Un protocollo di stress cronico per indurre comportamenti simili alla depressione nei topi
Summary
Questo articolo fornisce un protocollo semplificato e standardizzato per l’induzione del comportamento depressivo in topi cronicamente immobilizzati utilizzando un rimboschimento. Inoltre, vengono spiegati il comportamento e le tecniche fisiologiche per verificare l’induzione della depressione.
Abstract
La depressione non è ancora pienamente compresa, ma sono stati segnalati vari fattori causali. Recentemente, la prevalenza della depressione è aumentata. Tuttavia, i trattamenti terapeutici per la depressione o la ricerca sulla depressione sono scarsi. Così, nel presente documento, proponiamo un modello murino di depressione indotta dalla restrizione del movimento. Lo stress cronico lieve (CMS) è una tecnica ben nota per indurre un comportamento depressivo. Tuttavia, richiede una procedura complessa costituita da una combinazione di varie sollecitazioni lievi. Al contrario, lo stress cronico di immobilizzazione (CIS) è un modello di stress cronico facilmente accessibile, modificato da un modello di ritenuta che induce il comportamento depressivo limitando il movimento utilizzando un restrainer per un certo periodo. Per valutare i comportamenti depressivi, il test di preferenza del saccarosio (SPT), il test di sospensione della coda (TST) e il test ELISA per misurare i livelli di corticosterone del marcatore di stress sono combinati nel presente esperimento. I protocolli descritti illustrano l’induzione della CSI e la valutazione dei cambiamenti nel comportamento e nei fattori fisiologici per la convalida della depressione.
Introduction
Disturbo depressivo maggiore (MDD) è la principale causa di disabilità mentale in tutto il mondo, con un’incidenza che sta aumentando più velocemente del previsto. Nel 2001, l’Organizzazione Mondiale della Sanità predisse che MDD sarebbe stata la seconda malattia più comune al mondo entro il 2020. Tuttavia, era già il secondo più comune nel 20131. Inoltre, gli antidepressivi attuali hanno molte limitazioni, tra cui l’efficacia ritardata, la resistenza ai farmaci, la ricaduta e vari effetti collaterali2,3. I ricercatori devono quindi sviluppare antidepressivi più efficaci. Tuttavia, la fisiopatologia ambigua di MDD rappresenta un ostacolo allo sviluppo di nuovi antidepressivi.
Lo stress a lungo termine è il principale fattore di rischio per MDD. Può indurre disfunzione nell’asse ipotalico-pituitario-surrenale (HPA), che è anche legato all’eziologia MDD4,5. Come descritto in precedenza, l’asse HPA svolge un ruolo fondamentale nella fisiopatologia psichiatrica indotta dallo stress, compresi i disturbi di depressione e ansia aumentando i livelli di corticosterone6,7,8, 9. Molti modelli animali sono stati basati sull’attivazione sostenuta dell’asse HPA, che si osserva nei pazienti con MDD4. Inoltre, alti glucocorticoidi indotti da stress cronico e glucocorticoidi sottocutanei iniettati sottocutaneamente causano comportamenti depressivi insieme alla morte delle cellule neurali, atrofia dei processi neuronali e neurogenesi adulta ridotta nel cervello dei roditori10 , 11.Un’altra importante area cerebrale associata alla depressione è la corteccia prefrontale mediale (mPFC). L’mPFC svolge un ruolo cruciale nel controllo delle sottoregioni cerebrali, come l’ipotalamo e l’amigdala, che controllano il comportamento emotivo e le risposte allo stress8,9. Ad esempio, le lesioni nella dorsale mPFC hanno indotto la disfunzione dell’asse HPA e migliorato la secrezione di corticosterone a causa dello stress di moderazione12,13. Uno studio recente ha anche dimostrato che lo stress da moderazione ripetuta ha aumentato i livelli di corticosterone, che potrebbe essere diminuito dal completamento della glutammina tramite il ciclo glutammato-glutammina tra neuroni e astrociti nel mPFC9.
Il primo paradigma di stress cronico utilizzato per studiare l’eziologia di MDD è stato suggerito da Katz14. ha quindi proposto un modello cronico di stress lieve (CMS) basato sui risultati di Katz. Hanno confermato che il modello aveva validità predittiva osservando che gli antidepressivi ripristinavano il comportamento anedonico indotto da CMS15,16. Tipicamente, il modello CMS consiste in una combinazione di varie sollecitazioni lievi, come il rumore lieve, inclinazione gabbia, biancheria da letto bagnata, alterato cicli luce-scuro, scosse gabbia, nuoto forzato, e sconfitta sociale. Il modello CMS è ampiamente utilizzato dai ricercatori; tuttavia, questo modello è di scarsa replicabilità e inefficiente di tempo ed energia. Pertanto, c’è una crescente domanda di un protocollo standardizzato e semplificato per l’induzione di comportamento depressivo e analisi fisiologica per valutare la depressione. Rispetto al modello CMS, il modello di stordimento cronico dell’immobilizzazione (CIS, noto anche come stress di contenimento cronico) è più semplice ed efficiente; pertanto, il modello CIS può essere ampiamente utilizzato negli studi di stress cronico17,18,19,20,21,22,23, 24.Inoltre, la CIS può essere utilizzata sia nei topi maschi che in quello femminile per sviluppare comportamenti depressivi25,26. Durante la CSI, gli animali vengono collocati in un cilindro di dimensioni corpo se pianeggianti per 1-8 ore al giorno per 2 o 4 settimane9,27,28. Di questi, condizione di stress di ritenuta per 2 ore al giorno per 2 settimane è sufficiente a causare comportamenti depressivi con dolore minimo nei topi9,28. In condizioni di contenimento, i livelli di corticosterone nel sangue sono stati rapidamente aumentatidi 9,28,29. Diversi studi hanno dimostrato che il modello CIS ha validità predittiva, confermando che i sintomi depressivi indotti da CIS vengono ripristinati dagli antidepressivi19,20,30,31. Qui, riportiamo le procedure dettagliate della CSI, così come alcuni esiti comportamentali e fisiologici dopo la CSI nei topi.
Protocol
Representative Results
Discussion
La complessità del cervello e l’eterogeneità di MDD rendono difficile creare modelli animali che riproducano completamente la condizione. Molti ricercatori hanno superato questa difficoltà utilizzando un approccio basato sull’endofenetipo32, in cui l’anedonia (mancanza di interesse per gli stimoli gratificanti) e la disperazione sono considerati comportamenti evolutivamente conservati e quantificabili nei modelli animali, che si vedono anche nei pazienti con depressione33</sup…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questa ricerca è stata sostenuta dal Basic Science Research Program attraverso la National Research Foundation of Korea (NRF) finanziata dal Ministero dell’Istruzione (NRF-2015R1A5A20088333 e NRF-2016R1D1A3B03934279) e la concessione di lnstitute of Health Sciences (IHS GNU-2016-02) presso la 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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