Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Social Defeat Stress-model voor adolescente C57BL/6 mannelijke en vrouwelijke muizen

3.4K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/66455

⸱

15 maart 2024

 ,  ,  ,  , 
1Integrated Program in Neuroscience, McGill University, 2Douglas Mental Health University Institute, McGill University, 3Department of Psychiatry, McGill University, 4Department of Neurology and Neurosurgery, Faculty of Medicine, McGill University, 5Ludmer Centre for Neuroinformatics & Mental Health, McGill University

In dit artikel

Samenvatting

We ontwikkelden een versneld social defeat stress-model voor adolescente C57BL/6-muizen, dat werkt bij zowel mannetjes als vrouwtjes en blootstelling mogelijk maakt tijdens discrete adolescente periodes. Blootstelling aan dit model leidt tot sociale vermijding, maar alleen bij een subset van verslagen mannelijke en vrouwelijke muizen.

Samenvatting

Sociale tegenspoed in de adolescentie komt veel voor en kan een negatieve invloed hebben op geestelijke gezondheidstrajecten. Het modelleren van sociale stress bij adolescente mannelijke en vrouwelijke knaagdieren is nodig om de effecten ervan op de voortdurende hersenontwikkeling en gedragsresultaten te begrijpen. Het paradigma van chronische sociale nederlaagstress (CSDS) is op grote schaal gebruikt om sociale stress te modelleren bij volwassen C57BL/6 mannelijke muizen door gebruik te maken van het agressieve gedrag van een volwassen mannelijk knaagdier tegen een indringer die zijn territorium binnendringt. Een voordeel van dit paradigma is dat het het mogelijk maakt om verslagen muizen te categoriseren in veerkrachtige en vatbare groepen op basis van hun individuele verschillen in sociaal gedrag 24 uur na de laatste nederlaagsessie. Het implementeren van dit model bij adolescente C57BL/6-muizen was een uitdaging omdat volwassen of adolescente muizen doorgaans geen vroege adolescente mannelijke of vrouwelijke muizen aanvallen en omdat de adolescentie een korte levensperiode is, die discrete tijdelijke perioden van kwetsbaarheid omvat. Deze beperking werd overwonnen door een versnelde versie van de CSDS aan te passen voor gebruik bij adolescente mannelijke en vrouwelijke muizen. Dit 4-daagse stressparadigma met 2 fysieke aanvalssessies per dag maakt gebruik van een C57BL/6 mannelijke volwassene om de CD-1-muis voor te bereiden op agressiviteit, zodat deze gemakkelijk de mannelijke of vrouwelijke adolescente muis aanvalt. Dit model werd accelerated social defeat stress (AcSD) voor adolescente muizen genoemd. Blootstelling van adolescenten aan AcSD induceert 24 uur later sociale vermijding bij zowel mannen als vrouwen, maar alleen bij een subgroep van verslagen muizen. Dit beveiligingslek doet zich voor ondanks het feit dat het aantal aanvallen consistent is tussen sessies tussen veerkrachtige en vatbare groepen. Het AcSD-model is kort genoeg om blootstelling tijdens discrete perioden in de adolescentie mogelijk te maken, maakt de segregatie van muizen mogelijk op basis van de aan- of afwezigheid van sociaal vermijdingsgedrag, en is het eerste model dat beschikbaar is om sociale nederlaagstress bij adolescente C57BL/6 vrouwelijke muizen te bestuderen.

Inleiding

Het paradigma van chronische sociale nederlaagstress wordt veel gebruikt om sociale stress te modelleren bij volwassen postnatale dag (PND) >65 mannelijke knaagdieren. Dit paradigma is gebaseerd op het natuurlijke agressieve gedrag van een volwassen mannelijk knaagdier wanneer een indringer zijn territorium binnendringt. Dit model wordt gebruikt bij een verscheidenheid aan knaagdiersoorten, waaronder ratten, hamsters en muizen 1,2,3,4,5,6,7,8,9, en bestaat uit een combinatie van fysieke agressie en psychologische stress die ongeveer 10 dagen duurt, waarin een indringer knaagdier een paar minuten fysieke agressie van het inwonende knaagdier experimenteert. De twee knaagdieren blijven in de huiskooi van de bewoner, gescheiden door een scheidingswand die sensorisch maar geen fysiek contact mogelijk maakt7. In muizenexperimenten zijn de meest gebruikte resident/agressor-muizen gepensioneerde fokkers Zwitserse CD-1-muizen, die robuust territoriaal gedrag vertonen tegen indringermuizen 6,7. Voor de indringermuizen is de best gekarakteriseerde stam de inteelt C57BL/6 stam 2,4,5. De verslagen muis wordt elke dag blootgesteld aan een nieuwe agressor om gewenning aan de agressor te voorkomen. Controlemuizen worden elke dag gehuisvest met een andere soortgenoot. 24 uur na de laatste nederlaagsessie worden experimentele muizen getest in een sociale interactietest (SIT) waarin ze een open veld kunnen verkennen in afwezigheid (geen doelwit) of aanwezigheid van een nieuwe CD-1-muis (doelwit). Controlemuizen brengen meer tijd door in de interactiezone met het doelwit dan in het niet-doelwitgedeelte van de taak. Verslagen muizen worden geclassificeerd als vatbaar (ratio<1) of veerkrachtig (ratio>1) volgens een sociale interactieratio (tijd doorgebracht in de interactiezone met aanwezige agressor/tijd doorgebracht in de interactiezone met agressor afwezig). Deze procedure biedt een nuttig hulpmiddel om individuele verschillen in reactie op stress te bestuderen.

Tot voor kort werd het stressmodel voor chronische sociale nederlagen vooral gebruikt bij volwassen mannelijke muizen, omdat de geaccentueerde mannelijke dominantiehiërarchieën gepaard gaan met vechten tegen mannetjes, maar niet tegen vrouwtjes 6,7. Bovendien vallen mannelijke knaagdieren meestal geen vrouwtjes aan; In plaats daarvan houden ze zich bezig met paringsgedrag10. Ondanks deze obstakels zijn er verschillende strategieën ontwikkeld om het paradigma van chronische sociale nederlaagstress voor volwassen vrouwelijke muizen aan te passen. Het Californische muismodel van sociale nederlaag is bijvoorbeeld gebaseerd op de natuurlijke agressie van deze monogame soort van beide geslachten bij het verdedigen van hun territorium 9,11. Andere benaderingen richten zich op het induceren van agressief gedrag van de CD-1-muizen door hun ventromediale hypothalamus te stimuleren om consistent agressief gedrag te vertonen10,12, of door mannelijke urine toe te passen bij de experimentele volwassen vrouwelijke muizen om aanvallen van CD-1-agressors te ontvangen13. Deze verhoogde en consistente agressie van de CD-1-muizen is van cruciaal belang voor de experimentele indringermuis om duidelijke gedragstekenen van ondergeschiktheid te vertonen ten opzichte van de herhaalde aanvallen van de agressor tijdens de duur van de interactie6.

Aanpassing van het chronische sociale nederlaagmodel voor gebruik bij adolescente C57BL/6muizen
De adolescentie is een periode die wordt gekenmerkt door een substantiële psychosociale rijping, die zich parallel ontvouwt met veranderingen in de micro- en macroarchitectuur van de hersenen, met name in de prefrontale cortex. Bij zowel mensen als knaagdieren is er weinig consensus over het specifieke begin en einde van de adolescentieperiode14,15. Bovendien zijn er kritieke perioden van kwetsbaarheid binnen de adolescentie voor door ervaring veroorzaakte verstoring van de voortdurende hersen- en cognitieve ontwikkeling 16,17,18,19. De puberteit en de adolescentie komen tegelijkertijd voor, maar deze termen zijn niet synoniem. De puberteit betekent het begin van seksuele rijping, terwijl de adolescentie een bredere fase vertegenwoordigt die wordt gekenmerkt door de geleidelijke overgang van een jeugdige staat naar het bereiken van onafhankelijkheid20. Verschillende groepen hebben gesuggereerd dat de adolescentie bij muizen zich uitstrekt van het spenen (PND 21) tot de volwassenheid (PND 60)21. Met name de vroege adolescentie kan worden aangeduid als de eerste en tweede week na het spenen (PND 21-34) en halverwege de adolescentie als de PND 35-48-periode. Deze bereiken omvatten discrete ontwikkelingsperioden met betrekking tot bijvoorbeeld de ontwikkeling van het dopaminesysteem 22,23,24, kwetsbaarheid voor geneesmiddeleffecten op zich ontwikkelende neuronale netwerken 17,25,26,27 en verschillende gedragskenmerken 16,20,28,29,30.

Vechtgedrag van de inwonende muis is vereist voor het sociale nederlaagprotocol. Net als bij vrouwelijke muizen gaan mannetjes echter doorgaans geen agressieve interacties aan met vroege adolescente muizen, mogelijk omdat ze deze niet als een bedreiging beschouwen. De meeste onderzoeken naar de effecten van chronische sociale nederlaag bij adolescente C57BL/6-muizen zijn uitgevoerd tijdens de mid-adolescente periode 31,32,33,34,35; anderen specificeren niet de postnatale dag van blootstelling van adolescenten36,37, of verlengen de dagen voor de nederlaag tot vroege volwassenheid38 of staan geen sensorisch contact toe39; Andere studies bij adolescente muizen gebruiken verschillende stammen40,41. De kenmerken van deze studies met behulp van chronische sociale nederlaagstress bij adolescente mannelijke muizen zijn samengevat in Tabel 1.

Onze onderzoeksgroep is geïnteresseerd in het richten op specifieke blootstellingsperioden van adolescenten, inclusief vroege adolescentie, bij C57BL/6-muizen. Vanwege de korte duur van de verschillende adolescente perioden werd een aangepaste versie van de versnelde versie van het paradigma van chronische sociale nederlaagstress ontworpen42. Dit model werd accelerated social defeat stress (AcSD) voor adolescente muizen genoemd. Eerder werk toont aan dat er significante sekseverschillen zijn in gevoeligheid voor sociale stress in de adolescentie bij ratten 8,26,43,44,45, evenals in de schadelijke effecten van sociale stress op geestelijke gezondheidstrajecten bij mensen 46,47,48,49,50,51,52, 53,54,55,56. Het AcSD-model werkt ook effectief voor adolescente vrouwelijke muizen, waardoor ze mogelijke seksespecifieke gevolgen kunnen onderzoeken en de neurobiologische basis kunnen verkennen.

Tabel 1: Studies waarbij gebruik wordt gemaakt van stressparadigma's voor sociale nederlagen bij adolescente mannelijke muizen. Stam en soort: Californische muis: Peromyscus californicus. C57BL/6: Mus musculus black 6 ingeteelde muizenstam. C57BL/6J: M. musculus black 6 inteelt muismodel geleverd door Jackson's laboratoria. CD-1: M. musculus uit een Zwitsers uitgefokt albino-muizenstam. ICR: M. musculus Institute of Cancer Research heeft de albino-muizenstam gekruist. OF1: M. musculus Oncins France 1 uitgeteelde albino muizenstam.
Afkortingen: wk = week; PND = Postnatale dag; res = veerkrachtig; SUS = vatbaar; unsus = onvatbaar. Klik hier om deze tabel te downloaden.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Experimentele procedures werden uitgevoerd in overeenstemming met de richtlijnen van de Canadian Council of Animal Care en goedgekeurd door de McGill University en Douglas Hospital Animal Care Committee (goedkeuringsnummer dierproeven: 2005-5084). Alle muizen werden gehuisvest in een temperatuur- en vochtigheidsgecontroleerde (21-22 °C; 60%) koloniekamer en op een licht-donkercyclus van 12 uur (licht aan om 8:00 uur) in het Neurofenotyperingscentrum van het Douglas Mental Health University Institute. De muizen hadden tijdens de experimenten ad libitum toegang tot voedsel en water. Muizen werden willekeurig toegewezen aan elke experimentele conditie. Proefdieren werden verkregen uit een commerciële bron (zie Materiaaltabel). Tabel 2 geeft een overzicht van de kenmerken van het dier voor elke experimentele fase. In totaal werden 489 adolescente C57BL/6J-muizen (259 mannetjes; 230 vrouwtjes) gebruikt in 20 experimentele cohorten.

Tabel 2: Proefdieren voor elke experimentele fase. †Als deze dieren niet ernstig gewond raken, kunnen ze opnieuw worden gebruikt voor priming. "Als deze dieren niet ernstig gewond raken, kunnen ze opnieuw worden gebruikt voor priming tijdens AcSD, §Neurofenotypering Centrum van het Douglas Mental Health University Institute. Voor experimenten met mannetjes, #Voor experimenten met vrouwtjes, als de nederlaag gemengd is, gebruik dan vrouwtjes voor priming. ††Niet te gebruiken voor AcSD. Afkortingen: AcSD = versnelde sociale nederlaagstress; PND = Postnatale dag Klik hier om deze tabel te downloaden.

1. Acclimatisatie

LET OP: Deze fase duurt minimaal 1 week.

  1. Koop mannelijke CD-1 gepensioneerde fokmuizen (zie materiaaltabel) ouder dan 4 maanden en tweemaal de hoeveelheid van de adolescente C57BL/6J-muizen (d.w.z. als 10 muizen worden blootgesteld aan stress, koop dan 20 CD-1-muizen).
    OPMERKING: Het wordt aanbevolen om deze hoeveelheid CD-1-muizen aan te schaffen omdat slechts een klein deel van de CD-1-muizen agressief gedrag vertoont tegenover adolescente muizen.
  2. Laat de CD-1 mannetjesmuizen ad libitum wennen aan de nieuwe faciliteit in hun thuiskooi met voedsel en water gedurende 1 week voorafgaand aan de screening en priming.
  3. Gebruik C57BL/6 bij PND >65 (volwassenen) en PND 25 ± 3 (adolescenten) (tabel 2) voor de screening- en primingsessies. Verwerf 4 C57BL/6 muizen van elke leeftijd per dag priming (d.w.z. gedurende 3 dagen priming, verwerf 12 PND >65 en 12 PND 25 ± 3) om het risico op verwondingen te verminderen, omdat deze dieren herhaaldelijk zullen worden ingezet voor screening en priming-proces.

2. CD-1 screening en priming

OPMERKING: De duur van deze fase is 3 dagen screening (1 dag voor vrouwelijke muizen) en 3-4 dagen priming (dit kan toenemen voor vrouwelijke muizen en afhankelijk van het agressieve gedrag van de CD-1-muizen).

  1. Gebruik de operationele definitie van aanval om de aanvallen van de CD-1 te registreren zoals hieronder beschreven.
    1. Eén aanval wordt gedefinieerd als wanneer de CD-1-muis de C57BL/6J-muis bijt en de C57BL/6J-muis weggaat als reactie op de beet. Een beet wordt gedefinieerd als wanneer de CD-1-muis zijn tanden op een deel van het lichaam van de C57BL/6J-muis plaatst. Weggaan wordt gedefinieerd als wanneer de C57BL/6J-muis beide achterpoten beweegt vanuit de positie waarin ze zich bevonden voordat de CD-1 hem aanviel.
    2. Zorg ervoor dat er een verschil van ten minste ~2 s is tussen afzonderlijke aanvallen. Als er meer dan één beet plaatsvindt <2 s uit elkaar, tel dan als één aanval.
    3. Als de CD-1-muis meer dan eens achter elkaar bijt zonder onderbreking (<~2 s uit elkaar), scheid de dieren dan voorzichtig met een plastic liniaal. Als de CD-1-muis bijt en niet loslaat, scheid dan voorzichtig de dieren. Als de C57BL/6J-muis vast komt te zitten in een hoek of wordt vastgepind door de CD-1-muis en niet weg kan bewegen als reactie op een beet, scheid de dieren dan voorzichtig met een liniaal. Tel deze allemaal als één aanval (tot aan scheiding).
  2. Screening
    1. Gebruik nitril onderzoekshandschoenen voor alle handelingen met dieren en vermijd het gebruik van parfum of geurstoffen.
    2. Voer de 1edag van de screening alleen uit met volwassen C57BL/6 mannelijke muizen als indringers (PND >65) in de CD-1 muizen thuiskooi. Screen de CD-1-muizen altijd voordat u een nieuw experiment uitvoert.
    3. Introduceer een volwassen mannelijke C57BL/6 muis PND >65 in de thuiskooi van een CD-1 mannelijke muis gedurende 3 minuten. Registreer de latentie tot de eerste agressie en hoeveel agressies er worden uitgevoerd (zie aanvullende tabel 1).
    4. Introduceer van de2e tot de laatste dag van de screening een volwassen mannelijke C57BL/6 PND>65 gedurende 1 minuut (limiet tot 30 s als de CD-1 erg agressief is) en verwissel deze vervolgens met een adolescente C57BL/6 PND 25 ± 3 gedurende 5 minuten.
      OPMERKING: Het is belangrijk om de screening uit te voeren met adolescente muizen, omdat niet alle muizen die de volwassen C57BL/6 mannelijke muis aanvallen, de adolescente C57BL/6 zullen aanvallen. In feite zullen CD-1-muizen die adolescente muizen aanvallen, niet altijd volwassen C57BL/6-mannetjes aanvallen.
    5. Als het experiment gericht is op agressiviteit ten opzichte van vrouwelijke muizen, voer dan de screening en priming uit met adolescente vrouwelijke muizen, zelfs als de experimentele muizen beide geslachten omvatten.
    6. Registreer de latentie tot de eerste agressie, het aantal aanvallen en de verwondingen die alle C57BL/6-muizen hebben opgelopen (zie aanvullende tabel 2).
    7. Registreer elke vorm van interactie: jagen, opstijgen, snuffelen, vlooien of bijten. Registreer als de CD-1 de adolescente C57BL/6-muizen niet benadert; als dit gedrag gedurende 2 dagen wordt herhaald, neem dan de CD-1 niet op in de priming.
    8. Selecteer voor de priming-fase alle CD-1-muizen die gedrag vertonen zoals jagen, opstijgen, snuffelen, volgen, verzorgen of bijten van de adolescent C57BL/6.
    9. Bewaar de niet-geselecteerde CD-1-muizen en gebruik ze voor de sociale interactietest (SIT).
      OPMERKING: Territoriaal gedrag neemt toe met de tijd; daarom kunnen de niet-geselecteerde CD-1-muizen in het volgende experiment agressief worden tegenover adolescente muizen.
  3. Priming CD-1 agressief gedrag
    1. Huisvest de CD-1-muizen die zijn geselecteerd voor priming in hun thuiskooi tot de laatste dag van priming.
    2. Introduceer een volwassen mannelijke C57BL/6J muis PND >65 gedurende 30 s in de CD-1 thuiskooi en verwissel deze vervolgens met een adolescente C57BL/6 PND 25 ± 3 muis gedurende 5 minuten.
    3. Registreer de latentie tot de eerste agressie, het aantal aanvallen en eventuele interactie (zie aanvullende tabel 3).
    4. Voer de priming 2x per dag uit gedurende 3-4 dagen op hetzelfde tijdstip dat de nederlagen gepland staan (9:00 uur en 14:00 uur).
      OPMERKING: Niet alle CD-1-muizen zullen de adolescente muizen tijdens de eerste dagen aanvallen, vooral als de priming op vrouwelijke muizen is. Het aantal dagen voor priming kan toenemen of afnemen, afhankelijk van het agressieve gedrag van de CD-1-muizen.
    5. Om het aantal priming-dagen te verminderen, hergebruikt u CD-1-muizen die eerder een sociaal nederlaagexperiment met mannelijke muizen hebben ondergaan. Als CD-1-muizen geen verhoogde agressie vertonen, verleng dan de dagen voor priming totdat de criteria zijn bereikt.
    6. Verkort de dagen voor priming als de CD-1-muizen extreem agressief gedrag vertonen (C57BL/6-muizen vertonen overmatige verwonding) om ernstige verwondingen tijdens sociale nederlagen te voorkomen.
    7. Selecteer voor de volgende fase van het experiment de CD-1-muizen die de adolescente muizen minstens 10x (mannetjes) of 5x (vrouwtjes) aanvallen gedurende 2 opeenvolgende dagen.

3. AcSD-protocol

LET OP: Deze fase bestaat uit 3 dagen gewenning en 4 dagen blootstelling aan AcSD.

  1. Gewenning
    1. Zet de rattenkooien op voor een sociale nederlaag (Figuur 1A-F). Verdeel de rattenkooien in 2 compartimenten met behulp van geschikte scheidingswanden van acrylglas (Figuur 1B,D; zie Materiaaltabel).
    2. Voeg aan beide zijden van de kooi bodembedekking van harde houtsnippers toe, voeg een katoenen vierkant per kant toe als strooisel (Figuur 1D). Zorg ervoor dat de bovenkant van de draad is vastgezet met bindclips (Figuur 1E). Zorg ervoor dat de rattenkooi is afgedekt met het deksel zonder het beschermende katoen (Figuur 1F).
    3. Plaats een CD-1 muis per kooi aan één kant van de kooi. Plaats een tag aan de buitenkant van de kooi voor gemakkelijke identificatie van elke muis.
    4. Plaats de geselecteerde CD-1-muizen in het sociale nederlaagapparaat (Figuur 1F) 2 of 3 dagen voordat het AcSD-protocol begint (om het territoriale gedrag van CD-1 te verbeteren).
    5. Voer 1 dag voor het experiment een priming-sessie uit; Dit is belangrijk om agressie consistent te houden.
  2. Nederlaag sessies
    1. Voer 2 sessies per dag uit (eerste sessie: 9 uur, tweede sessie: 2 uur) gedurende 4 dagen, 8 sessies in totaal. Maak een schema om ervoor te zorgen dat de agressor voor elke sessie anders zal zijn (zie aanvullende tabel 4 en aanvullende tabel 5).
    2. Weeg de C57BL/6 adolescentmuis voordat u deze aan de CD-1-kant van de kooi plaatst. Introduceer een volwassen mannelijke C57BL/6-muis >65 gedurende 30 s in de CD-1-kant van de nederlaagkooi en verwissel deze vervolgens met een adolescente C57BL/6 PND 24-28-muis voor een 10 minuten durende nederlaagepisode of maximaal 10 aanvallen per sessie.
    3. Scheid de dieren na elke aanval met een plastic liniaal. Controleer na elke sessie van nederlaag op verwondingen en behandel ze met pijnstillende crème. Registreer het aantal blessures.
    4. Plaats de adolescente C57BL/6J-muis in het vrije compartiment naast een onbekende agressor tot de volgende sessie. Herhaal de procedure elke sessie met een andere agressor.
    5. Begin de sessie met de experimentele en agressormuizen die de vorige sessie niet waren gekoppeld. Bewaak de verwondingen van de volwassen C57BL/6J mannelijke muizen die worden gebruikt voor priming (zie aanvullende tabel 6).
  3. Volg de onderstaande aanbevelingen voor eindpunten voor dierenwelzijn en humane gezondheid.
    1. Volg de standaardprocedure van de overeenkomstige institutionele beoordelingscommissie voor sociale nederlagen en zorg voor een constante veterinaire evaluatie.
    2. Bewaak de gezondheid van muizen tijdens het onderzoek om dierenleed en dood te voorkomen.
    3. Controleer of de geperforeerde verdeler correct is ingesteld om te voorkomen dat muizen naar het andere compartiment oversteken.
    4. Waarschuw het veterinaire zorgpersoneel wanneer een dier een wond heeft voor de juiste controle en breng dagelijks pijnstillende crème aan totdat de wond volledig is genezen.
    5. Als een blessure verergert (wonden worden groter), beperk dan de aanvallen tot 5 in de volgende sessie, zodat herstel mogelijk is. Controleer op ernstige verwondingen. Ernstige verwondingen worden gedefinieerd als wonden van in totaal > 1 cm.
    6. Dieren onmiddellijk verwijderen en euthanaseren met een vermindering van 15%-20% van hun gewicht ten opzichte van het oorspronkelijke lichaamsgewicht; verminderde/verminderde locomotorische activiteit en verminderde vachtverzorging; muizen met wonden > 1 cm; afgehakte penis, of bijtwonden met zwelling van de voorpoten.
      OPMERKING: Primaire euthanasie wordt uitgevoerd via isofluraan/CO2-gaskamers, gevolgd door secundaire euthanasie door cervicale dislocatie.
  4. Muizen aansturen
    1. Voer 2 sessies per dag uit (eerste sessie: 9 uur, tweede sessie: 2 uur) gedurende 4 dagen, 8 sessies in totaal. Maak een schema om ervoor te zorgen dat controlemuizen de kooi delen met elke sessie een andere C57BL/6J-soortgenoot (zie aanvullende tabel 7 en aanvullende tabel 8).
      OPMERKING: Controlemuizen worden niet blootgesteld aan een agressor. Om de introductie van een nieuwe CD-1-muis elke nederlaagsessie na te bootsen, worden controlemuizen elke sessie gekoppeld aan een nieuwe soortgenoot van hetzelfde geslacht en dezelfde leeftijd (niet-nestgenoot).
    2. Huisvest de controlemuizen in het sociale nederlaagapparaat (Figuur 1) in een aparte ruimte van die van de AcSD-muizen.
    3. Plaats twee controlemuizen per kooi, één aan elke kant van de kooi. Zet de muizen in een andere kant van de kooi of een andere kooi, zodat ze de geur niet herkennen. Draai de controlemuizen elke sessie.

figure-protocol-1
Figuur 1: Apparaat voor de versnelde sociale nederlaagstress (AcSD) voor adolescente muizen. (A) Van links naar rechts, gepaarde staaldraadbladen met een afstand van 0,6 cm tussen de staven, doorzichtige geperforeerde polycarbonaat verdeler met perforatiediameter van 0,6 cm, bindclips om de draadbladen vast te zetten, doorzichtige rattenkooi met dekseldeksel (zonder katoenen beschermlaag). (B) Omhoog: vergelijking tussen de polycarbonaat verdelers voor chronische sociale nederlaag bij volwassenen (links) en AcSD bij adolescenten (rechts); Onder: Close-up van de polycarbonaat verdeler voor adolescente muizen. (C) Omhoog: vergelijking tussen de staaldraadtoppen voor chronische sociale nederlaag bij volwassenen (links) en AcSD bij adolescenten (rechts); Onder: close-up van de bovenkanten van de staaldraad. (D-F) Montage van het sociale nederlaagapparaat. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

4. Test van de sociale interactie

  1. Voer de SIT uit volgens de AcSD zoals eerder beschreven 57,58,59.
    1. Voer de SIT 24 uur na de laatste sessie van AcSD uit. Voer de SIT uit onder rood licht (niet onder geel licht) tussen 9 uur en 4 uur.
    2. Stel de hoofdarena en de videocamera boven het hoofd in (zie Materiaaltabel). De hoofdarena is verdeeld in 3 gebieden: de sociale interactiezone (SIZ), de hoeken en het centrum; Deze gebieden moeten in de arena worden gemarkeerd met een zwarte lijn (gebruik een zwarte permanente marker). Gebruik de volgende afmetingen en criteria voor elk gebied.
      1. Zorg ervoor dat de SIZ het vierkante gebied van 14 cm x 9 cm is dat de behuizing omringt. De hoeken zijn kleine, vierkante gebieden (9 cm x 9 cm) in de hoeken van de muur tegenover de behuizing en vertegenwoordigen het verste punt van de SIZ. Het centrum is het gebied tussen de SIZ en de hoeken.
    3. Reinig de arena en de verblijven met een reinigende waterstofperoxidase-oplossing.
    4. Plaats identificatielabels voor elk dier op de vloer voor analyse. Registreer al het gedrag van dieren voor offline analyse.
  2. Eerste sessie om de basislijnexploratie te bepalen
    1. Plaats een lege gaasbehuizing tegen een van de muren van de arena. Plaats de experimentele (verslagen of controle) adolescente C57BL/6 muis in het midden van de arena. Laat hem 2,5 minuut vrij de arena verkennen. Pak de muis.
    2. Reinig de arena en de verblijven met een reinigende waterstofperoxidase-oplossing.
  3. Tweede sessie voor sociale interactie
    1. Plaats een onbekende CD-1-muis in de gaasbehuizing. Plaats de behuizing op dezelfde plaats als de vorige sessie.
    2. Introduceer dezelfde adolescente C57BL/6-muis opnieuw in de arena. Laat hem 2,5 minuut vrij de arena verkennen. Haal de muizen op.
    3. Reinig de arena en de verblijven met een reinigende waterstofperoxidase-oplossing.
    4. Herhaal het proces voor alle adolescente C57BL/6-muizen (gestreste en controlemuizen) in een evenwichtige volgorde.
    5. Gebruik meer dan één CD-1-muis voor de SIT om hanteringsstress en vooringenomenheid te verminderen (gebruik bijvoorbeeld voor een cohort van 30 C57BL/6-muizen 4 CD-1-muizen). Tegenwicht bieden aan hen bij de adolescente muizen.
      OPMERKING: Deze test meet de benadering en/of het vermijdingsgedrag van de experimentele muizen in de richting van een sociaal doel, zoals voor het eerst beschreven door Krishnan5 en Golden7.
  4. Analyse
    1. Noteer de tijd(en) die tijdens beide sessies van de test in de interactiezone en de hoeken worden doorgebracht.
    2. Bereken de sociale interactieratio als de tijd doorgebracht in de interactiezone met de aanwezige CD-1-agressor gedeeld door de tijd die wordt doorgebracht in de interactiezone met de afwezige CD-1-agressor.
    3. Classificeer gestreste muizen met een verhouding < 1,00 als vatbaar en een verhouding ≥ 1,00 als veerkrachtig.
    4. Sluit dieren uit die de arena tijdens de eerste sessie niet verkennen (d.w.z. 0 s in een van de aangewezen gebieden hebben doorgebracht) van alle analyses om verschillen in locomotorische activiteit te beheersen.
    5. Sluit alle dieren die 0 aanvallen krijgen in ≥4 sociale nederlaagsessies uit van alle analyses om niet-representatieve veerkrachtige dieren te voorkomen.
    6. Sluit muizen (niet vatbaar) uit die niet ten minste 61 s binnen de interactiezone doorbrengen om ervoor te zorgen dat hoge sociale interactieratio's de werkelijke interesse in het sociale doel weerspiegelen.
    7. Sluit muizen uit met uitschieters in de interactieratioscores.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

In totaal werden vier verschillende experimenten uitgevoerd met behulp van het chronische sociale nederlaagstressmodel bij adolescente C57BL/6 mannelijke muizen (PND 21). Dit model had echter belangrijke beperkingen voor het gebruik ervan bij vroege adolescente C57BL/6-muizen.

Vereiste aanpassingen aan de apparatuur voor adolescente C57BL/6-muizen
De eerste beperking was dat de apparatuur die werd gebruikt voor het sociale manipulatie-apparaat was ontworpen voor volwassen m...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Consistent, agressief gedrag bij CD-1-muizen
Tijdens de screeningfase is het erg belangrijk om kennis te nemen van al het gedrag dat door de CD-1 wordt vertoond (jagen, opstijgen, snuffelen, verzorgen of bijten) en deze gegevens nauwlettend te volgen bij het selecteren van de CD-1-muizen voor de AcSD. Het is waarschijnlijk dat een CD-1-muis die interactie heeft met de adolescente muis zonder deze aan te vallen, tijdens het primen agressiviteit zal ontwikkelen ten opzichte van adolescente muizen. Daare...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

Dit werk werd gefinancierd door de Canadian Institutes for Health Research (CF Grant Numbers: MOP-74709; PJT 190045), het National Institute on Drug Abuse (CF Grant nummer: R01DA037911), de Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (CF Grant Number: 2982226). Andrea Pantoja-Urban werd gesteund door de Nationale Raad voor Geesteswetenschappen, Wetenschap en Technologie / Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías (CONAHCYT) uit Mexico en FRQNT - Merit-beursprogramma voor buitenlandse studenten (PBEEE). Samuel Richer werd ondersteund door een beurs van het Integrated Program of Neuroscience aan de McGill University. Figuurillustraties zijn gemaakt met behulp van sjablonen uit BioRender.com.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
C57BL/6 adolescent mice In house breedingMuizen werden gefokt bij het Neurophenotyping Centre van het Douglas Mental Health University Institute.
C57BL/6 adult mice Charles River LaboratoriesStamcode: 027Muizen worden besteld zodat ze aankomen op PND>65 en worden gegroepeerd (vier muizen per kooi) in standaard muizenkooien.
C57BL/6J adolescent mice Jackson LabsStamcode: 000664; RRID:IMSR_JAX:000664Muizen worden besteld zodat ze aankomen op PND 24 en worden gegroepeerd (vier muizen per kooi) in standaard muizenkooien.
CD-1 muizen Charles River LaboratoriesStamcode: 022Muizen die met pensioen zijn gegaan, fokkers ouder dan drie maanden en doorlopend in één kooi gehuisvest.
Reinigingsoplossing Virox Animal HealthDIN 02537222Prevail: versneld waterstofperoxide. Desinfecterende reiniger en deodorizer.
Doorzichtige geperforeerde acrylglazen scheiding Vervaardigd door Douglas Hospital, op bestelling0,6 cm (b) × 45,7 cm (d) × 22,23 cm (h); perforaties met een diameter van 0,6 cm. De scheidingen zijn geperforeerd waardoor sensorische, maar geen fysieke contact mogelijk is tussen het paar muizen.
Doorzichtige rechthoekige rattenkooien Allentown24 cm (b) × 48,3 cm (d) × 22,23 (h).
Katoenen vierkantjes voor beddengoedInotiv EnvigoT.6060 iso-BLOX2,5 cm x 2,5 cm. Toegevoegd aan het sociale nederlaagtoestel.
Harde houtsnippers beddengoedInotiv EnvigoTeklad 7090, 7115Sani-chip beddengoed.
Grote binderclips om de stalen draadtoppen te bevestigenSTAPLESArtikelnr: 132429, Modelnr: 24178-CA51 mm
Gemiddelde binderclips om de stalen draadtoppen te bevestigenArtikelnr: 132367, Modelnr: 24172-CA32 mm, voor het geval de deksels van de rattenkooien niet sluiten met de grote clips
Pijnstillende crèmePolysporinPlus Pijnstillende Crème (rode indeling, GEEN zalf), 2 Antibiotica plus lidocaïnehydrochloride
Gepaarte stalen draadtoppen 24 cm (b) × 48 cm (d) met 0,6 cm (b) scheiding tussen de roosters
Verwijderbare draadnetbehuizing Johnston industrial plastics11 cm (b) × 6,8 cm (d) × 42 cm (h) op bestelling; twee per sociale interactie testarena beveiligd in voorgesneden doorzichtig polycarbonaat
Sociale interactie openveldarenaPEXIGLAS45 cm (b) × 45 cm (d) × 49 cm (h), op maat gemaakt van ondoorzichtig acrylglas (Plexiglas) 
Stopwatch Voor het timen van nederlaagsessies
Videocamera met infrarood verlichting SwannSRDVR-44580V Swann Camera - 4-kanaals 1080p Digitale Videorecorder & 2 x PRO-T853
Videotrackingsoftware Topscan2.0 Clever Systems Inc.

Referenties

  1. Miczek, K. A. A new test for aggression in rats without aversive stimulation: Differential effects of d-amphetamine and cocaine. Psychopharmacology. 60, 253-259 (1979).
  2. Kudryavtseva, N., Bakshtanovskaya, I., Koryakina, L. Social model of depression in mice of c57bl/6j strain. Pharmacol Biochem Behav. 38 (2), 315-320 (1991).
  3. Blanchard, R. J., Mckittrick, C. R., Blanchard, D. C. Animal models of social stress: Effects on behavior and brain neurochemical systems. Physiol Behav. 73 (3), 261-271 (2001).
  4. Berton, O., et al. Essential role of bdnf in the mesolimbic dopamine pathway in social defeat stress. Science. 311 (5762), 864-868 (2006).
  5. Krishnan, V., et al. Molecular adaptations underlying susceptibility and resistance to social defeat in brain reward regions. Cell. 131 (2), 391-404 (2007).
  6. Bartolomucci, A., Fuchs, E., Koolhaas, J. M., Ohl, F. Acute and chronic social defeat: Stress protocols and behavioral testing. Neuromethods. 42, 261-275 (2009).
  7. Golden, S. A., Covington Iii, H. E., Berton, O., Russo, S. J. A standardized protocol for repeated social defeat stress in mice. Nat Protoc. 6 (8), 1183-1191 (2011).
  8. Bourke, C. H., Neigh, G. N. Behavioral effects of chronic adolescent stress are sustained and sexually dimorphic. Horm Behav. 60 (1), 112-120 (2011).
  9. Steinman, M. Q., Trainor, B. C. Sex differences in the effects of social defeat on brain and behavior in the California mouse: Insights from a monogamous rodent. Semin Cell Dev Biol. 61, 92-98 (2017).
  10. Takahashi, A., et al. Establishment of a repeated social defeat stress model in female mice. Sci Rep. 7 (1), 12838(2017).
  11. Wright, E. C., et al. Sexual differentiation of neural mechanisms of stress sensitivity during puberty. Proc Natl Acad Sci U S A. 120 (43), 2306475120(2023).
  12. Yin, W., et al. Repeated social defeat in female mice induces anxiety-like behavior associated with enhanced myelopoiesis and increased monocyte accumulation in the brain. Brain Behav Immun. 78, 131-142 (2019).
  13. Van Doeselaar, L., et al. Chronic social defeat stress in female mice leads to sex-specific behavioral and neuroendocrine effects. Stress. 24 (2), 168-180 (2021).
  14. Hollenstein, T., Lougheed, J. P. Beyond storm and stress: Typicality, transactions, timing, and temperament to account for adolescent change. Am Psychol. 68 (6), 444(2013).
  15. Sawyer, S. M., Azzopardi, P. S., Wickremarathne, D., Patton, G. C. The age of adolescence. Lancet Child Adolesc Health. 2 (3), 223-228 (2018).
  16. Adriani, W., Laviola, G. Windows of vulnerability to psychopathology and therapeutic strategy in the adolescent rodent model. Behav Pharmacol. 15 (5), 341-352 (2004).
  17. Reynolds, L. M., et al. Early adolescence is a critical period for the maturation of inhibitory behavior. Cereb Cortex. 29 (9), 3676-3686 (2019).
  18. Reynolds, L. M., et al. Amphetamine disrupts dopamine axon growth in adolescence by a sex-specific mechanism in mice. Nat Commun. 14 (1), 4035(2023).
  19. Sisk, L. M., Gee, D. G. Stress and adolescence: Vulnerability and opportunity during a sensitive window of development. Curr Opin Psychol. 44, 286-292 (2022).
  20. Spear, L. P. The adolescent brain and age-related behavioral manifestations. Neurosci Biobehav Rev. 24 (4), 417-463 (2000).
  21. Reynolds, L. M., Flores, C. Mesocorticolimbic dopamine pathways across adolescence: Diversity in development. Front Neural Circuits. 15, 735625(2021).
  22. Manitt, C., et al. The netrin receptor dcc is required in the pubertal organization of mesocortical dopamine circuitry. J Neurosci. 31 (23), 8381-8394 (2011).
  23. Reynolds, L. M., et al. Dcc receptors drive prefrontal cortex maturation by determining dopamine axon targeting in adolescence. Biol Psychiatry. 83 (2), 181-192 (2018).
  24. Kalsbeek, A., Voorn, P., Buijs, R., Pool, C., Uylings, H. Development of the dopaminergic innervation in the prefrontal cortex of the rat. J Comp Neurol. 269 (1), 58-72 (1988).
  25. Cuesta, S., et al. Dcc-related developmental effects of abused-versus therapeutic-like amphetamine doses in adolescence. Addict Biol. 25 (4), 12791(2020).
  26. Bekhbat, M., et al. Adolescent stress sensitizes the adult neuroimmune transcriptome and leads to sex-specific microglial and behavioral phenotypes. Neuropsychopharmacology. 46 (5), 949-958 (2021).
  27. Hammerslag, L. R., Gulley, J. M. Age and sex differences in reward behavior in adolescent and adult rats. Dev Psychobiol. 56 (4), 611-621 (2014).
  28. Wheeler, A. L., et al. Adolescent cocaine exposure causes enduring macroscale changes in mouse brain structure. J Neurosci. 33 (5), 1797-1803 (2013).
  29. Schneider, M. Adolescence as a vulnerable period to alter rodent behavior. Cell Tissue Res. 354, 99-106 (2013).
  30. Makinodan, M., Rosen, K. M., Ito, S., Corfas, G. A critical period for social experience-dependent oligodendrocyte maturation and myelination. Science. 337 (6100), 1357-1360 (2012).
  31. Iñiguez, S. D., et al. Social defeat stress induces a depression-like phenotype in adolescent male c57bl/6 mice. Stress. 17 (3), 247-255 (2014).
  32. Iñiguez, S. D., et al. Social defeat stress induces depression-like behavior and alters spine morphology in the hippocampus of adolescent male c57bl/6 mice. Neurobiol Stress. 5, 54-64 (2016).
  33. Latsko, M. S., Farnbauch, L. A., Gilman, T. L., Lynch Iii, J. F., Jasnow, A. M. Corticosterone may interact with peripubertal development to shape adult resistance to social defeat. Horm Behav. 82, 38-45 (2016).
  34. Zhang, F., Yuan, S., Shao, F., Wang, W. Adolescent social defeat induced alterations in social behavior and cognitive flexibility in adult mice: Effects of developmental stage and social condition. Front Behav Neurosci. 10, 149(2016).
  35. Xu, H., et al. Effects of adolescent social stress and antidepressant treatment on cognitive inflexibility and bdnf epigenetic modifications in the mpfc of adult mice. Psychoneuroendocrinology. 88, 92-101 (2018).
  36. Huang, G. B., et al. Effects of chronic social defeat stress on behaviour, endoplasmic reticulum proteins and choline acetyltransferase in adolescent mice. Int J Neuropsychopharmacol. 16 (7), 1635-1647 (2013).
  37. Hasegawa, S., et al. Dysfunction of serotonergic and dopaminergic neuronal systems in the antidepressant-resistant impairment of social behaviors induced by social defeat stress exposure as juveniles. Int J Neuropsychopharmacol. 21 (9), 837-846 (2018).
  38. Resende, L., et al. Social stress in adolescents induces depression and brain-region-specific modulation of the transcription factor max. Transl Psychiatry. 6 (10), e914(2016).
  39. Mouri, A., et al. Juvenile social defeat stress exposure persistently impairs social behaviors and neurogenesis. Neuropharmacology. 133, 23-37 (2018).
  40. Rodriguez-Arias, M., et al. Social defeat in adolescent mice increases vulnerability to alcohol consumption. Addict Biol. 21 (1), 87-97 (2016).
  41. Montagud-Romero, S., et al. Repeated social defeat and the rewarding effects of cocaine in adult and adolescent mice: Dopamine transcription factors, probdnf signaling pathways, and the trkb receptor in the mesolimbic system. Psychopharmacology. 234, 2063-2075 (2017).
  42. Wilkinson, M. B., et al. A novel role of the wnt-dishevelled-gsk3β signaling cascade in the mouse nucleus accumbens in a social defeat model of depression. J Neurosci. 31 (25), 9084-9092 (2011).
  43. Hyer, M., et al. Chronic adolescent stress causes sustained impairment of cognitive flexibility and hippocampal synaptic strength in female rats. Neurobiol Stress. 14, 100303(2021).
  44. Bekhbat, M., et al. Chronic adolescent stress sex-specifically alters central and peripheral neuro-immune reactivity in rats. Brain Behav Immun. 76, 248-257 (2019).
  45. Pyter, L. M., Kelly, S. D., Harrell, C. S., Neigh, G. N. Sex differences in the effects of adolescent stress on adult brain inflammatory markers in rats. Brain Behav Immun. 30, 88-94 (2013).
  46. Dalsgaard, S., et al. Incidence rates and cumulative incidences of the full spectrum of diagnosed mental disorders in childhood and adolescence. JAMA psychiatry. 77 (2), 155-164 (2020).
  47. Pedersen, C. B., et al. A comprehensive nationwide study of the incidence rate and lifetime risk for treated mental disorders. JAMA psychiatry. 71 (5), 573-581 (2014).
  48. Heim, C., Shugart, M., Craighead, W. E., Nemeroff, C. B. Neurobiological and psychiatric consequences of child abuse and neglect. Dev Psychobiol. 52 (7), 671-690 (2010).
  49. Kessler, R. C., Petukhova, M., Sampson, N. A., Zaslavsky, A. M., Wittchen, H. U. Twelve-month and lifetime prevalence and lifetime morbid risk of anxiety and mood disorders in the united states. Int J Methods Psychiatr Res. 21 (3), 169-184 (2012).
  50. Boyd, A., et al. Gender differences in mental disorders and suicidality in europe: Results from a large cross-sectional population-based study. J Affect Disord. 173, 245-254 (2015).
  51. Bale, T. L., Epperson, C. N. Sex differences and stress across the lifespan. Nat Neurosci. 18 (10), 1413-1420 (2015).
  52. Hankin, B. L., Mermelstein, R., Roesch, L. Sex differences in adolescent depression: Stress exposure and reactivity models. Child Dev. 78 (1), 279-295 (2007).
  53. Kim, S., Colwell, S. R., Kata, A., Boyle, M. H., Georgiades, K. Cyberbullying victimization and adolescent mental health: Evidence of differential effects by sex and mental health problem type. J Youth Adolesc. 47, 661-672 (2018).
  54. Filipponi, C., Petrocchi, S., Camerini, A. L. Bullying and substance use in early adolescence: Investigating the longitudinal and reciprocal effects over 3 years using the random intercept cross-lagged panel model. Front Psychol. 11, 571943(2020).
  55. Brody, G. H., Yu, T., Chen, E., Miller, G. E. Persistence of skin-deep resilience in african american adults. Health Psychol. 39 (10), 921(2020).
  56. Rijlaarsdam, J., Cecil, C. A., Buil, J. M., Van Lier, P. A., Barker, E. D. Exposure to bullying and general psychopathology: A prospective, longitudinal study. Res Child Adolesc Psychopathol. 49, 727-736 (2021).
  57. Vassilev, P., et al. Unique effects of social defeat stress in adolescent male mice on the netrin-1/dcc pathway, prefrontal cortex dopamine and cognition. eNeuro. 8 (2), (2021).
  58. Vassilev, P., et al. Custom-built operant conditioning setup for calcium imaging and cognitive testing in freely moving mice. eNeuro. 9 (1), (2022).
  59. Pantoja-Urbán, A. H., et al. Gains and losses: Resilience to social defeat stress in adolescent female mice. Biol Psychiatry. 95 (1), 37-47 (2024).
  60. Torres-Berrío, A., et al. Dcc confers susceptibility to depression-like behaviors in humans and mice and is regulated by mir-218. Biol Psychiatry. 81 (4), 306-315 (2017).
  61. Ver Hoeve, E. S., Kelly, G., Luz, S., Ghanshani, S., Bhatnagar, S. Short-term and long-term effects of repeated social defeat during adolescence or adulthood in female rats. Neuroscience. 249, 63-73 (2013).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Meer artikelen verkennen

Adolescente muizenC57BL/6-muizenversnelde sociale nederlaagsociale vermijdingCD-1-muizengedragsresultatenveerkrachtige muizenvatbare muizenagressief gedrag
Social Defeat Stress-model voor adolescente C57BL/6 mannelijke en vrouwelijke muizen
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.