Biol Psychiatry. Szerzői kézirat; elérhető a PMC 2015 Oct 1-ban.
Végleges szerkesztett formában megjelent:
Biol Psychiatry. 2014 okt. 1; 76 (7): 550 – 558.
Megjelent online 2014 Jan 8. doi: 10.1016 / j.biopsych.2013.12.014
PMCID: PMC4087093
NIHMSID: NIHMS564517
Rachel J. Donahue,1 John W. Muschamp,1 Scott J. Russo,2 Eric J. Nestler,2 és a William A. Carlezon, Jr.1
A kiadó ennek a cikknek a végleges szerkesztett változata elérhető a következő weboldalon: Biol Psychiatry
Lásd a PMC egyéb cikkeit idéz a közzétett cikket.
Absztrakt
Háttér
A krónikus társadalmi vereség (CSDS) folyamatos viselkedést alkalmaz az egerekben. Sok viselkedési vizsgálatban nehéz lehet meghatározni, hogy ezek az adaptációk tükrözik-e a depresszió központi jeleit. Tanulmányokat terveztünk a CSDS jutalmakra gyakorolt hatásainak jellemzésére, mivel az anhedonia (csökkent jutalom érzékenység) az emberek depressziós rendellenességeinek meghatározó jellemzője. Megvizsgáltuk a striatális ΔFosB túlzott expresszió vagy az N-metil-D-aszpartát antagonista ketamin hatását is, amelyek mind a rugalmasságot elősegítik a jutalomfüggvény és a társadalmi interakció CSDS-indukált változásaiban.
Mód
Intracranialis önstimulációt (ICSS) használtunk a CSDS-indukált jutalom-változások számszerűsítésére. Az egereket oldalirányú hypothalamikus (LH) elektródákkal ültettük be, és az ICSS küszöbértékeket minden 10 napi CSDS-szekció után, és 5-napos helyreállítási időszak alatt mérjük. Azt is megvizsgáltuk, hogy a ketamin (2.5 – 20 mg / kg, intraperitoneális) akut beadása megfordítja-e a CSDS-indukált hatásokat a jutalomra, vagy külön egerekben a társadalmi kölcsönhatást.
Eredmények
A CSDS megnövelte az ICSS küszöbértékeket, jelezve az LH stimuláció (anhedonia) jutalmazó hatásának csökkenését. Ezt a hatást az AFosB-t striatumban túlzott mértékben expresszáló egerekben csillapították, összhangban ezzel a transzkripciós faktor pro-rugalmas hatásával. A CSDS-kezelés befejezése után beadott ketamin magas, de nem alacsony dózisai legyengítették a legyőzött egerek társadalmi elkerülését, bár ez a hatás átmeneti volt. A ketamin nem gátolta a CSDS által indukált anhedóniát az ICSS tesztben.
Következtetések
Eredményeink azt mutatják, hogy a CSDS folyamatos anhedóniát vált ki, és megerősíti, hogy az ΔFosB túlexpresszió stressz-rugalmasságot eredményez. Azt is jelzik, hogy az akut ketamin nem gyengíti a CSDS által kiváltott anhedóniát az egyéb depresszióval kapcsolatos viselkedési rendellenességek csökkentése ellenére.
BEVEZETÉS
A krónikus stressz a szorongás és a depressziós rendellenességek etiológiájában és patofiziológiájában szerepet játszik.1-3). Bár ezek a betegségek egyre gyakoribbak (4), és tartósak és ellenállóak a jelenlegi kezelésekkel szemben.5,6), a mechanizmusok, amelyekkel a stressz kiváltja őket, továbbra is \ t7). A depressziós modellek validálása kulcsfontosságú a stressz következményeinek jobb megértése, az affektív zavarok neurobiológiájának megértése, valamint új stresszellenes és antidepresszáns kezelések kifejlesztése.
A depresszió állatmodelljei arra utalnak, hogy képesek arra, hogy utánozzák vagy termeljék az emberi rendellenességek központi tüneteit, beleértve a társadalmi elkerülést és az anhedóniát (az érzékenység csökkenése) (8,9). A krónikus társadalmi vereség (CSDS) egyre inkább kihasználható modell, amely kihasználja a területi agresszió etológiai jelentőségét (10,11) és ezeket a központi tüneteket a szacharózra és más természetes jutalmakra gyakorolt társadalmi interakciókat és preferenciákat meghatározó vizsgálatokban értékeli (12-14). Továbbá, a CSDS-hatások megfordulnak a fluoxetin vagy az imipramin krónikus, de nem akut beadásával (12,15,16), az antidepresszáns gyógyszerkészítmények széles körben alkalmazhatók az emberek depressziós rendellenességeinek kezelésére. Ezzel szemben a standard anxiolitikus gyógyszerek hatástalanok (12). Így a CSDS-nek úgy tekinthető, hogy rendelkezik építési, arc- és predikciós érvényességgel (10). Javasolták azonban, hogy a CSDS által kiváltott viselkedések alapja a szorongás (17,18), és amit a szacharóz-preferencia tesztekben gyakran értelmeznek anhedonianak, valójában a szorongás-fokozott neofóbiát tükrözheti.
Jelen tanulmányok elsődleges célja az volt, hogy megvizsgáljuk a CSDS képességét, hogy a depresszív, de nem szorongásos zavarok egyik fő jellemzőjét képező anhedóniát hozza létre.8). Intrakraniális önstimulációt (ICSS) használtunk, amelyben az egerek önkiszolgálják az elektromos agyi stimulációt, és közvetlenül értékelik a CSDS hatásait a jutalomérzékenységre (19,20). Az ICSS viselkedése rágcsálókban gyengül olyan körülmények között, amelyek depresszív állapotokat okoznak az emberekben, beleértve a kábítószer-visszavonást is (21-25), kiszámíthatatlan és krónikus enyhe stressz (26,27) és kappa-opioid receptor agonisták beadása (28,29). Pontosabban, ezek a kezelések növelik a küszöbfrekvenciát, amelyen a stimuláció támogatja az reagálást, az anhedonia indikátora (19). Továbbá az ICSS paradigma lehetővé teszi a jutalmak érzékenységében bekövetkező manipuláció által kiváltott változások időbeli tanulmányozását, és nem érinti a szorongás és a telítettséggel kapcsolatos tényezőket, amelyek összekapcsolják a jutalomrendszer működésének értékelésére használt más paradigmákat (pl. Szacharóz preferencia, nem, drogok) visszaélés) (19).
Ezzel párhuzamosan megvizsgáltuk a ketamin, egy NMDA receptor antagonista képességét (30), hogy mérsékeljék a CSDS-ek társadalmi elkerülése és az ICSS-küszöbértékek hatásait. Míg a standard antidepresszáns kezelések késleltették a terápiás hatékonyságot (gyakran több hét), a közelmúltbeli vizsgálatok azt mutatják, hogy a ketamin egyszeri adagja gyors (bár átmeneti) antidepresszáns választ adhat a depressziós betegeknél (31-37) - beleértve a kezelést nem biztosító betegeket is.32,34,38,39) - és az antidepresszáns-szerű hatások számos depressziós modellben (40-51). Annak meghatározása, hogy a ketamin terápiás jellegű hatásai amnestic (tanulás és memória zavaró) hatásokkal járnak-e, amelyek gyakran kapcsolódnak az NMDA antagonistákhoz (52,53) vagy szorongásgátló hatások (43) a passzív elkerülés és a magas rangú labirintus (EPM) tesztek teljesítményét vizsgáltuk. Annak megítélése érdekében, hogy lehetséges-e a CSDS hatásainak enyhítése az ICSS-en, olyan tanulmányokat használtunk, amelyek ΔFosB-t túlzottan kifejező egereket alkalmaztak, amelyek kevésbé érzékenyek (rugalmasak) a CSDS-re (54).
ANYAGOK ÉS METÓDUSOK
Állatok és gyógyszerek
Férfi C57BL / 6J egereket (6-8 hét) vásároltunk a Jackson Laboratories-tól (Bar Harbor, ME), és a hím CD1 egereket (nyugdíjas tenyésztők) a Charles River Laboratories-tól (Wilmington, MA) vásároltuk. Az AFosB-t túlzottan expresszáló indukálható bitransgénikus hím egereket NSE-tTA (A vonal) és TetOP-AFosB (A11 vonal) egerekből kereszteztük, és teljesen visszafelé egy C57BL / 6J háttérre tetraciklin által szabályozott génexpressziós rendszer alkalmazásával (55). Az AFosB egereket doxiciklinet (DOX) tartalmazó vízen (100 μg / ml) (Sigma, St. Louis, Missouri) emeltük, amely elnyomja a transzgén expressziót. Kísérleteket végeztünk ~ 8 héttel a DOX megszakítása után, amikor a ΔFosB transzgén expressziója maximális (ΔFosB – ON csoport) (55). Az egerek fele a kísérlet alatt a DOX-en maradt, hogy kontrollként szolgáljon (ΔFosB-Control csoport). Az egerek szabad hozzáférést kaptak az élelmiszerhez és a vízhez, és 12-h fény / sötét ciklusban tartották. Minden eljárást a Nemzeti Egészségügyi Intézetek és a McLean Kórház szakpolitikáinak megfelelően hajtottak végre. A ketamint a Sigma-Aldrich (St. Louis, MO) cégtől szereztük be, 0.9% sóoldatban (hordozó) oldottuk, és intraperitoneálisan (IP) adtuk be 10 ml / kg-nál. A kontroll egerek azonos kezeléseket kaptak, mint a legyőzött egerek.
Viselkedési manipulációk és tesztek
A CSDS a korábban leírtak szerint történt (10,12). A CD1 egereket (rezidensek) konzisztens agresszív viselkedés (szűrési késleltetés <30 sec alatt, 3 egymást követő szűrővizsgálaton) szűrjük. A betolakodó (legyőzött) egeret mind a 10 egymást követő napon a rezidens egér otthoni házába helyezték, és 10 percig tartó társadalmi stressznek tették ki. A vereség után az egereket egy perforált plexi elválasztóval választották el a ketrecben, amely lehetővé tette a folyamatos védett érzékszervi expozíciót. A legyőzött egereket minden nap új lakónak és ketrecnek tették ki. A kontroll egereket naponta kezeltük, és ugyanabban a ketrecben helyeztük el, mint a legyőzött egereket, de szemben egy fajspecifikus egérrel. Külön csoportokat használtunk az ICSS és a társadalmi interakció (SI) kísérletekhez.
Az ICSS-t a korábban leírtak szerint végeztük (19,28). Röviden, az egereket (25 – 30 g) beültettük az oldalsó hypothalamus (LH) irányába irányuló monopoláris elektródákkal. Az egereket az 15 stimulációs frekvencia kísérletek (0.05 log10 egységnyi lépések), 4 naponta, a minimális effektív áram mellett. A CSDS és a kontroll csoportok egyenértékű minimális árammal rendelkeztek (~ 75 μA). Az ICSS-küszöbértékeket (Theta-0) a legkisebb négyzetek sorában a legjobb illeszkedés elemzéssel számítottuk ki (19,56). A stabil kiindulási küszöbértékek megállapítása után (+/− 15% 5 egymást követő napokban; BL1-5) az egereket CSDS-nek vetettük alá 10 napokra (D1-10). Az egereket kezdetben két csoportra osztottuk, hogy teszteljék, hogy a CSDS hatásai az ICSS küszöbértékekre attól függnek-e, hogy mennyi idő áll fenn a vereségszakasz és az ICSS teszt között: az egereket a hosszú intervallumú (LInt) csoportban ICSS ~ 16 órákban teszteltük a vereség után, mivel a rövid intervallumú (ShInt) csoportban az egereket ICSS ~ 6 órákban teszteltük a vereség után (1A ábra). A CSDS-t követően az egereket visszavittük a ketreceikbe, és az 5-napokra (P1-5) az ICSS-ben végzett vereséget teszteltük. A ketamin kísérletekhez az egerek vivőanyagot vagy ketamint (20 mg / kg) kaptak 1 óra után a végső vereséget követően.
A ketamin-hatások SI-re való felmérése céljából az egerek hordozót, alacsony (2.5 mg / kg) vagy magas (20 mg / kg) ketamin 24 adagot kaptak a CSDS első napja (0) vagy 1 óra után a végső vereség (10 nap). Az egereket az interakciós arénához szoktattuk vörös fényben 15 percig a CSDS 8-10 napján. Huszonnégy órával a végső vereséges munkamenet után (11 nap) a társadalmi megközelítés viselkedése egy ismeretlen CD-1 jelenlétében, amelyet egy drót ketrecbe zárt, az előzőekben leírtak szerint történt.12, 57), kisebb módosításokkal. Az SI pontszámok azt az időt határozták meg, amelyet az egér 1 perc alatt töltött egy CD-2.5-et (szociális célpontot) tartalmazó ház közelében, összehasonlítva azzal az idővel, amikor a célház üres volt. Mivel a kontroll egerek több időt töltenek kölcsönhatásban egy jelenlévő társadalmi céllal, 1-es SI-pontszámot (egyenlő idő a társadalmi cél közelében, szemben az üres házzal) határértékként használtak: az SI> 1-es pontszámokat „stressz-ellenállónak” és < 1-et „stressz-fogékonynak” tekintettek (13). A legyőzött egerek szelektív és rugalmas alpopulációkba történő szegregációját kiterjedt viselkedési, neurobiológiai és elektrofiziológiai vizsgálatok segítik (13,54).
A passzív elkerülést biztosító kondicionálást Gemini Avoidance System készülékben (San Diego Instruments, San Diego CA) hajtottuk végre, amint azt korábban leírtuk (50) kisebb módosításokkal. Az edzés során az egereket 1 min aklimatizációval kaptuk a fényrekeszhez, mielőtt beléptek a sötét rekeszbe. Miután a sötét rekeszbe keresztmetszetet hajtottunk végre, az egereket két egymást követő 2 sec (elkerülhetetlen) lábnyílással (0.2 mA) kondicionáltuk, majd 1 min. Az egereket a kondicionálás után a hordozóanyag vagy a ketamin (20 mg / kg) 1 óra után kaptuk. A lépésenkénti késleltetést később 24 órákban mértük. A ketamin által a szorongásszerű viselkedésre gyakorolt hatások értékeléséhez az EPM vizsgálat előtt külön egércsoportot kaptunk hordozó vagy ketamin (20 mg / kg) 24 óra. Az egereket egy emelkedett plusz labirintus közepébe helyeztük (mindegyik 33 cm hosszú és 5 cm széles, 2 16.5 cm magas falakkal zárva, 81 cm-es labirintusból a padlótól), és 5 min. .
Statisztikai elemzés
Két- és háromutas ismétlődő méréseket végeztünk az ANOVA-val a CSDS, az ICSS és a passzív-elkerülő adatok esetében. Jelentős ANOVA-kat elemeztünk Bonferroni post hoc tesztekkel. A ketaminnak az SI-re gyakorolt hatásait az egyes kezelési csoportokban a kontroll és a legyőzött egerek közötti előre tervezett kontrasztokkal (Bonferroni tesztek) elemeztük egy adott eleve hipotézis, hogy a ketamin kezelés a legyőzött egerekben enyhítené a depresszív viselkedést. Az EPM viselkedésére gyakorolt hatásokat Student t-próbájával elemeztük. Az SI és az EPM teszteket videofelvételekkel rögzítettük, és a terápiás körülményeket megvilágított értékelők értékelték.
EREDMÉNYEK
A társadalmi vereség ICSS-küszöbértékekre gyakorolt hatásait minden egyes vereség-epizód után értékeltük, lehetővé téve számunkra, hogy nyomon követhessük a válaszadási változásokat a teljes CSDS-s rendszernél (1A, B). A LInt és a ShInt adatokat együttesen mutatjuk be, hogy megkönnyítsük az ICSS küszöbértékekre gyakorolt intervallumhatások egymás melletti összehasonlítását (1B, C). A CSDS hatásai az ICSS küszöbértékekre [F (2,22) = 13.53 csoporttól függnek, p<0.001] és nap [F (15,330) = 2.98, p<0.001], marginális X napos interakcióval (p= 0.054). A CSDS szignifikánsan növelte az átlagos ICSS küszöbértékeket (% alapvonalban kifejezve) mind a LInt, mind a ShInt vereséget szenvedett egerekben a kontrollokhoz képest a második vereség napján (LInt: p<0.05, ShInt: p<0.001). A ShInt egerek küszöbértékei magasabbak voltak a LInt egerekhez képest, csak a P1-en (p<0.05) (1B ábra). Az egerek kis hányada ellenállt a CSDS-nek az anhedonia hatására az ICSS-ben (nem ábrázolt), összhangban az egyéb vizsgálatok eredményeivel.13). Mivel az ILSS és a ShInt csoportokban az ellenőrző egerek közötti ICSS küszöbértékekben nincsenek általános különbségek (az adatokat nem ábrázoltuk), ezeket az adatokat konszolidáltuk. Amikor az adatokat egyetlen eszközként fejezzük ki a BL1-5, D1-10 és P1-5 csoportok esetében, a CSDS hatásai az ICSS küszöbértékekre függnek a vereségtől [F (2,22) = 9.68, p<0.01], nap [F (2,44) = 21.57, p<0.001], és egy vereség X nap interakció [F (4,44) = 5.09, p<0.01] (1C ábra). A csoporton belüli összehasonlítások során kiderült, hogy a D1-10-en és a P1-5-en egyaránt megnövekedett az ICSS küszöbértékek mind a Lnt, mind a ShInt vereséget szenvedett egerekben, a BL1-5-hoz képestp<0.001). A csoportok összehasonlítása során kiderült, hogy az ICSS küszöbértékek szignifikánsan emelkedtek a LInt és ShInt legyőzött egerekben a D1-10-en (p<0.001), és legyőzött ShInt egerekben a P1-5-en (p<0.01), összehasonlítva a kontrollokkal (1C ábra). Az egyes reprezentatív vezérlési és legyőzött (LInt) egerek nyers adatai azt mutatják, hogy a CSDS miként okozhat jobb irányú eltolódást az ICSS-frekvencia-függvényekben a D1-10-nál a BL1-5-hoz képest (1D).
Mivel az egerek, amelyek indukálhatóan túlexpresszálják a ΔFosB-t striatális régiókban, rugalmasak a CSDS-re (54) és a stresszszerű körülmények (58) feltételeztük, hogy az AFosB-ON egerek, de nem az ΔFosB-Control egerek, rugalmasak lesznek a CSDS hatására az ICSS küszöbértékekre. Amikor az egyes csoportokra vonatkozó adatokat egyetlen eszközként fejezzük ki a BL1-5, D1-10 és P1-5 esetében, az ΔFosB túlexpresszió hatása a CSDS-közvetített ICSS-küszöbértékekre a DOX-kezelés függvénye [F (1,4) = 13.25, p<0.05], nap [F (2,8) = 23.89, p<0.001], és a DOX kezelés X napos interakciója [F (2,8) = 16.40, p<0.01] (ábra 2). A CSDS a D1-10 és a P1-5 ΔFosB-Control egerek ICSS küszöbértékeit növelte a BL1-5-hoz képest (p<0.001), valamint D1-10 és P1-5-en, összehasonlítva a ΔFosB-ON egerekkel (p<0.05), míg a ΔFosB-ON egerek ellenállóak voltak a CSDS anhedonikus hatásaival szemben. A ΔFosB túlexpresszió nem volt hatással a minimális áramokra, ami megerősítette, hogy a megnövekedett ΔFosB önmagában nem befolyásolja az LH stimulációra való érzékenységet (58).
A CSDS-ek társadalmi elkerülést eredményeztek a legyőzött egerekben, vagy a ketamin alacsony dózisával (2.5 mg / kg) kezeltek.p<0.05), de nagy dózisú ketaminnal (20 mg / kg) kezelt egereknél nem (3A ábra); az [F (1,60) = 15.75 csoport fő hatása volt, p<0.001], de a dózisnak vagy az X dózisú csoport kölcsönhatásának nincs fő hatása. A legyőzött egerek egyedi SI-pontszámainak diagramja azt mutatja, hogy kis számú vivőanyaggal kezelt egér (n = 3/12) vagy alacsony dózisú ketamin (n = 2/10) ellenálló képességet mutatott, míg a nagy dózisú ketamin (n = 8/11) ellenálló képességet mutatott (3A ábra, betétlap). A SI-vizsgálat során nem volt szignifikáns különbség a megtett távolságban vagy a sebességben.3B, C). Az egereket az 1-héttel később teszteltük, hogy meghatározzuk, hogy a nagymértékű ketamin dózis-szerű hatásai, mint az SI-tesztben mért értékek, tartósak. Mind a vereséget szenvedett egerek, mind a legyőzött egerek, amelyek ketamint kaptak (20 kg / kg), társadalmi elkerülést mutattak, amikor 1 héttel később tesztelték (jármű: p<0.001, ketamin: p<0.05) (3D); az [F (1,36) = 21.10 csoport fő hatása volt, p<0.0001], de a dózisnak vagy az X dózisú csoport kölcsönhatásának nincs fő hatása. A ketamin (20 mg / kg) egyszeri adagolása a CSDS első napja előtt 24 órával nem csökkentette a társadalmi elkerülést. A CSDS szociálisan elkerülte a legyőzött egereket, amelyeket korábban vivőanyaggal vagy nagy dózisú ketaminnal (20 mg / kg) kezeltek (p<0.05) (3E); az [F (1,21) = 1.57 csoport fő hatása volt, p<0.001], de a dózisnak vagy az X dózisú csoport kölcsönhatásának nincs fő hatása.
Annak megállapításához, hogy a ketamin-hatások a CSDS-indukált társadalmi elkerülésre lehetnek-e ennek a dózisnak az amnestic hatásai miatt, összehasonlítottuk a passzív elkerülési memória visszatartást egy külön hordozó- és ketamin-kezelt egércsoportban. Valamennyi egér fokozott átmeneti latenciát mutatott a memóriamegtartó teszt napján [F (1,28) = 22.82, p<0.0001] (4A ábra). A kezelésnek nem volt a fő hatása a félelem memória megtartására [F (1,28) = 0.14, ns] vagy a X. nap kezelésének interakciója [F (1,28) = 0.24, ns]. Az EPM-ben nem volt különbség a hordozó és a ketaminnal kezelt egerek között nyitott karban (t (20) = 0.61, ns) (4B ábra) vagy a nyitott karok száma (t (20) = 0.34, ns) (nem látható).
Az egerek kaptak ketamint vagy vivőanyagot a végső vereséget követően, és folytatták az ICSS vizsgálat utáni kezelését (D10, P1-5). Az előkezelési napokon (D1-9) kapott ICSS-küszöbértékeket minden egyes csoportra vonatkozóan összeállítottuk. Elemeztük a D10 és a P1-5 küszöbértékeit a ketamin időbeli hatásainak értékelésére. Ugyanez a ketamin dózis (20 mg / kg), amely legyengítette a legyőzött egerek társadalmi elkerülését az SI-tesztben, nem csökkentette az anhedóniát az ICSS-tesztben (ábra 5); az [F (1,45) = 48.65 csoport fő hatása volt, p<0.0001], de nincs szignifikáns X csoportos kezelés X napos interakció. Az ICSS elektróda elhelyezése nem volt megkülönböztethető a korábban ábrázoltaktól (28).
VITA
A CSDS az ICSS paradigmában az anhedóniát termeli egerekben. Konkrétan azt mutatjuk be, hogy a CSDS csökkenti az LH stimuláció előnyös hatását, az ICSS küszöbértékek emelkedésével mérve (19), a CSDS-t követő 5 napig. Ezek az eredmények nagyjából megegyeznek a korábbi patkányokon végzett vizsgálatok eredményeivel.59) és hörcsögök (60), amely más módszertanokat használt az agyi stimuláció jutalmazási erejének számszerűsítésére. Amint az a korábbi munkák alapján várható volt (54), amely kimutatta, hogy az AFosB-t túlzottan expresszáló egerek rugalmasak a társadalmi elkerülési és szacharózpreferencia-hiányok kialakulására, azt találtuk, hogy az egerek is ellenállóak voltak a CSDS anhedonia-indukáló hatására az ICSS-tesztben. Emellett megvizsgáltuk a ketamin antidepresszáns jellegű tulajdonságait a CSDS paradigmában. A legyőzött egerekben az akut ketamin-kezelés csökkentette a társadalmi elkerülést az SI-tesztben. Ez az akut hatás figyelemre méltó a hasonló hatások figyelembevételével, csak a fluoxetin vagy imipramin krónikus kezelése után (12,16). Azonban az akut ketaminnak nincs hatása az anhedoniara az ICSS-vizsgálat során. Eredményeink kiegészítik a korábbi munkát, ami azt mutatja, hogy a CSDS csökkenti a természetes jutalmak preferenciáját (12,13,15), és jelzi, hogy az ICSS érzékeny, megbízható és számszerűsíthető módszer a CSDS anhedonikus hatásainak kimutatására az egerekben. Az eredmények azt is mutatják, hogy a ketamin gyors antidepresszáns-szerű hatásokat mutat egyes, de nem minden CSDS-indukált viselkedési rendellenességekre.
A CSDS-paradigmában a fogékony egerek szacharóz-preferenciák hiányát mutatják, amelyeket gyakran anhedoniaként értelmeznek. Számos tényező azonban bonyolítja a szacharóz tesztek alkalmazását az anhedonia mérésére. Először is, megbízhatóságuk hiányzik: a CSDS-ekről beszámoltak arról, hogy csökken14-18), növekedés (61,62) vagy nincs hatása (63,64) a szacharóz-preferenciákra vonatkozóan, és hasonló eltérésekről számoltak be a krónikus enyhe \ t65,66). Másodszor, a szacharóz teszteket zavarhatja a szacharózoldat újdonsága, mivel a krónikus stresszorok neofóbiát okozhatnak (67,68). Végül nem egyértelmű a transzlációs relevanciája, mivel nincsenek különbségek az édes megoldások előnyben részesítése között a súlyos depressziós rendellenesség és az egészséges kontrollok között.69,70), és a depresszió és a krónikus stressz mind súlycsökkenést, mind nyereséget eredményezhet (8,71-73). Ezek a tényezők arra utalnak, hogy a szacharóz-preferencia és a fogyasztási tesztek önmagukban nem jelenthetik az anhedonia értékelésére szolgáló, szembeállítást. Bár ICSS-tanulmányaink nem foglalkoznak azzal, hogy ezek a szacharóz-tesztek tükrözik-e a jutalom funkciót, megerősítik, hogy a CSDS valóban anhedóniát termel.
Az ICSS teszt egyik előnye, hogy lehetővé teszi a jutalomfüggvény napi szintű mérését, lehetővé téve az anhedonia előállításához szükséges CSDS mennyiségének pontos elemzését. Az SI vagy szacharóz-preferencia tesztekben az ismételt vizsgálatok nem kivitelezhetők, mivel a tapasztalatok befolyásolhatják az eredményeket. Itt azt mutatjuk be, hogy a CSDS a második vereséges munkamenet során jelentősen megnöveli az ICSS küszöbértékeket. A küszöbértékek a CSDS-időszakban és a felmondás után legfeljebb egy hétig emelkedtek, ami azt mutatja, hogy az anhedónia fennáll. Ezek a küszöbérték-emelkedések összhangban vannak más depresszív kezelések hatásával, beleértve a krónikus kiszámíthatatlan stresszt (26,27), kábítószer-kivonás (22-25) és a kappa-opioid receptor agonisták (29,58). Bár a kontroll egerekben a küszöbértékek stabilak maradtak a D1-10 alatt, a P1-5 alatt a névleges emelkedések a kísérleti tervezés sajátosságai lehetnek. Pontosabban, a kontroll egereket a D1-10 során egy konspecifikus szétválasztón keresztül helyeztük el, de (mint minden alany) a P1-5 alatt szociálisan elkülönültek. Megállapították, hogy a felnőtt rágcsálók társadalmi elszigeteltsége anhedoniaval kapcsolatos jeleket termel (74).
Fontos, hogy megmutatjuk, hogy az ICSS-teszt során lehetséges a CSDS-indukált anhedonia mérséklése. Egerek, amelyek a striatum D1 típusú közepes tüskés neuronjaiban ΔFosB-t túlexpresszáltak (55) kevésbé érzékenyek a CSDS-indukált ICSS-küszöbértékek növekedésére. Ez összhangban van a korábbi jelentésekkel, amelyek szerint kevésbé érzékenyek a CSDS által kiváltott társadalmi elkerülésre (54) és a. \ t U50488- egy kappa-opioid receptor agonista, amelyről ismert, hogy diszfória (58). Az AFosB túlexpresszió azon képessége, hogy blokkolja mind a CSDS, mind a KOR agonisták anhedonikus hatásait, a molekuláris mechanizmusok potenciális átfedését sugallja, amint azt korábban javasoltuk.75,76). Az egyik lehetséges mechanizmus, amellyel az AFosB közvetítheti a stressz-rugalmasságot, a GluR2 indukciója az atom accumbensben (NAc), amely csillapítja a glutamáterg hangot (54). Bár az AFosB-Control egerek az ICSS küszöbértékeket nagyobb mértékben mutatják, mint a C57BL / 6J egerekben, ez az alapító törzsek különböző hátterének köszönhető; valóban az ΔFosB-Control egerek is érzékenyebbek a CSDS által kiváltott társadalmi elkerülésre (54).
Lehetséges, hogy a CSDS akut fájdalmas hatásai hozzájárulnak az ICSS küszöbértékek emelkedéséhez, mivel az akut fájdalom növelheti az ICSS küszöbértékeket (77). Valószínűtlennek tűnik, hogy a megfigyelt ICSS-küszöbnövekedés önmagában a fájdalom miatt több okból is következik. Először is, a stressz okozta ingerek, beleértve a CSDS-t, gyakran stressz által kiváltott fájdalomcsillapítást \ t75,78). Másodszor, az ICSS küszöbértékek a vereség megszűnése után emelkedtek, jelezve, hogy a CSDS hatásai hosszabbak és függetlenek az akut fájdalomtól. Harmadszor, az olyan egerek, amelyek „tanú” társadalmi vereséges ülései depresszív jellegű viselkedést mutatnak a fizikai kapcsolat hiánya ellenére (79). Végül, a CSDS nem tudott anhedóniát termelni egerekben, amelyek túlzottan expresszálták a ΔFosB-t striatumban, ahol a stressz rugalmasságát közvetíti (54). A jelenlegi eredmények arra engednek következtetni, hogy a CSDS az agyi jutalmak útján alkalmaz adaptációkat (12,13,15,54) amely anhedonikus fenotípust eredményez.
Bár a standard antidepresszánsok megváltoztathatják a CSDS viselkedési hatásait, krónikus kezelésre van szükség (12,16). Mivel az akut ketaminnak gyors antidepresszáns hatása van az emberekre (31-39), azt vizsgáltuk, hogy az akut ketamin kezelés megfordítja-e az egerek CSDS hatásait. Azt tapasztaltuk, hogy a ketamin egyszeri dózisa (20 mg / kg, IP) gyors (~ 24 óra) antidepresszáns-szerű hatásokat okoz az SI-tesztben a CSDS-nek való kitettség után. Ez összhangban van számos, a ketamin szubanesztetikus dózisának az emberekre gyakorolt gyors hatását (órán belül) leíró vizsgálatokkal.31-39), még olyan betegeknél is, akiknek rezisztens \ t32,34,38,39). A ketamin szintén gyors antidepresszáns-szerű hatásokat mutat más állatmodellekben, beleértve a kényszer úszási tesztet (FST) és a farok szuszpenziós tesztet (TST) (40,41,42,43,44,48,50), tanult tehetetlenség paradigma (45,50,51) és a krónikus enyhe stressz paradigma (46,47,49). Sem a CSDS, sem az akut ketamin nem befolyásolta a mozgásszervi aktivitást, ami fontos tényező, hogy kizárja a nem specifikus hatásokat a bruttó motorteljesítményre, ami bonyolíthatja az adatok értelmezését. Tekintettel arra, hogy a ketamin rágcsálókban amnóniás hatást fejt ki (52,53), azt a lehetőséget vizsgáltuk, hogy a ketamin zavarja a stresszel kapcsolatos tanulást és a memóriát. Összhangban van a korábbi munkával (50), azt találtuk, hogy az 20 mg / kg ketamin nem befolyásolja a passzív elkerüléses teszt teljesítményét, ami arra utal, hogy a gyógyszer antidepresszáns-szerű hatásai tanulmányunkban nem a memóriakárosodásnak tulajdoníthatóak. Azt is megmutatjuk, hogy az akut ketamin kezelés, amely csökkenti a társadalmi elkerülést, nem befolyásolja az EPM viselkedését, bár a korábbi jelentések nem meggyőzőek (42,43). Eredményeink együttesen arra utalnak, hogy a ketamin hatásai az SI-tesztben megkülönböztethetők a tanulásra és a memóriára vagy a szorongásra gyakorolt hatásoktól.
Érdekes, hogy a 20 mg / kg ketamin 24 óra egyszeri injekciója a CSDS első napja előtt nem volt hatással a társadalmi elkerülésre, ami arra utal, hogy nem képes megakadályozni az ismételt stressz által kiváltott adaptációk kialakulását, legalábbis ezzel az egyetlen dózissal. Ezen túlmenően a ketamin antidepresszáns-szerű hatásai az SI-tesztben nem voltak tartósak: az egerek újra tesztelték az 1-héttel később, nem mutatták a CSDS-indukált társadalmi elkerülés folyamatos csillapítását. Ez a megállapítás nagyjából összhangban van a klinikai vizsgálatokkal, amelyek szerint az akut ketaminra reagáló betegek több napon át visszatérnek (31,39,80), valamint az akut, de nem tartós, a ketaminnak az FST-ben és a TST-ben kifejtett akut, de nem tartós antidepresszáns jellegű hatásaira vonatkozó \ t41,51,81), bár vannak jelentések a tartós hatásokról is (45,49,50,82). Ezek a különbségek a stressz intenzitásának vagy típusának (pl. Társadalmi stressz vagy FST vagy TST) vagy a törzskülönbségeknek köszönhetők.41). Ismétlődő ketamin kezelésre lehet szükség ahhoz, hogy megbízhatóan tartós hatást fejtsen ki. A közelmúltban jelentették, hogy a patkányok ismételt ketamin-kezelése szükséges ahhoz, hogy a krónikus kiszámíthatatlan stressz-paradigmában tartósan rugalmas fenotípus alakuljon ki (81). Továbbá bizonyíték van arra, hogy a krónikus ketamin adagolás antidepresszáns jellegű hatásokat vált ki olyan dózisokban, amelyek nem akut hatásosak (83). Vannak olyan jelentések, hogy a kezeléssel szemben ellenálló depresszióban szenvedő betegeknél az ismételt infúziók az egyszeri infúzióhoz képest tartósabb antidepresszáns választ adhatnak.84-86). Azonban a ketamin terápiás alkalmazásának széles körű alkalmazása korlátozhatja a visszaélésekkel kapcsolatos felelősséget és egyéb mellékhatásokat (87-89). Az állati modellekben a ketamin hatások időbeli lefolyásának jellemzése segíthet a klinikai kezelési módok optimalizálásában.
A társadalmi elkerülésre gyakorolt hatásai ellenére az akut ketamin nem gátolta a CSDS anhedonikus hatásait az ICSS tesztben. Ez váratlan volt, figyelembe véve az előzetes jelentéseket, hogy a ketamin megfordítja a szacharóz preferenciák stresszel kapcsolatos csökkenését (45,48), és növeli a dopamin kiáramlását a NAc-ben (90), a hatás gyakran magas hangulathoz kapcsolódik (91). Legjobb tudomásunk szerint nincsenek beszámolók a standard antidepresszánsok képességéről, hogy megfordítsák a CSDS hatásait az ICSS-re. Nem zárhatjuk ki azt a lehetőséget, hogy a ketamin-kezelés megfordíthatja a CSDS-indukált anhedóniát az ICSS-tesztben más kezelési módok (pl. Különböző dózisok, ismételt adagolás) vagy egér törzsek alkalmazásával, bár az ilyen vizsgálatok e jelentés körén kívül esnek, figyelembe véve a lehetséges mennyiséget permutációk a kísérleti tervezésben. Azonban az ismételt ketamin adagolással végzett állatkísérletek korlátozott értékűek lehetnek annak megértésében, hogy miért van klinikailag hatásos a gyógyszer akut beadás után az emberekben (31).
A CSDS robusztus, szorongásszerű viselkedést is kivált a feltáró vizsgálatokban, mint például a megemelt plusz labirintus vagy a nyílt mező (12,13). A CSDS-paradigma egyik fontos jellemzője azonban, hogy megkülönbözteti ezeket a szorongásos jellegű intézkedéseket a depressziósabb jelektől, mint például a társadalmi elkerülés vagy szacharóz-preferencia-hiány. Pontosabban, a szociális elkerülés és a szacharóz preferenciák hiányosságait hatékonyan kezelik a standard antidepresszánsokkal, de nem anxiolitikumok (12). Továbbá az olyan egerek, amelyek rugalmas fenotípussal rendelkeznek (azaz azok, akiknek nincs társadalmi elkerülése és szacharózpreferencia-hiánya), hasonló szorongás-szintű viselkedést mutatnak (15), amint azt egerekben is megfigyeltük, amelyek ΔFosB-t \ t (54). Hasonlóképpen megmutatjuk, hogy az akut ketamin (20 mg / kg) a depressziós viselkedés egyik dimenzióját (társadalmi elkerülést) érinti, de nem másokat (anhedonia, szorongás, tanulás és memória), ami arra utal, hogy ezek a magatartások különálló, de egymást átfedő területeket képviselnek. áramkörök az agyban (92). A molekuláris mechanizmusok, amelyek révén a ketamin ezeket az antidepresszáns-szerű hatásokat érinti, nem jól ismertek, de a glutamátfunkcióban vagy a fehérjeszintézisben az agyterületeken, beleértve a hippocampust és a frontális kéregeket is, megváltozhatnak (45,46,47,50).
Köszönetnyilvánítás
Ezt a kutatást az Országos Egészségügyi Intézetek (MH063266 to WC; R01MH51399 és P50MH096890 EJN; MH090264 az SJR-nek) nyújtották. Az RJD-t a Nemzeti Egészségügyi Intézet képzési támogatása (T32MH020017) támogatta.
Lábjegyzetek
PÉNZÜGYI NYILATKOZAT
A szerzők nem jelentenek biomedicinális pénzügyi érdekeket vagy esetleges összeférhetetlenségeket.
Kiadói nyilatkozat: Ez egy PDF-fájl egy nem szerkesztett kéziratból, amelyet közzétételre fogadtak el. Ügyfeleink szolgálataként a kézirat korai változatát nyújtjuk. A kéziratot másolják, megírják és felülvizsgálják a kapott bizonyítékot, mielőtt a végleges idézhető formában közzéteszik. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a gyártási folyamat során hibák észlelhetők, amelyek hatással lehetnek a tartalomra, és minden, a naplóra vonatkozó jogi nyilatkozat vonatkozik.
Referenciák