Ein chronisches Immobilisierungs-Stressprotokoll zur Induzieren von Depressionen-ähnlichem Verhalten bei Mäusen
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.
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.
Protocol
Representative Results
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 beobachte…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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
| 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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