Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Bu protokol, doğum sonrası erken dönemde yoksul bir çevre ve öngörülemeyen anne bakımının neden olduğu erken yaşam sıkıntılarının beyin gelişimini ve gelecekteki zihinsel bozukluk riskini nasıl etkilediğini incelemek için bir hayvan modelini açıklamaktadır.
İstismar, ihmal, kaynak eksikliği ve öngörülemeyen bir ev ortamı gibi erken yaşam sıkıntıları (ELA), depresyon gibi nöropsikiyatrik bozuklukların gelişmesi için bilinen bir risk faktörüdür. ELA için hayvan modelleri, kronik stresin beyin gelişimi üzerindeki etkisini incelemek için kullanılmıştır ve tipik olarak, insanlar da dahil olmak üzere memelilerde erken yaşam deneyimlerinin ana kaynağı olduğundan, anne bakımının kalitesini ve / veya miktarını manipüle etmeye dayanır. Burada, farelerde Sınırlı Yataklama ve Yuvalama (LBN) modelini kullanmak için ayrıntılı bir protokol sağlanmıştır. Bu model, yavruları için bir yuva inşa etmek için baraja verilen yuvalama malzemelerinin miktarını sınırlayarak ve fareleri kafesteki bir ağ platformu aracılığıyla yataktan ayırarak, kritik bir gelişimsel pencerede (doğum sonrası 2-9. günler) parçalanmış ve öngörülemeyen anne bakımı kalıplarını kışkırtan düşük kaynaklı bir ortamı taklit eder. LBN modelinden kaynaklanan anne davranışındaki değişikliklerin yanı sıra azalan yavru ağırlıklarını ve bazal kortikosteron seviyelerindeki uzun vadeli değişiklikleri göstermek için temsili veriler sağlanmıştır. Yetişkinler olarak, LBN ortamında yetiştirilen yavruların anormal bir stres tepkisi, bilişsel eksiklikler ve anhedoni benzeri davranışlar sergilediği gösterilmiştir. Bu nedenle, bu model, strese duyarlı beyin devrelerinin olgunlaşmasının ELA tarafından nasıl değiştirildiğini ve zihinsel bozukluklara karşı savunmasızlık sağlayan uzun vadeli davranış değişikliklerine yol açtığını tanımlamak için önemli bir araçtır.
Doğum sonrası erken dönem, çevresel etkilerin gelişimin yörüngesini değiştirebileceği kritik bir gelişimsel penceredir. Örneğin, erken yaşam sıkıntısı (ELA), bilişsel ve duygusal işlevlerde uzun vadeli değişikliklere neden olmak için beyin gelişimini değiştirebilir. ELA örnekleri arasında fiziksel veya duygusal istismar, ihmal, yetersiz kaynaklar ve çocukluk veya ergenlik döneminde meydana gelen öngörülemeyen bir ev ortamı yer alır1. ELA'nın depresyon, madde kullanım bozukluğu, travma sonrası stres bozukluğu (TSSB) ve anksiyete gibi bozuklukların gelişimi için bir risk faktörü olduğu bilinmektedir 2,3,4,5. Bu, ABD'deki çocukluk çağı yoksulluğu düzeylerinin 2021'de %5,2'den 2022'de %12,4'e çıkarak son zamanlarda iki kattan fazla arttığı göz önüne alındığındaönemlidir 6 ve yoksulluğun kendisi mutlaka ELA olmasa da, çeşitli ELA türlerinin olasılığını artırır7.
Hayvan modelleri, erken yaşam stresinin beyin gelişimi ve yetişkin sonuçları üzerindeki etkilerini anlamak için uzun zamandır gerekli olmuştur. Son yıllarda bu fenomeni incelemek için kullanılan iki ana hayvan modeli, anne ayrılması (MS) ve sınırlı yatak ve yuvalama malzemelerinin (LBN) neden olduğu yoksul bir ortamdır. MS, ebeveyn yoksunluğunun bir modeli olarak geliştirilmiştir8. İçinde, kemirgen barajları, sütten kesilene kadar her gün birkaç saat boyunca, genellikle birkaç saat yavrularından alınır8. MS paradigmasının yetişkinliktedepresif ve anksiyete benzeri davranışlara 9 ve kronik strese karşı anormal bir tepkiyeneden olduğu bulunmuştur 10,11. Öte yandan, ilk olarak Baram laboratuvarında12 geliştirilen LBN modeli, barajı yavrulardan ayırmaz, bunun yerine yavruların yetiştirildiği ortamı değiştirerek düşük kaynaklı bir ortamı taklit eder12,13. Bu modelde yuvalama materyali miktarının azaltılması ve yataklara doğrudan erişimin engellenmesi, barajlardan kaynaklanan anne bakımının aksamasına neden olur3. Bilişsel ve duygusal beyin devrelerinin14 düzgün gelişimi için sağlam ve öngörülebilir anne bakımı gerektiğinden, LBN'den parçalanmış anne bakımı, aşırı aktif Hipotalamik-Hipofiz-Adrenal (HPA) ekseni, çoklu beyin bölgelerinde kaydırılmış uyarıcı-inhibitör denge, artmış kortikotropin salgılayan hormon (CRH) seviyeleri ve yavrularda depresif benzeri davranış13, 15,16,17,18,19.
ELA'nın nöropsikiyatrik bozukluklar için artmış riskle sonuçlandığı kesin mekanizma tam olarak anlaşılamamıştır. HPA eksen devresindeki(19,20) değişikliklerle ilgili olduğu düşünülmektedir ve son kanıtlar bunun mikroglial sinaptik budama19'daki değişikliklerden kaynaklanabileceğini göstermektedir. LBN modelinin, perinatal ortamın beyin gelişimi ve uzun vadeli davranışsal sonuçlar üzerindeki etkisini anlamak için çok önemli bir araç olduğu gösterilmiştir. Bu model başlangıçta sıçanlar için geliştirilmiş olsa da, mevcut transgenik araçlardan yararlanmak için fareler için de uyarlanmıştır12,13. Özellikle, model her iki türde de çok benzerdir ve HPA eksenindeki değişiklikler, bilişsel eksiklikler ve depresif benzeri davranışlar gibi oldukça yakınsak sonuçlara neden olur, böylece türler arası faydasını ve translasyon potansiyelini vurgular. Bu makale, farelerde sınırlı yatak ve yuvalama modelinin nasıl kullanılacağına, modelin etkinliğini ve beklenen sonuçları doğrulamak için anne davranışı ve yavru sonuçlarının nasıl toplanacağına ve analiz edileceğine dair ayrıntılı bir açıklama sağlayacaktır.
Hayvanlarla ilgili tüm prosedürler, Ulusal Sağlık Enstitüleri Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu'na uygun olarak gerçekleştirildi ve Georgia Eyalet Üniversitesi'nden Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylandı (onay numarası A24011). Fareler, Georgia Eyalet Üniversitesi'ndeki Hayvan Tesislerinde yetiştirildi ve bakımı yapıldı. Deneyler, perinatal dönemde (doğum sonrası gün [P] 2-10) bir C57BL / 6J suşu üzerinde gerçekleştirildi ve erkekleri ve kadınları içeriyordu. Bu çalışma için kullanılan reaktifler ve ekipman Malzeme Tablosunda listelenmiştir.
1. Malzeme kurulumu
2. Sınırlı yataklama ve yuvalama (LBN) paradigması
Şekil 1: Kafes kurulum örneği. Görüntünün sol tarafındaki kafes, tam miktarda yatak takımı ve tam bir yuva içeren standart bir kontrol (CTL) kafesini göstermektedir. Sağ taraftaki kafes, yatak takımının yarısı, yarısı yuvacık ve hayvanları yatak takımlarından ayırmak için bir ağ bölücü ile sınırlı bir yatak takımı ve yuvalama (LBN) kurulumunu göstermektedir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
3. Anne davranışı puanlaması
Davranış türü | Kısaltma | Açıklama | ||||
Yalama / tımar | LG | Baraj, yavrularını yalamak/tımar etmekle meşgul. | ||||
Aktif hemşirelik | BİR | Baraj, sırtı kemerliyken yavrularını ayakta emziriyor. | ||||
Yeni aktif hemşirelik | N-AN | Bu davranış, özellikle baraj hemşireliği kesintiye uğrattığında kullanılır, ancak hızlı bir şekilde devam eder. Bu, 3s kuralının bir istisnasıdır. | ||||
Düşük emzirme | LN (Türkçe) | Baraj aktif olarak yavrularını emziriyor, ancak sırtı düşük veya neredeyse düz. Bu davranış genellikle bir süre sonra AN'yi takip eder. | ||||
Side Hemşireliği | SN (İngilizce) | Baraj emzirirken (pasif hemşirelik olarak da bilinir) yan yatıyor. | ||||
Yuva dışı | O | Baraj yuvada değil ve o bir şey yiyip içmiyor. Bu, kafesin etrafında yürürken veya keşfederken gözlemlenebilir. | ||||
Yeme/içme | E | Baraj yuvadan uzakta, yemek yemek ya da içmek. | ||||
Kendi kendine bakım | SG | Baraj kendini tımar ediyor. | ||||
Yavru köpek taşımak | C | Baraj, yavruları genellikle yuvaya geri yerleştirmek için taşır. | ||||
Yuva yapımı | NB | Baraj aktif olarak yuvayı inşa ediyor veya yerini değiştiriyor. | ||||
Yuvaya devam et | M | Baraj yuva üzerinde hareket ediyor. Bu, barajın yavrularla LG'den veya yavruları koklama, yetiştirme veya üzerine basma gibi herhangi bir hemşirelik türünden farklı bir şekilde etkileşime girmesiyle ortaya çıkar. |
Tablo 1: Anne bakım davranışlarının tanımı.
4. Anne davranışı veri analizi
5. Entropinin hesaplanması
NOT: Anne bakım davranışlarının entropisi veya öngörülemezliği, Vegetabile ve ark.23 tarafından önerilen yönteme göre hesaplanmıştır. Bu yöntem, anne bakımı davranışlarının, bir davranış dizisinin entropi oranını tahmin etmek için kullanılabilecek bir Markov zinciri gibi davrandığı varsayımına dayanmaktadır. Her barajın davranış dizisi, ampirik geçiş matrisi kullanılarak karakterize edilir ij> i,j = 1... Bir davranıştan (i) başka bir davranışa (j) geçmenin koşullu olasılıklarının 7'si ve entropi oranı bundan daha önce açıklandığı gibihesaplanır 3,23 ve aşağıdaki gibi:
burada pij , bir dam gözlemlendikten sonra j davranışının gözlemlenmesinin koşullu olasılığıdır, πi , davranışı i'nin gözlemlenme sıklığıdır ve M (=7) farklı davranışların toplam sayısıdır. Okuyucu, denklemlerin teorik temellerinin tartışılması için Vegetabile ve ark.23'e yönlendirilir; burada odak noktası, yöntemin LBN modelinde nasıl uygulanacağıdır.
Temsili sonuçlar, LBN kafeslerinde yoksul bir çevre tarafından uygulanan ELA'nın, barajlardan ve yavruların fizyolojik sonuçlarından kaynaklanan anne bakımını nasıl etkilediğini göstermektedir. Anne bakım davranışındaki günlük entropi, P3-P6 günlerinde LBN'de daha yüksektir (F1,58 = 7.21, p = 0.0094; Şekil 2A) ve bu zaman periyodundan itibaren her bir barajın ortalama entropisi (t15 = 3.03, p = 0.0085; Şekil...
Bu makale, farelerde LBN modelini uygulamak için ayrıntılı bir protokol sağlar. Bu model, erken yaşamda etolojik ve translasyonel olarak ilgili bir kronik stres biçiminin yavrularda nöropsikiyatrik bozuklukların gelişimine nasıl katkıda bulunduğunu anlamak için önemli bir araçtır13. Anne davranışını ve barajların beynindeki herhangi bir değişikliği moleküler, nöroendokrin veya devre tabanlı bir bakış açısıyla incelemek için de yararlıdır24
Yazarların herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Bu çalışma, Beyin ve Davranış Araştırma Vakfı ve John ve Polly Sparks Vakfı'ndan NIMH K99/R00 Bağımsızlığa Giden Yol Ödülü #MH120327, Whitehall Vakfı Hibe #2022-08-051 ve NARSAD Genç Araştırmacı Hibe #31308 tarafından desteklenmiştir. Yazarlar, hayvanlarımıza olağanüstü bakım sağladıkları için Georgia Eyalet Üniversitesi Hayvan Kaynakları Bölümü'ne ve video yönetim sistemimizin kurulması ve sürdürülmesindeki mükemmel teknik desteği için Ryan Sleeth'e teşekkür eder. Dr. Bolton ayrıca, doktora sonrası bursu sırasında LBN modelinin uygun şekilde uygulanması konusunda mükemmel eğitim için Dr. Tallie Z. Baram'a teşekkür eder.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2-inch 4 MP 4x Zoom IR Mini PT Dome Network Camera | Hikvision | DS-2DE2A404IW-DE3(S6) | |
Amazon Basics Aluminum Light Photography Tripod Stand with Case - Pack of 2, 2.8 - 6.7 Feet, 3.66 Pounds, Black | Amazon | From Amazon | |
Blue Iris | Blue Iris Security | Optional video management software | |
CAMVATE 1/4"-20 Mini Ball Head with Ceiling Mount for CCTV & Video Wall Monitors Mount - 1991 | Camvate | From Amazon | |
Corn cob bedding | The Andersons | 4B | |
Cotton nestlet | Ancare | NES3600 | |
Mesh divider | McNICHOLS | 4700313244 | Standard, Aluminum, Alloy 3003-H14, 3/16" No. .032 Standard (Raised), 70% Open Area |
Tendelux DI20 IR Illuminator | Tendelux | From Amazon |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır