Summary

Ein unberechenbarer Chronische leichter Stress Protokoll zur Anstiftung depressive Symptome, Verhaltensänderungen und negativen gesundheitlichen Folgen in Nagetiere

Published: December 02, 2015
doi:

Summary

The unpredictable chronic mild stress (UCMS) protocol is a validated method for studying behavioral and physiological changes associated with chronic stress and depressive symptoms. Eight weeks of imposition of the UCMS protocol induces behavioral changes and poor health outcomes in rodents of either gender.

Abstract

Chronische, ungelöste Stress ist ein wichtiger Risikofaktor für die Entwicklung der klinischen Depression. Während viele präklinischen Modellen von Stress-induzierten Depressionen berichtet worden, (UCMS) Protokoll ist das unvorhersehbare chronische milde Stress eine etablierte translational relevante Modell zur Induktion von Verhaltensauffälligkeiten allgemein mit einer klinischen Depression verbunden sind, wie Anhedonie, veränderte Putzverhalten und erlernte Hilflosigkeit bei Nagern. Die UCMS Protokoll induziert auch physiologische (z .B., Hyperkortisolämie, Bluthochdruck) und neurologische (zB Anhedonie, erlernte Hilflosigkeit) Änderungen, die klinisch mit Depressionen assoziiert sind. Wichtiger ist, kann UCMS induzierten depressive Symptome durch chronische verbessert werden, aber nicht akuter Behandlung mit gemeinsamen SSRIs. Als solche bietet das UCMS Protokoll viele Vorteile gegenüber akuten Stress Protokolle oder Protokolle, die extremer Stressfaktoren zu nutzen. Unser Protokoll beinhaltet randomisierte, tägliche Exposition bis 7 verschiedene stressors: feuchte Bettzeug, Entfernung von Bettzeug, Käfig Neigung, Veränderung der Hell / Dunkel-Zyklen, soziale Spannungen, flache Wasserbad und Raubtier-Sounds / riecht. Durch Unterwerfen Nagetieren 3-4 Stunden täglich, um diesen milden Stressoren für 8 Wochen zeigen wir sowohl erhebliche Verhaltensänderungen und schlechter Gesundheit Ergebnisse auf die Herz-Kreislauf-System. Dieser Ansatz ermöglicht eine eingehende Befragung der neurologischen, Verhaltens-und physiologischen Veränderungen mit chronischen Stress-induzierten Depressionen sowie für die Erprobung neuer potentielle therapeutische Mittel oder Interventionsstrategien.

Introduction

Depressive psychischen Erkrankungen ist eine komplexe neurologische Erkrankung, die derzeit als eine führende Ursache von Behinderungen und Krankheitslast weltweit anerkannt wird. Die NIMH berichtet, dass etwa 12% der Amerikaner leiden an einer klinischen Depression, mit doppelt so viele Frauen im Vergleich zu Männern 1 betroffen. Allein in den USA, Konten Depressionen für Milliarden von Dollar direkten Gesundheitskosten und schätzungsweise 193 Mrd. $ mehr bei den indirekten Kosten (abgesenkt Ertrags- und Produktivitätsverluste) 2. Symptome der Depression sind Anhedonie, Gewichtsveränderungen und Schlafzyklen, verminderte körperliche Aktivität und Körperpflege, Gefühle der Hoffnungslosigkeit oder Schuld und / oder wiederkehrende Gedanken an Tod oder Selbstmord. Während des letzten Jahrzehnts, epidemiologischen und klinischen Studien haben gezeigt, dass eine Depression ist ein unabhängiger Risikofaktor für kardiovaskuläre Erkrankungen (CVD) Morbidität und Mortalität 3 und prädiktiv ist schwereren Prognose von kardiovaskulären Erkrankungen, einschließlich atherosclerosis, Hypertonie, Myokardinfarkt und koronare Herzkrankheit, unabhängig von der Vorgeschichte offene CVD 4. Trotz der steigenden Prävalenz und die öffentliche Gesundheit Auswirkungen von Depression wird der Ätiologie und verwandte Pathophysiologie dieser Erkrankung schlecht verstanden und die Heterogenität der Erkrankung infolge verschiedener Faktoren (zB genetischen, biologischen und Umweltkomponenten) wurde die klinische Diagnose schwierig gemacht definieren.

Daten zeigen, dass unlösbare psychischer Stress ist ein wichtiger Faktor für die Entwicklung von depressiven Erkrankungen und kann auch ein starker pathogener Faktor verbindet Depressionen und CVD, zum Teil auf Störungen und Fehlregulation der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse (HPA) 5,6 sein. Dysfunktion der HPA-Achse ist ein wichtiger Mechanismus, der an die in der Depression beobachtet verhaltensmäßigen und physiologischen Veränderungen und die Entwicklung mehrerer CVD Risikofaktoren in Verbindung gebracht wurde, einschließlichDyslipidämien, Fettleibigkeit und Diabetes. 7 Mehreren Tiermodellen der Depression in Versuch, den Mechanismus der veränderten HPA-Achse Aktivitätscharakteristik der klinischen Depression replizieren entwickelt worden; solche Modelle bieten eine validierte Verfahren zur Untersuchung der Verhaltens, neurologischen und physiologischen Veränderungen mit chronischem und akutem Stress bei Tieren. Die Gültigkeit der einem Tiermodell der Krankheit wird auf der Relevanz der Ätiologie und das Fortschreiten der Design-Modell und seine Fähigkeit, anatomischen, neurophysiologische rekapitulieren, und in der menschlichen Krankheit beobachteten Verhaltens Merkmalen. Darüber hinaus sollte der präklinischen antwortet Behandlungen (wie SSRIs) ähnliche Ergebnisse wie die in klinischen Situationen beobachtet ergeben.

Mehrere Tiermodelle von Stress-induzierten Depressionen sind derzeit in der Forschung verwendet werden, wie zum Beispiel erlernte Hilflosigkeit, frühes Leben Stress und soziale Niederlage Stress. Jedoch hat jedes dieser Modelle inhärente Nachteiledass ihre translationalen Effektivität 8 zu verringern. In den letzten Jahrzehnten hat sich das Unvorhersehbare Chronische Geringe Belastung (UCMS) Protokoll als eine der translational relevanten Modellen zur Untersuchung der Pathophysiologie der Depression bei Nagern 9 entstanden. Dieses Modell basiert auf dem Grundgedanken, die chronische Exposition gegenüber Stressoren stört Stress-Antwort-Systemen und führt letztendlich zur Entwicklung von depressiven Störungen basiert. Während des UCMS Protokoll werden die Tiere in eine randomisierte Reihe von milden ökologischen und sozialen Stressoren täglich ausgesetzt. Ein entscheidender Faktor, der die Relevanz dieses Modells für die menschliche Situationen erhöht liegt in dem hohen Grad an Unvorhersehbarkeit und Unkontrollierbarkeit der Stressoren sowie den Zeitpunkt, zu dem sie eingeführt werden. Darüber hinaus verwendet der UCMS Protokoll nur milden Stressoren, anstatt sich auf frühen Leben oder aggressive physikalische Reize. Über einen Zeitraum von UCMS Exposition entwickeln depressive Verhaltensweisen und sind vergleichbar mit Clinschen Symptomen, einschließlich verringerte Reaktionsfähigkeit auf Belohnungen (Anhedonie), Veränderungen in der körperlichen Aktivität und Ermittlungsverhalten (Hilflosigkeit und Verzweiflung), Verschlechterung der Mantel Staat und verändert sexuellen Aktivität 10. Fast alle nachweisbaren Symptome der Depression wurden unter Verwendung dieses Modells gemeldet, und Studien haben gezeigt, dass diese Verhaltensweisen bestehen bleiben für mehrere Wochen nach dem Ende der Stress. Darüber hinaus können diese UCMS induzierten depressive Verhalten allmählich durch chronische verehrt werden, aber nicht akuter Behandlung mit bestimmten Antidepressiva, was ähnliche neurologische Wirkungen der therapeutischen Verbesserung, die genau widerspiegelt die klinische Wirkung und variable Wirksamkeit dieser Mittel bei Menschen 11,14- 18. Hier berichten wir über eine detaillierte Beschreibung der UCMS Protokoll und typische Verhaltens und Gefäß Ergebnisse bei Mäusen.

Protocol

Alle nachfolgend beschriebenen Verfahren wurden überprüft und von der Institutional Animal Care und Verwenden Committee an der West Virginia University Health Sciences Center genehmigt. 1. Auswahl der Tiermodell HINWEIS: Die am häufigsten verwendeten Arten in der UCMS Modell gehören Sprague Dawley und Wistar-Ratten und die BALB / cJ Maus; anderen murinen Modelle haben eine begrenzte Wirksamkeit gezeigt (DBA / 2, C57BL / 6). Allerdings sollten sich sorgf?…

Representative Results

Ein Beispiel der Zeitplan für eine Woche nach dem UCMS Verfahren ist in Tabelle 1. Jede Woche gezeigt, wurden Stressoren randomisiert acclamation verhindern und Unvorhersehbarkeit der Stress Herausforderung jeden Tag zu gewährleisten. Maßnahmen der Depressive wie Behaviors Nach 8 Wochen UCMS gab es erhebliche Veränderungen an beiden verhaltensmäßigen und physiologischen Ergebnissen bei chronisch gestresst Nagern in Bezug au…

Discussion

Extensive clinical and epidemiological evidence has indicated that chronic stress is one of the most potent precipitating factors for depression. Repeated exposure to stressors may potentiate individual vulnerability to depression and other neuropsychiatric disorders as a consequence of the psychological and physical demands within the body that accumulate over time. The use of validated preclinical animal models offers a valuable translational tool for studying depression and comorbid diseases. Firstly, an ideal animal …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This study was supported by the American Heart Association (IRG 14330015, PRE 16850005, PRE 20380386, EIA 0740129N), and the National Institutes of Health (RR 2865AR; P20 RR 016477).

Materials

Temporary animal cages with lids n/a n/a  Provided by your animal care facility
Rodent bedding n/a n/a  Provided by your animal care facility
Predator fur or urine n/a n/a  Provided by your animal care facility
Rodent cage drinking bottles n/a n/a  Provided by your animal care facility
1000 ml graduated cylinder variable variable This is optional.  Any container from which a known quantiity of water can be poured will be appropriate
Wooden blocks cut from 2×4 variable variable 8 inch sections are cut to facilitate cage tilt procedures
Soft paper towels n/a n/a  Provided by your institution
Small spray bottle  Walmart n/a  100-200 ml volume is sufficient, used for sucrose splash test
Medium (mice) or large (rats) plastic tubs for swim testing Walmart variable Should be of sufficient depth that the animals cannot touch bottom (e.g., 2 feet)

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Frisbee, J. C., Brooks, S. D., Stanley, S. C., d’Audiffret, A. C. An Unpredictable Chronic Mild Stress Protocol for Instigating Depressive Symptoms, Behavioral Changes and Negative Health Outcomes in Rodents. J. Vis. Exp. (106), e53109, doi:10.3791/53109 (2015).

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