Miedo estrés mayor aprendizaje, un modelo de roedor robusto del trastorno por estrés postraumático
Summary
Aquí describimos la metodología detallada necesaria para llevar a cabo experimentos de aprendizaje (SEFL) miedo estrés mejorada, un modelo preclínico de trastorno de estrés postraumático, en ratas y ratones. El modelo utiliza aspectos del miedo pavloviana acondicionado y congelar como un índice de mayor miedo en los roedores.
Abstract
Comportamientos de miedo son importantes para la supervivencia, pero desproporcionadamente altos niveles de temor pueden aumentar la vulnerabilidad para desarrollar trastornos psiquiátricos como el trastorno de estrés postraumático (TEPT). Para entender los mecanismos biológicos del dysregulation de miedo en el TEPT, es importante comenzar con un modelo animal válido del desorden. Este protocolo describe la metodología necesaria para llevar a cabo experimentos de aprendizaje (SEFL) miedo estrés mejorada, un modelo preclínico de TEPT, en ratas y ratones. SEFL fue desarrollado para recapitular los aspectos más importantes del TEPT, incluyendo sensibilización a largo plazo de aprendizaje de miedo causada por un estresor agudo. SEFL utiliza aspectos de pavloviano miedo acondicionado pero produce una respuesta distinta y fuerte miedo sensibilizado mucho mayor que las respuestas de miedo condicionadas normales. El procedimiento de trauma implica colocar un roedor en una cámara de acondicionamiento y la administración de 15 choques no señalizados al azar distribuidos más de 90 minutos (para los experimentos de la rata, para experimentos de ratón, 10 no señalizado se utilizan choques aleatoriamente distribuidas más de 60 minutos) . En el día 2, roedores se colocan en un contexto de condicionamiento nuevo donde reciben un choque único; Luego, el día 3 son colocados en el mismo contexto como en el día 2 y probados para los cambios en los niveles de congelación. Roedores que recibieron previamente la pantalla trauma mayor niveles de congelación en el día de la prueba en comparación con aquellos que no recibieron descargas el primer día. Así, con este modelo, una sola experiencia altamente estresante (el trauma) produce miedo extremo de los estímulos asociados con el evento traumático.
Introduction
El miedo es un comportamiento crítico para la supervivencia, que permite al usuario reconocer y responder a las amenazas. Sin embargo, las respuestas de temor exagerado pueden contribuir al desarrollo de trastornos psiquiátricos como el trastorno de estrés postraumático (TEPT). Una característica del TEPT es una respuesta exagerada al estrés leve, particularmente aquellos que recuerdan el trauma original y una tendencia a desarrollar nuevos temores1,2. En el laboratorio, miedo a menudo se mide a través del comportamiento, que es un índice fiable y válido etológico del temor en los seres humanos y roedores3,4de congelación. Aunque se conoce que el PTSD implica dysregulation de miedo y temor a mayor expresión, hay una falta de modelos animales robustos del TEPT que capturar este miedo aumentada ante un estímulo relativamente inofensivo.
Este protocolo proporciona la metodología detallada necesaria para llevar a cabo experimentos de aprendizaje (SEFL) miedo estrés mejorada, un fiable y robusto modelo preclínico del TEPT, en ratas y ratones. SEFL utiliza aspectos de pavloviana de condicionamiento de miedo, pero produce distintas respuestas de miedo normal acondicionado y recapitula el miedo mayor siguiente estrés observado en pacientes de PTSD5,6. En este modelo, una sola experiencia altamente estresante (referida aquí como trauma) conduce a cambios de comportamiento de duración, incluyendo temor excesivo a estímulos asociado con el evento traumático, mayor ansiedad, mayor reactividad del susto y alterada glucocorticoide señalización7,8. La característica importante de SEFL es que la siguiente exposición a un estresor traumático (una serie de choques no señalizados) en un contexto distinto, animales mostrar un temor exagerado ante un estresor suave (por ej., un solo choque) en un contexto diferente. Lo importante es el efecto SEFL no es debido a la generalización en el contexto de trauma para el contexto novedoso o choque mayor sensibilidad5. En nuestro modelo, útil utilizamos procedimientos que reducen cualquier generalización a un contexto nuevo como patrón distinto de la planta del transporte, el olor y la red. Por lo tanto, a diferencia de miedo normal acondicionado, SEFL es un proceso no asociativo que lleva a un nuevo aprendizaje de miedo desproporcionada relacionada con señales ambientales asociados no no directamente con la experiencia traumática. Trabajo extenso muestra que una sola sesión de 90 minutos que contiene 15 choques imprevisibles en ratas (o una sola sesión de 60 minutos que contiene 10 choques imprevisibles en ratones) induce una sensibilización duradera de condicionamiento de miedo junto con mayor ansiedad y desregulación en el ritmo circadiano de corticosterona basal. Por el contrario, antes de la exposición a un solo asociar no produce SEFL9. Además, SEFL puede ser utilizado confiablemente en ratas y ratones.
Por lo tanto, el modelo SEFL del TEPT es una poderosa herramienta para sondear los mecanismos biológicos implicados en la patofisiología de PTSD. Uso SEFL, los investigadores pueden examinar cómo la exposición a un trauma puede afectar el temor futuro aprendizaje. Además, este modelo puede ser útil para la investigación de los mecanismos celulares y moleculares específicos que pueden estar involucrados en la regulación de la expresión de mayor miedo como se observa en el TEPT.
Protocol
Representative Results
Discussion
SEFL es un robusto modelo conductual del TEPT puede ser recapitulado en ratas y ratones y se puede utilizar para estudiar las respuestas de miedo sensibilizadas que caracterizan el PTSD. Después de estrés traumático, roedores muestran una respuesta de temor mayor en un contexto claramente diferente sólo después de ese contexto se empareja con un factor estresante suave que sirve como un recordatorio de una experiencia traumática anterior. Tras el estrés postraumático roedores Mostrar niveles altos de temor cuando…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue financiado por nacional Instituto de salud R01AA026530 (MSF), Staglin centro de cerebro y comportamiento salud (MSF), NRSA-F32 MH10721201A1 NARSAD 26612 (AKR) y NSF DGE-1650604 (SG).
Materials
| Fear Conditioning Chamber for Low Profile Floors | Med Associates Inc. | VFC-008-LP | Fear conditioning chamber |
| Sound Attenuating Cubicle | Med Associates Inc. | NIR-022SD | Sound-attentuaing cubicle to prevent intrusion of outside noise |
| NIR/White Light Control Box | Med Associates Inc. | NIR-100VR | Light control box capable of delivering white and near-infrared light |
| NIR VFC Light Box | Med Associates Inc. | NIR-100L2 | White overhead houselight |
| Windex Original Glass Cleaner | Windex | Solution for cleaning and scenting fear conditioning chambers between animals | |
| Acetic acid | Fisher Scientific | A38-212 | Solution for cleaning and scenting fear conditioning chambers between animals |
| A-Frame Chamber Insert | Med Associates Inc. | ENV-008-IRT | Black Plexiglas triangular insert to differentiate internal layout of Contexts A and B |
| Curved Wall Insert | Med Associates Inc. | VFC-008-CWI | White plastic sheet to differentiate internal layout of Contexts A and B |
| Low Profile Contextual Grid Floor with 1/8" Grid Rods for Mouse | Med Associates Inc. | VFC-005A | Flat grid floor for mice |
| Low Profile Contextual Grid Floor with Alternating 1/8" & 3/16" Grid Rods Mouse | Med Associates Inc. | VFC-005-S | Staggered grid floor for mice |
| Low Profile Contextual Grid Floor with 1/8" Staggered Grid Rods for Mouse | Med Associates Inc. | VFC-005A-L | Alternating grid floor for mice |
| Low Profile Contextual Grid Floor with 3/16" Grid Rods for Rat | Med Associates Inc. | VFC-005 | Flat grid floor for rats |
| Low Profile Contextual Grid Floor with Alternating 3/16" & 3/8" Grid Rods | Med Associates Inc. | VFC-005-L | Alternating grid floor for rats |
| Low Profile Contextual Grid Floor with 3/16" Staggered Grid Rods for Rat | Med Associates Inc. | VFC-005-S | Staggered grid floor for rats |
| Metal pans | Med Associates Inc. | Metal pans to catch droppings underneath grid floors | |
| Standalone Aversive Stimulator/Scrambler | Med Associates Inc. | ENV-414S | Shock generator and scrambler for footshock delivery |
| Multimeter | Fluke | 87-5 | Tool for measuring footshock amplitude |
| VideoFreeze Software | Med Associates Inc. | SOF-843 | VideoFreeze software for controlling shock delivery |
| High Speed Firewire Monochrome Video Camera | Med Associates Inc. | VID-CAM-MONO-4 | Video camera capable of recording in near-infrared light |
References
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