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Method Article
In dieser Studie wird posttraumatische Belastungsstörung (PTBS)-ähnliches Verhalten bei Mäusen mit zwei Sitzungen eines unausweichlichen elektrischen Fußschocks induziert. PTBS-ähnliche und resiliente Tiere werden mit Hilfe mehrerer Assays für PTBS-spezifische Verhaltensweisen identifiziert.
Die posttraumatische Belastungsstörung (PTBS) ist eine schwächende psychiatrische Erkrankung, die bei ~10% der Personen, die einem traumatischen Ereignis (TE) ausgesetzt sind, auslöst. Zu den Symptomen gehören wiederkehrende und aufdringliche Gedanken, Schlafstörungen, Hypervigilanz, übertriebenes Erschrecken und rücksichtsloses oder destruktives Verhalten. Angesichts der Komplexität und Heterogenität der Erkrankung sind Tiermodelle für die PTBS-ähnliche Symptomatik für die PTBS-Forschung von zunehmendem Interesse. Da die Resilienz gegenüber PTBS-ähnlicher Symptomatik ein wichtiger epidemiologischer Aspekt der PTBS ist, sind Tiermodelle, die verletzliche und resiliente Tiere aufklären, von besonderem Wert. Aufgrund der komplexen Natur des PTBS-Phänotyps und der möglichen Überschneidungen zwischen PTBS-ähnlichem Verhalten und Verhaltensweisen, die mit anderen stressinduzierten Psychopathologien wie Angstzuständen oder Depressionen verbunden sind, sind Tiermodelle, die mehrere Auslesungen für PTBS-ähnliches Verhalten verwenden, ebenfalls von zunehmendem Wert. Wir verwenden ein von Lebow et al. 2012 entwickeltes Paradigma zur Induktion und Identifizierung von PTBS-ähnlicher Symptomatik bei Mäusen. Dieses Paradigma verwendet einen unausweichlichen elektrischen Fußschock, der in zwei dekontextualisierten Sitzungen an zwei aufeinanderfolgenden Tagen verabreicht wird. Gestresste Mäuse führen vier Verhaltenstests durch - Dunkel-/Lichtübertragung, Marmorvergraben, akustisches Erschrecken und Aktivität im Heimkäfig -, um fünf Verhaltenswerte für PTBS-ähnliches Verhalten zu generieren: % Risikobewertung (%RA), % vergrabene Murmeln (%MB), % Prepuls-Hemmung (%PPI), Latenz bis zur maximalen Schreckamplitude (LPSA) und % Lichtphasenaktivität (%LPA). Die PTBS-ähnliche Symptomatik ist gekennzeichnet durch eine verminderte %RA, eine erhöhte %MB, eine verringerte %PPI, eine verminderte LPSA und eine erhöhte %LPA. Die 20% der Tiere, die in jedem Test das PTBS-ähnlichste Verhalten zeigen, erhalten je nach Test eine bestimmte Anzahl von Punkten, und Tiere, die genügend Punkte erzielen, werden als PTBS-ähnlich bezeichnet, während Tiere, die keine Punkte erzielen, als PTBS-resistent bezeichnet werden. Dieses Paradigma identifiziert PTBS-ähnliches Verhalten bei ~15% der Tiere, eine Rate, die mit der beim Menschen beobachteten vergleichbar ist. Dieses Protokoll stellt ein robustes und reproduzierbares Paradigma für die Induktion von PTBS-ähnlichem Verhalten bei Mäusen dar.
Die posttraumatische Belastungsstörung (PTBS) ist eine schwächende Psychopathologie, die sich bei Personen, die einem traumatischen Ereignis (TE) ausgesetzt waren, ausbreiten kann1. Gemäß dem DSM-V kann die TE-Exposition viele Formen annehmen, einschließlich der direkten oder wiederholten indirekten Exposition gegenüber einer realen oder wahrgenommenen Bedrohung durch Tod, Körperverletzung oder sexuelle Gewalt gegen sich selbst oder andere2. Die PTBS-Symptomatik ist gekennzeichnet durch aufdringliche negative Gedanken und Erinnerungen, Übererregung, Hypervigilanz, erhöhtes Risikoverhalten und gestörte Schlafzyklen3. Die Lebenszeitprävalenz der TE-Exposition ist weltweit mit etwa 64 %-70 %3 relativ hoch, obwohl die Lebenszeitprävalenz von PTBS mit ~1,3 %-12 %4 vergleichsweise niedrig bleibt. Diese Diskrepanz in der Prävalenz der TE-Exposition im Vergleich zur PTBS-Präzipitation deutet auf eine starke Gen-Umwelt-Interaktion bei der Anfälligkeit für PTBS hin. Angesichts des derzeitigen Fehlens eines zuverlässigen Wirbeltiermodells für PTBS-ähnliches Verhalten stützt sich das Feld auf Verhaltensparadigmen für die Induktion von PTBS-ähnlicher Symptomatik5.
PTBS ist eine komplexe und sehr heterogene psychiatrische Störung, und die Entwicklung eines robusten und zuverlässigen Tiermodells für PTBS-ähnliche Symptomatik war eine Herausforderung. Häufig verwendete Messwerte für PTBS-ähnliches Verhalten, wie z. B. Einfrieren, sind auch symptomatisch für andere traumainduzierte Psychopathologien, nämlich Angstzustände und Depressionen6. Dies wird durch die hohe Komorbidität zwischen PTBS und Depression zusätzlich erschwert2. Neuere Untersuchungen haben gezeigt, dass Ratten, die traumatische Ereignisse miterlebt haben, ein erhöhtes Angst- und Depressionsverhalten zeigen 7,8,9, was weiter zeigt, wie wichtig es ist, PTBS-spezifische Verhaltensweisen bei der Verwendung von Verhaltensmodellen für PTBS bei Nagetieren zu bewerten. Darüber hinaus ist die Resilienz gegenüber PTBS-ähnlicher Symptomatik nach der Exposition gegenüber traumatischen Ereignissen ein signifikantes epidemiologisches Merkmal der PTBS, da die Lebenszeitinzidenz der Exposition gegenüber traumatischen Ereignissen weltweit die Lebenszeitprävalenz der PTBS bei weitem übersteigt. Historisch gesehen konnten Verhaltensmodelle zur Induktion von PTBS-ähnlichem Verhalten, wie z. B. die Untersuchung des Angstgedächtnisses10,11, PTBS-ähnliche Tiere nicht von traumaexponierten Kontrollen (PTBS-resiliente Tiere) unterscheiden, wodurch alle traumaexponierten Tiere als PTBS-ähnlich behandelt wurden, und häufig verwendete wenige Verhaltensanzeigen, wie z. B. Einfrieren, die entweder nicht spezifisch symptomatisch für PTBS oder symptomatisch für andere traumainduzierte Psychopathologien wie Angst oder Depression sind12. Während diese Paradigmen bei der Untersuchung neuronaler Schaltkreise des Angstgedächtnisses wirksam sind, kann das Fehlen einer robusten und spezifischen Bewertung von PTBS-ähnlichem Verhalten die Übersetzung dieser Daten beeinträchtigen. Der derzeitige Stand des Feldes konzentriert sich daher auf Paradigmen, die mehrere PTBS-spezifische Verhaltensdaten verwenden, um sowohl PTBS-ähnliche als auch resiliente Tiere zu identifizieren12.
Wir verwenden ein kürzlich entwickeltes Paradigma für die Induktion von PTBS-ähnlichem Verhalten bei Mäusen, das sowohl PTBS-ähnliche als auch resiliente Tiere identifiziert, indem wir eine Reihe von vier Verhaltenstests verwenden, um fünf PTBS-ähnliche Verhaltenswerte zu testen13,14. PTBS-ähnliches Verhalten wird durch dekontextualisierten elektrischen Fußschock über zwei Sitzungen induziert. Die Tiere werden am ersten Tag zunächst einer schweren Trauma-Sitzung ausgesetzt, gefolgt von einer relativ milden Trigger-Sitzung am folgenden Tag (Abbildung 1). Es hat sich gezeigt, dass diese Kombination die Ausfällung von PTBS-ähnlichem Verhalten signifikant erhöht. Dieses Paradigma verwendet ein Modell für akuten Stress für die PTBS-Induktion anstelle von chronischem Stress (der einen depressiveren Phänotyp15 hervorrufen kann) oder traumatischer Hirnverletzung (der zu einem ausgeprägten PTBS-ähnlichen Phänotypführen kann 14). In ähnlicher Weise sind die Verhaltensmessungen, die zur Identifizierung von PTBS-ähnlichem Verhalten in diesem Paradigma verwendet werden - reduziertes Risikoverhalten, vermehrtes Marmorvergraben, reduzierte Prepuls-Hemmung, reduzierte Latenz bis zur maximalen Schreckamplitude und erhöhte Lichtphasenaktivität (Abbildung 1) - spezifisch für PTBS-ähnliches Verhalten und nicht für andere traumainduzierte Psychopathologien wie Angstzustände oder Depressionen. Darüber hinaus erhöht die Verwendung mehrerer Verhaltensanzeigen und die Notwendigkeit für Tiere, mehrere PTBS-ähnliche Verhaltensweisen zu zeigen, um als PTBS-ähnlich eingestuft zu werden, die Wahrscheinlichkeit, dass Tiere, die als PTBS-ähnlich bezeichnet werden, tatsächlich einen PTBS-ähnlichen Phänotyp aufweisen. Zusammen stellen diese Merkmale des Protokolls sicher, dass dieses Paradigma ein robustes und zuverlässiges Mittel zur Induktion einer PTBS-ähnlichen Symptomatik bei Mäusen ist.
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Alle hier beschriebenen Verfahren sind vom Mayo Clinic Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) genehmigt.
1. Tiere und Unterbringung
2. PTBS-Induktion
3. Verhaltensbewertung
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Wir erwarten, dass Tiere in jedem Verhaltenstest PTBS-ähnliches Verhalten zeigen, das gleichmäßig über alle Kohorten verteilt ist. Eine Konzentration von PTBS-ähnlichen Tieren in einer Kohorte kann auf Artefakte hinweisen, die entweder während der PTBS-Induktion oder bei Verhaltenstests eingeführt wurden. Die Tiere, die in jeder Verhaltensanzeige Punkte erzielen, sind gleichmäßig auf alle getesteten Kohorten verteilt (Abbildung 2). 7 der 48 Tiere (1...
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PTBS ist eine komplexe und heterogene psychiatrische Erkrankung. Leider gibt es derzeit kein zuverlässiges Tiermodell für PTBS-ähnliches Verhalten, und Verhaltensparadigmen für die Induktion von PTBS-ähnlichem Verhalten sind das zuverlässigste Mittel, um Tiere zu erzeugen, die einen PTBS-ähnlichen Verhaltensphänotyp aufweisen. Das hier beschriebene Paradigma bietet ein robustes und zuverlässiges Mittel zur Auslösung eines PTBS-ähnlichen Verhaltensphänotyps aufgrund der Verwen...
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Kein Autor hat irgendwelche Konflikte offenzulegen.
Diese Arbeit wurde durch die Großzügigkeit der Hayward Foundation und der Marriot Family ermöglicht. Wir möchten auch die harte Arbeit und das Fachwissen der Ausschüsse der Tulane University und der Mayo Clinic IACUC und der Abteilungen für vergleichende Medizin sowie der Mayo Clinic Nagetier Behavioral Research Facility anerkennen.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
Acetic acid, glacial | Sigma Aldrich | AX0073 | |
Benchtop Balance | Fisher Scientific | 01-913-925 | |
Clocklab Data Collection Suite | Actimetrics | - | Home cage activity cages |
Deciblemeter | |||
Ethovision XT14 Software | Noldus | - | Movement tracking software |
Ethyl alcohol | Sigma Aldrich | 443611 | |
Light/Dark Box | Noldus | - | Light/dark transfer box |
Lux Meter | |||
Monochrome GigE Camera | Noldus | - | Requires Ceiling Mounting Hardware Available from Noldus |
NIR Video Fear Conditioning Package for Mouse [Standard, USB] | Med Associates | MED-VFC2-USB-M | Fear conditioning equipment and chamber. Package includes all equipment needed to assay 1 animal at a time. |
Spray Bottle | Thermo Scientific | BirA500 | |
SR LAB Software | San Diego Instruments | - | Startle response software |
SR LAB Startle Response Unit | San Diego Instruments | - | Acoustic startle unit |
Video Fear Coniditioning "Video Freeze " Software | Med Associates | SOF-843 | Fear conditioning software |
White noise machine | Med Associates | ENV-230 |
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