Een muismodel van Subchronische en Mild Sociale Nederlaag Stress voor het begrijpen van stress geïnduceerde Behavioral en Fysiologische Tekorten
Summary
Hier, werkwijzen voor het ontwikkelen van een muismodel van subchronische en milde sociale verslaan spanning beschreven en gebruikt om de pathogène kenmerken van depressie waaronder hyperphagia- en polydipsie-achtige symptomen volgende uitgebreide lichaamsgewicht onderzoeken.
Abstract
Stressful life events often increase the incidence of depression in humans. To study the mechanisms of depression, the development of animal models of depression is essential. Because there are several types of depression, various animal models are needed for a deeper understanding of the disorder. Previously, a mouse model of subchronic and mild social defeat stress (sCSDS) using a modified chronic social defeat stress (CSDS) paradigm was established. In the paradigm, to reduce physical injuries from aggressors, the duration of physical contact between the aggressor and a subordinate was reduced compared to in the original CSDS paradigm. sCSDS mice showed increased body weight gain, food intake, and water intake during the stress period, and their social behaviors were suppressed after the stress period. In terms of the face validity of the stress-induced overeating and overdrinking following the increased body weight gain, the sCSDS mice may show some features related to atypical depression in humans. Thus, a mouse model of sCSDS may be useful for studying the pathogenic mechanisms underlying depression. This protocol will help establish the sCSDS mouse model, especially for studying the mechanisms underlying stress-induced weight gain and polydipsia- and hyperphagia-like symptoms.
Introduction
Vele soorten van stressvolle gebeurtenissen plaatsvinden gedurende het leven van de mens. Overmatige stress leidt vaak tot schadelijke fysiologische gevolgen bij mens en dier. Bij de mens, stressvolle gebeurtenissen zijn belangrijke risicofactoren neerslaan psychiatrische stoornissen zoals depressie 1. Een Global Burden of Disease studie bleek dat depressie is een van de meest invaliderende aandoeningen in termen van disability adjusted life years (DALY's) en jaren geleefd met een handicap 2. Daarnaast, depressie is goed voor het grootste deel van de zelfmoord DALY 3. Mensen die lijden aan depressie moeilijk om hun leven te beheren, en daardoor hun levenskwaliteit verergert vaak. Daarom is er een sterke behoefte aan effectieve therapieën voor de kwaliteit van leven van deze patiënten te verbeteren.
Veel studies zijn uitgevoerd op depressieve stoornissen, en is gebleken dat de genetische bijdrage aan de ziekte susceptibility is ongeveer 30-40%, wat verklaard door de effecten van meervoudige loci van kleine effecten 4. Vanwege de complexe pathogene mechanismen die ten grondslag liggen aan depressie, de gedetailleerde etiologie van de ziekte blijft ongrijpbaar. Klinische rapporten geven aan dat er subtypes van depressies, zoals melancholische en atypische depressie 5, waaruit blijkt verlaagde en verhoogde lichaamsgewicht, respectievelijk 6. Hoewel 25-30% en 15-30% van de patiënten met depressie vertegenwoordigen pure melancholische en atypische kenmerken, respectievelijk, de meeste van hen hebben gemengde kenmerken van beide subtypes 7. Daarom depressie heeft een breed scala van symptomen. Om biomarkers en objectieve therapeutica voor de verschillende vormen van depressie bij mensen te ontwikkelen, is het belangrijk om een aantal verschillende diermodellen van depressie 8 vast.
Diermodellen van depressie zijn vastgesteld met behulp van verschillende benaderingen zoals geleerdhulpeloosheid, chronische onvoorspelbare milde stress en chronische sociale nederlaag stress (CSD's) 9-12. Toyoda en collega vestigde de CSDS modellen van ratten en muizen 13-17 om de stofwisseling en gedragingen die worden geassocieerd met depressie helderen. Aangezien diermodellen van depressie geëvalueerd door gezicht geldigheid 18, de context waarin het model wordt vastgesteld van belang. Bovendien Golden et al. 19 meldde de methoden voor het creëren CSDS muizen in detail. Het is bekend dat de tekorten in sociaal gedrag CSDS muizen kan worden gewonnen door chronische behandeling, maar niet acute behandeling met antidepressiva, en dat zij symptomen vergelijkbaar met die bij patiënten met een depressie delen wat betreft de regulering van de hersenen afgeleide neurotrofe factor 6.
Goto et al. 13 eerder ontwikkelde de subchronische en milde sociale nederlaag stress (sCSDS) muismodel door wijziging van de methodenGolden et al. 19. De sCSDS muizen tonen polydipsia- en hyperfagie-achtige symptomen na winst in lichaamsgewicht en een verhoogde body watergehalte 13. In dit rapport wordt het protocol voor het vaststellen van de sCSDS muismodel verstrekt en bespreken we het nut van dit model.
Protocol
Representative Results
Discussion
Er waren definitieve verschil in lichaamsgewicht tussen sCSDS muizen en CSDS muizen blootgesteld aan de standaard CSDS protocol (5-10 min van fysiek contact met de aanvallers per dag) 19. De sCSDS muizen vertoonden verhoogde BWG tijdens de stress periode, terwijl de standaard CSDS muizen vertoonden een afname in lichaamsgewicht tijdens de stress periode 21,22,23. Er is een aanzienlijk verschil tussen de twee protocollen met betrekking tot de totale duur van fysiek contact met aanvallers tijdens de …
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs danken Drs. Kentaro Nagaoka (Tokyo University of Agriculture and Technology) en Wataru Iio (Ibaraki) voor de behulpzame discussie. Dit onderzoek werd mede ondersteund door Ibaraki Universitaire Samenwerking tussen Landbouw en Medische Wetenschappen (IUCAM) (De MEXT, Japan) en het Research Project op de ontwikkeling van landbouwproducten en voedingsmiddelen met Gezondheidsbevorderende Benefits (NARO) (Het MAFF, Japan) .
Materials
| single cage | Charles River Laboratories Japan | width [W] × depth [D] × height [H] = 143 × 293 × 148 mm | |
| M cage | Natsume Seisakusho | W × D × H = 220 × 320 × 135 mm | |
| Whiteflake | Charles River Laboratories Japan | Wood-shaving chips made from spruce trees | |
| AIN-93G | Oriental Yeast | purified-diet food pellets | |
| Kimtowel | Nippon Paper Crecia Co. | Paper towels | |
| open-field arena | O’Hara & Co. | made of gray polyvinylchloride |
Referencias
- Heim, C., Binder, E. B. Current research trends in early life stress and depression: Review of human studies on sensitive periods, gene-environment interactions, and epigenetics. Exp. Neurol. 233 (1), 102-111 (2012).
- Whiteford, H. A., et al. Global burden of disease attributable to mental and substance use disorders: findings from the Global Burden of Disease Study 2010. Lancet. 382 (9904), 1575-1586 (2013).
- Ferrari, A. J., et al. The Burden Attributable to Mental and Substance Use Disorders as Risk Factors for Suicide: Findings from the Global Burden of Disease Study 2010. PLoS ONE. 9 (4), e91936 (2014).
- Flint, J., Kendler, K. S. The genetics of major depression. Neuron. 81 (3), 484-503 (2014).
- Nestler, E. J., et al. Neurobiology of Depression. Neuron. 34 (1), 13-25 (2002).
- Gold, P. W., Chrousos, G. P. Organization of the stress system and its dysregulation in melancholic and atypical depression: high vs low CRH/NE states. Mol. Psychiatry. 7 (3), 254-275 (2002).
- O’Keane, V., Frodl, T., Dinan, T. G. A review of atypical depression in relation to the course of depression and changes in HPA axis organization. Psychoneuroendocrinology. 37 (10), 1589-1599 (2012).
- Nestler, E. J., Hyman, S. E. Animal models of neuropsychiatric disorders. Nat. Neurosci. 13 (10), 1161-1169 (2010).
- Katz, R. J. Animal models and human depressive disorders. Neurosci. Biobehav. Rev. 5 (2), 231-246 (1981).
- Krishnan, V., Nestler, E. J. Animal models of depression: molecular perspectives. Curr. Top. Behav. Neurosci. 7, 121-147 (2011).
- Kudryavtseva, N. N., Bakshtanovskaya, I. V., Koryakina, L. A. Social model of depression in mice of C57BL/6J strain. Pharmacol. Biochem. Behav. 38 (2), 315-320 (1991).
- Miczek, K. A., Yap, J. J., Covington, H. E. Social stress, therapeutics and drug abuse: preclinical models of escalated and depressed intake. Pharmacol. Ther. 120 (2), 102-128 (2008).
- Goto, T., et al. Subchronic and mild social defeat stress accelerates food intake and body weight gain with polydipsia-like features in mice. Behav. Brain Res. 270, 339-348 (2014).
- Goto, T., Kubota, Y., Toyoda, A. Plasma and Liver Metabolic Profiles in Mice Subjected to Subchronic and Mild Social Defeat Stress. J. Proteome Res. , (2014).
- Iio, W., Matsukawa, N., Tsukahara, T., Kohari, D., Toyoda, A. Effects of chronic social defeat stress on MAP kinase cascade. Neurosci. Lett. 504 (3), 281-284 (2011).
- Iio, W., et al. Effects of chronic social defeat stress on peripheral leptin and its hypothalamic actions. BMC Neurosci. 15 (72), (2014).
- Iio, W., et al. Anorexic behavior and elevation of hypothalamic malonyl-CoA in socially defeated rats. Biochem. Biophys. Res. Commun. 421 (2), 301-304 (2012).
- Crawley, J. N. . What’s Wrong With My Mouse?: Behavioral Phenotyping of Transgenic and Knockout Mice. , 978-970 (2007).
- Golden, S. A., Covington, H. E., Berton, O., Russo, S. J. A standardized protocol for repeated social defeat stress in mice. Nat. Protoc. 6 (8), 1183-1191 (2011).
- Miczek, K. A., Maxson, S. C., Fish, E. W., Faccidomo, S. Aggressive behavioral phenotypes in mice. Behav. Brain Res. 125, 167-181 (2001).
- Krishnan, V., et al. Molecular adaptations underlying susceptibility and resistance to social defeat in brain reward regions. Cell. 131 (2), 391-404 (2007).
- Chuang, J. C., et al. A beta3-adrenergic-leptin-melanocortin circuit regulates behavioral and metabolic changes induced by chronic stress. Biol. Psychiatry. 67 (11), 1075-1082 (2010).
- Warren, B. L., et al. Neurobiological sequelae of witnessing stressful events in adult mice. Biol. Psychiatry. 73 (1), 7-14 (2013).
- Savignac, H. M., et al. Increased sensitivity to the effects of chronic social defeat stress in an innately anxious mouse strain. Neurociencias. 192, 524-536 (2011).
- Green, J. G., et al. Childhood Adversities and Adult Psychiatric Disorders in the National Comorbidity Survey Replication I: associations with first onset of DSM-IV disorders. Arch. Gen. Psychiatry. 67 (2), 113-123 (2010).
- Miniati, M., et al. Clinical characteristics and treatment outcome of depression in patients with and without a history of emotional and physical abuse. J. Psychiatr. Res. 44 (5), 302-309 (2010).
- Tao, M., et al. Examining the relationship between lifetime stressful life events and the onset of major depression in Chinese women. J. Affect. Disord. 135 (1-3), 95-99 (2011).
- Valente, S., Fisher, D. Recognizing and managing psychogenic polydipsia in mental health. J. Nurse Pract. 6 (7), 546-550 (2010).
- Dundas, B., Harris, M., Narasimham, M. Psychogenic Polydipsia Review: Etiology, Differential, and Treatment. Curr. Psychiatry Rep. 9 (3), 236-241 (2007).
- Tsumura, K., et al. Downregulation of AQP2 expression in the kidney of polydipsic STR/N mice. Am. J. Physiol. Renal Physiol. 290 (2), F478-F485 (2006).
- Flores, P., et al. Schedule-Induced Polydipsia: Searching for the Endophenotype of Compulsive Behavior. World J. Neurosci. 4, 253-260 (2014).
- Cryan, J. F., Dinan, T. G. Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and and behaviour. Nat. Rev. Neurosci. 13 (10), 701-712 (2012).
