JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Ergebnisse
Discussion
Offenlegungen
Acknowledgements
Materials
Referenzen
Automatische Übersetzung
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Verhalten

Farelerde depresyon benzeri davranışlar Inducing için kronik Immobilizasyon Stres Protokolü

Published: May 15, 2019
doi:
10.3791/59546
, , ,
1Department of Anatomy and Convergence Medical Sciences, Institute of Health Sciences, Bio Anti-aging Medical Research Center,Gyeongsang National University Medical School, 2Department of Biological Sciences,Pusan National University, 3Department of Physiology and Convergence Medical Sciences, Institute of Health Sciences,Gyeongsang National University Medical School

Summary

Bu makalede, bir kısıtlamacı kullanarak kronik immobilize fareler depresif benzeri davranış indüksiyon için Basitleştirilmiş ve standartlaştırılmış bir protokol sağlar. Buna ek olarak, depresyon indüksiyonu doğrulamak için davranış ve fizyolojik teknikler açıklanmıştır.

Abstract

Depresyon henüz tam olarak anlaşılmadı, ancak çeşitli etken faktörler bildirilmiştir. Son zamanlarda, depresyon prevalansı arttı. Ancak, depresyon veya depresyon araştırma için terapötik tedaviler az. Böylece, mevcut yazıda, biz hareket kısıtlaması ile indüklenen depresyon bir fare modeli öneriyoruz. Kronik hafif stres (CMS) depresif benzeri davranışları teşvik etmek için tanınmış bir tekniktir. Ancak, çeşitli hafif gerilimlerin bir kombinasyonundan oluşan karmaşık bir prosedür gerektirir. Buna karşılık, kronik immobilizasyon stres (BDT), belirli bir süre için bir kısıtlama kullanarak hareketi kısıtlayarak depresif davranışı tetikleyen bir kısıtlama modelinden değiştirilmiş, kolayca erişilebilen bir kronik stres modelidir. Depresif benzeri davranışları değerlendirmek için, sakaroz tercih testi (SPT), kuyruk süspansiyon testi (TST), ve stıtk tahlil stres Marker kortikosteron seviyeleri ölçmek için bu deney birleştirilir. Açıklanan protokoller, CIS indüksiyonu ve depresyon doğrulama için davranış ve fizyolojik faktörlerin değişikliklerin değerlendirilmesi göstermektedir.

Introduction

Major depresif bozukluk (MDD) dünya çapında zihinsel özürlülük önde gelen nedenidir, beklenenden daha hızlı artan bir insidansı ile. 2001 yılında, Dünya Sağlık Örgütü MDD 2020 tarafından dünyada ikinci en yaygın hastalık olacağını tahmin etmiştir. Ancak, zaten ikinci en yaygın 20131oldu. Buna ek olarak, mevcut antidepresanlar gecikme etkinliği, ilaç direnci, Relapse ve çeşitli yan etkileri2,3dahil olmak üzere birçok sınırlama vardır. Araştırmacılar bu nedenle daha etkili antidepresanlar geliştirmelidir. Ancak MDD ‘nin belirsiz patofizyolojisi, yeni antidepresanların gelişmesine engel teşkil etmiştir.

Uzun vadeli stres MDD için ana risk faktörüdür. Aynı zamanda MDD etiyolojisi4,5ile ilgili Hipotalamik-hipofiz-adrenal (hPa) eksen, disfonksiyon neden olabilir. Daha önce açıklandığı gibi, hPa eksen stres kaynaklı psikiyatrik patofizyolojide depresyon ve anksiyete bozuklukları da dahil olmak üzere önemli bir rol oynar kortikoone seviyeleri artırarak6,7,8, 9. many hayvan modelleri, MDD4olan hastalarda gözlenen hPa ekseninin sürekli aktivasyonuna dayanmaktadır. Dahası, kronik stres ve subkutan enjekte glukokortikoidler tarafından indüklenen yüksek glukokortikoidler nöronal hücre ölümü ile birlikte depresif davranışlar neden, Nörojen süreçlerin atrofi, ve kemirgenler beynin azaltılmış yetişkin nörojenezi10 , 11. depresyon ile ilişkili başka bir önemli beyin alanı medial prefrontal korteks (MPFC). MPFC hipotalamus ve amigdala gibi beyin subregions kontrol önemli bir rol oynar, bu kontrol duygusal davranış ve stres tepkiler,8,9. Örneğin, dorsal MPFC kaynaklı hPa eksen disfonksiyonunda lezyonlar ve kısıtlama stresi nedeniyle Gelişmiş kortikoone salgılanması12,13. Yeni bir çalışmada aynı zamanda tekrarlanan kısıtlama stres artmış kortikosteron seviyeleri gösterdi, hangi glutamat ile glüamin takviyesi tarafından azalmış olabilir-glutamin döngüsü nöronlar ve astrosit arasında mPFC9.

MDD etiyolojisini incelemek için kullanılan ilk kronik stres paradigması Katz14tarafından önerilmiştir. Willner ve al. sonra Katz bulguları dayalı bir kronik hafif stres (CMS) modeli önerdi. Bu modelin, antidepresanların CMS kaynaklı anhedonik davranış gibi15,16‘ ya geri yüklendiğini gözlemleyerek öngörü geçerliliği olduğunu doğruladı. Tipik olarak, CMS modeli hafif gürültü, kafes eğme, ıslak yatak, değiştirilmiş ışık-karanlık döngüleri, kafes sallayarak, zorla yüzme ve sosyal yenilgi gibi çeşitli hafif gerilimlerin bir kombinasyonu oluşur. CMS modeli yaygın araştırmacılar tarafından kullanılmaktadır; Ancak, bu model kötü çoğaltabilirlik ve zaman ve enerji-verimsizdir. Bu nedenle, depresyon değerlendirmek için depresif benzeri davranış ve fizyolojik analiz indüksiyon için standardize ve basitleştirilmiş bir protokol için artan bir talep vardır. CMS modeline kıyasla, kronik immobilizasyon stres (BDT; Ayrıca kronik kısıtlama stres olarak da bilinir) modeli daha basit ve daha etkilidir; Bu nedenle, BDT modeli yaygın kronik stres çalışmaları kullanılabilir17,18,19,20,21,22,23, 24. Buna ek olarak, BDT hem erkek hem de kadın fareler depresif davranışlar geliştirmek için kullanılabilir25,26. BDT döneminde, hayvanlar 2 veya 4 hafta9,27,28için günde 1-8 saat boyunca vücut uygun boyutta bir silindir yerleştirilir. Bu, 2 hafta boyunca günde 2 saat için kısıtlama stres koşulu fareler en az ağrı ile depresif davranışlar neden yeterlidir9,28. Kısıtlama koşullarında kan kortikoone seviyeleri hızla arttı9,28,29. Çeşitli çalışmalar BDT modelinin öngörü geçerliliği olduğunu göstermiştir, BDT kaynaklı depresif belirtileri antidepresanlar tarafından restore edildiğini teyit19,20,30,31. Burada, BDT ‘nin ayrıntılı prosedürlerini, ayrıca CIS ‘den sonra bazı davranışsal ve fizyolojik sonuçları rapor ediyoruz.

Protocol

Tüm deneysel protokoller ve hayvan bakımı, Gyeongsang Ulusal Üniversitesi (GLA-100917-M0093) hayvan araştırmaları için üniversite Hayvansal bakım Komitesi ‘nin yönergelerine göre yapılmıştır. 1. malzemeler Fare Postnatal hafta 7 ‘ de 22 – 24 g tartım C57BL/6 gerinim arka planı kullanın. Deneylerden 1 hafta önce üreme odasında habituate.Not: tüm fareler bir laboratuar hayvan şirketi satın alındı. 12 saatlik ışık/karanlık döngüs…

Representative Results

Temsili denemede tüm veriler grup başına 6-8 fareler tarafından elde edilmiştir. Şekil 1′ de temsili materyaller ve fareyi gönüllü olarak eklemek için yöntem gösterilir. BDT indüksiyonunda davranış testini ve kan örneklemesini gerçekleştirmek için fare, Şekil 2a’da özetlenen deneysel prosedüre tabi tutulmuştur. Şekil 2 ve Şekil 3′ te gösterildiği gi…

Discussion

Beynin karmaşıklığı ve MDD heterojenliği tamamen durumu yeniden hayvan modelleri oluşturmak için zor hale. Birçok araştırmacı bir endophenotype tabanlı yaklaşım32kullanarak bu zorluk üstesinden gelmiştir, hangi Anhedoni (ödüllendirici uyaranlara ilgi eksikliği) ve umutsuzluk evrimsel olarak korunan ve ölçülebilir davranışlar hayvan modellerinde kabul edilir, Ayrıca depresyon33hastalarda görülür. Şu anda, BDT ve MDD arasında translasyonel alaka…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu araştırma, Eğitim Bakanlığı (NRF-2015R1A5A2008833 ve NRF-2016R1D1A3B03934279) tarafından finanse edilen Kore Ulusal Araştırma Vakfı (NRF) ile temel bilim araştırma programı tarafından destekleniyordu ve Sağlık Bilimleri Enstitüsü ‘nün hibe (ıHS GNU-2016-02) Gyeongsang Ulusal Üniversitesi ‘nde.

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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Referenzen

  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]. , (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. Neurowissenschaften. 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. Neurowissenschaften. 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. , (2009).

Tags

Chronic Immobilization StressDepression-like BehaviorMiceTail Suspension TestSucrose Preference TestBody WeightFood Intake

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Diesen Artikel zitieren
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).
Zitat herunterladen
Nachdrucke und Berechtigungen

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image