Een onvoorspelbare chronische milde stress protocol voor Aansporen depressieve symptomen, gedragsveranderingen en Negatieve Health Outcomes in Knaagdieren

Summary

The unpredictable chronic mild stress (UCMS) protocol is a validated method for studying behavioral and physiological changes associated with chronic stress and depressive symptoms. Eight weeks of imposition of the UCMS protocol induces behavioral changes and poor health outcomes in rodents of either gender.

Abstract

Chronische onopgeloste stress een belangrijke risicofactor voor het ontwikkelen van klinische depressie. Terwijl veel preklinische modellen van stress veroorzaakte depressie zijn gemeld, de onvoorspelbare chronische milde stress (UCMS) protocol is een gevestigde translationeel relevante model voor het induceren van gedragsproblemen symptomen vaak geassocieerd met klinische depressie, bijvoorbeeld anhedonie, veranderde verzorging gedrag en aangeleerde hulpeloosheid bij knaagdieren. De UCMS protocol veroorzaakt ook fysiologische (e .g., Hypercortisolemie, hypertensie) en neurologische (bijvoorbeeld anhedonie, aangeleerde hulpeloosheid) veranderingen die klinisch worden geassocieerd met depressie. Belangrijker is, kan UCMS veroorzaakte depressieve symptomen worden verbeterd door middel van een chronische, maar niet acute behandeling met gemeenschappelijke SSRI's. Als zodanig, de UCMS protocol biedt vele voordelen boven acute stress protocollen of protocollen die meer extreme stressoren benutten. Ons protocol gaat gerandomiseerde, dagelijkse blootstelling tot 7 verschillende stressors: vochtige beddengoed, verwijdering van beddengoed, kooi tilt, verandering van licht / donker cycli, sociale spanningen, ondiep water bad, en predator geluiden / geuren. Door het onderwerpen knaagdieren 3-4 uur per dag om deze milde stressoren gedurende 8 weken, tonen we allebei significante gedragsveranderingen en slechte gezondheid resultaten op het cardiovasculaire systeem. Deze benadering maakt grondige ondervraging van de neurologische, gedrags- en fysiologische veranderingen geassocieerd met chronische stress geïnduceerde depressie, en voor het testen van nieuwe potentiële therapeutische middelen of interventiestrategieën.

Introduction

Depressieve psychische aandoening is een complexe neurologische aandoening die momenteel wordt erkend als een belangrijke oorzaak van invaliditeit en ziektelast wereldwijd. De NIMH meldt dat ongeveer 12% van de Amerikanen lijden aan klinische depressie, met twee keer zoveel vrouwen getroffen versus mannen ^1. In de VS alleen, depressie is goed voor miljarden dollars de directe kosten van de gezondheidszorg en een geschatte $ 193.000.000.000 meer in de indirecte kosten (verlaagde winst en verlies van productiviteit) ^2. Symptomen van depressie omvatten anhedonie, gewichtsveranderingen en slaap cycli verlaagde lichaamsbeweging en persoonlijke hygiëne, gevoelens van wanhoop of schuld en / of terugkerende gedachten aan de dood of zelfmoord. Gedurende het laatste decennium, epidemiologische en klinische studies hebben aangetoond dat depressie een onafhankelijke risicofactor voor cardiovasculaire ziekte (CVD) morbiditeit en mortaliteit ³ en voorspellend is ernstiger prognose cardiovasculaire pathologieën, waaronder eentherosclerosis, hypertensie, myocardiaal infarct en coronaire hartziekte, ongeacht voorgeschiedenis van openlijke CVD ^4. Ondanks de toenemende prevalentie en nadelige gevolgen voor de volksgezondheid van depressie, is de etiologie en verwante pathofysiologie van deze ziekte slecht begrepen en de heterogeniteit van de aandoening als gevolg van diverse factoren (bijvoorbeeld, genetische, biologische, en omgevingscomponenten) heeft klinische diagnose moeilijk maakte bepalen.

Bewijsmateriaal wijst erop dat onoplosbare psychologische stress is een belangrijke bijdragende factor voor het ontwikkelen van depressieve ziekten en kan ook een krachtige pathogene factor het koppelen van depressie en HVZ, deels als gevolg van verstoring en ontregeling van de hypothalamus-hypofyse-bijnier (HPA) as ^5,6 zijn. Disfunctie van de HPA-as is een belangrijk mechanisme dat is gekoppeld aan de gedrags- en fysiologische veranderingen waargenomen in depressie en de ontwikkeling van verschillende CVD risicofactoren, inclusiefdyslipidemie, obesitas en diabetes ^7. Meerdere preklinische modellen van depressie zijn ontwikkeld in een poging om het mechanisme van veranderde HPA werking eigen klinische depressie repliceren; dergelijke modellen verschaffen een gevalideerde methoden voor het onderzoeken van de gedragsmatige, neurologische en fysiologische veranderingen die met chronische en acute stress bij dieren. De geldigheid van een diermodel van de ziekte is gebaseerd op de relevantie van het ontstaan ​​en de progressie van het model vormgeving en de mogelijkheid om anatomische, neurofysiologische recapituleren en gedragskenmerken waargenomen bij menselijke ziekte. Daarnaast moet preklinische respons op behandelingen (bijvoorbeeld SSRI's) vergelijkbare resultaten met die waargenomen in klinische settings opleveren.

Verschillende diermodellen van door stress veroorzaakte depressie worden momenteel gebruikt in onderzoek, zoals aangeleerde hulpeloosheid, vroege leven stress en sociale nederlaag stress. Echter, elk van deze modellen heeft inherente nadelendat het verminderen van hun translationele werkzaamheid ^8. In de afgelopen decennia is het onvoorspelbare chronische milde stress (UCMS) protocol ontpopt als een van de meest translationeel relevante modellen voor het bestuderen van de pathofysiologie van depressie bij knaagdieren ^9. Dit model is gebaseerd op het fundamentele concept dat chronische blootstelling aan stressoren verstoort stressrespons systemen en uiteindelijk leidt tot de ontwikkeling van depressieve stoornissen. Tijdens de UCMS protocol worden de dieren blootgesteld aan een willekeurig aantal milde milieu- en sociale stressfactoren op een dagelijkse basis. Een belangrijke factor die de relevantie van dit model voor menselijke situaties verbetert ligt in de hoge mate van onvoorspelbaarheid en onbeheersbaarheid van de stressoren, alsmede het tijdstip waarop zij worden ingebracht. Daarnaast is de UCMS protocol gebruikt slechts milde stressoren, in plaats van te vertrouwen op het vroege leven of agressieve fysieke stimuli. Gedurende UCMS blootstelling depressief gedrag ontwikkelen en zijn vergelijkbaar met CLINical symptomen, waaronder verminderde gevoeligheid voor beloningen (anhedonie), veranderingen in de fysieke activiteit en onderzoekend gedrag (hulpeloosheid en wanhoop), verslechtering van de vacht staat en veranderde seksuele activiteit ^10. Bijna alle aantoonbare symptomen van depressie gemeld middels dit model, en studies hebben aangetoond dat deze gedragingen enkele weken aanhouden na beëindiging van stress. Bovendien kunnen deze UCMS geïnduceerde depressieve gedrag geleidelijk worden gerespecteerd door chronische, maar niet acute behandeling met name antidepressiva, wat suggereert soortgelijke neurologische effecten van therapeutische verbetering die nauw weerspiegelt de klinische werking en variabele effectiviteit van deze middelen bij mensen ^{11,14- 18.} Hier melden wij een gedetailleerde beschrijving van de UCMS protocol en beschrijven typische gedrags- en vasculaire resultaten bij muizen.

Protocol

Alle procedures hieronder beschreven zijn beoordeeld en door de Institutional Animal Care en gebruik Comite aan de West Virginia University Health Sciences Center goedgekeurd. 1. Selectie van Animal Model LET OP: De meeste gangbare soorten in de UCMS model onder Sprague Dawley en Wistar ratten en de BALB / cJ muis; andere muizenmodellen gebleken beperkte werkzaamheid (DBA / 2, C57BL / 6). Toch dienen zorgvuldig aandacht worden geschonken aan de specifieke mu…

Representative Results

Een voorbeeld van het schema voor een week na de UCMS procedure is weergegeven in tabel 1. Elke week werden stressoren gerandomiseerd acclamation voorkomen en onvoorspelbaarheid van de stress challenge per dag te garanderen. Maatregelen van Depressieve achtig gedrag Na 8 weken van UCMS, waren er significante veranderingen in zowel gedrags-en fysiologische uitkomsten bij chronisch benadrukt knaagdieren ten opzichte van hun niet-benadrukte controle…

Discussion

Extensive clinical and epidemiological evidence has indicated that chronic stress is one of the most potent precipitating factors for depression. Repeated exposure to stressors may potentiate individual vulnerability to depression and other neuropsychiatric disorders as a consequence of the psychological and physical demands within the body that accumulate over time. The use of validated preclinical animal models offers a valuable translational tool for studying depression and comorbid diseases. Firstly, an ideal animal …

Materials

Temporary animal cages with lids	n/a	n/a	Provided by your animal care facility
Rodent bedding	n/a	n/a	Provided by your animal care facility
Predator fur or urine	n/a	n/a	Provided by your animal care facility
Rodent cage drinking bottles	n/a	n/a	Provided by your animal care facility
1000 ml graduated cylinder	variable	variable	This is optional.  Any container from which a known quantiity of water can be poured will be appropriate
Wooden blocks cut from 2×4	variable	variable	8 inch sections are cut to facilitate cage tilt procedures
Soft paper towels	n/a	n/a	Provided by your institution
Small spray bottle	Walmart	n/a	100-200 ml volume is sufficient, used for sucrose splash test
Medium (mice) or large (rats) plastic tubs for swim testing	Walmart	variable	Should be of sufficient depth that the animals cannot touch bottom (e.g., 2 feet)