Name: social isolation model: a noninvasive rodent model of stress and anxiety
Uploaded: 2022-11-11T14:20:00
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Diese Arbeit wurde finanziert durch das National Institute of Health Stipendium AA17991 (an J.L.), Carefree Biotechnology Foundation (an J.L.), University of Southern California (USC), USC Graduate School Travel/Research Award (an S.W.) Saudi Arabia Cultural Mission Scholarship (an A.A.O.) und Army Health Professions Scholarship Program (an A.S.S.).

Alle Tierversuche werden nach den vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) der University of Southern California (USC) genehmigten Protokollen durchgeführt, und alle Methoden werden in Übereinstimmung mit den relevanten Richtlinien, Vorschriften und Empfehlungen durchgeführt.
1. Tiere
<ol><li>Holen Sie die Genehmigung der zuständigen Tierpflegeausschüsse für die Studie ein.</li>
	<li>Stellen Sie das Vivarium auf einen Dunkel-Hell-12-Stunden-Zyklus mit ko...

<ol>
	<li>Craske, M. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anxiety+disorders.">Anxiety disorders.</a> Nature Reviews Disease Primers. 3 (1), 17024 (2017).</li><li>Kasper, S., den Boer, J., Ad Sitsen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Depression and Anxiety: A Biological Approach. , (2003).</li><li>Konnopka, A., K&#246;nig, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Economic+burden+of+anxiety+disorders:+a+systematic+review+and+meta-analysis.">Economic burden of anxiety disorders: a systematic review and meta-analysis.</a> Pharmacoeconomics. 38 (1), 25-37 (2020).</li><li>Batterham, P. 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R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency+and+characteristics+of+anxiety+among+patients+with+Alzheimer's+disease+and+related+dementias.">Frequency and characteristics of anxiety among patients with Alzheimer's disease and related dementias.</a> Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neuroscience. 15 (2), 180-186 (2003).</li><li>Hossain, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+of+anxiety+and+depression+in+South+Asia+during+COVID-19:+A+systematic+review+and+meta-analysis.">Prevalence of anxiety and depression in South Asia during COVID-19: A systematic review and meta-analysis.</a> Heliyon. 7 (4), 06677 (2021).</li><li>. NHGRI. 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G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Social+isolation+induces+hyperactivity+and+exploration+in+aged+female+mice.">Social isolation induces hyperactivity and exploration in aged female mice.</a> PLoS One. 16 (2), 0245355 (2021).</li></ol>

Zu den kritischen Schritten des Protokolls gehören die ordnungsgemäße Einrichtung der sozialen Isolationskäfige (d. H. Umwickeln von undurchsichtigen Beuteln und Reduzierung der Menge an Einstreu), die Minimierung der Handhabung und Störung von Mäusen während der gesamten Isolationszeit und die Sicherstellung, dass die Mäuse das Agar vollständig mit Drogen erhalten und konsumieren. Es ist wichtig, dass der Vivarium- oder Gehäusezustand auf einer konstanten Temperatur und Luftfeuchtigkeit gehalten wird ...

Angststörungen stellen die größte Klasse und Belastung von psychischen Erkrankungen in den Vereinigten Staaten (USA) dar, mit damit verbundenen jährlichen Kosten von mehr als 42 Milliarden US-Dollar 1,2,3. In den letzten Jahren haben Angst und Stress die Prävalenz von Selbstmord und Suizidgedanken um über 16% erhöht4. Patienten mit chronischen Erkrankungen sind besonders anfällig für unbeabsichtigte Nebenwirkungen von psychischer Belastung oder verminderter kognitiver Funktion5. Aktuelle Behandlungen für Angstzustände umfassen Psychotherapie, Medikamente oder eine Kombination aus beidem6. Trotz dieser Krise erreichen jedoch weniger als 50% der Patienten eine vollständige Remission 6,7. Anxiolytika wie Benzodiazepine (BZs) und selektive Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRIs) haben erhebliche Nachteile oder erzeugen wenig bis keine unmittelbaren Wirkungen8. Darüber hinaus gibt es einen relativen Mangel an neuartigen Anxiolytika in der Entwicklung, der durch den kostspieligen und zeitaufwändigen Prozess der Arzneimittelentwicklung herausgefordert wird 9,10.
Ein kritischer Schritt im Arzneimittelentwicklungsprozess ist die Einrichtung und Verwendung eines Tiermodells, wie z. B. Mäuse, um pathologische Veränderungen zu untersuchen und die Sicherheit und Wirksamkeit von Arzneimitteln zu testen11. Aktuelle Ansätze zur Etablierung von Angsttiermodellen umfassen 1) genetische Manipulation, wie das Ausschalten von Serotoninrezeptoren (5-HT1A) oder γ-Aminobuttersäure-A-Rezeptor (GABAAR) α Untereinheiten12; 2) chronisch verabreichende Angstinduzierer wie Corticosteron oder Lipopolysaccharide (LPS)13,14; oder 3) Verabreichung von Umweltstress einschließlich sozialer Niederlage und mütterlicher Trennung15. Diese Methoden spiegeln jedoch möglicherweise nicht realistisch Angstzustände wider, die während des täglichen Lebens induziert werden, und sind daher möglicherweise nicht geeignet, den zugrunde liegenden Mechanismus zu untersuchen oder neuartige Medikamente zu testen.
Mäuse und Ratten sind wie Menschen sehr soziale Wesen16,17,18. Soziale Kontakte und soziale Interaktionen sind für eine optimale Gesundheit des Gehirns unerlässlich und entscheidend für die richtige Neuroentwicklung während der Aufzuchtzeit19. So führt die Trennung der Mutter oder soziale Isolation während der Aufzuchtzeit zu Mäusen, die mehr Angstzustände, Depressionen und Veränderungen der Neurotransmission zeigen20. Darüber hinaus ist Social Grooming oder Allogrooming eine häufige Form der Bindung oder des beruhigenden Verhaltens bei Mäusen und Ratten, die zusammen leben21. Daher ist die Sozialisation ein integraler Bestandteil des Nagetierlebens, und die Isolation wirkt sich negativ auf ihre Gesundheit aus.
In diesem Zusammenhang beschreibt das vorliegende Protokoll ein neuartiges Angstmodell, um die absichtlichen oder unbeabsichtigten Muster sozialer Isolation im modernen Leben nachzuahmen. Dieses Modell der sozialen Isolation (SI) minimiert wahrgenommene Ablenkungen und Invasivität und verwendet erwachsene Wildtyp-C57BL/6-Mäuse und Sprague-Dawley-Ratten (SD). Das hier vorgestellte Protokoll konzentriert sich auf das Angstmäusemodell, das auf unseren veröffentlichten Beweisen basiert, die ein erhöhtes angstähnliches Verhalten, Aggression, verminderte Kognition und erhöhte Neuroinflammation als Folge der sozialen Isolation zeigten22,23,24. Angstähnliches Verhalten wird durch die Tests Elevated Plus Maze (EPM) und Open Field (OF) bestätigt, während die kognitive Funktion durch neuartige Objekterkennungs- (NOR) und neuartige Kontexterkennungstests (NCR) gemessen wird. Dieses Modell ist nützlich für die Untersuchung von Angstzuständen und verwandten Störungen, kann aber auch angepasst oder modifiziert werden, um die natürliche Progression und Entwicklung leichter kognitiver Beeinträchtigungen sowie metabolischer Veränderungen aufgrund von Stress zu untersuchen.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Black Plastic Bags</td>
			<td>Office Depot</td>
			<td>791932</td>
			<td>24&#34; x 32&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elevated Plus Maze</td>
			<td>SD Instruments</td>
			<td>NA</td>
			<td>Black color</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Open Field enclosure</td>
			<td>SD Instruments</td>
			<td>NA</td>
			<td>White color</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Select Agar</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>30391-023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Square cotton for nesting (nestlet)</td>
			<td>Ancare Corporation</td>
			<td>NC9365966</td>
			<td>Divide a 2&#34; square piece into 4 pieces to create a 1&#34; square piece for isolation group</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S1888-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weigh boat</td>
			<td>SIgma</td>
			<td>HS1420A</td>
			<td>Small, square white polystyrene</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

social isolation model: a noninvasive rodent model of stress and anxiety

Angststörungen sind eine der Hauptursachen für Behinderungen in den Vereinigten Staaten (USA). Aktuelle Behandlungen sind nicht immer wirksam und weniger als 50% der Patienten erreichen eine vollständige Remission. Ein entscheidender Schritt bei der Entwicklung eines neuartigen Anxiolytikums ist die Entwicklung und Verwendung eines Tiermodells, wie z. B. Mäuse, um pathologische Veränderungen zu untersuchen und Arzneimittelziele, Wirksamkeit und Sicherheit zu testen. Aktuelle Ansätze umfassen genetische Manipulation, chronische Verabreichung von angstauslösenden Molekülen oder die Verabreichung von Umweltstress. Diese Methoden spiegeln jedoch möglicherweise nicht realistisch die Angst wider, die während des täglichen Lebens induziert wird. Dieses Protokoll beschreibt ein neuartiges Angstmodell, das die absichtlichen oder unbeabsichtigten Muster sozialer Isolation im modernen Leben nachahmt. Das durch soziale Isolation induzierte Angstmodell minimiert wahrgenommene Ablenkungen und Invasivität und verwendet Wildtyp-C57BL/6-Mäuse. In diesem Protokoll werden 6 bis 8 Wochen alte Mäuse (männlich und weiblich) einzeln in undurchsichtigen Käfigen untergebracht, um die äußere Umgebung, wie benachbarte Mäuse, für 4 Wochen visuell zu blockieren. Es werden keine Umweltanreicherungen (wie Spielzeug) bereitgestellt, das Einstreumaterial wird um 50% reduziert, jede Behandlung des Arzneimittels wird als Agarform verabreicht und die Exposition / Handhabung der Mäuse wird minimiert. Sozial isolierte Mäuse, die mit diesem Protokoll erzeugt wurden, zeigen ein größeres angstähnliches Verhalten, Aggression sowie eine verminderte Kognition.

Alle repräsentativen Ergebnisse und Zahlen wurden aus unseren aktuellen Veröffentlichungen22,23 modifiziert. Um die Auswirkungen sozialer Isolation auf Angst und exploratives Verhalten zu bewerten, wurden EPM- und OF-Tests 24 Stunden nach dem Enddatum der 4-wöchigen sozialen Isolationsphase durchgeführt. Sozial isolierte Mäuse verbrachten signifikant weniger Zeit im offenen Arm (1,28 ± 0,17 min) als die Kontrolle (2,31 ± 0,27 min) und eine signifikant län...

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Social Isolation Model: A Noninvasive Rodent Model of Stress and Anxiety

Hier wird ein durch soziale Isolation (SI) induziertes Angstmausmodell vorgestellt, das Wildtyp-C56BL / 6J-Mäuse verwendet, um Stress und angstähnliches Verhalten mit minimaler Handhabung und ohne invasive Verfahren zu induzieren. Dieses Modell spiegelt moderne Lebensmuster sozialer Isolation wider und ist ideal für die Untersuchung von Angstzuständen und verwandten Störungen.

Soziales Isolationsmodell: Ein nichtinvasives Nagetiermodell für Stress und Angst

Anxiety disorders are one of the leading causes of disability in the United States (US). Current treatments are not always effective and less than 50% of ...

Dieses Modell ahmt das menschliche, soziale, isolierte Leben nach und ist eine nichtinvasive und einfache Möglichkeit, ein Modell für Angst und leichte kognitive Beeinträchtigung zu erstellen. Diese Technik erfordert nur die geeigneten Haltungsbedingungen und Behandlungsschnecken und erfordert keine langwierigen Prozesse wie Injektionen oder genetische Manipulation. Für die soziale Isolation der Tiere nehmen Sie einen Standard-Mauskäfig mit einer Quadratfläche von 75 Zoll.Fügen Sie die Hälfte der Bettwäsche und ein quadratisches Stück Baumwolle zum Nisten hinzu. Wickeln Sie die Außenseite der Käfigwände in undurchsichtige schwarze Plastiktüten, ohne dass ein Segment des Beutels von innen zugänglich ist. Sichern Sie den Beutel mit Klebeband und stellen Sie sicher, dass die äußere Umgebung oder Umgebung des Tieres nicht sichtbar ist.Lassen Sie die Ober- und Unterseite des Käfigs unverpackt, es sei denn, die Mäuse können benachbarte Tiere durch sie hindurch sehen. Halten Sie die Kontrollmäuse in Gruppen von zwei oder drei unter normalen Käfigbedingungen in einem Standard-Mauskäfig mit voller Menge Bettwäsche, einem zwei Zoll großen quadratischen Stück Baumwolle oder einem gleichwertigen Stück Baumwolle zum Nisten, ohne Umhüllung von undurchsichtigen Taschen. Stellen Sie sicher, dass die in der Gruppe untergebrachten Mäuse ohne Konflikte kompatibel sind.Wenn nicht, schließen Sie den Angreifer von der Analyse aus. Wechseln Sie die Käfige nur einmal pro Woche während des Dunkelzyklus, wobei derselbe Plastikbeutel in einen neuen Käfig umgewickelt wird, es sei denn, es liegt ein erheblicher Schaden vor. Bei Kontrollmäusen wechseln Sie die Käfige zweimal pro Woche oder öfter während des Dunkelzyklus.Isolieren Sie die Mäuse für mindestens vier Wochen, um die optimalen Ergebnisse zu beobachten. Um die Behandlung vorzubereiten, fügen Sie 3% Agar zu entionisiertem Wasser hinzu und lösen Sie es bei etwa 90 Grad Celsius mit einer Heizplatte oder Mikrowelle auf. Verhindern Sie, dass die sprudelnde Lösung verschüttet oder überkocht.Schwenken Sie die Lösung, bis sie homogen wird. Während die Lösung noch warm ist, fügen Sie 5% Saccharose hinzu. Schwenken Sie die homogene Lösung, bevor Sie die Lösung in eine Form gießen.Lassen Sie es abkühlen und erstarren Sie bei Raumtemperatur oder 4 Grad Celsius. Bei einer lichtempfindlichen Behandlung die Form vor Licht schützen. Nach dem Erstarren schneiden Sie den Agar in Würfel von 0,5 mal 0,5 mal 0,5 Zentimetern und lagern Sie ihn bis zur Verabreichung bei 4 Grad Celsius.Verabreichen Sie die Behandlung zu geplantem Zeitpunkt und in der geplanten Häufigkeit mit so wenig Handhabung wie möglich. Legen Sie einen einzelnen Würfel ruhig und vorsichtig auf ein kleines Boot oder ein gleichwertiges Boot, wie die Kappe einer 50-Milliliter-Chronikröhre während der Dunkelphase des hellen Dunkelzyklus, ohne die Maus zu berühren. Lassen Sie die Maus das Agar verzehren.Nachdem Sie den vollständigen Verbrauch des Agars bestätigt haben, entfernen Sie vorsichtig das Wegboot aus dem Käfig und wiederholen Sie dies bei Bedarf. Sozial isolierte Mäuse verbringen im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant weniger Zeit im offenen Arm und deutlich länger im geschlossenen Arm. Im Freilandtest legten sozial isolierte Mäuse weniger Strecken zurück, zogen sich weniger auf und verbrachten mehr Zeit in den Kurven.In ähnlicher Weise verbrachten sie weniger Zeit im zentralen Bereich als die Kontrolle, was auf ein verstärktes angstähnliches Verhalten hinweist. Sozial isolierte Mäuse zeigten auch eine reduzierte Erkennung neuartiger Objekte und neuartiger Kontexte im Vergleich zur Kontrolle, was auf kognitive Beeinträchtigungen hindeutet. Diese Technik ermöglicht es uns, die Entwicklung von Angstzuständen und kognitiven Beeinträchtigungen und nicht nur das Ergebnis der Störungen zu untersuchen.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

Die Kombination TMS und fMRT dem Standard-Modus Netzwerk Untersuchen

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

Forschung

Neurowissenschaften

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

TMS: Mit dem Theta-Burst-Protokoll zu Mechasnism der Plastizität in Individuen sich mit Fragile X-Syndrom und Autismus

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

State-Dependency Effects on TMS:  A Look at Motive Phosphene Behavior

State-Dependency Auswirkungen auf TMS: Ein Blick auf Motive Phosphene Behavior

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate ...

The NeuroStar TMS Device: Conducting the FDA Approved Protocol for Treatment of Depression

Die Neurostar TMS Device: Die Durchführung der FDA genehmigten Protokoll für die Behandlung von Depression

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic ...

Hyponeophagia: A Measure of Anxiety in the Mouse

Hyponeophagia: A Measure of Anxiety in der Maus

Before the present day, when fast-acting and potent rodenticides such as alpha-chloralose were not yet in use, the work of pest controllers was often ...

Isolation of Cerebrospinal Fluid from Rodent Embryos for use with Dissected Cerebral Cortical Explants

Isolierung von Liquor aus Rodent Embryonen für die Verwendung mit Dissected Cerebral Kortikale Explantate

The CSF is a complex fluid with a dynamically varying proteome throughout development and in adulthood. During embryonic development, the nascent CSF ...

High-density Electroencephalographic Acquisition in a Rodent Model Using Low-cost and Open-source Resources

Mit hoher Dichte Elektroenzephalographische Acquisition in einem Nagetiermodell unter Verwendung von Low-Cost-und Open-Source-Ressourcen

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network ...

Isolation and Culture of Rodent Microglia to Promote a Dynamic Ramified Morphology in Serum-free Medium

Isolation und Kultur von Nagetier Microglia zur Förderung einer dynamisches verzweigt Morphologie in serumfreien Medium

Microglia represent 5 - 10% of all central nervous system (CNS) cells and are increasingly drawing attention due to their contributions during ...

A Protocol for Transcranial Photobiomodulation Therapy in Mice

Ein Protokoll für die transkranielle Photobiomodulation Therapie bei Mäusen

Transcranial photobiomodulation is a potential innovative noninvasive therapeutic approach for improving brain bioenergetics, brain function in a wide ...

Implantation of Osmotic Pumps and Induction of Stress to Establish a Symptomatic, Pharmacological Mouse Model for DYT/PARK-ATP1A3 Dystonia

Implantation von osmotischen Pumpen und Induktion von Stress zur Etablierung eines symptomatischen, pharmakologischen Mausmodells für DYT/PARK-ATP1A3 Dystonie

Genetically modified mouse models face limitations, especially when studying movement disorders, where most of the available transgenic rodent models do ...