Kronisk uforudsigelig mild stress hos rotter baseret på den mongolske medicin

Summary

Denne protokol skitserer en kronisk uforudsigelig mild stress (CUMS) model for depression baseret på mongolsk medicinsk teori sammen med metoder til validering af adfærdstests.

Abstract

Depression er en udbredt affektiv lidelse og udgør en førende årsag til global handicap. Begrænsningerne ved nuværende farmakologiske interventioner bidrager til den betydelige sundhedsbyrde, der tilskrives denne tilstand. Der er et presserende behov for en dybere forståelse af de underliggende mekanismer bag depression, hvilket gør prækliniske modeller med translationelt potentiale meget værdifulde. Mongolsk medicin, en undergruppe af traditionel medicin, postulerer, at sygdomsforekomst er tæt forbundet med ligevægten mellem vind, galde og slim. I denne undersøgelse introducerer vi en protokol for den kroniske uforudsigelige mild stress (CUMS) metode hos rotter. Inden for denne ramme udsættes rotter for en række svingende, milde stressfaktorer for at inducere en depressionslignende fænotype, der efterligner patogenesen af menneskelig depression. Adfærdsanalyser, der anvendes i denne protokol, omfatter saccharosepræferencetesten (SPT), der indikerer anhedoni – et kernesymptom på depression; open field test (OFT), som måler angstniveauer; og Morris vandlabyrinttest (MWM), som evaluerer rumlig hukommelse og indlæringsevner. CUMS-metoden demonstrerer evnen til at inducere anhedoni og forårsage langsigtede adfærdsmæssige mangler. Desuden er denne protokol mere i overensstemmelse med mongolsk medicinsk teori end andre dyremodeller designet til at fremkalde depressionslignende adfærd. Udviklingen af denne dyremodel og efterfølgende forskning giver et robust grundlag for fremtidige innovative undersøgelser inden for mongolsk medicin.

Introduction

Svær depressiv lidelse (MDD) er en udbredt psykisk sygdom, der rangerer som den tredje førende årsag til handicap globalt og påvirker over 300 millioner mennesker^1,2,3. Det anslås imidlertid, at mindst halvdelen af de berørte personer ikke modtager tilstrækkelig behandling⁴. I betragtning af dette hul tjener dyremodeller som et afgørende værktøj til at undersøge ætiologien af depression. Til dato findes der mere end 20 forskellige dyremodeller for depression⁵. Blandt disse er den kroniske uforudsigelige milde stressmodel (CUMS), der blev forfinet af Paul Winer i 1987, den mest anvendte⁶. CUMS-modellen opererer ud fra den forudsætning, at udsættelse af gnavere for en bred vifte af socio-miljømæssige stressfaktorer fører til symptomer, der ligner angst, spændinger og depression. Metoden involverer at udsætte dyr for forskellige milde stressfaktorer over flere uger, hvilket kulminerer i en række adfærdsændringer, herunder anhedoni og depressiv-lignende adfærd^7,8. Disse ændringer ledsages af skift i endokrine og neurotransmitterprofiler, såsom en reduktion i 5-HT^9,10. Disse resultater afspejler nøje dem, der er observeret hos mennesker diagnosticeret med MDD, og validerer derved modellens nytteværdi. CUMS-modellen er især værdsat for dens effektivitet til evaluering af antidepressiva, der manifesterer høje niveauer af overflade-, strukturel og prædiktiv validitet^11,12. I modsætning til andre modeller er CUMS følsom over for virkningerne af kronisk administration af monoaminerge antidepressiva. For eksempel har selektive serotoningenoptagelseshæmmere (SSRI’er) såsom citalopram, paroxetin og fluoxetin vist sig at forebygge og vende anhedoni under forhold med kronisk stress^12,13. Derudover har nye hurtigtvirkende antidepressiva, såsom ketamin, også vist effekt i denne model^14,15. I modsætning hertil er andre tests som tvungen svømning (FST) og haleophængstest (TST) mindre pålidelige til modellering af langsigtede adfærdsændringer, der ofte afspejler tilpasninger til akut stress snarere end varige symptomer på depression¹⁶. Disse karakteristika understreger den robuste validitet af CUMS-modellen i depressionsforskning. Et af de mest fremtrædende træk ved CUMS-modellen, anerkendt for sin høje pålidelighed i klassiske studier, er anhedoni – manglende evne til at opleve glæde eller interesse for hverdagsaktiviteter^17,18. Dette fænomen evalueres almindeligvis ved hjælp af saccharosepræferencetest, og mange antidepressiva har vist sig at vende reduceret saccharoseforbrug. Flere andre målinger er også almindeligt anvendt i CUMS-litteraturen, herunder open field test (OFT), som vurderer frivillig motorisk adfærd, udforskende tendenser og spændinger og derved måler sværhedsgraden af depression¹⁹. Andre tests såsom den forhøjede plus labyrint (EPM) evaluerer angstlignende adfærd, Morris vandlabyrinttest (MWM) undersøger kognitiv funktion²⁰, og FST vurderer modtagelighed for negative følelser og adfærdsmæssig fortvivlelse²⁰. Desuden er størstedelen af de stressfaktorer, der påvirker mennesker, af social karakter. Personer med suboptimale sociale relationer, der er kendetegnet ved begrænsede sociale aktiviteter, netværk og støtte, har en øget risiko for forskellige sygdomme^21,22. Dette er også relevant for gnavere, som er sociale dyr, der lever i grupper. For eksempel udviser rotter, der er anbragt i isolation, karakteristika af det, der kaldes isolationssyndrom, som fremkalder social stress og fremskynder depressionens begyndelse²³.

Mongolsk medicin, en væsentlig gren af kinesisk medicin, postulerer, at sygdomsudbruddet er et komplekst samspil mellem iboende og eksterne faktorer. Disse eksterne faktorer, kaldet de fire hjælpetilstande, omfatter klimaændringer, kost, livsstil og pludselige begivenheder såsom infektioner, opsigtsvækkende hændelser og psykiske lidelser. Sygdomsprocessen er konceptualiseret som en løbende interaktion mellem tre elementer – kaldet de tre typer homore – og de syv kropslige bestanddele i samspil med de fire hjælpetilstande²⁴. Mongolsk medicin hævder, at den menneskelige krop fungerer som en integreret enhed, der opretholdes af en relativ balance mellem de tre homorer. En forstyrrelse af denne balance anses for at være en forløber for sygdom²⁴. I betragtning af den centrale rolle, som dyreforsøg spiller i at bygge bro mellem traditionel og moderne medicin, er det afgørende at udvikle dyremodeller, der er relevante for forskning inden for mongolsk medicin. Derfor anvendte vi en 28-dages isolationsmetode kombineret med CUMS til at simulere disse fysiologiske og psykologiske stressfaktorer. Vi udvalgte ni specifikke uforudsigelige stressorer og forsøgte at understøtte denne modelleringsmetode gennem teorien om tre homors i mongolsk medicin. Etablering af en robust dyremodel er grundlæggende for at fremme grundforskning i mongolsk medicin og vil bidrage væsentligt til dens grundlæggende undersøgelser.

Protocol

De eksperimentelle protokoller modtog godkendelse fra Ethics of Animal Experiment Care Committee ved Inner Mongolia Medical University (YKD202301172) og overholdt National Institutes of Healths retningslinjer for dyrepleje og etik. Licensnummeret til vores dyrecenter er NO.110324230102364187. Fireogtyve hanrotter af Sprague-Dawley (SD), hver 8 uger gamle (200 g ± 20 g), blev erhvervet og anbragt i et kontrolleret miljø med en temperatur på 22 °C ± 2 °C og en luftfugtighed på 55 % ± 15 %. Fodr rotterne med en fode…

Representative Results

Resultater fra adfærdstestene i CUMS-induceret rottedepressionsmodelFor at bekræfte effektiviteten af CUMS-proceduren til at fremkalde depressionslignende adfærd blev der udført en manipulationskontrol. Sprague-Dawley-hanrotter (SD) blev tilfældigt fordelt til enten MOD- eller CON-gruppen i en periode på 4 uger, som beskrevet i trin 1.2.3. Efterfølgende blev rotterne ofret, og deres hippocampi blev fuldstændigt dissekeret til vurdering af 5-HT, en neurotransmitter, der er stærkt forbundet me…

Discussion

Depression er en psykisk lidelse, der er karakteriseret ved symptomer som dårligt humør, mangel på glæde og nedsat energi³⁰. Inden for depressionsforskning er etableringen af en pålidelig dyremodel afgørende for at fremme terapeutiske interventioner. Blandt forskellige dyremodeller er CUMS-modellen især bemærkelsesværdig for sin høje pålidelighed, gyldighed og dens kongruens med egenskaberne ved menneskelig depression³¹. Det er velegnet til at efterligne de kumul…

Materials

1.5 mL centrifuge tube	service Biotechnology Co., Ltd	EP-150-M
1000 µL Pipette	service Biotechnology Co., Ltd	IC021198160223
10 µL pipette tip	service Biotechnology Co., Ltd	IC012395160823
10 µL pipette tip	service Biotechnology Co., Ltd	TP-10
1250 µL pipette tip	service Biotechnology Co., Ltd	TP-1250
2 mL centrifuge tube	service Biotechnology Co., Ltd	EP-200-M
200 µL pipette tip	service Biotechnology Co., Ltd	TP-200
200 µL pipette tip	service Biotechnology Co., Ltd	IC021029160323
300 µL Multi-Channel Pipette	service Biotechnology Co., Ltd	IC091006161022
50 µL Pipette	service Biotechnology Co., Ltd	DS35110
Automatic plate washing machine	rayto Life Sciences Co., Ltd	RT-3100
Benchtop High-Speed Freezing Centrifuge	dalong construction Co., Ltd	D3024R
electronic balance	Mettler Toledo International Trade (Shanghai) Co., Ltd	ME203E/02
Electrothermal blast drying oven	Labotery Experimental Instrument Equipment Co., Ltd	GEL-70
Enzyme Label Detector	BioTeK Co., Ltd	Epoch
High Speed Tissue Grinder	service Biotechnology Co., Ltd	KZ--F
Horizontal Freezer	Mellow Group Co., Ltd	BCD-318AT
Laboratory Ultrapure Water Machine	Jinan Aiken Environmental Protection Technology Co., Ltd	AK-RO-C2
Morris water maze video trail analysing system	Tai Meng Tech Co., Ltd	WMT-200
Rat 5-HT ELISA Kit	Lian Ke bio Co., Ltd,China	96T/48T
SPF grade Sprague Dawley (SD) rats	SPF (Beijing) Biotechnology Co	SCXK(JING)2019-0010
Sprague Dawley rats	Beijing Biotechnology Co., Ltd, China	SCXK (JING) 2019-0010
Vertical Refrigerated Display Cabinet	Xingx Group Co., Ltd	LSC-316C
video tracking system	Tai Meng Tech Co., Ltd	ZH-ZFT
vortex mixer	Servicebio technology Co., Ltd	MV-100