פיתחנו מודל לחץ חברתי מואץ עבור עכברי C57BL/6 מתבגרים, הפועל הן אצל זכרים והן אצל נקבות ומאפשר חשיפה במהלך תקופות התבגרות בדידות. חשיפה למודל זה גורמת להימנעות חברתית, אך רק בתת-קבוצה של עכברים זכרים ונקבות מובסים.
מצוקה חברתית בגיל ההתבגרות נפוצה ויכולה להשפיע לרעה על מסלולי בריאות הנפש. מידול לחץ חברתי אצל מכרסמים מתבגרים זכרים ונקבות נחוץ כדי להבין את השפעותיו על התפתחות המוח המתמשכת ועל התוצאות ההתנהגותיות. פרדיגמת הלחץ החברתי הכרוני (CSDS) נמצאת בשימוש נרחב כדי למדל לחץ חברתי בעכברים זכרים בוגרים C57BL/6 על ידי מינוף ההתנהגות התוקפנית המוצגת על ידי מכרסם זכר בוגר לפולש הפולש לטריטוריה שלו. יתרון של פרדיגמה זו הוא שהיא מאפשרת לסווג עכברים מובסים לקבוצות עמידות ורגישות בהתבסס על ההבדלים האישיים שלהם בהתנהגות החברתית 24 שעות לאחר מפגש התבוסה האחרון. יישום מודל זה בעכברי C57BL/6 מתבגרים היה מאתגר מכיוון שעכברים בוגרים או מתבגרים אינם תוקפים בדרך כלל עכברים זכרים או נקבות בגיל ההתבגרות המוקדמות ומכיוון שגיל ההתבגרות הוא פרק זמן קצר, הכולל חלונות זמן דיסקרטיים של פגיעות. מגבלה זו התגברה על ידי התאמת גרסה מואצת של CSDS לשימוש עבור עכברים זכרים ונקבות מתבגרים. פרדיגמת מתח זו בת 4 ימים עם 2 מפגשי תקיפה פיזית ביום משתמשת בבוגר זכר C57BL/6 כדי לכוון את עכבר CD-1 לתוקפנות כך שהוא תוקף בקלות את העכבר המתבגר הזכר או הנקבה. מודל זה נקרא לחץ תבוסה חברתית מואצת (AcSD) עבור עכברים מתבגרים. חשיפה של מתבגרים ל- AcSD גורמת להימנעות חברתית 24 שעות מאוחר יותר הן אצל זכרים והן אצל נקבות, אך רק בתת-קבוצה של עכברים מובסים. פגיעות זו מתרחשת למרות שמספר ההתקפות עקבי בין הפעלות בין קבוצות עמידות ורגישות. מודל AcSD קצר מספיק כדי לאפשר חשיפה בתקופות דיסקרטיות בתוך גיל ההתבגרות, מאפשר הפרדה של עכברים על פי נוכחות או היעדר התנהגות של הימנעות חברתית, והוא המודל הראשון הזמין לחקר לחץ תבוסה חברתית אצל עכברות מתבגרות C57BL/6.
פרדיגמת הלחץ של התבוסה החברתית הכרונית נמצאת בשימוש נרחב כדי למדל לחץ חברתי במכרסמים בוגרים לאחר יום הלידה (PND) >65 מכרסמים זכרים. פרדיגמה זו מבוססת על ההתנהגות התוקפנית הטבעית של מכרסם זכר בוגר כאשר פולש פולש לטריטוריה שלו. מודל זה משמש במגוון מיני מכרסמים, כולל חולדות, אוגרים ועכברים 1,2,3,4,5,6,7,8,9, והוא מורכב משילוב של תוקפנות פיזית ולחץ פסיכולוגי הנמשך כ-10 ימים, במהלכם מכרסם פולש מתנסה בכמה דקות של תוקפנות פיזית מהמכרסם התושב. שני המכרסמים נשארים בכלוב הביתי של הדייר, מופרדים על ידי מחיצה המאפשרת מגע חושי אך לא פיזי7. בניסויי עכברים, העכברים התושבים/התוקפנים הנפוצים ביותר הם מגדלים בדימוס עכברי CD-1 שוויצריים, המראים התנהגות טריטוריאלית חזקה נגד עכברים פולשים 6,7. עבור העכברים הפולשים, הזן המאופיין ביותר הוא הזן C57BL/6 2,4,5. העכבר המובס נחשף לתוקפן חדש מדי יום כדי למנוע התרגלות לתוקפן. עכברי ביקורת שוכנים עם קונפרט שונה בכל יום. 24 שעות לאחר מפגש התבוסה האחרון, עכברי ניסוי נבדקים במבחן אינטראקציה חברתית (SIT) שבו הם יכולים לחקור שדה פתוח בהיעדר (ללא מטרה), או נוכחות של עכבר CD-1 חדשני (מטרה). עכברי בקרה מבלים זמן רב יותר באזור האינטראקציה עם המטרה לעומת החלק שאינו מטרה של המשימה. עכברים מובסים מסווגים כרגישים (יחס1) על פי יחס אינטראקציה חברתית (הזמן שבילה באזור האינטראקציה עם התוקפן בהווה/זמן שבילה באזור האינטראקציה עם התוקפן נעדר). הליך זה מספק כלי שימושי לחקר הבדלים אינדיבידואליים בתגובה ללחץ.
עד לשנים האחרונות, מודל הלחץ החברתי הכרוני שימש בעיקר בעכברים זכרים בוגרים מכיוון שהיררכיות הדומיננטיות הגברית המודגשת כוללות לחימה נגד זכרים אך לא נגד נקבות 6,7. יתר על כן, מכרסמים זכרים בדרך כלל אינם תוקפים נקבות; במקום זאת, הם עוסקים בהתנהגויות הזדווגות10. למרות מכשולים אלה, פותחו אסטרטגיות שונות כדי להתאים את פרדיגמת הלחץ של התבוסה החברתית הכרונית עבור נקבות עכברים בוגרות. לדוגמה, מודל העכבר הקליפורני לתבוסה חברתית מבוסס על תוקפנות טבעית של מין מונוגמי זה משני המינים בעת הגנה על הטריטוריה שלהם 9,11. גישות אחרות מתמקדות בגרימת התנהגות תוקפנית של עכברי CD-1 על ידי גירוי ההיפותלמוס הוונטרומדיאלי שלהם להתנהגות תוקפנית עקבית 10,12, או על ידי מריחת שתן זכרי בעכברות הבוגרות הניסיוניות כדי לקבל התקפות מתוקפי CD-113. תוקפנות מוגברת ועקבית זו של עכברי CD-1 היא קריטית עבור עכבר הפולש הניסיוני להראות סימנים התנהגותיים ברורים של כפיפות כלפי התקפות חוזרות ונשנות על ידי התוקפן במהלך האינטראקציה6.
התאמת מודל התבוסה החברתית הכרונית לשימוש בעכברי C57BL/6 מתבגרים
גיל ההתבגרות הוא תקופה המאופיינת בהתבגרות פסיכו-סוציאלית משמעותית, המתרחשת במקביל לשינויים בארכיטקטורה המיקרו והמאקרו של המוח, במיוחד בקליפת המוח הקדם-מצחית. הן בבני אדם והן במכרסמים, אין הסכמה לגבי תחילתה וסיומה הספציפיים של תקופת ההתבגרות14,15. יתר על כן, ישנם חלונות קריטיים של פגיעות בגיל ההתבגרות לשיבוש כתוצאה מחוויה של התפתחות מוחית וקוגניטיבית מתמשכת 16,17,18,19. גיל ההתבגרות וההתבגרות מתרחשים בו זמנית, אך מונחים אלה אינם נרדפים. ההתבגרות המינית מסמלת את תחילת ההתבגרות המינית, ואילו גיל ההתבגרות מייצג שלב רחב יותר המאופיין במעבר הדרגתי ממצב נעורים להשגת עצמאות20 . קבוצות שונות הציעו כי גיל ההתבגרות בעכברים משתרע מגמילה (PND 21) ועד בגרות (PND 60)21. בפרט, ניתן להתייחס לגיל ההתבגרות המוקדם כאל השבוע הראשון והשני שלאחר הגמילה (PND 21-34) ואמצע גיל ההתבגרות כתקופת PND 35-48. טווחים אלה כוללים תקופות התפתחות דיסקרטיות הנוגעות למשל להתפתחות מערכת הדופמין 22,23,24, פגיעות להשפעות תרופתיות על התפתחות רשתות נוירונים 17,25,26,27, ומאפיינים התנהגותיים מובהקים 16,20,28,29,30 .
התנהגות לחימה מעכבר תושב נדרשת לפרוטוקול התבוסה החברתית. עם זאת, בדומה לנקבות עכברים, זכרים בדרך כלל אינם עוסקים באינטראקציות אגרסיביות עם עכברים מתבגרים מוקדמים, אולי משום שהם אינם תופסים אותם כאיום. רוב המחקרים שבדקו את ההשפעות של תבוסה חברתית כרונית בעכברי C57BL/6 בגיל ההתבגרות בוצעו במהלך תקופת אמצע גיל ההתבגרות 31,32,33,34,35; אחרים אינם מציינים את יום החשיפה שלאחר הלידה36,37, או מאריכים את ימי התבוסה לבגרות המוקדמת38 או אינם מאפשרים מגע חושי39; מחקרים אחרים על עכברים מתבגרים משתמשים בזנים שונים40,41. המאפיינים של מחקרים אלה המשתמשים בסטרס כרוני של תבוסה חברתית בעכברים זכרים מתבגרים מסוכמים בטבלה 1.
קבוצת המחקר שלנו מעוניינת להתמקד בחלונות חשיפה ספציפיים של מתבגרים, כולל גיל ההתבגרות המוקדם, בעכברי C57BL/6. בגלל משך הזמן הקצר של תקופות ההתבגרות השונות, תוכננה גרסה שונה של הגרסה המואצת של פרדיגמת הלחץ התבוסה החברתית הכרונית42. מודל זה נקרא לחץ תבוסה חברתית מואצת (AcSD) עבור עכברים מתבגרים. עבודות קודמות מראות כי קיימים הבדלים משמעותיים בין המינים ברגישות ללחץ חברתי בגיל ההתבגרות בחולדות 8,26,43,44,45, כמו גם בהשפעות המזיקות של לחץ חברתי על מסלולי בריאות הנפש בבני אדם 46,47,48,49,50,51,52, 53,54,55,56. מודל AcSD עובד ביעילות גם עבור עכברות מתבגרות, ומאפשר להן לחקור השלכות פוטנציאליות ספציפיות למין, כמו גם לחקור את הבסיס הנוירוביולוגי.
טבלה 1: מחקרים המשתמשים בפרדיגמות לחץ של תבוסה חברתית בעכברים זכרים מתבגרים. זן ומינים: עכבר קליפורניה: Peromyscus californicus. C57BL/6: Mus musculus black 6 inbred mouse strain. C57BL/6J: M. musculus שחור 6 מודל עכבר מוטבע שסופק על ידי מעבדות ג’קסון. CD-1: M. musculus מזן עכבר לבקנים שוויצרי. ICR: M. musculus Institute of Cancer Research גבר על זן עכברים לבקנים. OF1: M. musculus Oncins France 1 זן עכבר לבקנים.
קיצורים: wk = שבוע; PND = יום לאחר הלידה; res = גמיש; sus = רגיש; unsus = לא רגיש. אנא לחץ כאן כדי להוריד טבלה זו.
התנהגות עקבית ותוקפנית בעכברי CD-1
במהלך שלב המיון, חשוב מאוד לשים לב לכל ההתנהגויות המוצגות על ידי CD-1 (מרדף, התנהגויות הרכבה, רחרוח, טיפוח או נשיכה) ולעקוב מקרוב אחר רשומות אלה בעת בחירת עכברי CD-1 עבור AcSD. סביר להניח כי עכבר CD-1 אשר אינטראקציה עם העכבר המתבגר מבלי לתקוף אותו יפתח תוק?…
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו מומנה על ידי המכונים הקנדיים לחקר הבריאות (CF Grant Numbers: MOP-74709; PJT 190045), המכון הלאומי לשימוש בסמים (מספר מענק CF: R01DA037911), המועצה למחקר מדעי הטבע וההנדסה של קנדה (מספר מענק CF: 2982226). אנדראה פנטויה-אורבן נתמכה על ידי המועצה הלאומית למדעי הרוח, המדע והטכנולוגיות / Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías (CONAHCYT) ממקסיקו ו- FRQNT – תוכנית מלגות הצטיינות לסטודנטים זרים (PBEEE). סמואל ריצ’ר נתמך על ידי מלגה מהתוכנית המשולבת למדעי המוח באוניברסיטת מקגיל. איורי איורים נוצרו באמצעות תבניות משנת BioRender.com.
C57BL/6 adolescent mice | In house breeding | Mice were breeded at the Neurophenotyping Centre of the Douglas Mental Health University Institute. | |
C57BL/6 adult mice | Charles River Laboratories | Strain Code: 027 | Mice are ordered so as to arrive at PND>65 and are group housed (four mice per cage) in standard mice cages. |
C57BL/6J adolescent mice | Jackson Labs | Strain Code: 000664; RRID:IMSR_JAX:000664 | Mice are ordered so as to arrive at PND 24 and are group housed (four mice per cage) in standard mice cages. |
CD-1 mice | Charles River Laboratories | Strain Code: 022 | Mice retired breeders more than three months of age and singled housed throughout. |
Cleaning solution | Virox Animal Health | DIN 02537222 | Prevail: Accelerated Hydrogen Peroxide. Desinfectant cleaner and deodorizer. |
Clear perforated acrylic glass divider | Manufactured by Douglas Hospital, custom order | 0.6 cm (w) × 45.7 cm (d) × 22.23 cm (h); perforations of 0.6 cm diameter. The dividers are perforated allowing sensory but no physical contact between the pair of mice. | |
Clear rectangular rat cages | Allentown | 24 cm (w) × 48.3 cm (d) × 22.23 (h). | |
Cotton squares for bedding | Inotiv Envigo | T.6060 iso-BLOX | 2.5 cm x 2.5 cm. Added to the social defeat apparatus. |
Hard woodchip bedding | Inotiv Envigo | Teklad 7090, 7115 | Sani-chip bedding. |
Large binder clips to secure the steel-wire tops | STAPLES | Item #: 132429, Model #: 24178-CA | 51 mm |
Medium binder clips to secure the steel-wire tops | Item #: 132367, Model #: 24172-CA | 32 mm, in case the cover lids of the rat cages do not close with the large clips | |
Pain relief cream | Polysporin | Plus Pain Relief Cream (red format, NOT ointment), 2 Antibiotics plus lidocaine hydrochloride | |
Paired Steel-wire tops | 24 cm (w) × 48 cm (d) with 0.6 cm (w) of separation between the grill | ||
Removable wire-mesh enclosure | Johnston industrial plastics | 11 cm (w) × 6.8 cm (d) × 42 cm (h) custom order; two per social interaction test arena secured in precut clear polycarbonate | |
Social interaction open-field arena | PEXIGLAS | 45 cm (w) × 45 cm (d) × 49 cm (h), custom-crafted from opaque acrylic glass (Plexiglas) | |
Stopwatch | For timing defeat sessions | ||
Video camera with infrared lights | Swann | SRDVR-44580V | Swann Camera – 4 Channel 1080p Digital Video Recorder & 2 x PRO-T853 |
Video tracking software | Topscan | 2.0 Clever Systems Inc. |