Social isoleringsmodell: En icke-invasiv gnagarmodell av stress och ångest

Summary

Här presenteras en social isolering (SI) -inducerad ångestmusmodell som använder vildtyp C56BL / 6J-möss för att inducera stress och ångestliknande beteende med minimal hantering och inga invasiva procedurer. Denna modell återspeglar moderna livsmönster för social isolering och är idealisk för att studera ångest och relaterade störningar.

Abstract

Ångestsyndrom är en av de främsta orsakerna till funktionshinder i USA (USA). Nuvarande behandlingar är inte alltid effektiva och mindre än 50% av patienterna uppnår full remission. Ett kritiskt steg i utvecklingen av en ny ångestdämpande är att utveckla och använda en djurmodell, såsom möss, för att studera patologiska förändringar och testa läkemedelsmål, effekt och säkerhet. Nuvarande tillvägagångssätt inkluderar genetisk manipulation, kronisk administrering av ångestframkallande molekyler eller administrering av miljöstress. Dessa metoder kan dock inte realistiskt återspegla ångest som induceras under hela det dagliga livet. Detta protokoll beskriver en ny ångestmodell, som efterliknar de avsiktliga eller oavsiktliga mönstren för social isolering i det moderna livet. Den sociala isoleringsinducerade ångestmodellen minimerar upplevda distraktioner och invasivitet och använder vildtyp C57BL / 6-möss. I detta protokoll är 6- till 8 veckor gamla möss (manliga och kvinnliga) ensamma inrymda i ogenomskinliga burar för att visuellt blockera den yttre miljön, såsom angränsande möss, i 4 veckor. Inga miljöberikningar (t.ex. leksaker) tillhandahålls, strömaterialet reduceras med 50%, all behandling av läkemedel administreras som agarform och exponeringen/hanteringen av mössen minimeras. Socialt isolerade möss som genereras med hjälp av detta protokoll uppvisar större ångestliknande beteende, aggression samt minskad kognition.

Introduction

Ångestsyndrom utgör den största klassen och bördan av psykiska sjukdomar i USA (USA), med relaterade årliga kostnader som överstiger 42 miljarder US-dollar ^1,2,3. Under de senaste åren har ångest och stress ökat förekomsten av självmord och självmordstankar med över 16%⁴. Patienter med kroniska sjukdomar är särskilt sårbara för oavsiktliga sekundära effekter av psykisk nöd eller nedsatt kognitiv funktion⁵. Nuvarande behandlingar för ångest inkluderar psykoterapi, mediciner eller en kombination av båda⁶. Trots denna kris uppnår dock mindre än 50% av patienterna full remission ^6,7. Anxiolytika såsom bensodiazepiner (BZ) och selektiva serotoninåterupptagshämmare (SSRI) har signifikanta nackdelar eller ger små eller inga omedelbara effekter⁸. Dessutom finns det en relativ brist på nya anxiolytika under utveckling, som utmanas av den kostsamma och tidskrävande processen för läkemedelsutveckling ^9,10.

Ett kritiskt steg i läkemedelsutvecklingsprocessen är etableringen och användningen av en djurmodell, såsom möss, för att studera patologiska förändringar och testa läkemedelssäkerhet och effekt¹¹. Nuvarande metoder för att etablera ångestdjurmodeller inkluderar 1) genetisk manipulation, såsom att slå ut serotoninreceptorer (5-HT1A) eller γ-aminosmörsyra A-receptor (GABA_AR) α underenheter¹²; 2) kroniskt administrerande ångestinducerare såsom kortikosteron eller lipopolysackarider (LPS)^13,14; eller 3) administrera miljöstress inklusive socialt nederlag och moderns separation¹⁵. Dessa metoder kan dock inte realistiskt återspegla ångest som induceras under hela det dagliga livet och kan därför inte vara lämpliga för att undersöka den underliggande mekanismen eller testa nya läkemedel.

Liksom människor är möss och råttor mycket sociala varelser^16,17,18. Social kontakt och sociala interaktioner är avgörande för optimal hjärnhälsa och är avgörande för korrekt neuroutveckling under uppfödningsperioden¹⁹. Således resulterar moderns separation eller social isolering under uppfödningsperioden hos möss som visar mer ångest, depression och förändringar i neurotransmission²⁰. Dessutom är social grooming eller allogrooming en vanlig form av bindning eller tröstande beteende bland möss och råttor som lever tillsammans²¹. Således är socialisering en integrerad del av gnagarnas liv, och isolering påverkar deras hälsa negativt.

I detta sammanhang beskriver detta protokoll en ny ångestmodell för att efterlikna de avsiktliga eller oavsiktliga mönstren för social isolering i det moderna livet. Denna modell för social isolering (SI) minimerar upplevda distraktioner och invasivitet och använder vuxna vilda typ C57BL/6-möss och Sprague-Dawley (SD) råttor. Protokollet som presenteras här fokuserar på ångestmössmodellen baserat på våra publicerade bevis, som visade ökat ångestliknande beteende, aggression, minskad kognition och ökad neuroinflammation som ett resultat av social isolering^22,23,24. Ångestliknande beteende bekräftas av de förhöjda plus labyrint (EPM) och öppna fält (OF) testerna, medan kognitiv funktion mäts med nya objektigenkänning (NOR) och nya kontextigenkänningstester (NCR). Denna modell är användbar för att undersöka ångest och relaterade störningar men kan också anpassas eller modifieras för att studera den naturliga utvecklingen och utvecklingen av mild kognitiv försämring samt metaboliska förändringar på grund av stress.

Protocol

Alla djurförsök utförs enligt de protokoll som godkänts av University of Southern California (USC) Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC), och alla metoder utförs i enlighet med relevanta riktlinjer, föreskrifter och rekommendationer. 1. Djur Få godkännande från lämpliga djurvårdskommittéer för studien. Ställ in vivarium på en mörk-ljus 12 h cykel med kontrollerad temperatur och fuktighet mellan 24 ± 2 ° C respektive 50% -60%….

Representative Results

Alla representativa resultat och siffror ändrades från våra senaste publikationer22,23. För att utvärdera effekterna av social isolering på ångest och utforskande beteende utfördes EPM- och OF-tester 24 timmar efter slutdatumet för den 4 veckors sociala isoleringsperioden. Socialt isolerade möss tillbringade betydligt mindre tid i den öppna armen (1,28 ± 0,17 min) jämfört med kontrollen (2,31 ± 0,27 min) och en betydligt längre tid i den slutna ar…

Discussion

Kritiska steg i protokollet inkluderar korrekt inställning av de sociala isoleringsburarna (dvs. inslagning av ogenomskinliga påsar och minskning av mängden sängkläder), minimering av hantering och störning av möss under hela isoleringsperioden och att se till att mössen får och konsumerar agar med läkemedel helt. Det är viktigt att vivarium eller bostadsförhållanden upprätthålls vid konstant temperatur och fuktighet, liksom minimerade yttre störningar. Betydande ansträngningar bör göras för …

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