Name: social isolation model: a noninvasive rodent model of stress and anxiety
Uploaded: 2022-11-11T14:20:00
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Questo lavoro è stato finanziato dal National Institute of Health grant AA17991 (a J.L.), Carefree Biotechnology Foundation (a J.L.), University of Southern California (USC), USC Graduate School Travel / Research Award (a S.W.) Borsa di studio della missione culturale dell'Arabia Saudita (ad A.A.O.) e programma di borse di studio per le professioni sanitarie dell'esercito (all'ASS).

Tutti gli esperimenti sugli animali vengono eseguiti secondo i protocolli approvati dal Comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali (IACUC) della University of Southern California (USC) e tutti i metodi sono eseguiti in conformità con le linee guida, i regolamenti e le raccomandazioni pertinenti.
1. Animali
<ol><li>Ottenere l'approvazione da parte dei comitati appropriati per la cura degli animali per lo studio.</li>
	<li>Impostare il vivaio su un ciclo buio-ch...

<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. J., 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=Effects+of+the+COVID-19+pandemic+on+suicidal+ideation+in+a+representative+Australian+population+sample-Longitudinal+cohort+study.">Effects of the COVID-19 pandemic on suicidal ideation in a representative Australian population sample-Longitudinal cohort study.</a> Journal of Affective Disorders. 300, 385-391 (2022).</li><li>Ismail, I. I., Kamel, W. A., Al-Hashel, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+of+COVID-19+pandemic+and+rate+of+cognitive+decline+in+patients+with+dementia+and+mild+cognitive+impairment:+a+cross-sectional+study.">Association of COVID-19 pandemic and rate of cognitive decline in patients with dementia and mild cognitive impairment: a cross-sectional study.</a> Gerontology and Geriatric Medicine. 7, 23337214211005223 (2021).</li><li>. NIMH. Anxiety Disorders Available from: <a target="_blank" href="https://www.nimh.nih.gov/health/topics/anxiety-disorders/index.shtml">https://www.nimh.nih.gov/health/topics/anxiety-disorders/index.shtml</a> (2018)</li><li>Roy-Byrne, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treatment-refractory+anxiety;+definition,+risk+factors,+and+treatment+challenges.">Treatment-refractory anxiety; definition, risk factors, and treatment challenges.</a> Dialogues in Clinical Neuroscience. 17 (2), 191-206 (2015).</li><li>Cassano, G. B., Baldini Rossi, N., Pini, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Psychopharmacology+of+anxiety+disorders.">Psychopharmacology of anxiety disorders.</a> Dialogues in Clinical Neuroscience. 4 (3), 271-285 (2002).</li><li>Garakani, A., 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=Pharmacotherapy+of+anxiety+disorders:+current+and+emerging+treatment+options.">Pharmacotherapy of anxiety disorders: current and emerging treatment options.</a> Frontiers in Psychiatry. 11, 595584 (2020).</li><li>Hutson, P. H., Clark, J. A., Cross, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CNS+target+identification+and+validation:+avoiding+the+valley+of+death+or+naive+optimism.">CNS target identification and validation: avoiding the valley of death or naive optimism.</a> Annual Review of Pharmacology and Toxicology. 57 (1), 171-187 (2017).</li><li>Hart, P. C., Proetzel, G., Wiles, M. 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D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+social+avoidance+and+social+fear.">Animal models of social avoidance and social fear.</a> Cell and Tissue Research. 354 (1), 107-118 (2013).</li><li>Wang, F., Kessels, H. W., Hu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mouse+that+roared:+neural+mechanisms+of+social+hierarchy.">The mouse that roared: neural mechanisms of social hierarchy.</a> Trends in Neurosciences. 37 (11), 674-682 (2014).</li><li>Endo, N., 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=Multiple+animal+positioning+system+shows+that+socially-reared+mice+influence+the+social+proximity+of+isolation-reared+cagemates.">Multiple animal positioning system shows that socially-reared mice influence the social proximity of isolation-reared cagemates.</a> Communications Biology. 1 (1), 225 (2018).</li><li>Netser, S., 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=Distinct+dynamics+of+social+motivation+drive+differential+social+behavior+in+laboratory+rat+and+mouse+strains.">Distinct dynamics of social motivation drive differential social behavior in laboratory rat and mouse strains.</a> Nature Communications. 11 (1), 5908 (2020).</li><li>Krimberg, J. S., Lumertz, F. S., Orso, R., Viola, T. W., de Almeida, R. M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+social+isolation+on+the+oxytocinergic+system:+A+systematic+review+and+meta-analysis+of+rodent+data.">Impact of social isolation on the oxytocinergic system: A systematic review and meta-analysis of rodent data.</a> Neuroscience &amp; Biobehavioral Reviews. 134, 104549 (2022).</li><li>Mumtaz, F., Khan, M. I., Zubair, M., Dehpour, A. 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J., 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+neuroinflammation+and+microglia+overactivation,+while+dihydromyricetin+prevents+and+improves+them.">Social isolation induces neuroinflammation and microglia overactivation, while dihydromyricetin prevents and improves them.</a> Journal of Neuroinflammation. 19 (1), 2 (2022).</li><li>Watanabe, S., 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=Dihydromyricetin+improves+social+isolation-induced+cognitive+impairments+and+astrocytic+changes+in+mice.">Dihydromyricetin improves social isolation-induced cognitive impairments and astrocytic changes in mice.</a> Scientific Reports. 12 (1), 5899 (2022).</li><li>Silva, J., 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=Modulation+of+hippocampal+GABAergic+neurotransmission+and+gephyrin+levels+by+dihydromyricetin+improves+anxiety.">Modulation of hippocampal GABAergic neurotransmission and gephyrin levels by dihydromyricetin improves anxiety.</a> Frontiers in Pharmacology. 11, 1008 (2020).</li><li>Porter, V. 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>

I passaggi critici nel protocollo includono la corretta impostazione delle gabbie di isolamento sociale (cioè l'avvolgimento di sacchetti opachi e la riduzione della quantità di lettiera), riducendo al minimo la manipolazione e il disturbo dei topi durante il periodo di isolamento e assicurandosi che i topi ottengano e consumino completamente l'agar con il farmaco. È fondamentale che il vivaio o le condizioni abitative siano mantenute a temperatura e umidità costanti, nonché a ridurre al minimo le interfere...

I disturbi d'ansia rappresentano la più grande classe e onere di malattie mentali negli Stati Uniti (USA), con costi annuali correlati superiori a US $ 42 miliardi 1,2,3. Negli ultimi anni, l'ansia e lo stress hanno aumentato la prevalenza del suicidio e dell'ideazione suicida di oltre il 16%4. I pazienti con malattie croniche sono particolarmente vulnerabili agli effetti secondari non intenzionali del disagio mentale o alla ridotta funzione cognitiva5. I trattamenti attuali per l'ansia includono psicoterapia, farmaci o una combinazione di entrambi6. Tuttavia, nonostante questa crisi, meno del 50% dei pazienti raggiunge la remissione completa 6,7. Gli ansiolitici come le benzodiazepine (BZ) e gli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI) hanno inconvenienti significativi o producono effetti immediati minimi o nulli8. Inoltre, vi è una relativa scarsità di nuovi ansiolitici in fase di sviluppo, messa alla prova dal costoso e dispendioso processo di sviluppo di farmaci 9,10.
Un passo fondamentale nel processo di sviluppo del farmaco è la creazione e l'utilizzo di un modello animale, come i topi, per studiare i cambiamenti patologici e testare la sicurezza e l'efficacia dei farmaci11. Gli attuali approcci per stabilire modelli animali di ansia includono 1) manipolazione genetica, come l'eliminazione dei recettori della serotonina (5-HT1A) o del recettore dell'acido γ-aminobutirrico A (GABAAR) α subunità12; 2) somministrazione cronica di induttori ansiogeni quali corticosterone o lipopolisaccaridi (LPS)13,14; o 3) amministrare lo stress ambientale, compresa la sconfitta sociale e la separazione materna15. Questi metodi, tuttavia, potrebbero non riflettere realisticamente l'ansia indotta durante la vita quotidiana e quindi potrebbero non essere adatti per indagare il meccanismo sottostante o testare nuovi farmaci.
Come gli esseri umani, topi e ratti sono creature altamente sociali16,17,18. Il contatto sociale e le interazioni sociali sono essenziali per una salute ottimale del cervello e sono fondamentali per un corretto sviluppo neurologico durante il periodo di allevamento19. Pertanto, la separazione materna o l'isolamento sociale durante il periodo di allevamento si traduce in topi che mostrano più ansia, depressione e cambiamenti nella neurotrasmissione20. Inoltre, il social grooming o allogrooming è una forma comune di legame o comportamento confortante tra topi e ratti che vivono insieme21. Pertanto, la socializzazione è parte integrante della vita dei roditori e l'isolamento ha un impatto negativo sulla loro salute.
In questo contesto, il presente protocollo descrive un nuovo modello di ansia per imitare i modelli intenzionali o non intenzionali di isolamento sociale nella vita moderna. Questo modello di isolamento sociale (SI) riduce al minimo le distrazioni percepite e l'invasività e utilizza topi adulti selvatici di tipo C57BL / 6 e ratti Sprague-Dawley (SD). Il protocollo presentato qui si concentra sul modello di topi ansiosi basato sulle nostre prove pubblicate, che hanno mostrato un aumento del comportamento simile all'ansia, aggressività, diminuzione della cognizione e aumento della neuroinfiammazione a causa dell'isolamento sociale22,23,24. Il comportamento ansioso è confermato dai test più elevati più labirinto (EPM) e campo aperto (OF), mentre la funzione cognitiva è misurata dai test di riconoscimento di nuovi oggetti (NOR) e di riconoscimento del nuovo contesto (NCR). Questo modello è utile per studiare l'ansia e i disturbi correlati, ma può anche essere adattato o modificato per studiare la progressione naturale e lo sviluppo del decadimento cognitivo lieve e dei cambiamenti metabolici dovuti allo stress.

<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

I disturbi d'ansia sono una delle principali cause di disabilità negli Stati Uniti (USA). I trattamenti attuali non sono sempre efficaci e meno del 50% dei pazienti raggiunge la remissione completa. Un passo fondamentale nello sviluppo di un nuovo ansiolitico è quello di sviluppare e utilizzare un modello animale, come i topi, per studiare i cambiamenti patologici e testare i bersagli farmacologici, l'efficacia e la sicurezza. Gli approcci attuali includono la manipolazione genetica, la somministrazione cronica di molecole che inducono ansia o la somministrazione di stress ambientale. Questi metodi, tuttavia, potrebbero non riflettere realisticamente l'ansia indotta durante la vita quotidiana. Questo protocollo descrive un nuovo modello di ansia, che imita i modelli intenzionali o non intenzionali di isolamento sociale nella vita moderna. Il modello di ansia indotta dall'isolamento sociale riduce al minimo le distrazioni percepite e l'invasività e utilizza topi selvatici C57BL / 6. In questo protocollo, topi di 6-8 settimane (maschi e femmine) sono alloggiati singolarmente in gabbie opache per bloccare visivamente l'ambiente esterno, come i topi vicini, per 4 settimane. Non vengono forniti arricchimenti ambientali (come i giocattoli), il materiale della lettiera è ridotto del 50%, qualsiasi trattamento del farmaco viene somministrato sotto forma di agar e l'esposizione / manipolazione dei topi è ridotta al minimo. I topi socialmente isolati generati utilizzando questo protocollo mostrano un maggiore comportamento ansioso, aggressività e diminuzione della cognizione.

Tutti i risultati e le cifre rappresentativi sono stati modificati dalle nostre recenti pubblicazioni22,23. Per valutare gli effetti dell'isolamento sociale sull'ansia e sul comportamento esplorativo, i test EPM e OF sono stati eseguiti 24 ore dopo la data di fine del periodo di isolamento sociale di 4 settimane. I topi socialmente isolati hanno trascorso significativamente meno tempo nel braccio aperto (1,28 ± 0,17 min) rispetto al controllo (2,31 ± 0,27 min) ...

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

Presentato qui è un modello murino di ansia indotto dall'isolamento sociale (SI) che utilizza topi selvatici C56BL / 6J per indurre stress e comportamenti ansiosi con una gestione minima e senza procedure invasive. Questo modello riflette i moderni modelli di vita di isolamento sociale ed è ideale per studiare l'ansia e i disturbi correlati.

Modello di isolamento sociale: un modello non invasivo di roditori di stress e ansia

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 ...

Questo modello imita la vita sociale e isolativa umana ed è un modo non invasivo e semplice per creare un modello di ansia e decadimento cognitivo lieve. Questa tecnica richiede solo le condizioni abitative e la coclea di trattamento appropriate e non richiede processi noiosi come iniezioni o manipolazione genetica. Per l'isolamento sociale degli animali, prendi una gabbia per topi standard con uno spazio quadrato di 75 pollici.Aggiungi metà della quantità di biancheria da letto e un pezzo quadrato di cotone da un pollice per la nidificazione. Avvolgere l'esterno delle pareti della gabbia in sacchetti di plastica nera opachi senza segmento del sacchetto accessibile dall'interno. Fissare la borsa con del nastro adesivo e assicurarsi che l'ambiente esterno o l'ambiente circostante dell'animale non siano visibili.Lasciare la parte superiore e inferiore della gabbia non avvolta a meno che i topi non possano vedere gli animali vicini attraverso di loro. Tenere i topi di controllo in gruppi di due o tre in condizioni normali di gabbia in una gabbia per topi standard con una quantità completa di lettiera, un pezzo quadrato di cotone da due pollici o equivalente per la nidificazione, senza avvolgere sacchetti opachi. Assicurarsi che i topi ospitati in gruppo siano compatibili senza conflitti.In caso contrario, escludere l'aggressore dall'analisi. Cambiare le gabbie solo una volta alla settimana durante il ciclo buio con lo stesso sacchetto di plastica riavvolto in una nuova gabbia a meno che non siano presenti danni significativi. Per i topi di controllo, cambiare le gabbie due volte a settimana o più durante il ciclo buio.Continuare a isolare i topi per almeno quattro settimane per osservare i risultati ottimali. Per preparare il trattamento, aggiungere il 3% di agar all'acqua deionizzata e scioglierla a circa 90 gradi Celsius utilizzando una piastra riscaldante o un forno a microonde. Evitare che la soluzione gorgogliante si rovesci o bollisca.Agitare la soluzione fino a quando non diventa omogenea. Mentre la soluzione è ancora calda, aggiungere il 5% di saccarosio. Ruotare la soluzione omogenea prima di versare la soluzione in uno stampo.Lasciare raffreddare e solidificare a temperatura ambiente o 4 gradi Celsius. In caso di trattamento sensibile alla luce, proteggere lo stampo dalla luce. Una volta solidificato, tagliare l'agar a cubetti di 0,5 per 0,5 per 0,5 centimetri e conservare a 4 gradi Celsius fino alla somministrazione.Somministrare il trattamento nei tempi e nella frequenza pianificati con la minor manipolazione possibile. Posiziona silenziosamente e con attenzione un singolo cubo su una piccola barca o equivalente, come il tappo di un tubo cronico da 50 millilitri durante la fase oscura del ciclo buio della luce senza toccare il mouse. Lasciare che il mouse consumi l'agar.Dopo aver confermato il consumo completo dell'agar, rimuovere con cura la barca dalla gabbia e ripetere se necessario. I topi socialmente isolati trascorrono molto meno tempo nel braccio aperto e un tempo significativamente più lungo nel braccio chiuso rispetto al gruppo di controllo. Nel test in campo aperto, i topi socialmente isolati hanno percorso meno distanza, allevato meno e trascorso più tempo negli angoli.Allo stesso modo, hanno trascorso meno tempo nell'area centrale rispetto al controllo, indicando un comportamento simile all'ansia. I topi socialmente isolati hanno anche mostrato un ridotto riconoscimento di nuovi oggetti e nuovi contesti rispetto al controllo, suggerendo un deterioramento cognitivo. Questa tecnica ci permette di studiare lo sviluppo dell'ansia e del deterioramento cognitivo piuttosto che solo l'esito dei disturbi.

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