Protocollo per lo studio Extinction of Fear Condizionata in Naturalmente bicicletta ratti di sesso femminile
Summary
Gonadal hormones such as estrogen modulate memory formation in a number of experimental paradigms including fear extinction memory. This protocol describes a set of methods for investigating the influence of gonadal hormones specifically during extinction in naturally cycling females, including estrous cycle monitoring and exogenous estrogen administration.
Abstract
Estinzione della paura condizionata è stata ampiamente studiata nei roditori maschi. Recentemente, ci sono stati un numero crescente di studi che indicano che i meccanismi neurali per determinati compiti comportamentali e comportamenti di risposta sono diversi in femmine e maschi. Utilizzando femmine in studi di ricerca può rappresentare una sfida a causa della variazione di ormoni gonadici durante il loro ciclo estrale. Questo protocollo descrive le procedure consolidate che sono utili nelle indagini il ruolo degli estrogeni nella paura consolidamento della memoria estinzione nei ratti femmina. Fase del ciclo estrale e somministrazione di estrogeni esogeni prima formazione all'estinzione può influenzare richiamo estinzione 24 ore più tardi. La tecnica swabbing vaginale per l'identificazione fase estrale descritto favorisce l'esame e la manipolazione di ciclismo naturalmente ormoni gonadici. L'utilizzo di questo modello di roditore di base può ulteriormente delineare i meccanismi attraverso i quali gli estrogeni possono modulare paura memoria estinzionefemmine.
Introduction
Differenze di sesso inerenti si osservano in vari comportamenti cognitivi e paradigmi di apprendimento in entrambi gli esseri umani e roditori. Ad esempio, è stato riportato che le donne hanno generalmente abilità verbali e orientato al dettaglio più forti, mentre gli uomini hanno migliori abilità spaziali 1-3. Queste differenze di sesso può essere dovuto in parte l'influenza degli ormoni gonadici. Alti livelli di estradiolo migliorare le prestazioni in compiti in cui le donne sono migliori, ma peggiorano le prestazioni in compiti che gli uomini in genere fanno bene 4-6. Anche se questa prova è convincente, la limitata capacità di controllare completamente gli ambienti sperimentali in studi sull'uomo rende difficile determinare se questi effetti sul comportamento possono essere attribuiti specificamente agli ormoni. Gli studi su animali, al contrario, permettono di circostanze completamente controllate.
Anche se i meccanismi neurali di base della paura dell'estinzione sono stati identificati e sono ben studiata nei maschi, non è chiaro sequesti sistemi sono gli stessi nelle femmine o come cambiano in tutto il ciclo estrale. La paura condizionata ed estinzione sono ampiamente utilizzati paradigmi comportamentali nei roditori e nell'uomo per condurre studi in materia di disturbi d'ansia. Dato che le donne hanno un rischio più elevato per i disturbi d'ansia e maggiore durata dei sintomi e la gravità 7-13, è fondamentale per comprendere le femmine in questi studi. La sottorappresentazione delle donne in questa ricerca può essere attribuita alle sfide del monitoraggio fase estrale e contabile per gli effetti comportamentali degli ormoni sessuali. I laboratori che fanno esaminare le femmine a questo proposito le questioni di incontro che spesso vanno non dichiarata o non sono descritte nei metodi per i loro studi.
Emergenti prove in roditori suggeriscono che le differenze di sesso nella paura di estinzione sono modulati dagli ormoni gonadici 14-18. In condizionamento alla paura, gli animali vengono addestrati a temere uno stimolo particolare. Dopo una serie di presentazioni di non rinforzatilo stimolo, gli animali imparano a non temere la stecca, un processo chiamato di estinzione. Quanto bene apprende l'animale e consolida il ricordo di imparare questa attività si può osservare nel corso di un test di richiamo di estinzione dato qualche tempo dopo la formazione di estinzione. Espressione paura Meno durante il richiamo estinzione dimostra buon consolidamento della memoria estinzione. Recenti scoperte dal nostro laboratorio indicano che gli estrogeni possono modulare il consolidamento della memoria paura dell'estinzione e migliorare richiamo estinzione. In particolare, i topi femmina che si estinguono proestrus, la fase del ciclo estrale durante il quale livelli circolanti di estrogeni picco, mostra una maggiore ritenzione della memoria estinzione. Al contrario, le donne che sono estinte nel basso-estrogeno visualizzazione della fase metestrus relativamente scarsa memoria di estinzione, che possono essere migliorati con la somministrazione di estradiolo esogeno prima o immediatamente dopo l'estinzione allenamento 15,16. I meccanismi neurali di consolidamento della memoria di estinzione (inclUding il ruolo degli ormoni gonadici) nelle donne non sono chiare.
Negli animali da laboratorio, il ruolo degli ormoni può essere indagato utilizzando invasive procedure di rimozione chirurgiche come la castrazione e ovariectomia. Dopo il recupero da un intervento chirurgico, ormoni gonadici sono spesso esogena manipolati durante l'esecuzione di un compito comportamentale 19. Questo approccio ha fornito informazioni critiche su ormoni sessuali ed è utile perché permette di manipolazioni ben controllati di ormoni gonadici (in termini di tempi e di dose) 20-23. Questo approccio, tuttavia, non valutare l'influenza delle fluttuazioni naturali che si verificano nel corso del ciclo estrale non rappresentano animali "normali", limitando così il potenziale traslazionale per studi sull'uomo. E 'stato ben documentato che i livelli di ormone sessuale femminile picco e il declino a specifiche fasi del ciclo estrale, e cambiamenti di espressione dei recettori degli estrogeni all'interno del ciclo,e dopo ovariectomia 24. Quindi, vi è la necessità di condurre studi su femmine con gonadi intatti e perfezionare progetti sperimentali per studiare in modo affidabile gli effetti che gli stati alti e bassi di estrogeni possono avere su donne in tutta la loro durata di vita.
Questo protocollo concentra sull'effetto degli estrogeni sui sistemi neurobiologici coinvolti nella paura estinzione. Si descrive come: 1) monitorare attentamente il ciclo estrale, 2) preparare le dosi efficaci di estradiolo per somministrazione sistemica, e 3) seguire un paradigma comportamentale che include condizionamento alla paura, l'estinzione, e richiamare in modo naturale in bicicletta ratti femmina. Questo protocollo può essere modificato con altre manipolazioni farmacologiche e strumenti molecolari e cellulari per aiutare gli studi per capire meglio le differenze di sesso che si osservano in condizionato temere comportamento estinzione. Si noti che le procedure descritte qui sotto sono quelli utilizzati nel nostro laboratorio, ed esistono un certo numero di varianti di queste procedure in letteratura.
Protocol
Representative Results
Discussion
La paura di estinzione è stata ampiamente studiata in ratti maschi con i meccanismi neurali che mediano condizionato estinzione paura individuati e valutati in diverse manipolazioni. Relativamente pochi studi hanno esaminato topi di sesso femminile o il ruolo degli ormoni gonadici nella paura di estinzione. Per studiare specificamente gli effetti degli estrogeni sulla paura estinzione, naturalmente ciclismo ratti femmine sono sottoposti ad un paradigma comportamentale di tre giorni. Questa procedura si compone di fasi …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Mohammed R. Milad is supported by NIMH grant R01 MH097880 and institutional funds from the Department of Psychiatry at MGH.
Materials
| Name | Company | Catalog number | Comments |
| Fear conditioning chamber | Coulbourn Instruments | ||
| Graphic State | Coulbourn Instruments | ||
| Sound-attenuating box | Med Associates, Inc. | NIR-022MD | |
| Estradiol | Sigma-Aldrich | E1024 | In sesame oil for subcutaneous injection |
| Sesame oil | Sigma-Aldrich | S3547-250ML | |
| Freezescan | Cleversys, Inc. | ||
| Dip quick stain | Jorgensen Laboratories, Inc. | J0322A1, J0322A2, J0322A3 | |
| Cotton-tipped applicators | Fisher Scientific | 23-400-114 | 6-inch, sterile |
| 0.9% saline | LabChem, Inc. | LC23460-2 | Sodium chloride w/v |
| Selectfrost microscope slides | Fisher Scientific | 12-550-003 | |
| Virex II 256 | Diversey, Inc. | 5019317 | Dilute 1:256 with water |
| Luer-Lok Tip 1ml Syringes | Becton Dickinson | 309628 | |
| Hypodermic disposable needles | Exelint International, Co. | 26402 | 26-gauge |
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