Social isolationsmodel: En ikke-invasiv gnavermodel af stress og angst

Summary

Præsenteret her er en social isolation (SI) -induceret angstmusemodel, der bruger vildtype C56BL / 6J mus til at fremkalde stress og angstlignende adfærd med minimal håndtering og ingen invasive procedurer. Denne model afspejler moderne livsmønstre for social isolation og er ideel til at studere angst og relaterede lidelser.

Abstract

Angstlidelser er en af de førende årsager til handicap i USA (USA). Nuværende behandlinger er ikke altid effektive, og mindre end 50% af patienterne opnår fuld remission. Et kritisk skridt i udviklingen af en ny angstdæmpende virkning er at udvikle og udnytte en dyremodel, såsom mus, til at studere patologiske ændringer og teste lægemiddelmål, effektivitet og sikkerhed. Nuværende tilgange omfatter genetisk manipulation, kronisk administration af angstfremkaldende molekyler eller administration af miljøstress. Disse metoder afspejler dog muligvis ikke realistisk angst induceret gennem det daglige liv. Denne protokol beskriver en ny angstmodel, der efterligner de forsætlige eller utilsigtede mønstre af social isolation i det moderne liv. Den sociale isolationsinducerede angstmodel minimerer opfattede distraktioner og invasivitet og bruger vildtype C57BL / 6 mus. I denne protokol er 6- til 8-ugers gamle mus (han og hun) enkeltvis anbragt i uigennemsigtige bure for visuelt at blokere det ydre miljø, såsom nabomus, i 4 uger. Der gives ingen miljøberigelser (såsom legetøj), strøelsesmateriale reduceres med 50%, enhver behandling af lægemiddel administreres som en agarform, og eksponeringen / håndteringen af musene minimeres. Socialt isolerede mus genereret ved hjælp af denne protokol udviser større angstlignende adfærd, aggression samt nedsat kognition.

Introduction

Angstlidelser repræsenterer den største klasse og byrde af psykiske sygdomme i USA (USA), med relaterede årlige omkostninger, der overstiger US $ 42 milliarder ^1,2,3. I de senere år har angst og stress øget forekomsten af selvmord og selvmordstanker med over 16%⁴. Patienter med kroniske sygdomme er særligt sårbare over for utilsigtede sekundære virkninger af psykisk lidelse eller nedsat kognitiv funktion⁵. Nuværende behandlinger for angst omfatter psykoterapi, medicin eller en kombination af begge⁶. På trods af denne krise opnår mindre end 50% af patienterne imidlertid fuld remission ^6,7. Anxiolytika såsom benzodiazepiner (BZ’er) og selektive serotonin genoptagelseshæmmere (SSRI’er) har betydelige ulemper eller producerer ringe eller ingen umiddelbare virkninger⁸. Desuden er der en relativ mangel på nye anxiolytika under udvikling, udfordret af den dyre og tidskrævende proces med lægemiddeludvikling ^9,10.

Et kritisk skridt i lægemiddeludviklingsprocessen er etablering og anvendelse af en dyremodel, såsom mus, til at studere patologiske ændringer og teste lægemiddelsikkerhed og effektivitet¹¹. Nuværende tilgange til etablering af angstdyrmodeller omfatter 1) genetisk manipulation, såsom at slå serotoninreceptorer (5-HT1A) eller γ-aminosmørsyre A-receptor (GABA_AR) α underenheder¹²; 2) kronisk administration af angstfremkaldende såsom kortikosteron eller lipopolysaccharider (LPS)^13,14; eller 3) administration af miljøbelastning, herunder socialt nederlag og moderlig adskillelse¹⁵. Disse metoder afspejler muligvis ikke realistisk angst induceret i hele det daglige liv og er derfor muligvis ikke egnede til at undersøge den underliggende mekanisme eller teste nye lægemidler.

Ligesom mennesker er mus og rotter meget sociale væsner^16,17,18. Social kontakt og sociale interaktioner er afgørende for optimal hjernesundhed og er afgørende for korrekt neuroudvikling i opdrætsperioden¹⁹. Således resulterer moderens adskillelse eller social isolation i opdrætsperioden i mus, der viser mere angst, depression og ændringer i neurotransmission²⁰. Desuden er social pleje eller allogrooming en almindelig form for binding eller trøstende adfærd blandt mus og rotter, der lever sammen²¹. Socialisering er således en integreret del af gnaverlivet, og isolation påvirker deres helbred negativt.

I denne sammenhæng beskriver den nuværende protokol en ny angstmodel for at efterligne de forsætlige eller utilsigtede mønstre for social isolation i det moderne liv. Denne sociale isolationsmodel (SI) minimerer opfattede distraktioner og invasivitet og bruger voksne vildtype C57BL / 6 mus og Sprague-Dawley (SD) rotter. Protokollen, der præsenteres her, fokuserer på angstmusmodellen baseret på vores offentliggjorte beviser, som viste øget angstlignende adfærd, aggression, nedsat kognition og øget neuroinflammation som følge af social isolation^22,23,24. Angstlignende adfærd bekræftes af de forhøjede plus labyrint (EPM) og open field (OF) tests, mens kognitiv funktion måles ved test af ny objektgenkendelse (NOR) og ny kontekstgenkendelse (NCR). Denne model er nyttig til at undersøge angst og relaterede lidelser, men kan også tilpasses eller modificeres for at studere den naturlige progression og udvikling af mild kognitiv svækkelse samt metaboliske ændringer på grund af stress.

Protocol

Alle dyreforsøg udføres i henhold til de protokoller, der er godkendt af University of Southern California (USC) Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC), og alle metoder udføres i overensstemmelse med relevante retningslinjer, regler og anbefalinger. 1. Dyr Få godkendelse fra relevante dyreplejeudvalg til undersøgelsen. Vivarium indstilles til en 12 timers mørk lyscyklus med kontrolleret temperatur og fugtighed mellem henholdsvis 24 ± 2 ?…

Representative Results

Alle repræsentative resultater og tal blev ændret fra vores seneste publikationer22,23. For at evaluere virkningerne af social isolation på angst og sonderende adfærd blev EPM- og OF-test udført 24 timer efter slutdatoen for den 4 ugers sociale isolationsperiode. Socialt isolerede mus brugte signifikant mindre tid i den åbne arm (1,28 ± 0,17 min) sammenlignet med kontrollen (2,31 ± 0,27 min) og en signifikant længere tid i den lukkede arm (3,31 ± 0,27 m…

Discussion

Kritiske trin i protokollen omfatter korrekt opsætning af de sociale isolationsbure (dvs. indpakning af uigennemsigtige poser og reduktion af mængden af strøelse), minimering af håndtering og forstyrrelse af mus i hele isolationsperioden og sikring af, at musene får og indtager agar med lægemiddel fuldstændigt. Det er afgørende, at vivarium- eller boligtilstanden opretholdes ved konstant temperatur og fugtighed samt minimerede eksterne interferenser. Der bør gøres en betydelig indsats for at reducere s…

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