Presentert her er en protokoll for å studere depresjon-lignende og anhedonic atferd hos rotter. Den kombinerer to veletablerte atferdsmetoder, sukrosepreferansen og nyhetsinduserte hypofagitester, med et automatisert overvåkingssystem for mat- og væskeinntak, for å indirekte undersøke gnageratferd ved hjelp av surrogatparametere.
Prevalensen og forekomsten av depressive lidelser øker over hele verden, noe som påvirker om lag 322 millioner individer, noe som understreker behovet for atferdsstudier i dyremodeller. I denne protokollen, for å studere depresjonslignende og anhedonisk oppførsel hos rotter, kombineres de etablerte sukrosepreferansene og nyhetsinduserte hypofagitestene med et automatisert overvåkingssystem for mat- og væskeinntak. Før testing, i sukrose preferanse paradigme, er hannrotter trent i minst 2 dager for å konsumere en sukroseløsning i tillegg til vann fra springen. Under testen blir rotter igjen utsatt for vann- og sukroseløsning. Forbruk registreres hvert sekund av det automatiserte systemet. Forholdet mellom sukrose og totalt vanninntak (sukrose preferanseforhold) er en surrogatparameter for anhedonia. I den nyhetsinduserte hypofagitesten gjennomgår hannrotter en treningsperiode der de blir utsatt for en velsmakende matbit. Under trening viser gnagere et stabilt snackinntak ved baseline. På testdagen overføres dyrene fra hjemmebur til et friskt, tomt bur som representerer et nytt ukjent miljø med tilgang til den kjente velsmakende snacken. Det automatiserte systemet registrerer det totale inntaket og dens underliggende mikrostruktur (f.eks. ventetid til å nærme seg snacken), noe som gir innsikt i anhedonisk og engstelig atferd. Kombinasjonen av disse paradigmene med et automatisert målesystem gir mer detaljert informasjon, sammen med høyere nøyaktighet ved å redusere målefeil. Testene bruker imidlertid surrogatparametere og skildrer bare depresjon og anhedonia på en indirekte måte.
I gjennomsnitt er 4,4% av verdens befolkning rammet av depresjon. Disse står for 322 millioner mennesker over hele verden, en 18% økning sammenlignet med ti år siden1. Ifølge estimater fra Verdens helseorganisasjon, depresjon vil være andre i rangeringen av Disability Adjusted Life Years i 20202. For å håndtere den økende forekomsten av affektive lidelser og etablere nye intervensjonsstrategier, er det nødvendig å studere denne atferden ytterligere. Før og i tillegg til undersøkelse hos mennesker, er dyrestudier nødvendig.
Flere modeller er etablert for å studere komponenter av depressiv atferd (det vil si tvungen svømmetest, halesuspensjonstest, sukrosepreferansetest og nyhetsindusert hypofagi)3,4. Sukrosepreferansetesten (SPT) og nyhetsindusert hypofagi (NIH) kan oppdage depresjonslignende oppførsel hos dyr. Disse testene selv induserer ikke en tilstand av depresjon hos gnagere, men skildrer akutte endringer i atferd. Både SPT og NIH vurderer en karakteristisk egenskap av depresjon kjent som anhedonia, som er tap av interesse for følgende: givende aktiviteter, aktiviteter som en gang ble nytes av denenkelte 5, og ett aspekt av det komplekse fenomenet behandling og svare på belønning6. Begge testene studerer responsen på en givende stimulans i form av velsmakende mat. Omfanget av forbruket fungerer som en surrogatparameter for anhedonia7,8,9.
Verdien av tester som undersøker anhedonia er sterkt avhengig av nøyaktig bestemmelse av forbruk som følge av nøyaktig måling av stoffets vekt. Konvensjonelt utføres denne målingen manuelt en gang før og en gang etter testen. Dette er imidlertid utsatt for feilaktige målinger av flere grunner. Først har gnagere en tendens til å hamstre mat, noe som betyr at de fjerner mat uten å konsumere det umiddelbart og deretter skjule det på et trygt sted. Dermed kan dette tapet av mat inkluderes i beregningen av det totale forbruket. For det andre søler rotter mat og vann, noe som resulterer i vekttap uten respektive forbruk. For det tredje oppstår utilsiktet tap av væske på grunn av håndteringen av flaskene ved å sette inn og fjerne dem fra bur.
I en tilnærming for å redusere disse feilkildene kombinerte vi de to vanlige testene som vurderte anhedonia (SPT3,,4 og NIH9) med måling av mat- og vanninntak ved hjelp av et automatisert overvåkingssystem for mat- og væskeinntak. Denne prosedyren tillater nøyaktig undersøkelse av forbruket av velsmakende stoffer, samt gir informasjon om opplevelsen av glede hos rotter som en funksjon av depresjon-lignende oppførsel. Ovennevnte feil forbundet med manuell måling reduseres ved hjelp av ulike tilnærminger, som er illustrert senere i mer detalj.
For å gi informasjon om mikrostruktur, veier det automatiserte inntaksovervåkingssystemet som brukesi denne protokollen 10 maten (±0,01 g) hvert sekund. Dermed er en stabil vekt dokumentert som “ikke spise”, og en ustabil vekt som “spise”. En “bout” er definert som endring i stabil vekt før og etter en hendelse. Et måltid består av en eller flere anfall og minimumsstørrelsen hos rotter ble definert som 0,01 g. Et måltid er atskilt fra et annet måltid hos rotter med 15 min (standardisert verdi). Dermed anses matinntaket å være ett måltid når anfallene skjedde innen 15 min og vektendringen er like eller større enn 0,01 g. Måltidsparametere som vurderes i denne protokollen inkluderer måltidsvarighet, tid brukt i måltider, bout størrelse, bout varighet, tid brukt i anfall, ventetid til første kamp, og antall kamper.
Sukrosepreferansen og nyhetsinduserte hypofagitester er to etablerte teknikker for evaluering av anhedonia hos rotter. Deres kombinasjon med det automatiserte overvåkingssystemet for matinntak muliggjør mer detaljert analyse av uforstyrrede rotter og reduserer feilaktig måling.
Forekomsten av feil reduseres ved ulike tilnærminger. Først, for å løse feilen som oppstår på grunn av søl, gjør gapet mellom matbeholderen og porten krummer generert under gnaving å falle på det integrerte…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet av finansiering av Den tyske forskningsstiftelsen (STE 1765/3-2) og Charité University Funding (UFF 89/441-176, A.S.).
Assembly LH Cage Mount – RAT-FOOD – includes Stainless cage mount, hopper, blocker, coupling | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BCMPRF01 | |
Assembly LH Cage Mount unplugged – RAT – FOOD includes stainless steel cage mount, hopper, blocker, unplugged adapter, coupling | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BCMUPRF01 | |
cage w/ 2 openings – RAT – costum modified cage – includes cage top and standard water bottle | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BCR02 | single housing |
Data collection Laptop Windows – Configured w/ BioDAQ Software | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BLT003 | |
enrichment (plastic tubes, gnawing wood) | distributed by the animal facility | ||
HoneyMaid Graham Cracker Crumbs | Nabisco, East Hanover, NJ, USA | ASIN: B01COWTA98 | palatable snack for NIH test |
low vibration polymer rack | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BRACKR | |
male Sprague Dawley rats | Envigo | Order Code: 002 | |
Model #2210 32x Port BioDAQ Central Controller – includes cables, and calibration kit | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BCC32_03 | |
Peripheral sensor Controller – includes cable | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BPSC01 | |
SigmaStat 3.1 | Systat Software, San Jose, CA, USA | statistical analysis | |
Stainless steel blocker | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BBLKR | |
standard rodent diet with 10 kcal% fat | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | D12450B | |
sucrose powder | Roth | 4621.1 | for SPT |