Sosial isolasjonsmodell: En ikke-invasiv gnagermodell for stress og angst

Summary

Presentert her er en sosial isolasjon (SI) -indusert angstmusmodell som bruker villtype C56BL / 6J-mus for å indusere stress og angstlignende oppførsel med minimal håndtering og ingen invasive prosedyrer. Denne modellen gjenspeiler moderne livsmønstre av sosial isolasjon og er ideell for å studere angst og relaterte lidelser.

Abstract

Angstlidelser er en av de viktigste årsakene til funksjonshemming i USA (US). Nåværende behandlinger er ikke alltid effektive, og mindre enn 50% av pasientene oppnår full remisjon. Et kritisk skritt i å utvikle en ny anxiolytisk er å utvikle og utnytte en dyremodell, for eksempel mus, for å studere patologiske endringer og teste legemiddelmål, effekt og sikkerhet. Nåværende tilnærminger inkluderer genetisk manipulasjon, kronisk administrering av angstfremkallende molekyler eller administrering av miljøstress. Disse metodene kan imidlertid ikke realistisk reflektere angst indusert gjennom dagliglivet. Denne protokollen beskriver en ny angstmodell, som etterligner de forsettlige eller utilsiktede mønstrene av sosial isolasjon i det moderne liv. Den sosiale isolasjonsinduserte angstmodellen minimerer oppfattede distraksjoner og invasivitet og bruker villtype C57BL / 6 mus. I denne protokollen er 6- til 8 uker gamle mus (mann og kvinne) enkeltvis plassert i ugjennomsiktige bur for å visuelt blokkere det ytre miljøet, for eksempel nabomus, i 4 uker. Ingen miljøberikelser (for eksempel leker) er gitt, sengetøymateriale reduseres med 50%, enhver behandling av stoffet administreres som en agarform, og eksponeringen / håndteringen av musene minimeres. Sosialt isolerte mus generert ved hjelp av denne protokollen viser større angstlignende oppførsel, aggresjon, samt redusert kognisjon.

Introduction

Angstlidelser representerer den største klassen og byrden av psykiske lidelser i USA (USA), med relaterte årlige kostnader som overstiger US $ 42 milliarder ^1,2,3. De siste årene har angst og stress økt forekomsten av selvmord og selvmordstanker med over 16%⁴. Pasienter med kroniske sykdommer er spesielt sårbare for utilsiktede sekundære effekter av psykiske plager eller redusert kognitiv funksjon⁵. Nåværende behandlinger for angst inkluderer psykoterapi, medisiner eller en kombinasjon av begge⁶. Til tross for denne krisen oppnår mindre enn 50% av pasientene full remisjon ^6,7. Anxiolytika som benzodiazepiner (BZ) og selektive serotoninreopptakshemmere (SSRI) har betydelige ulemper eller gir liten eller ingen umiddelbare effekter⁸. Videre er det en relativ mangel på nye anxiolytika under utvikling, utfordret av den kostbare og tidkrevende prosessen med narkotikautvikling ^9,10.

Et kritisk skritt i legemiddelutviklingsprosessen er etablering og bruk av en dyremodell, for eksempel mus, for å studere patologiske endringer og teste legemiddelsikkerhet og effekt¹¹. Nåværende tilnærminger til å etablere angstdyrmodeller inkluderer 1) genetisk manipulasjon, for eksempel å slå ut serotoninreseptorer (5-HT1A) eller γ-aminosmørsyre A-reseptor (GABA_AR) α underenheter¹²; 2) kronisk administrering av angstinduktorer som kortikosteron eller lipopolysakkarider (LPS)^13,14; eller 3) administrere miljøbelastning, inkludert sosialt nederlag og mors separasjon¹⁵. Disse metodene kan imidlertid ikke realistisk gjenspeile angst indusert gjennom dagliglivet, og kan derfor ikke være egnet til å undersøke den underliggende mekanismen eller teste nye stoffer.

Som mennesker er mus og rotter svært sosiale skapninger^16,17,18. Sosial kontakt og sosiale interaksjoner er avgjørende for optimal hjernehelse og er avgjørende for riktig nevroutvikling i oppdrettsperioden¹⁹. Dermed resulterer mors separasjon eller sosial isolasjon i oppdrettsperioden i mus som viser mer angst, depresjon og endringer i nevrotransmisjon²⁰. Videre er sosial grooming eller allogrooming en vanlig form for binding eller trøstende oppførsel blant mus og rotter som bor sammen²¹. Dermed er sosialisering en integrert del av gnagerlivet, og isolasjon påvirker helsen negativt.

I denne sammenheng beskriver den nåværende protokollen en ny angstmodell for å etterligne de forsettlige eller utilsiktede mønstrene for sosial isolasjon i det moderne liv. Denne sosiale isolasjonsmodellen (SI) minimerer oppfattede distraksjoner og invasivitet og bruker voksne villtype C57BL / 6 mus og Sprague-Dawley (SD) rotter. Protokollen som presenteres her fokuserer på angstmusmodellen basert på vårt publiserte bevis, som viste økt angstlignende oppførsel, aggresjon, redusert kognisjon og økt nevroinflammasjon som følge av sosial isolasjon^22,23,24. Angstlignende atferd bekreftes av de forhøyede pluss labyrint (EPM) og åpne felt (OF) testene, mens kognitiv funksjon måles ved nye objektgjenkjenning (NOR) og nye kontekstgjenkjenningstester (NCR). Denne modellen er nyttig for å undersøke angst og relaterte lidelser, men kan også tilpasses eller modifiseres for å studere den naturlige progresjonen og utviklingen av mild kognitiv svekkelse samt metabolske endringer på grunn av stress.

Protocol

Alle dyreforsøk utføres i henhold til protokollene godkjent av University of Southern California (USC) Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC), og alle metoder utføres i samsvar med relevante retningslinjer, forskrifter og anbefalinger. 1. Dyr Få godkjenning fra passende dyrepleiekomiteer for studien. Sett vivariumet til en mørk lys 12 timers syklus med kontrollert temperatur og fuktighet mellom henholdsvis 24 ± 2 °C og 50% -60%. <l…

Representative Results

Alle representative resultater og tall ble endret fra våre siste publikasjoner22,23. For å evaluere effekten av sosial isolasjon på angst og utforskende atferd, ble EPM- og OF-tester utført 24 timer etter sluttdatoen for den 4 ukers sosiale isolasjonsperioden. Sosialt isolerte mus brukte signifikant mindre tid i den åpne armen (1,28 ± 0,17 min) sammenlignet med kontrollen (2,31 ± 0,27 min), og betydelig lengre tid i den lukkede armen (3,31 ± 0,27 min) sam…

Discussion

Kritiske trinn i protokollen inkluderer riktig oppsett av de sosiale isolasjonsburene (dvs. innpakning av ugjennomsiktige poser og reduksjon av mengden sengetøy), minimering av håndtering og forstyrrelse av mus gjennom hele isolasjonsperioden, og sørg for at musene får og forbruker agar med stoffet helt. Det er kritisk at vivarium eller boligtilstand opprettholdes ved konstant temperatur og fuktighet, samt minimert eksterne forstyrrelser. Det bør legges stor vekt på å redusere så mye av disse forstyrrend…

Materials

Black Plastic Bags	Office Depot	791932	24" x 32"
Elevated Plus Maze	SD Instruments	NA	Black color
Open Field enclosure	SD Instruments	NA	White color
Select Agar	Invitrogen	30391-023
Square cotton for nesting (nestlet)	Ancare Corporation	NC9365966	Divide a 2" square piece into 4 pieces to create a 1" square piece for isolation group
Sucrose	Sigma	S1888-1KG
Weigh boat	SIgma	HS1420A	Small, square white polystyrene