En musmodell av Subkronisk och Mild sociala Besegra Stress för att förstå Stress-inducerad beteendemässiga och fysiologiska underskott
Summary
Här, är metoder för att utveckla en musmodell av subkronisk och mild sociala manipulations påkänning beskrivits och användes för att undersöka de patogena egenskaperna hos fördjupningen inklusive hyperphagia- och polydipsi liknande symptom efter ökad kroppsvikt.
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
Många typer av stressande händelser inträffar hela livet för människor. Överdriven stress leder ofta till skadliga fysiologiska konsekvenser i människor och djur. Hos människor, stressande händelser är viktiga riskfaktorer för utfällning av psykiska störningar såsom depression 1. En Global Burden of Disease studien visade att depression är en av de mest handikappande sjukdomar i termer av funktionsjusterade levnadsår (DALY) och år levde med funktionsnedsättning 2. Dessutom står depression för den största andelen av självmords DALY 3. Personer som lider av depression har svårt att hantera sina liv, och som ett resultat, ofta försämrar deras livskvalitet. Därför finns det ett stort behov av att utveckla effektiva läkemedel för att förbättra livskvaliteten hos dessa patienter.
Många studier har utförts på egentlig depression och har visat att det genetiska bidraget till sjukdoms susceptibility är cirka 30-40%, vilket förklaras av effekterna av multipel loci av små effekter 4. På grund av de komplexa patogena mekanismerna bakom depression, detaljerad etiologi av sjukdomen fortfarande instabil. Kliniska rapporter visar att det finns subtyper av depression såsom melankolisk och atypisk depression 5, som visar reducerade och ökade kroppsvikt, respektive 6. Trots att 25-30% och 15-30% av patienterna med depression utgör rena melankoliska och atypiska funktioner, respektive, de flesta av dem har blandade funktioner i båda subtyper 7. Därför har depression ett brett spektrum av symptom. För att hitta biomarkörer och utveckla objektiva läkemedel för olika typer av depression hos människor, är det viktigt att införa flera olika djurmodeller av depression 8.
Djurmodeller för depression har fastställts med hjälp av flera metoder, bland annat lärt sighjälplöshet, kronisk oförutsägbara mild stress och kronisk social nederlag stress (CSD) 9-12. Toyoda och kollegor etablerade värdepapperscentralerna modeller av råttor och möss 13-17 i syfte att belysa ämnesomsättningen och beteenden som är förknippade med depression. Med tanke på att djurmodeller för depression utvärderas av ansiktet giltighet 18, är viktig sammanhang där modellen är etablerad. Dessutom al. Golden et 19 rapporterade metoderna för att skapa värdepapperscentraler möss i detalj. Det är känt att underskotten i socialt beteende värdepapperscentraler möss kan återvinnas genom kronisk behandling, men inte av akut behandling, med antidepressiva läkemedel, och att de delar symptom liknande dem hos patienter med depression när det gäller regleringen av hjärnans neurotrofisk faktor sex.
Goto et al. 13 tidigare utvecklat subkronisk och mild social nederlag spänning (sCSDS) musmodell genom att ändra metoderGolden et al. 19. De sCSDS möss visar polydipsia- och hyperfagi liknande symptom efter vinster i kroppsvikt och ökad kroppsvatteninnehåll 13. I denna rapport, är protokollet för att fastställa sCSDS musmodellen tillhandahålls och vi diskuterar nyttan av denna modell.
Protocol
Representative Results
Discussion
Det fanns slutgiltiga skillnad i kroppsvikt mellan sCSDS möss och kolsyrade läskedrycker möss genomgå standard kolsyrade läskedrycker protokollet (fem till 10 min av fysisk kontakt med angriparna per dag) 19. De sCSDS möss visade ökad BWG under stressperioden, medan de vanliga värdepapperscentralerna möss visade en minskning i kroppsvikt under stressperioden 21,22,23. Det finns en väsentlig skillnad mellan de två protokollen i fråga om den totala varaktigheten av fysisk kontakt med angr…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna tackar Dr.. Kentaro Nagaoka (Tokyo University of Agriculture and Technology) och Wataru Iio (Ibaraki Prefecture) för bra diskussion. Denna forskning stöds delvis av Ibaraki University Samarbetet mellan jordbruk och medicinsk vetenskap (IUCAM) (The MEXT, Japan) och forskningsprojekt om utveckling av jordbruksprodukter och livsmedel med Hälsofrämjande fördelar (NARO) (MAFF, Japan) .
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
- 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).
- 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).
- 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).
- Flint, J., Kendler, K. S. The genetics of major depression. Neuron. 81 (3), 484-503 (2014).
- Nestler, E. J., et al. Neurobiology of Depression. Neuron. 34 (1), 13-25 (2002).
- 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).
- 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).
- Nestler, E. J., Hyman, S. E. Animal models of neuropsychiatric disorders. Nat. Neurosci. 13 (10), 1161-1169 (2010).
- Katz, R. J. Animal models and human depressive disorders. Neurosci. Biobehav. Rev. 5 (2), 231-246 (1981).
- Krishnan, V., Nestler, E. J. Animal models of depression: molecular perspectives. Curr. Top. Behav. Neurosci. 7, 121-147 (2011).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Iio, W., et al. Effects of chronic social defeat stress on peripheral leptin and its hypothalamic actions. BMC Neurosci. 15 (72), (2014).
- 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).
- Crawley, J. N. . What’s Wrong With My Mouse?: Behavioral Phenotyping of Transgenic and Knockout Mice. , 978-970 (2007).
- 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).
- Miczek, K. A., Maxson, S. C., Fish, E. W., Faccidomo, S. Aggressive behavioral phenotypes in mice. Behav. Brain Res. 125, 167-181 (2001).
- Krishnan, V., et al. Molecular adaptations underlying susceptibility and resistance to social defeat in brain reward regions. Cell. 131 (2), 391-404 (2007).
- 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).
- Warren, B. L., et al. Neurobiological sequelae of witnessing stressful events in adult mice. Biol. Psychiatry. 73 (1), 7-14 (2013).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Valente, S., Fisher, D. Recognizing and managing psychogenic polydipsia in mental health. J. Nurse Pract. 6 (7), 546-550 (2010).
- Dundas, B., Harris, M., Narasimham, M. Psychogenic Polydipsia Review: Etiology, Differential, and Treatment. Curr. Psychiatry Rep. 9 (3), 236-241 (2007).
- 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).
- Flores, P., et al. Schedule-Induced Polydipsia: Searching for the Endophenotype of Compulsive Behavior. World J. Neurosci. 4, 253-260 (2014).
- 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).
