Name: social isolation model: a noninvasive rodent model of stress and anxiety
Uploaded: 2022-11-11T14:20:00
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Este trabajo fue financiado por la subvención AA17991 del Instituto Nacional de Salud (a J.L.), Carefree Biotechnology Foundation (a J.L.), University of Southern California (USC), USC Graduate School Travel/Research Award (a S.W.) Beca de Misión Cultural de Arabia Saudita (a A.A.O.) y Programa de Becas de Profesiones de la Salud del Ejército (a A.S.S.).

Todos los experimentos con animales se realizan de acuerdo con los protocolos aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) de la Universidad del Sur de California (USC), y todos los métodos se llevan a cabo de acuerdo con las pautas, regulaciones y recomendaciones relevantes.
1. Animales
<ol><li>Obtener la aprobación de los comités de cuidado de animales apropiados para el estudio.</li>
	<li>Ajuste el vivero a un ciclo de luz oscura de 12 h ...

<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. 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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>

Los pasos críticos en el protocolo incluyen la configuración adecuada de las jaulas de aislamiento social (es decir, envolver bolsas opacas y reducir la cantidad de ropa de cama), minimizar el manejo y la perturbación de los ratones durante todo el período de aislamiento y asegurarse de que los ratones obtengan y consuman el agar con el medicamento por completo. Es fundamental que la condición del vivero o de la vivienda se mantenga a una temperatura y humedad constantes, así como que se minimicen las inte...

Los trastornos de ansiedad representan la mayor clase y carga de enfermedades mentales en los Estados Unidos (EE.UU.), con costos anuales relacionados que superan los US $ 42 mil millones 1,2,3. En los últimos años, la ansiedad y el estrés han aumentado la prevalencia del suicidio y la ideación suicida en más del 16%4. Los pacientes con enfermedades crónicas son especialmente vulnerables a los efectos secundarios no deseados de la angustia mental o la reducción de la función cognitiva5. Los tratamientos actuales para la ansiedad incluyen psicoterapia, medicamentos o una combinación de ambos6. Sin embargo, a pesar de esta crisis, menos del 50% de los pacientes logran la remisión completa 6,7. Los ansiolíticos como las benzodiazepinas (BZ) y los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS) tienen inconvenientes significativos o producen poco o ningún efecto inmediato8. Además, existe una relativa escasez de nuevos ansiolíticos en desarrollo, desafiada por el costoso y lento proceso de desarrollo de fármacos 9,10.
Un paso crítico en el proceso de desarrollo de medicamentos es el establecimiento y la utilización de un modelo animal, como ratones, para estudiar cambios patológicos y probar la seguridad y eficacia de los medicamentos11. Los enfoques actuales para establecer modelos animales de ansiedad incluyen 1) manipulación genética, como eliminar los receptores de serotonina (5-HT1A) o el receptor A del ácido γ-aminobutírico A (GABAAR) α subunidades12; 2) administrar crónicamente inductores de ansiedad como corticosterona o lipopolisacáridos (LPS)13,14; o 3) administrar el estrés ambiental, incluida la derrota social y la separación materna15. Sin embargo, estos métodos pueden no reflejar de manera realista la ansiedad inducida a lo largo de la vida diaria y, por lo tanto, pueden no ser adecuados para investigar el mecanismo subyacente o probar nuevos medicamentos.
Al igual que los humanos, los ratones y las ratas son criaturas altamente sociales16,17,18. El contacto social y las interacciones sociales son esenciales para una salud cerebral óptima y son fundamentales para el desarrollo neurológico adecuado durante el período de crianza19. Así, la separación materna o aislamiento social durante el período de crianza resulta en ratones que muestran más ansiedad, depresión y cambios en la neurotransmisión20. Además, el aseo social o allogrooming es una forma común de comportamiento de unión o reconfortante entre ratones y ratas que viven juntos21. Por lo tanto, la socialización es una parte integral de la vida de los roedores, y el aislamiento afecta negativamente su salud.
En este contexto, el presente protocolo describe un nuevo modelo de ansiedad para imitar los patrones intencionales o no intencionales de aislamiento social en la vida moderna. Este modelo de aislamiento social (SI) minimiza las distracciones percibidas y la invasividad y utiliza ratones adultos de tipo salvaje C57BL / 6 y ratas Sprague-Dawley (SD). El protocolo presentado aquí se centra en el modelo de ratones de ansiedad basado en nuestra evidencia publicada, que mostró un aumento del comportamiento similar a la ansiedad, agresión, disminución de la cognición y aumento de la neuroinflamación como resultado del aislamiento social22,23,24. El comportamiento similar a la ansiedad se confirma mediante las pruebas de laberinto elevado plus (EPM) y campo abierto (OF), mientras que la función cognitiva se mide mediante pruebas de reconocimiento de objetos novedosos (NOR) y reconocimiento de contexto novedoso (NCR). Este modelo es útil para investigar la ansiedad y los trastornos relacionados, pero también se puede adaptar o modificar para estudiar la progresión natural y el desarrollo del deterioro cognitivo leve, así como los cambios metabólicos debidos al estrés.

<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

Los trastornos de ansiedad son una de las principales causas de discapacidad en los Estados Unidos (EE.UU.). Los tratamientos actuales no siempre son efectivos y menos del 50% de los pacientes logran la remisión completa. Un paso crítico en el desarrollo de un nuevo ansiolítico es desarrollar y utilizar un modelo animal, como ratones, para estudiar cambios patológicos y probar objetivos, eficacia y seguridad de los medicamentos. Los enfoques actuales incluyen la manipulación genética, la administración crónica de moléculas que inducen ansiedad o la administración de estrés ambiental. Estos métodos, sin embargo, pueden no reflejar de manera realista la ansiedad inducida a lo largo de la vida diaria. Este protocolo describe un nuevo modelo de ansiedad, que imita los patrones intencionales o no intencionales de aislamiento social en la vida moderna. El modelo de ansiedad inducida por el aislamiento social minimiza las distracciones percibidas y la invasividad y utiliza ratones salvajes tipo C57BL / 6. En este protocolo, los ratones de 6 a 8 semanas de edad (machos y hembras) se alojan individualmente en jaulas opacas para bloquear visualmente el entorno externo, como los ratones vecinos, durante 4 semanas. No se proporcionan enriquecimientos ambientales (como juguetes), el material de cama se reduce en un 50%, cualquier tratamiento de medicamento se administra como una forma de agar y se minimiza la exposición / manipulación de los ratones. Los ratones socialmente aislados generados usando este protocolo exhiben un mayor comportamiento similar a la ansiedad, agresión, así como disminución de la cognición.

Todos los resultados y cifras representativos fueron modificados de nuestras publicaciones recientes22,23. Para evaluar los efectos del aislamiento social sobre la ansiedad y el comportamiento exploratorio, se realizaron pruebas EPM e OF 24 h después de la fecha de finalización del período de aislamiento social de 4 semanas. Los ratones socialmente aislados pasaron significativamente menos tiempo en el brazo abierto (1,28 ± 0,17 min) en comparación con el co...

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

Aquí se presenta un modelo de ratón de ansiedad inducida por aislamiento social (SI) que utiliza ratones salvajes tipo C56BL / 6J para inducir estrés y comportamiento similar a la ansiedad con un manejo mínimo y sin procedimientos invasivos. Este modelo refleja los patrones de vida modernos de aislamiento social y es ideal para estudiar la ansiedad y los trastornos relacionados.

Modelo de aislamiento social: un modelo no invasivo de estrés y ansiedad para roedores

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 ...

Este modelo imita la vida social y aislativa humana y es una forma no invasiva y sencilla de crear un modelo de ansiedad y deterioro cognitivo leve. Esta técnica solo requiere las condiciones adecuadas de alojamiento y barrena de tratamiento, y no requiere procesos tediosos como inyecciones o manipulación genética. Para el aislamiento social de los animales, tome una jaula de ratón estándar con un espacio de piso cuadrado de 75 pulgadas.Agregue la mitad de la cantidad de ropa de cama y un pedazo cuadrado de algodón de una pulgada para anidar. Envuelva el exterior de las paredes de la jaula en bolsas de plástico negras opacas sin ningún segmento de la bolsa accesible desde el interior. Asegure la bolsa con cinta adhesiva y asegúrese de que el entorno exterior del animal o los alrededores no sean visibles.Deje la parte superior e inferior de la jaula sin envolver a menos que los ratones puedan ver a los animales vecinos a través de ellos. Mantenga a los ratones de control en grupos de dos o tres en condiciones normales de jaula en una jaula de ratón estándar con una cantidad completa de ropa de cama, una pieza cuadrada de algodón de dos pulgadas o equivalente para anidar, sin envolver bolsas opacas. Asegúrese de que los ratones alojados en grupo sean compatibles sin conflictos.Si no es así, excluya al agresor del análisis. Cambie las jaulas solo una vez a la semana durante el ciclo oscuro con la misma bolsa de plástico envuelta en una jaula nueva a menos que haya daños significativos. Para los ratones de control, cambie las jaulas dos veces por semana o más durante el ciclo oscuro.Continúe aislando a los ratones durante al menos cuatro semanas para observar los resultados óptimos. Para preparar el tratamiento, agregue 3% de agar al agua desionizada y disuélvalo a aproximadamente 90 grados centígrados con una placa calefactora o microondas. Evite que la solución burbujeante se derrame o hierva.Agite la solución hasta que se vuelva homogénea. Mientras la solución aún está caliente, agregue sacarosa al 5%. Agite la solución homogénea antes de verter la solución en un molde.Deje que se enfríe y solidifique a temperatura ambiente o 4 grados centígrados. En el caso de un tratamiento sensible a la luz, proteja el molde de la luz. Una vez solidificado, cortar el agar en cubos de 0,5 por 0,5 por 0,5 centímetros y almacenar a 4 grados centígrados hasta la administración.Administre el tratamiento en el momento y la frecuencia planificados con la menor manipulación posible. Coloque silenciosa y cuidadosamente un solo cubo en un bote pequeño o equivalente, como la tapa de un tubo de crónica de 50 mililitros durante la fase oscura del ciclo de oscuridad clara sin tocar el mouse. Permite que el ratón consuma el agar.Después de confirmar el consumo completo del agar, retire cuidadosamente el bote de la jaula y repita según sea necesario. Los ratones socialmente aislados pasan significativamente menos tiempo en el brazo abierto y un tiempo significativamente más largo en el brazo cerrado en comparación con el grupo de control. En la prueba de campo abierto, los ratones socialmente aislados viajaron menos distancia, criaron menos y pasaron más tiempo en las esquinas.Del mismo modo, pasaron menos tiempo en el área central que en el control, lo que indica un comportamiento mejorado similar a la ansiedad. Los ratones socialmente aislados también mostraron un reconocimiento reducido de objetos nuevos y contexto novedoso en comparación con el control, lo que sugiere deterioro cognitivo. Esta técnica nos permite estudiar el desarrollo de la ansiedad y el deterioro cognitivo en lugar de solo el resultado de los trastornos.

Research

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Neuroscience

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