Anne ve Bebeklerde Psikiyatrik Bozukluklar İçin Çevirisel olarak İlgili Bir Paradigma Olarak Gebelikte Psikososyal Stresin Murine Modelini Kullanmak
Summary
Kronik psikososyal stres (CGS) paradigması, annelerin ve bebeklerin psikiyatrik bozukluklarını modellemek için farelerde hamilelik sırasında klinik olarak ilgili stresörler kullanmaktadır. Burada, bu modeli doğrulamak için CGS paradigmasını ve aşağı akış değerlendirmelerini uygulamak için adım adım bir prosedür sunuyoruz.
Abstract
Peripartum dönemi, olumsuz anne maruziyetlerinin nöropsikiyatrik bozuklukların gelişimi de dahil olmak üzere hem anne hem de yavrular için uzun süreli olumsuz sonuçlara neden olabileceği hassas bir dönem olarak kabul edilir. Anne-bebek boyasında duyuşsal düzensizlik ortaya çıkmasıyla bağlantılı risk faktörleri kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Hamilelik sırasında psikososyal strese maruz kalmak sürekli olarak en güçlü tahmincilerden biri olarak ortaya çıkmıştır. Bu ilişkiyi keşfetmek için birkaç kemirgen modeli oluşturulmuştur; bununla birlikte, bu modeller, kadınların yaşadığı stresörlerin türünü, yoğunluğunu ve sıklığını doğru bir şekilde yakalayamayan fiziksel stresörlerin veya tekrarlayan bir şekilde sunulan sınırlı sayıda psikososyal stresörün kullanımına dayanır. Bu sınırlamaların üstesinden gelmek için, öngörülemeyen bir şekilde sunulan farklı yoğunlukta çeşitli psikososyal hakaretler kullanan kronik bir psikososyal stres (CGS) paradigması oluşturuldu. Makale, gebelik günü 6.5’ten 17.5’e kadar hamile dişi farelerin gün boyunca ve gece boyunca çeşitli stresörlere maruz kaldığı bu yeni CGS paradigmasını anlatıyor. Günde iki saat mola ile ayrılan günlük stresörler, yabancı nesnelere veya avcı kokusuna maruz kalmaktan yataklardaki sık değişikliklere, yatakların çıkarılmasına ve kafes yatırmaya kadar uzanır. Gece stresörleri arasında sürekli ışığa maruz kalma, kafes montaj ilişkilerini değiştirme veya yatakları ıslatma bulunur. Daha önce CGS’ye maruz kalmanın, artan stres reaktivitesi, parçalanmış anne bakım kalıplarının ortaya çıkması, anhedonia ve anksiyete ile ilgili davranışlar, perinatal ruh hali ve anksiyete bozukluklarından muzdarip kadınların temel özellikleri de dahil olmak üzere maternal nöroendokrin ve davranışsal anormalliklerin gelişmesiyle sonuçladığını göstermiştik. Bu nedenle, bu CGS modeli, anne duyuşsal düzensizliği altında bulunan moleküler kusurların yanı sıra fetal nörogelişimi etkileyen ve yavrularda olumsuz uzun vadeli davranışsal sonuçlara neden olan trans-plasetal mekanizmaları emmek için kullanılabilecek benzersiz bir araç haline gelir.
Introduction
Peripartum dönemindeki olumsuz anne maruziyetlerini takiben anne ve bebeklerde nöropsikiyatrik bozukluklara karşı artan duyarlılığın altında yer alan mekanizmalar büyük ölçüde bilinmemektedir. Hamilelik sırasında önemli anne fizyolojik değişiklikleri meydana gelir ve doğum sonrası döneme geçiş, sadece sağlıklı yavru nörogelişimi için değil, aynı zamanda anne ruh sağlığını korumak için de kritik olduğu varsayımı yapılan birkaç nöroendokrin adaptasyon dahil1,2. Maternal hipotalamik hipofiz adrenal (HPA) ekseni seviyesinde, diurnal HPA eksen aktivitesinin daha düzleştirilmiş bir ritmi ve akut stresörlere hpa ekseni yanıtının sönümlenmesi de dahil olmak üzere hem sirkadiyen hem de stres kaynaklı glukokortikoid salınım seviyelerinde adaptasyonlar gözlenir3,4,5. Gelişmiş HPA eksen aktivitesinin, dolaşımdaki glukokortikoidlerin artan seviyeleri ve inhibe negatif geri bildirimler de dahil olmak üzere doğum sonrası duyuşsal düzensizliği olan kadınların bir alt kümesinde bildirildiği göz önünealındığında,doğum sonrası stres reaktivitesinin artmasına neden olan ve anne HPA ekseni adaptasyonlarının nöropsikiyatrik bozukluklara duyarlılığı artırdığı düşünülmektedir.
Annelerde ve bebeklerde stresin duyuşsal düzensizlik üzerindeki etkilerini ortaya çıkarmak için peripartum döneminde birkaç kemirgen stres modeli üretilmiştir. Bu modellerin çoğunluğu, homeostatik zorluklara ve baraj fizyolojik durumunda değişikliklere neden olan fiziksel stresörlerin uygulanması ile karakterizedir9, kronik kısıtlama stresi10 ve gebelik11sırasında yüzme stresi veya doğum sonrası şok maruziyeti12. Bu paradigmaların doğum sonrası depresif benzeri davranışların ortaya çıkmasına neden olduğu gösterilmiş olsa da, anne bakımında10,11,12, insan anneleri tarafından yaygın olarak görülen stresörlerin psikososyal doğasını doğru bir şekilde yakalayamamalarıyla sınırlıdır. Bu, peripartum döneminde kronik stresin nöroendokrin sonuçlarını ortaya çıkarmaya çalışırken, farklı stresör türlerinin işlenmesinin HPA eksen aktivasyonunu düzenleyen çeşitli sinir ağları tarafından aracılık ettiği düşünüldüğünde özellikle önemli hale gelir9.
Bu sınırlamanın üstesinden gelmek için, birkaç grup psikososyal hakaretler veya fiziksel ve psikososyal stresörlerin bir kombinasyonunu kullanan stres paradigmaları tasarlamıştır. Doğum sonrası13 , 14döneminde barajların yavrularından günde birkaç saat ayrıldığı anne ayırma modeli ve barajların15,16, anne bakımında anormalliklerin ortaya çıkmasını ve fiziksel stres paradigmalarıyla ilişkili depresif benzeri fenotipleri yeniden üretebildiği kronik sosyal stres modeli. Hamile dişi farelerin kafes eğme ve gece aydınlatması da dahil olmak üzere çeşitli psikososyal hakaretlere maruz kaldığı kronik ultramild stres paradigmasının yanı sıra kısıtlama stresi ve gıda kısıtlaması gibi önemli fizyolojik hakaretler, anne saldırganlığındaki bozukluklar da dahil olmak üzere anne davranışlarında anormalliklerle sonuçlanan stresörlerin karışık doğasına maruz kalmayı daha da ortaya çıkarmıştır. hpa ekseninin sirkadiyen aktivitesinde düzensizlik yanı sıra17,18. Bu sonuçlarla tutarlı olarak, gebelik sırasında alternatif bir kısıtlama stresi ve aşırı kalabalık modeli, doğum sonrası anne sirkadiyen kortikosteron seviyelerinde yükselmelerin yanı sıra anne bakımında değişikliklere neden olur, ancak doğum sonrası akut hakaretlere maruz kaldıktan sonra HPA ekseni yeniden aktivitesinde herhangi bir fark gözlenmez1.
Bu çalışmanın genişletilmesi, öngörülemeyen bir şekilde sunulan birden fazla psikososyal hakareti kullanan ve fizyolojik stresörlerin kullanımını en aza indiren bir gebelik stres paradigması oluşturur. Çalışmalar daha önce bu kronik psikososyal stres paradigmasının (CGS) doğum sonrası erken dönemde gelişmiş stres reaktivitesi de dahil olmak üzere maternal HPA eksen disfonksiyonunun gelişimiyle sonuçlendiğini göstermiştir19. Bu değişiklikler, yavrular tarafından alınan anne bakımının kalitesindeki değişiklikler ve anhedionik ve anksiyete benzeri davranışların ortaya çıkması da dahil olmak üzere anne davranışındaki anormalliklerle ilişkilidir19Perinatal ruh hali ve anksiyete bozuklukları ile tutarlı özellikler20,21. Ayrıca, yavru kilo alımı CGS19’arahim içi maruziyeti takiben doğum sonrası dönemde azaltır CGS’nin gelecek nesillerde kalıcı olumsuz programlama etkileri olabileceğini düşündürmektedir.
CGS paradigmasını geliştirmedeki amaç, öncelikle nöroendokrin düzensizlik ve perinatal ruh hali ve anksiyete bozukluklarının gelişimi ile ilişkili hakaretlerin türünü, yoğunluğunu ve sıklığını doğru bir şekilde yakalayan klinik olarak ilgili stresörleri kullanmaktı. Burada, çalışma hamile dişi farelerin CGS’ye nasıl tabi tutulacağına dair ayrıntılı bir protokol ve modelin geçerliliğini test etmek için kullanılabilecek aşağı akış değerlendirmeleri sunmaktadır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hamile fareleri CGS perturbs postpartum maternal nöroendokrin fonksiyonuna maruz bırakma, yeni stresörlere HPA ekseni yanıtı da dahil olmak üzere ve perinatal ruh hali ve anksiyete bozuklukları ile ilgili çeşitli davranışsal anormalliklerle ilişkilidir. Modelin bir çevresel risk faktörünün kullanımını kullandığı göz önüne alındığında, genetik modellerde başka türlü gözlenenden daha yüksek fenotipik varyasyon beklenmektedir22. Bununla birlikte, CGS paradigmasının…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar, Ulusal Genel Tıp Bilimleri Enstitüsü T32 GM063483-14 hibesi ve Cincinnati Çocuk Araştırma Vakfı’ndan destek almak istememektedir. Zoubovsky ve ark., 2019’dan uyarlanan veriler için Creative Common License aşağıdaki konumda bulunabilir: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.
Materials
| Animal lancet | Braintree Scientific Inc. | GR4MM | |
| Blunt end probe | Fine Science Tools | 10088-15 | Used to check for copulatory plugs |
| Bottles for SPT | Braintree Scientific Inc. | WTRBTL S-BL | 100 mL glass water bottle with stopper and sipper ball point tube, graduted by 1 mL. |
| Conical tubes (50 mL) | Corning Inc. | 352098 | Used for restraining mice to measure HPA axis response to acute stress. Make sure conical tube has small opening at the end for ventilation. |
| Legos | Amazon | – | |
| Marbles | Amazon | – | |
| Mouse Corticosterone ELISA kit | Biovendor | RTC002R | |
| Mouse EZM | TSE Systems | – | |
| Reciprocal laboratory shaker | Labnet international | S2030-RC-B | |
| Serum separator tubes | Becton Dickinson | 365967 | |
| Static cage- bottom | Alternative Design Manufacturing and Supply Inc. | RC71D-PC | |
| Static cage – filtered ventilated tops | Alternative Design Manufacturing and Supply Inc. | FT71H-PC |
Referências
- Hillerer, K. M., Reber, S. O., Neumann, I. D., Slaterry, D. A. Exposure to chronic pregnancy stress reverses peripartum-associated adaptations: implications for postpartum anxiety and mood disorders. Endocrinology. 152 (10), 3930-3940 (2011).
- Hillerer, K. M., Neumann, I. D., Slaterry, D. A. From stress to postpartum mood and anxiety disorders: how chronic peripartum stress can impair maternal adaptations. Neuroendocrinology. 95 (1), 22-38 (2018).
- Altemus, M., Deuster, P. A., Galliven, E., Carter, C. S., Gold, P. W. Suppression of hypothalamic-pituitary-adrenal axis responses to stress in lactating women. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 80 (10), 2954-2959 (1995).
- Slattery, D. A., Neumann, I. D. No stress please! Mechanisms of stress hyporesponsiveness of the maternal brain. The Journal of Physiology. 586 (2), 377-385 (2008).
- Hasiec, M., Misztal, T. Adaptive modifications of maternal hypothalamic-pituitary-adrenal axis activity during lactation and salsolinol as a new player in this phenomenon. International Journal of Endocrinology. 10 (2), 1-11 (2018).
- Bloch, M., et al. Cortisol response to ovine corticotropin-releasing hormone in a model of pregnancy and parturition in euthymic women with and without a history of postpartum depression. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 90 (2), 695-699 (2005).
- Jolley, S. N., Elmore, S., Barnard, K. E., Carr, D. B. Dysregulation of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis in postpartum depression. Biological Research for Nursing. 8 (3), 210-222 (2007).
- Nierop, A., Bratsikas, A., Zimmermann, R., Ehlert, U. Are stress-induced cortisol changes during pregnancy associated with postpartum depressive symptoms. Psychosomatic Medicine. 68 (6), 931-937 (2006).
- Ulrich-Lai, Y. M., Herman, J. P. Neural regulation of endocrine and autonomic stress responses. Nature Reviews Neuroscience. 10 (6), 397-409 (2009).
- Smith, J. W., Seckl, J. R., Evans, A. T., Costall, B., Smythe, J. W. Gestational stress induces post-partum depression-like behavior and alters maternal care in rats. Psychoneuroendocrinology. 29 (2), 227-244 (2004).
- Leuner, B., Fredericks, P. J., Nealer, C., Albin-Brooks, C. Chronic gestational stress leads to depressive-like behavior and compromises medial prefrontal cortex structure and function during the postpartum period. PLOS One. 9 (3), 89912 (2014).
- Kurata, A., Morinobu, S., Fuchikami, M., Yamamoto, S., Yamawaki, S. Maternal postpartum learned helplessness (LH) affects maternal care by dams and responses to the LH test in adolescent offspring. Hormones and Behavior. 56 (1), 112-120 (2009).
- Boccia, M. L., Pedersen, C. A. Brief vs. long maternal separations in infancy: Contrasting relationships with adult maternal behavior and lactation levels of aggression and anxiety. Psychoneuroendocrinology. 26 (7), 657-672 (2001).
- Boccia, M. L., et al. Repeated long separations from pups produce depression-like behavior in rat mothers. Psychoneuroendocrinology. 32 (1), 65-71 (2007).
- Nephew, B. C., Bridges, R. S. Effects of chronic social stress during lactation on maternal behavior and growth in rats. Stress. 14 (6), 677-684 (2011).
- Carini, L. M., Murgatroyd, C. A., Nephew, B. C. Using chronic social stress to model postpartum depression in lactating rodents. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (76), e50324 (2013).
- Pardon, M., Gérardin, P., Joubert, C., Pérez-Diaz, F., Cohen-Salmon, C. Influence of prepartum chronic ultramild stress on maternal pup care behavior in mice. Biological Psychiatry. 47 (10), 858-863 (2000).
- Misdrahi, D., Pardon, M. C., Pérez-Diaz, F., Hanoun, N., Cohen-Salmon, C. Prepartum chronic ultramild stress increases corticosterone and estradiol levels in gestating mice: Implications for postpartum depressive disorders. Psychiatry Research. 137 (12), 123-130 (2005).
- Zoubovsky, S. P., et al. Chronic psychosocial stress during pregnancy affects maternal behavior and neuroendocrine function and modulates hypothalamic CRH and nuclear steroid receptor expression. Translational Psychiatry. 10 (6), 1-13 (2020).
- Yim, I. S., et al. Biological and psychosocial predictors of postpartum depression: systematic review and call for integration. Annual Review of Clinical Psychology. 11, 99-137 (2015).
- Slomian, J., Honvo, G., Emonts, P., Reginster, J. Y., Bruyere, O. Consequences of maternal postpartum depression: a systematic review of maternal and infant outcomes. Women’s Health. 15, 1-55 (2019).
- Chow, K. H., Yan, Z., Wu, W. L. Induction of maternal immune activation in mice at mid-gestation stage with viral mimic poly(I:C). Journal of Visualized Experiments: JoVE. (109), e53643 (2016).
- Zalaquett, C., Thiessen, D. The effects of odors from stressed mice on conspecific behavior. Physiology and Behavior. 50 (1), 221-227 (1991).
- Burstein, O., Doron, R. The unpredictable chronic mild stress protocol for inducing anhedonia in mice. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (140), e58184 (2018).
- Zheng, H. T., et al. The detrimental effects of stress-induced glucocorticoid exposure on mouse uterine receptivity and decidualization. FASEB Journal: Official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 34 (11), 14200-14216 (2020).
- Mueller, B. R., Bale, T. L. Sex-specific programming of offspring emotionality after stress early in pregnancy. Journal of Neuroscience. 28 (36), 9055-9065 (2008).
- Bale, T. L. The placenta and neurodevelopment: sex differences in prenatal vulnerability. Dialogues in Clinical Neuroscience. 18 (4), 459-464 (2016).
- Herman, J. P., Tasker, J. G. Paraventricular hypothalamic mechanisms of chronic stress adaptation. Frontiers in Endocrinology. 7, 137-147 (2016).
- Byers, S. L., Wiles, M. V., Dunn, S. L., Taft, R. A. Mouse estrous cycle identification tool and images. PLOS One. 7 (4), 35538 (2012).
- Pallares, P., Gonzalez-Bulnes, A. Use of ultrasound imaging for early diagnosis of pregnancy and determination of litter size in the mouse. Laboratory Animals. 43 (1), 91-95 (2009).
- Froberg-Fejko, K., Lecker, J. Using environmental enrichment and nutritional supplementation to improve breeding success in rodents. Lab Animal (NY). 45 (1), 406-407 (2016).
- Perani, C. V., Neumann, I. D., Reber, S. O., Slattery, D. A. High-fat diet prevents adaptive peripartum-associated adrenal gland plasticity and anxiolysis. Scientific Reports. 5, 14821-14831 (2015).
- Nugent, B. M., Bale, T. L. The omniscient placenta: metabolic and epigenetic regulation of fetal programming. Frontiers in Neuroendocrinology. 39, 28-37 (2015).
