden of Disease Study 2010. PLoS Medicine. 10, (11), (2013).
  2. Trivedi, M. H., et al. Evaluation of outcomes with citalopram for depression using measurement-based care in STAR*D: implications for clinical practice. The American Journal of Psychiatry. 163, (1), 28-40 (2006).
  3. Gartlehner, G., et al. Second-Generation Antidepressants in the Pharmacologic Treatment of Adult Depression: An Update of the 2007 Comparative Effectiveness Review. Second-Generation Antidepressants in the Pharmacologic Treatment of Adult Depression: An Update of the 2007 Comparative Effectiveness Review. [Internet]. http://www.Diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2%3A810275&dswid=-7243 (2011).
  4. Checkley, S. The neuroendocrinology of depression and chronic stress. British Medical Bulletin. 52, (3), 597-617 (1996).
  5. Parker, K. J., Schatzberg, A. F., Lyons, D. M. Neuroendocrine aspects of hypercortisolism in major depression. Hormones and Behavior. 43, (1), 60-66 (2003).
  6. de Kloet, E. R., Joels, M., Holsboer, F. Stress and the brain: from adaptation to disease. Nature Reviews Neuroscience. 6, (6), 463-475 (2005).
  7. McEwen, B. S. Central effects of stress hormones in health and disease: Understanding the protective and damaging effects of stress and stress mediators. European Journal of Pharmacology. 583, (2-3), 174-185 (2008).
  8. Chiba, S., et al. Chronic restraint stress causes anxiety- and depression-like behaviors, downregulates glucocorticoid receptor expression, and attenuates glutamate release induced by brain-derived neurotrophic factor in the prefrontal cortex. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 39, (1), 112-119 (2012).
  9. Son, H., et al. Glutamine has antidepressive effects through increments of glutamate and glutamine levels and glutamatergic activity in the medial prefrontal cortex. Neuropharmacology. 143, 143-152 (2018).
  10. Gregus, A., Wintink, A. J., Davis, A. C., Kalynchuk, L. E. Effect of repeated corticosterone injections and restraint stress on anxiety and depression-like behavior in male rats. Behavioural Brain Research. 156, (1), 105-114 (2005).
  11. Woolley, C. S., Gould, E., McEwen, B. S. Exposure to excess glucocorticoids alters dendritic morphology of adult hippocampal pyramidal neurons. Brain Research. 531, (1-2), 225-231 (1990).
  12. Diorio, D., Viau, V., Meaney, M. J. The role of the medial prefrontal cortex (cingulate gyrus) in the regulation of hypothalamic-pituitary-adrenal responses to stress. The Journal of Neuroscience. 13, (9), 3839-3847 (1993).
  13. Figueiredo, H. F., Bruestle, A., Bodie, B., Dolgas, C. M., Herman, J. P. The medial prefrontal cortex differentially regulates stress-induced c-fos expression in the forebrain depending on type of stressor. European Journal of Neuroscience. 18, (8), 2357-2364 (2003).
  14. Katz, R. J. Animal model of depression: Effects of electroconvulsive shock therapy. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 5, (2), 273-277 (1981).
  15. 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. 93, (3), 358-364 (1987).
  16. Slattery, D. A., Cryan, J. F. Modelling depression in animals: at the interface of reward and stress pathways. Psychopharmacology. 234, (9-10), 1451-1465 (2017).
  17. Joo, Y., et al. Chronic immobilization stress induces anxiety- and depression-like behaviors and decreases transthyretin in the mouse cortex. Neuroscience Letters. 461, (2), 121-125 (2009).
  18. Jung, S., et al. Decreased expression of extracellular matrix proteins and trophic factors in the amygdala complex of depressed mice after chronic immobilization stress. BMC Neuroscience. 13, (1), (2012).
  19. Seo, J. S., et al. NADPH Oxidase Mediates Depressive Behavior Induced by Chronic Stress in Mice. Journal of Neuroscience. 32, (28), 9690-9699 (2012).
  20. Seo, J. S., et al. Cellular and molecular basis for stress-induced depression. Molecular Psychiatry. 22, (10), 1440-1447 (2016).
  21. Bowman, R. E., Zrull, M. C., Luine, V. N. Chronic restraint stress enhances radial arm maze performance in female rats. Brain Research. 904, (2), 279-289 (2001).
  22. McLaughlin, K. J., Baran, S. E., Wright, R. L., Conrad, C. D. Chronic stress enhances spatial memory in ovariectomized female rats despite CA3 dendritic retraction: Possible involvement of CA1 neurons. Neuroscience. 135, (4), 1045-1054 (2005).
  23. Qin, M., Xia, Z., Huang, T., Smith, C. B. Effects of chronic immobilization stress on anxiety-like behavior and basolateral amygdala morphology in Fmr1 knockout mice. Neuroscience. 194, 282-290 (2011).
  24. Popoli, M., Yan, Z., McEwen, B. S., Sanacora, G. The stressed synapse: The impact of stress and glucocorticoids on glutamate transmission. Nature Reviews Neuroscience. 13, (1), 22-37 (2012).
  25. Bourke, C. H., Neigh, G. N. Behavioral effects of chronic adolescent stress are sustained and sexually dimorphic. Hormones and Behavior. 60, (1), 112-120 (2011).
  26. Eiland, L., Ramroop, J., Hill, M. N., Manley, J., McEwen, B. S. Chronic juvenile stress produces corticolimbic dendritic architectural remodeling and modulates emotional behavior in male and female rats. Psychoneuroendocrinology. 37, (1), 39-47 (2012).
  27. Sun, L., et al. Effects of Hint1 deficiency on emotional-like behaviors in mice under chronic immobilization stress. Brain and Behavior. 7, (10), 1-11 (2017).
  28. Kim, K. S., Han, P. L. Optimization of chronic stress paradigms using anxiety-and depression-like behavioral parameters. Journal of Neuroscience Research. 83, (3), 497-507 (2006).
  29. Kim, G., et al. The GABAB receptor associates with regulators of G-protein signaling 4 protein in the mouse prefrontal cortex and hypothalamus. BMB Reports. 47, (6), (2014).
  30. Jangra, A., et al. Honokiol abrogates chronic restraint stress-induced cognitive impairment and depressive-like behaviour by blocking endoplasmic reticulum stress in the hippocampus of mice. European Journal of Pharmacology. 770, 25-32 (2016).
  31. Hurley, L. L., Akinfiresoye, L., Kalejaiye, O., Tizabi, Y. Antidepressant effects of resveratrol in an animal model of depression. Behavioural Brain Research. 268, (5), 1-7 (2014).
  32. Gottesman, I. I., Gould, T. D. The endophenotype concept in psychiatry: etymology and strategic intentions. The American Journal of Psychiatry. 160, (4), 636-645 (2003).
  33. Cryan, J. F., Mombereau, C. In search of a depressed mouse: Utility of models for studying depression-related behavior in genetically modified mice. Molecular Psychiatry. 9, (4), 326-357 (2004).
  34. Son, H., Jung, S., Shin, J., Kang, M., Kim, H. Anti-Stress and Anti-Depressive Effects of Spinach Extracts on a Chronic Stress-Induced Depression Mouse Model through Lowering Blood Corticosterone and Increasing Brain Glutamate and Glutamine Levels. Journal of Clinical Medicine. 7, (11), 406 (2018).
  35. Crowley, J. J., Blendy, J. A., Lucki, I. Strain-dependent antidepressant-like effects of citalopram in the mouse tail suspension test. Psychopharmacology. 183, (2), 257-264 (2005).
  36. Ripoll, N., David, D. J. P., Dailly, E., Hascoët, M., Bourin, M. Antidepressant-like effects in various mice strains in the tail suspension test. Behavioural Brain Research. 143, (2), 193-200 (2003).
  37. Mayorga, A. J., Lucki, I. Limitations on the use of the C57BL/6 mouse in the tail suspension test. Psychopharmacology. 155, (1), 110-112 (2001).
  38. Cryan, J. F., Mombereau, C., Vassout, A. The tail suspension test as a model for assessing antidepressant activity: review of pharmacological and genetic studies in mice. Neurosci Biobehav Rev. 29, (4-5), 571-625 (2005).
  39. Can, A., Dao, D. T., Terrillion, C. E., Piantadosi, S. C., Bhat, S., Gould, T. D. The Tail Suspension Test. Journal of Visualized Experiments. (58), 2-7 (2011).
  40. Weiss, I. C., Pryce, C. R., Jongen-Rêlo, A. L., Nanz-Bahr, N. I., Feldon, J. Effect of social isolation on stress-related behavioural and neuroendocrine state in the rat. Behavioural Brain Research. 152, (2), 279-295 (2004).
  41. Hilakivi, L. A., Ota, M., Lister, R. Effect of isolation on brain monoamines and the behavior of mice in tests of exploration, locomotion, anxiety and behavioral “despair.”. Pharmacology, Biochemistry and Behavior. 33, (2), 371-374 (1989).
  42. Dalla, C., Pitychoutis, P. M., Kokras, N., Papadopoulou-Daifoti, Z. Sex differences in response to stress and expression of depressive-like behaviours in the rat. Current Topics In Behavioral Neurosciences. 8, (2), 97-118 (2011).
  43. Bangasser, D. A., Valentino, R. J. Sex differences in stress-related psychiatric disorders: Neurobiological perspectives. Frontiers in Neuroendocrinology. 35, (3), 303-319 (2014).
  44. Palanza, P. Animal models of anxiety and depression: How are females different? Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 25, (3), 219-233 (2001).
  45. Novais, A., Monteiro, S., Roque, S., Correia-Neves, M., Sousa, N. How age, sex and genotype shape the stress response. Neurobiology of Stress. 6, 44-56 (2017).
  46. Kim, J. G., Jung, H. S., Kim, K. J., Min, S. S., Yoon, B. J. Basal blood corticosterone level is correlated with susceptibility to chronic restraint stress in mice. Neuroscience Letters. 555, 137-142 (2013).
  47. Jeong, J. Y., Lee, D. H., Kang, S. S. Effects of Chronic Restraint Stress on Body Weight, Food Intake, and Hypothalamic Gene Expressions in Mice. Endocrinology and Metabolism. 28, (4), 288 (2013).
  48. Gould, T. D., Dao, D. T., Kovacsics, C. E. Mood and anxiety related phenotypes in mice: characterization using behavioral tests. Human Press. New York, NY. (2009).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

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

    Usage Statistics