Un modèle de souris de subchronique et doux Défaite sociale stress pour comprendre les déficits comportementaux et physiologiques induites par le stress
Summary
Ici, les méthodes pour l'élaboration d'un modèle de souris de stress de la défaite sociale subchronique et doux sont décrits et utilisés pour étudier les caractéristiques pathogènes de dépression et les symptômes y compris hyperphagia- de polydipsie comme suivantes augmentation du poids du corps.
Abstract
Stressful life events often increase the incidence of depression in humans. To study the mechanisms of depression, the development of animal models of depression is essential. Because there are several types of depression, various animal models are needed for a deeper understanding of the disorder. Previously, a mouse model of subchronic and mild social defeat stress (sCSDS) using a modified chronic social defeat stress (CSDS) paradigm was established. In the paradigm, to reduce physical injuries from aggressors, the duration of physical contact between the aggressor and a subordinate was reduced compared to in the original CSDS paradigm. sCSDS mice showed increased body weight gain, food intake, and water intake during the stress period, and their social behaviors were suppressed after the stress period. In terms of the face validity of the stress-induced overeating and overdrinking following the increased body weight gain, the sCSDS mice may show some features related to atypical depression in humans. Thus, a mouse model of sCSDS may be useful for studying the pathogenic mechanisms underlying depression. This protocol will help establish the sCSDS mouse model, especially for studying the mechanisms underlying stress-induced weight gain and polydipsia- and hyperphagia-like symptoms.
Introduction
De nombreux types d'événements stressants se produisent tout au long de la vie des êtres humains. L'excès de stress conduit souvent à des conséquences physiologiques nocifs chez les humains et les animaux. Chez l'homme, les événements stressants sont les principaux facteurs de risque de précipiter des troubles psychiatriques tels que la dépression 1. A Global Burden of Disease Study a indiqué que la dépression est une des maladies les plus handicapantes en termes d'années de vie ajustées sur l'incapacité (DALY) et des années vécues avec une incapacité 2. En outre, la dépression représente la plus grande proportion de DALY suicides 3. Les personnes souffrant de dépression ont des difficultés à gérer leur vie, et, par conséquent, leur qualité de vie aggrave souvent. Par conséquent, il ya un fort besoin de développer des thérapeutiques efficaces pour améliorer la qualité de vie chez ces patients.
De nombreuses études ont été réalisées sur les troubles dépressifs majeurs, et ont révélé que la contribution génétique à la maladie de susceptibility est d'environ 30-40%, ce qui est expliqué par les effets de multiples loci de petits effets 4. Parce que des mécanismes pathogéniques complexes sous-jacents la dépression, l'étiologie détaillée de la maladie reste insaisissable. Les rapports cliniques indiquent qu'il existe des sous-types de dépression tels que la dépression mélancolique et atypique 5, qui montrent accrue et une réduction du poids corporel, respectivement 6. Bien que 25-30% et 15-30% des patients souffrant de dépression représentent caractéristiques mélancoliques et atypiques purs, respectivement, la plupart d'entre eux ont des caractéristiques mixtes de deux sous-types 7. Par conséquent, la dépression majeure dispose d'un large éventail de symptômes. Afin de trouver des biomarqueurs et le développement de thérapies objectifs pour les différents types de dépression chez les humains, il est important d'établir plusieurs différents modèles animaux de dépression 8.
Les modèles animaux de dépression ont été établies en utilisant plusieurs approches, y compris apprisimpuissance, léger stress chronique imprévisible, et le stress de la défaite sociale chronique (CSDS) 9-12. Toyoda et ses collègues ont établi les modèles SDR de rats et de souris 13-17 afin d'élucider le métabolisme et les comportements qui sont associés à la dépression. Étant donné que les modèles animaux de dépression sont évalués par une validité de 18, le contexte dans lequel le modèle est établi est important. De plus, Golden et al. 19 a rapporté les méthodes pour créer des souris CSDS en détail. Il est connu que les déficits dans le comportement social des souris CSDS peuvent être récupérés par un traitement chronique, mais pas par le traitement aigu, avec des antidépresseurs, et qu'ils partagent des symptômes similaires à ceux de patients souffrant de dépression en termes de la réglementation des neurotrophique dérivé du cerveau facteur 6.
Goto et al. 13 précédemment développé l'subchronique et doux défaite sociale stress (sCSDS) de modèle de souris en modifiant les méthodesde Golden et al. 19. Les souris de sCSDS présentent des symptômes polydipsia- et hyperphagie comme suivantes gains de poids corporel et la teneur en eau du corps a augmenté de 13. Dans ce rapport, le protocole pour l'établissement du modèle de souris sCSDS est fourni et nous discutons de l'utilité de ce modèle.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il y avait des différences définitives de poids corporel entre les souris et les souris sCSDS CSDS soumis au protocole standard CSDS (de 5 à 10 min de contact physique avec les agresseurs par jour) 19. Les souris ont montré une augmentation de sCSDS BWG pendant la période de stress, tandis que les souris CSDS standards ont montré une diminution du poids corporel durant la période de stress 21,22,23. Il ya une différence substantielle entre les deux protocoles en termes de la durée totale d…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs remercient les Drs. Kentaro Nagaoka (Université d'agriculture et de technologie de Tokyo) et Wataru Iio (préfecture d'Ibaraki) pour la discussion utile. Cette recherche a été financée en partie par Ibaraki coopération universitaire entre l'agriculture et de la science médicale (IUCAM) (Le MEXT, Japon) et le Projet de recherche sur le développement de produits agricoles et alimentaires avec les prestations de promotion de la santé (NARO) (Le MAFF, Japon) .
Materials
| single cage | Charles River Laboratories Japan | width [W] × depth [D] × height [H] = 143 × 293 × 148 mm | |
| M cage | Natsume Seisakusho | W × D × H = 220 × 320 × 135 mm | |
| Whiteflake | Charles River Laboratories Japan | Wood-shaving chips made from spruce trees | |
| AIN-93G | Oriental Yeast | purified-diet food pellets | |
| Kimtowel | Nippon Paper Crecia Co. | Paper towels | |
| open-field arena | O’Hara & Co. | made of gray polyvinylchloride |
Riferimenti
- Heim, C., Binder, E. B. Current research trends in early life stress and depression: Review of human studies on sensitive periods, gene-environment interactions, and epigenetics. Exp. Neurol. 233 (1), 102-111 (2012).
- Whiteford, H. A., et al. Global burden of disease attributable to mental and substance use disorders: findings from the Global Burden of Disease Study 2010. Lancet. 382 (9904), 1575-1586 (2013).
- Ferrari, A. J., et al. The Burden Attributable to Mental and Substance Use Disorders as Risk Factors for Suicide: Findings from the Global Burden of Disease Study 2010. PLoS ONE. 9 (4), e91936 (2014).
- Flint, J., Kendler, K. S. The genetics of major depression. Neuron. 81 (3), 484-503 (2014).
- Nestler, E. J., et al. Neurobiology of Depression. Neuron. 34 (1), 13-25 (2002).
- Gold, P. W., Chrousos, G. P. Organization of the stress system and its dysregulation in melancholic and atypical depression: high vs low CRH/NE states. Mol. Psychiatry. 7 (3), 254-275 (2002).
- O’Keane, V., Frodl, T., Dinan, T. G. A review of atypical depression in relation to the course of depression and changes in HPA axis organization. Psychoneuroendocrinology. 37 (10), 1589-1599 (2012).
- Nestler, E. J., Hyman, S. E. Animal models of neuropsychiatric disorders. Nat. Neurosci. 13 (10), 1161-1169 (2010).
- Katz, R. J. Animal models and human depressive disorders. Neurosci. Biobehav. Rev. 5 (2), 231-246 (1981).
- Krishnan, V., Nestler, E. J. Animal models of depression: molecular perspectives. Curr. Top. Behav. Neurosci. 7, 121-147 (2011).
- Kudryavtseva, N. N., Bakshtanovskaya, I. V., Koryakina, L. A. Social model of depression in mice of C57BL/6J strain. Pharmacol. Biochem. Behav. 38 (2), 315-320 (1991).
- Miczek, K. A., Yap, J. J., Covington, H. E. Social stress, therapeutics and drug abuse: preclinical models of escalated and depressed intake. Pharmacol. Ther. 120 (2), 102-128 (2008).
- Goto, T., et al. Subchronic and mild social defeat stress accelerates food intake and body weight gain with polydipsia-like features in mice. Behav. Brain Res. 270, 339-348 (2014).
- Goto, T., Kubota, Y., Toyoda, A. Plasma and Liver Metabolic Profiles in Mice Subjected to Subchronic and Mild Social Defeat Stress. J. Proteome Res. , (2014).
- Iio, W., Matsukawa, N., Tsukahara, T., Kohari, D., Toyoda, A. Effects of chronic social defeat stress on MAP kinase cascade. Neurosci. Lett. 504 (3), 281-284 (2011).
- Iio, W., et al. Effects of chronic social defeat stress on peripheral leptin and its hypothalamic actions. BMC Neurosci. 15 (72), (2014).
- Iio, W., et al. Anorexic behavior and elevation of hypothalamic malonyl-CoA in socially defeated rats. Biochem. Biophys. Res. Commun. 421 (2), 301-304 (2012).
- Crawley, J. N. . What’s Wrong With My Mouse?: Behavioral Phenotyping of Transgenic and Knockout Mice. , 978-970 (2007).
- Golden, S. A., Covington, H. E., Berton, O., Russo, S. J. A standardized protocol for repeated social defeat stress in mice. Nat. Protoc. 6 (8), 1183-1191 (2011).
- Miczek, K. A., Maxson, S. C., Fish, E. W., Faccidomo, S. Aggressive behavioral phenotypes in mice. Behav. Brain Res. 125, 167-181 (2001).
- Krishnan, V., et al. Molecular adaptations underlying susceptibility and resistance to social defeat in brain reward regions. Cell. 131 (2), 391-404 (2007).
- Chuang, J. C., et al. A beta3-adrenergic-leptin-melanocortin circuit regulates behavioral and metabolic changes induced by chronic stress. Biol. Psychiatry. 67 (11), 1075-1082 (2010).
- Warren, B. L., et al. Neurobiological sequelae of witnessing stressful events in adult mice. Biol. Psychiatry. 73 (1), 7-14 (2013).
- Savignac, H. M., et al. Increased sensitivity to the effects of chronic social defeat stress in an innately anxious mouse strain. Neuroscienze. 192, 524-536 (2011).
- Green, J. G., et al. Childhood Adversities and Adult Psychiatric Disorders in the National Comorbidity Survey Replication I: associations with first onset of DSM-IV disorders. Arch. Gen. Psychiatry. 67 (2), 113-123 (2010).
- Miniati, M., et al. Clinical characteristics and treatment outcome of depression in patients with and without a history of emotional and physical abuse. J. Psychiatr. Res. 44 (5), 302-309 (2010).
- Tao, M., et al. Examining the relationship between lifetime stressful life events and the onset of major depression in Chinese women. J. Affect. Disord. 135 (1-3), 95-99 (2011).
- Valente, S., Fisher, D. Recognizing and managing psychogenic polydipsia in mental health. J. Nurse Pract. 6 (7), 546-550 (2010).
- Dundas, B., Harris, M., Narasimham, M. Psychogenic Polydipsia Review: Etiology, Differential, and Treatment. Curr. Psychiatry Rep. 9 (3), 236-241 (2007).
- Tsumura, K., et al. Downregulation of AQP2 expression in the kidney of polydipsic STR/N mice. Am. J. Physiol. Renal Physiol. 290 (2), F478-F485 (2006).
- Flores, P., et al. Schedule-Induced Polydipsia: Searching for the Endophenotype of Compulsive Behavior. World J. Neurosci. 4, 253-260 (2014).
- Cryan, J. F., Dinan, T. G. Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and and behaviour. Nat. Rev. Neurosci. 13 (10), 701-712 (2012).
