Un Protocolo de Estrés de Inmovilización Crónica para Inducir el Comportamiento Similar a la Depresión en Ratones
Summary
Este artículo proporciona un protocolo simplificado y estandarizado para la inducción de un comportamiento depresivo en ratones inmovilizados crónicamente mediante el uso de un restrainer. Además, se explican las técnicas fisiológicas y de comportamiento para verificar la inducción de la depresión.
Abstract
La depresión aún no se entiende completamente, pero se han notificado varios factores causales. Recientemente, la prevalencia de la depresión ha aumentado. Sin embargo, los tratamientos terapéuticos para la depresión o la investigación sobre la depresión son escasos. Así, en el presente documento, proponemos un modelo de ratón de depresión inducido por la restricción del movimiento. El estrés leve crónico (CMS) es una técnica bien conocida para inducir un comportamiento depresivo. Sin embargo, requiere un procedimiento complejo que consiste en una combinación de varias tensiones leves. Por el contrario, el estrés de inmovilización crónica (CIS) es un modelo de estrés crónico de fácil acceso, modificado a partir de un modelo de restricción que induce el comportamiento depresivo al restringir el movimiento usando un restrainer durante un determinado período. Para evaluar los comportamientos depresivos, la prueba de preferencia de sacarosa (SPT), la prueba de suspensión de cola (TST) y el ensayo ELISA para medir los niveles de corticosterona marcador de tensión se combinan en el presente experimento. Los protocolos descritos ilustran la inducción de la CEI y la evaluación de los cambios en el comportamiento y los factores fisiológicos para la validación de la depresión.
Introduction
El trastorno depresivo mayor (MDD) es la principal causa de discapacidad mental en todo el mundo, con una incidencia que está aumentando más rápido de lo previsto. En 2001, la Organización Mundial de la Salud predijo que el MDD sería la segunda enfermedad más común en el mundo para 2020. Sin embargo, ya era el segundo más común en 20131. Además, los antidepresivos actuales tienen muchas limitaciones, incluyendo la efectividad retardada, resistencia a los medicamentos, recaída, y varios efectos secundarios2,3. Por lo tanto, los investigadores deben desarrollar antidepresivos más eficaces. Sin embargo, la fisiopatología ambigua de la MDD representa un obstáculo para el desarrollo de nuevos antidepresivos.
El estrés a largo plazo es el principal factor de riesgo para la MDD. Puede inducir disfunción en el eje hipotalámico-hipófisis-adrenal (HPA), que también está relacionado con la etiología MDD4,5. Como se describió anteriormente, el eje de la HPA desempeña un papel crítico en la fisiopatología psiquiátrica inducida por el estrés, incluyendo trastornos de depresión y ansiedad al aumentar los niveles de corticosterona6,7,8, 9. Muchos modelos animales se han basado en la activación sostenida deleje HPA, que se observa en pacientes con MDD 4. Además, los glucocorticoides altos inducidos por el estrés crónico y los glucocorticoides inyectados por vía subcutánea causan comportamientos depresivos junto con la muerte de las células neurales, la atrofia de los procesos neuronales y la neurogénesis adulta reducida en el cerebro de los roedores10 , 11. Otra área cerebral importante asociada con la depresión es la corteza prefrontal medial (mPFC). El mPFC desempeña un papel crucial en el control de las subregiones cerebrales, como el hipotálamo y la amígdala, que controlan el comportamiento emocional y las respuestas de estrés8,9. Por ejemplo, las lesiones en el mPFC dorsal indujeron disfunción del eje HPA y secreción mejorada de corticosterona debido a la tensión de restricción12,13. Un estudio reciente también mostró que el estrés de restricción repetida aumentó los niveles de corticosterona, que podría ser disminuido por la suplementación de glutamina a través del ciclo de glutamato-glutamina entre las neuronas y astrocitos en el mPFC9.
Katz14sugirió el primer paradigma de estrés crónico utilizado para estudiar la etiología del MDD. Willner y otros propusieron entonces un modelo de estrés leve crónico (CMS) basado en los hallazgos de Katz. Confirmaron que el modelo tenía validez predictiva al observar que los antidepresivos restauraban el comportamiento anhedónico inducido por CMS15,16. Típicamente, el modelo CMS consiste en una combinación de varias tensiones leves, tales como ruido suave, inclinación de la jaula, ropa de cama húmeda, ciclos de luz-oscuridad alterados, temblores de jaula, natación forzada, y derrota social. El modelo CMS es ampliamente utilizado por los investigadores; sin embargo, este modelo es de mala replicabilidad, y ineficiente en el tiempo y la energía. Por lo tanto, existe una creciente demanda de un protocolo estandarizado y simplificado para la inducción de comportamiento depresivo y análisis fisiológico para evaluar la depresión. En comparación con el modelo CMS, el modelo de estrés de inmovilización crónica (CIS; también conocido como estrés de restricción crónica) es más simple y más eficiente; por lo tanto, el modelo CIS puede ser ampliamente utilizado en estudios de estrés crónico17,18,19,20,21,22,23, 24. Además, la CIS se puede utilizar en ratones macho y hembra para desarrollar comportamientos depresivos25,26. Durante la CIS, los animales se colocan en un cilindro de tamañode cuerpo durante 1-8 horas al día durante 2 o 4 semanas 9,27,28. De estos, condición de estrés de restricción durante 2 horas al día durante2 semanas es suficiente para causar comportamientos depresivos con dolor mínimo en ratones 9,28. En condiciones de restricción, los niveles de corticosterona en sangre aumentaron rápidamente9,28,29. Varios estudios han demostrado que el modelo CIS tiene validez predictiva, confirmando que los síntomas depresivos inducidos por la CIS son restaurados por los antidepresivos19,20,30,31. En este documento, informamos de los procedimientos detallados de la CIS, así como algunos resultados conductuales y fisiológicos después de la CIS en ratones.
Protocol
Representative Results
Discussion
La complejidad del cerebro y la heterogeneidad de MDD hacen que sea difícil crear modelos animales que reproduzcan completamente la condición. Muchos investigadores han superado esta dificultad utilizando un enfoque basado en endofenotipo32, en el que la anhedonia (falta de interés en recompensar los estímulos) y la desesperación se consideran comportamientos evolutivamente conservados y cuantificables en modelos animales, que también se ven en pacientes con depresión33</s…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta investigación fue apoyada por el Programa de Investigación científica básica a través de la Fundación Nacional de Investigación de Corea (NRF) financiado por el Ministerio de Educación (NRF-2015R1A5A2008833 y NRF-2016R1D1A3B03934279) y la concesión de lnstitute de Ciencias de la Salud (IHSSS GNU-2016-02) en la Universidad Nacional de Gyeongsang.
Materials
| 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 |
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