Summary

Un modelo de ratón de subcrónica y leve estrés Derrota Social para Entender déficits conductuales y fisiológicos inducidos por el estrés

Published: November 24, 2015
doi:

Summary

Aquí, los métodos para el desarrollo de un modelo de ratón de estrés derrota social, subcrónica y leves se describen y se utilizan para investigar las características patogénicas de la depresión, incluyendo hyperphagia- y síntomas como polidipsia siguientes aumento del peso corporal.

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

Hay muchos tipos de eventos estresantes ocurren a través de las vidas de los seres humanos. El estrés excesivo a menudo conduce a consecuencias fisiológicas nocivos en los seres humanos y los animales. En los seres humanos, los acontecimientos estresantes son los principales factores de riesgo de precipitación de trastornos psiquiátricos como la depresión 1. Una Carga Global de Enfermedad de estudios indicó que la depresión es uno de los trastornos más discapacitantes en términos de años de vida ajustados por discapacidad (AVAD) y los años vividos con discapacidad 2. Además, la depresión representa la mayor proporción de AVAD suicidas 3. Las personas que sufren de depresión tienen dificultades para manejar sus vidas, y como consecuencia, su calidad de vida a menudo empeora. Por lo tanto, existe una fuerte necesidad de desarrollar productos terapéuticos eficaces para mejorar la calidad de vida de estos pacientes.

Muchos estudios se han realizado en los trastornos depresivos mayores, y han puesto de manifiesto que la contribución genética a la enfermedad susceptibility es de aproximadamente 30-40%, que se explica por los efectos de múltiples loci de efectos pequeños 4. Debido a los complejos mecanismos patogénicos subyacentes depresión, la etiología detallada de la enfermedad sigue siendo difícil de alcanzar. Informes clínicos indican que hay subtipos de depresión como la depresión melancólica y atípico 5, que muestran una reducción y aumento del peso corporal, respectivamente 6. Aunque el 25-30% y el 15-30% de los pacientes con depresión representan características melancólicas y atípicos puros, respectivamente, la mayoría de ellos tienen características mixtas de ambos subtipos 7. Por lo tanto, la depresión mayor tiene una amplia gama de síntomas. Con el fin de encontrar biomarcadores y desarrollar terapias objetivas para los diversos tipos de depresión en los seres humanos, es importante establecer varios modelos animales diferentes de la depresión 8.

Los modelos animales de depresión se han establecido usando varios métodos incluyendo aprendidoimpotencia, estrés leve crónico impredecible, y el estrés derrota sociales crónica (DCV) 9-12. Toyoda y colegas establecieron los modelos CSDS de ratas y ratones 13-17 con el fin de dilucidar el metabolismo y comportamientos que están asociados con la depresión. Dado que los modelos animales de depresión son evaluados por la validez aparente 18, el contexto en el que se establece el modelo es importante. Por otra parte, Golden et al. 19 informó los métodos para la creación de ratones DCV de detalle. Se sabe que las deficiencias en el comportamiento social de los ratones CSDS pueden ser recuperados por el tratamiento crónico, pero no por el tratamiento agudo, con antidepresivos, y que comparten síntomas similares a los de los pacientes con depresión en cuanto a la regulación de neurotrófico derivado del cerebro factor de 6.

Goto et al. 13 desarrollaron anteriormente el estrés derrota social, subcrónica y leve (sCSDS) modelo de ratón mediante la modificación de los métodosde Golden et al. 19. Los ratones sCSDS muestran síntomas polydipsia- y hiperfagia como siguientes aumentos en el peso corporal y el contenido de agua incrementado cuerpo 13. En este informe, se proporciona el protocolo para establecer el modelo de ratón sCSDS y discutimos la utilidad de este modelo.

Protocol

Los estudios con animales fueron aprobados por y cumplen las directrices tanto del Cuidado de Animales y el empleo Comisión de la Universidad de Ibaraki y el Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología (MEXT), Japón (No.71 Notificación). Una visión general completa del protocolo se muestra en la Figura 1. 1. Aparato Prepare dos tipos de jaulas: una sola jaula (ancho [W] x profundidad [D] × altura [H] = 143 mm × 293 mm …

Representative Results

Para controlar el grado de estrés físico durante más de los períodos de 10 días, el número de picaduras de ataque por los ratones ICR se contó manualmente por un investigador. Figura 5A indica los valores individuales para el número de picaduras de ataque recibidos. Hubo una considerable variabilidad en la etapa temprana (aproximadamente 10 a 120 picaduras en día 1), pero esta variabilidad se redujo en la etapa posterior (aproximadamente 5-20 picaduras en día 10). La Figura 5B…

Discussion

Hubo diferencias definitivas en el peso corporal entre sCSDS ratones y ratones sometidos a CSDS el protocolo CSDS estándar (5 a 10 min de contacto físico con los agresores por día) 19. Los ratones mostraron una mayor sCSDS BWG durante el periodo de estrés, mientras que los ratones estándar CSDS mostraron una disminución en el peso corporal durante el período de estrés 21,22,23. Hay una diferencia sustancial entre los dos protocolos en cuanto a la duración total del contacto físico con los…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Los autores agradecen a los Dres. Kentaro Nagaoka (Universidad de Tokio de Agricultura y Tecnología) y Wataru Iio (prefectura de Ibaraki) para la discusión útil. Esta investigación fue financiada en parte por Ibaraki Cooperación Universitaria entre Agricultura y Ciencias Médicas (IUCAM) (El MEXT, Japón) y el Proyecto de Investigación sobre el Desarrollo de Productos y alimentos con beneficios para la salud, la promoción de la agricultura (NARO) (El MAFF, Japón) .

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

References

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Flint, J., Kendler, K. S. The genetics of major depression. Neuron. 81 (3), 484-503 (2014).
  5. Nestler, E. J., et al. Neurobiology of Depression. Neuron. 34 (1), 13-25 (2002).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Nestler, E. J., Hyman, S. E. Animal models of neuropsychiatric disorders. Nat. Neurosci. 13 (10), 1161-1169 (2010).
  9. Katz, R. J. Animal models and human depressive disorders. Neurosci. Biobehav. Rev. 5 (2), 231-246 (1981).
  10. Krishnan, V., Nestler, E. J. Animal models of depression: molecular perspectives. Curr. Top. Behav. Neurosci. 7, 121-147 (2011).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. Iio, W., et al. Effects of chronic social defeat stress on peripheral leptin and its hypothalamic actions. BMC Neurosci. 15 (72), (2014).
  17. 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).
  18. Crawley, J. N. . What’s Wrong With My Mouse?: Behavioral Phenotyping of Transgenic and Knockout Mice. , 978-970 (2007).
  19. 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).
  20. Miczek, K. A., Maxson, S. C., Fish, E. W., Faccidomo, S. Aggressive behavioral phenotypes in mice. Behav. Brain Res. 125, 167-181 (2001).
  21. Krishnan, V., et al. Molecular adaptations underlying susceptibility and resistance to social defeat in brain reward regions. Cell. 131 (2), 391-404 (2007).
  22. 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).
  23. Warren, B. L., et al. Neurobiological sequelae of witnessing stressful events in adult mice. Biol. Psychiatry. 73 (1), 7-14 (2013).
  24. Savignac, H. M., et al. Increased sensitivity to the effects of chronic social defeat stress in an innately anxious mouse strain. Neuroscience. 192, 524-536 (2011).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. Valente, S., Fisher, D. Recognizing and managing psychogenic polydipsia in mental health. J. Nurse Pract. 6 (7), 546-550 (2010).
  29. Dundas, B., Harris, M., Narasimham, M. Psychogenic Polydipsia Review: Etiology, Differential, and Treatment. Curr. Psychiatry Rep. 9 (3), 236-241 (2007).
  30. 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).
  31. Flores, P., et al. Schedule-Induced Polydipsia: Searching for the Endophenotype of Compulsive Behavior. World J. Neurosci. 4, 253-260 (2014).
  32. 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).
check_url/52973?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Goto, T., Toyoda, A. A Mouse Model of Subchronic and Mild Social Defeat Stress for Understanding Stress-induced Behavioral and Physiological Deficits. J. Vis. Exp. (105), e52973, doi:10.3791/52973 (2015).

View Video