Биол Психиатрия. Авторская рукопись; доступно в PMC 2015 Октябрь 1.
Опубликовано в окончательной отредактированной форме как:
Биол Психиатрия. 2014 Oct 1; 76 (7): 550 – 558.
Опубликован онлайн 2014 Ян 8. DOI: 10.1016 / j.biopsych.2013.12.014
PMCID: PMC4087093
NIHMSID: NIHMS564517
Рэйчел Дж. Донахью,1 Джон В. Мушамп,1 Скотт Дж. Руссо,2 Эрик Дж. Нестлер,2 и Уильям А. Карлезон-младший1
Окончательная редакция этой статьи издателя доступна по адресу Biol психиатрии
См. Другие статьи в PMC, которые цитата опубликованной статьи.
Абстрактные
проверка данных
Хронический стресс социального поражения (CSDS) вызывает постоянные поведенческие адаптации у мышей. Во многих поведенческих анализах может быть трудно определить, отражают ли эти адаптации основные признаки депрессии. Мы разработали исследования, чтобы охарактеризовать влияние CSDS на чувствительность к вознаграждению, поскольку ангедония (снижение чувствительности к вознаграждению) является определяющей характеристикой депрессивных расстройств у людей. Мы также изучили влияние избыточной экспрессии стриатального ΔFosB или антагониста N-метил-D-аспартата кетамина, оба из которых способствуют устойчивости, на вызванные CSDS изменения функции вознаграждения и социального взаимодействия.
методы
Мы использовали внутричерепную самостимуляцию (ICSS) для количественной оценки вызванных CSDS изменений функции вознаграждения. Мышам имплантировали боковые гипоталамические (LH) электроды, и пороговые значения ICSS измеряли после каждого из ежедневных сеансов CSN 10 и в течение периода восстановления 5-day. Мы также исследовали, отменяет ли острое введение кетамина (2.5 – 20 мг / кг, внутрибрюшинно) эффекты, вызванные CSDS, на вознаграждение или, у отдельных мышей, социальное взаимодействие.
Итоги
CSDS увеличил пороги ICSS, что указывает на уменьшение полезного воздействия стимуляции ЛГ (ангедония). Этот эффект был ослаблен у мышей со сверхэкспрессией ΔFosB в стриатуме, что согласуется с про-эластичными действиями этого фактора транскрипции. Высокие, но не низкие дозы кетамина, вводимые после завершения схемы CSDS, ослабляли социальное избегание у побежденных мышей, хотя этот эффект был временным. Кетамин не блокировал вызванную CSDS ангедонию в тесте ICSS.
Выводы
Наши результаты демонстрируют, что CSDS вызывает персистирующую ангедонию, и подтверждают, что избыточная экспрессия ΔFosB вызывает устойчивость к стрессу. Они также указывают на то, что острый кетамин не ослабляет вызванную CSDS ангедонию, несмотря на уменьшение других связанных с депрессией поведенческих отклонений.
ВВЕДЕНИЕ
Хронический стресс связан с этиологией и патофизиологией тревожных и депрессивных расстройств (1–3). Хотя эти расстройства все чаще встречаются (4) и имеют тенденцию быть стойкими и устойчивыми к текущему лечению (5,6) механизмы, с помощью которых стресс вызывает их, остаются плохо изученными (7). Проверка моделей депрессии имеет решающее значение для лучшего понимания последствий стресса, выяснения нейробиологии аффективных расстройств и разработки новых антистрессовых и антидепрессивных методов лечения.
Животные модели депрессии полагаются на их способность имитировать или вызывать основные симптомы расстройства у людей, включая социальное избегание и ангедонию (снижение чувствительности к вознаграждению) (8,9). Хронический стресс социального поражения (CSDS) является все более широко используемой моделью, которая использует этологическую значимость территориальной агрессии (10,11) и производит эти основные симптомы, как было оценено в тестах, определяющих количественную оценку социального взаимодействия и предпочтение сахарозы и других естественных вознаграждений (12–14). Кроме того, эффекты CSDS обращаются вспять при хроническом, но не остром введении флуоксетина или имипрамина (12,15,16), стандартные антидепрессанты, широко применяемые для лечения депрессивных расстройств у людей. Напротив, стандартные анксиолитические препараты неэффективны (12). Таким образом, считается, что CSDS имеет конструкцию, лицо и предикативную валидность (10). Тем не менее, было высказано предположение, что вызванное CSDS поведение основано на тревоге (17,18), и то, что часто интерпретируется как ангедония в тестах на предпочтение сахарозы, может фактически отражать усиленную тревогой неофобию.
Основной целью настоящих исследований было изучение способности CSDS вызывать ангедонию, основной признак депрессивных, но не тревожных расстройств (8). Мы использовали внутричерепную самостимуляцию (ICSS), оперантную парадигму, в которой мыши самостоятельно применяют полезную электрическую стимуляцию мозга, чтобы непосредственно оценить влияние CSDS на чувствительность вознаграждения (19,20). Поведение ICSS ослабляется у грызунов в условиях, которые вызывают депрессивные состояния у людей, включая отмену лекарств (21–25), непредсказуемый и хронический легкий стресс (26,27) и введение агонистов каппа-опиоидных рецепторов (28,29). В частности, эти методы лечения повышают пороговую частоту, при которой стимуляция поддерживает ответ, показатель ангедонии (19). Кроме того, парадигма ICSS позволяет изучать вызванные манипуляциями изменения чувствительности к наградам с течением времени и невосприимчива к факторам, связанным с тревогой и насыщением, которые смешивают другие парадигмы, используемые для оценки функции системы вознаграждения (например, предпочтение сахарозы, пол, наркотики злоупотребление) (19).
Параллельно мы исследовали способность кетамина, антагониста рецептора NMDA (30), чтобы смягчить влияние CSDS на социальное избегание и пороги ICSS. Хотя стандартное лечение антидепрессантами задерживало терапевтическую эффективность (часто несколько недель), недавние исследования показывают, что однократная доза кетамина может вызывать быстрые (хотя временные) антидепрессивные реакции у пациентов с депрессией (31–37) - включая пациентов, устойчивых к лечению (32,34,38,39) - и антидепрессантоподобные эффекты в многочисленных моделях депрессии (40–51). Чтобы определить, сопровождаются ли терапевтические действия кетамина амнестическими (разрушающими способность к обучению и памяти) эффектами, часто связанными с антагонистами NMDA (52,53) или анксиолитические эффекты (43) мы исследовали производительность в тестах пассивного избегания и повышенного уровня лабиринта (EPM). Для оценки возможности смягчения воздействия CSDS на ICSS мы включили исследования с использованием мышей со сверхэкспрессией FosB, которые менее чувствительны (устойчивы) к CSDS (54).
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Животные и Наркотики
Самцов мышей C57BL / 6J (недели 6 – 8) покупали в Jackson Laboratories (Bar Harbor, ME), а самцов мышей CD1 (отставные заводчики) покупали в Charles River Laboratories (Wilmington, MA). Индуцибельные самцы мышей-брансгенных, которые сверхэкспрессируют FosB, были получены из скрещиваний мышей NSE-tTA (линия A) и TetOP-FosB (линия A11) и полностью скрещены с фоном C57BL / 6J с использованием системы экспрессии гена, регулируемой тетрациклином (55). Мышей ΔFosB выращивали на воде, содержащей доксициклин (DOX) (100 мкг / мл) (Sigma, St. Louis, Missouri), которая подавляет экспрессию трансгена. Эксперименты проводились через ~ 8 недель после прекращения приема DOX, когда экспрессия трансгена ΔFosB максимальна (группа ΔFosB – ON) (55). Половина мышей оставалась на DOX в течение всего эксперимента в качестве контроля (группа ΔFosB-Control). Мыши имели свободный доступ к пище и воде и содержались в цикле свет / темнота 12-h. Все процедуры проводились в соответствии с политикой Национального института здравоохранения и больницы Маклин. Кетамин был получен от Sigma-Aldrich (Сент-Луис, Миссури), растворен в 0.9% в физиологическом растворе (Носитель) и введен внутрибрюшинно (IP) при 10 мл / кг. Контрольные мыши получали такие же обработки, что и побежденные мыши.
Поведенческие манипуляции и тесты
CSDS был выполнен, как описано ранее (10,12). Мышей CD1 (резидентов) проверяли на стойкое агрессивное поведение (латентность атаки <30 секунд для 3 последовательных скрининговых тестов). В каждый из 10 последовательных дней мышь-нарушитель (пораженную) помещали в домашнюю клетку постоянно проживающей мыши и подвергали 10-минутному стрессу социального поражения. После сеанса поражения мышей разделяли в клетке с помощью перфорированной перегородки из оргстекла, которая позволяла непрерывно защищать сенсорное воздействие. Побежденных мышей каждый день подвергали воздействию нового жителя и клетки. Контрольных мышей обрабатывали ежедневно и помещали в такие же клетки, как и побежденных мышей, но напротив аналогичных мышей. Отдельные когорты использовались для экспериментов ICSS и социального взаимодействия (SI).
ICSS был выполнен, как описано ранее (19,28). Вкратце, мышам (25-30 g) имплантировали монополярные электроды, направленные на латеральный гипоталамус (LH). Мышей обучали с помощью нисходящей серии (или «прохождения») испытаний частоты стимуляции 15 (журнал 0.0510 единичные шаги), 4 в день, при минимальном эффективном токе. CSDS и контрольные группы имели эквивалентные минимальные токи (~ 75 мкА). Пороговые значения ICSS (Theta-0) рассчитывали с использованием линии наименьших квадратов анализа наилучшего соответствия (19,56). После того, как были установлены стабильные исходные пороговые значения (+/- 15% для последовательных дней 5; BL1-5), мышей подвергали воздействию CSDS в течение дней 10 (D1-10). Первоначально мышей разделили на две группы, чтобы проверить, зависит ли влияние CSDS на пороговые значения ICSS от интервала времени между сеансом поражения и тестированием ICSS: мышей в группе с длительным интервалом (LInt) тестировали в ICSS ~ 16 через час после поражения, в то время как мыши в группе с коротким интервалом (ShInt) были испытаны в ICSS ~ 6 ч после поражения (Рисунок 1A). После CSDS мышей возвращали в их домашние клетки и тестировали после поражения в ICSS в течение дней 5 (P1-5). Для экспериментов с кетамином мыши получали либо носитель, либо кетамин (20 мг / кг) 1 ч после последнего сеанса поражения.
Чтобы оценить влияние кетамина на SI, мыши получали носитель, низкую (2.5 мг / кг) или высокую (20 мг / кг) дозу кетамина 24 за час до первого дня CSDS (день 0) или 1 час после финального Сеанс поражения (День 10). Мышей приучали к арене взаимодействия в красном свете в течение 15 мин в дни 8-10 CSDS. Через двадцать четыре часа после последнего сеанса поражения (день 11) поведение социального подхода в присутствии незнакомого CD-1, заключенного в проволочную клетку, оценивали, как описано ранее (12, 57), с небольшими изменениями. Показатели SI определялись как количество времени, которое мышь проводила возле вольера, содержащего CD-1 (социальная цель), в течение 2.5-минутного периода по сравнению с тем, когда целевая вольер была пустой. Поскольку контрольные мыши проводят больше времени, взаимодействуя с присутствующей социальной целью, показатель SI, равный 1 (равное время около социальной цели по сравнению с пустым вольером), использовался в качестве отсечки: показатели SI> 1 считались «устойчивыми к стрессу», а оценки < 1 считались «подверженными стрессу» (13). Разделение побежденных мышей на восприимчивые и эластичные субпопуляции подтверждается обширными поведенческими, нейробиологическими и электрофизиологическими анализами (13,54).
Кондиционирование пассивного избегания проводилось в аппарате Gemini Avoidance System (San Diego Instruments, San Diego CA), как описано ранее (50) с небольшими изменениями. Во время тренировки мышам давали минимальную акклиматизацию 1 в светлое отделение перед доступом в темное отделение. Как только крест был сделан в темном отделении, мышей кондиционировали двумя последовательными ударами 2 sec (неотвратимыми) (0.2 mA) с последующим минимальным тайм-аутом 1. Мышам давали либо носитель, либо кетамин (20 мг / кг) 1 ч после кондиционирования. Промежуточные задержки были измерены 24 часами позже. Чтобы оценить влияние нашего кетамина на поведение, подобное тревожности, отдельной группе мышей давали либо носитель, либо кетамин (20 мг / кг) 24 в течение часов до тестирования EPM. Мышей помещали в центр приподнятого плюсового лабиринта (каждая рука длиной 33 и шириной 5, с противоположными руками 2, закрытыми стенами высотой 16.5, лабиринтом, поднятыми 81 см от пола) в красном свете и позволяли исследовать в течение 5 мин. ,
Статистический анализ
Двух- и трехсторонние повторные измерения ANOVA были выполнены для данных CSDS, ICSS и пассивного избегания. Значимые ANOVA были дополнительно проанализированы с помощью специальных тестов Bonferroni. Эффекты кетамина на СИ были проанализированы с предварительно спланированными контрастами (тесты Бонферрони) между контрольными и побежденными мышами в каждой группе лечения, основываясь на конкретной априорный гипотеза о том, что лечение кетамином могло бы смягчить депрессивное поведение у побежденных мышей. Эффекты на поведение EPM были проанализированы с использованием t-критерия Стьюдента. Тесты SI и EPM были сняты на видеокамеру и оценены оценщиками, слепыми к условиям лечения.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Влияние социального поражения на пороги ICSS оценивали после каждого эпизода поражения, что позволяет нам отслеживать изменения в реагировании по всей схеме CSDS (Рисунок 1A, B). Данные LInt и ShInt представлены вместе, чтобы облегчить параллельное сравнение влияния длительности интервала на пороговые значения ICSS (Рисунок 1B, C). Влияние CSDS на пороговые значения ICSS зависело от группы [F (2,22) = 13.53, p<0.001] и день [F (15,330) = 2.98, p<0.001], с маргинальной группой X-дневного взаимодействия (p= 0.054). CSDS значительно увеличил средние пороговые значения ICSS (выраженные в% от исходного уровня) как у мышей с поражением LInt, так и у пациентов с ShInt по сравнению с контрольной группой на второй день поражения (LInt: p<0.05, ShInt: p<0.001). У мышей ShInt были более высокие пороги по сравнению с мышами LInt только на P1 (p<0.05) (Рисунок 1B). Небольшая часть мышей была устойчива к воздействию CSDS на ангедонию в ICSS (не показано), что согласуется с результатами других тестов (13). Поскольку не было общих различий в пороговых значениях ICSS между контрольными мышами в группах LInt и ShInt (данные не показаны), эти данные были объединены. Когда данные выражены как одно среднее для BL1-5, D1-10 и P1-5 для каждой группы, влияние CSDS на пороговые значения ICSS зависело от поражения [F (2,22) = 9.68, p<0.01], день [F (2,44) = 21.57, p<0.001], и поражение X-дневное взаимодействие [F (4,44) = 5.09, p<0.01] (Рисунок 1C). В рамках групповых сравнений было выявлено, что пороги ICSS были увеличены как у мышей с поражением LInt, так и у детей с поражением ShInt на D1-10 и P1-5 по сравнению с BL1-5 (p<0.001). Сравнения между группами показали, что пороги ICSS были значительно увеличены у мышей, пораженных LInt и ShInt на D1-10 (p<0.001), а у пораженных мышей ShInt на P1-5 (p<0.01) по сравнению с контролем (Рисунок 1C). Необработанные данные от отдельных репрезентативных контрольных и побежденных (LInt) мышей иллюстрируют, как CSDS может вызывать сдвиг вправо в частотно-частотных функциях ICSS на D1-10 по сравнению с BL1-5 (Рисунок 1D).
Поскольку мыши, которые индуцибельно избыточно экспрессируют ΔFosB в полосатых областях, устойчивы к CSDS (54) и стрессоподобные условия (58), мы предположили, что мыши FosB-ON, но не мыши FosB-Control, будут устойчивы к воздействию CSDS на пороги ICSS. Когда данные выражены в виде единого среднего значения для BL1-5, D1-10 и P1-5 для каждой группы, эффекты сверхэкспрессии ΔFosB на вызванные CSDS изменения в порогах ICSS зависели от обработки DOX [F (1,4) = 13.25, p<0.05], день [F (2,8) = 23.89, p<0.001], и взаимодействие лечения DOX X дней [F (2,8) = 16.40, p<0.01] (Рисунок 2). CSDS увеличивал пороги ICSS у мышей ΔFosB-Control на D1-10 и P1-5 по сравнению с BL1-5 (p<0.001) и на D1-10 и P1-5 по сравнению с мышами ΔFosB-ON (p<0.05), тогда как мыши ΔFosB-ON были устойчивы к ангедоническим эффектам CSDS. Сверхэкспрессия ΔFosB не влияла на минимальные токи, подтверждая, что увеличение ΔFosB само по себе не влияет на чувствительность к стимуляции ЛГ (58).
CSDS приводил к социальному избеганию у побежденных мышей, получавших носитель или низкую дозу кетамина (2.5 мг / кг) (р-х<0.05), но не у пораженных мышей, получавших высокую дозу кетамина (20 мг / кг) (Рисунок 3A); был основной эффект группы [F (1,60) = 15.75, p<0.001], но не оказывает никакого влияния на дозу или взаимодействие доз X группы. График индивидуальных показателей SI для побежденных мышей показывает, что небольшое количество мышей, получавших носитель (n = 3/12) или низкую дозу кетамина (n = 2/10), демонстрировало устойчивость, тогда как большая часть мышей, получавших высокая доза кетамина (n = 8/11) показала устойчивость (Рисунок 3A, вставка). Не было никаких существенных различий ни в пройденном расстоянии, ни в скорости во время теста СИ (Рисунок 3B, C). Через неделю мышей повторно тестировали на 1, чтобы определить, являются ли стойкие антидепрессантные эффекты высокой дозы кетамина, измеренные в тесте SI. Как побежденные мыши, которые получали носитель, так и побежденные мыши, которые получали кетамин (20 кг / кг), демонстрировали социальное избегание при повторном тестировании 1 неделю спустя (носитель: p<0.001, кетамин: p<0.05) (Рисунок 3D); был основной эффект группы [F (1,36) = 21.10, p<0.0001], но не оказывает никакого влияния на дозу или взаимодействие доз X группы. Однократное введение кетамина (20 мг / кг) за 24 часа до первого дня приема CSDS не ослабило социального избегания. CSDS вызывал социальное избегание у побежденных мышей, ранее получавших носитель или высокую дозу кетамина (20 мг / кг) (р-х<0.05) (Рисунок 3E); был основной эффект группы [F (1,21) = 1.57, p<0.001], но не оказывает никакого влияния на дозу или взаимодействие доз X группы.
Чтобы определить, могут ли эффекты кетамина на социальное избегание, вызванное CSDS, быть вызваны амнезиальными эффектами этой дозы, мы сравнили сохранение памяти пассивного избегания в отдельной когорте мышей, получавших носитель и кетамин. У всех мышей отмечены повышенные латентные периоды в день теста на сохранение памяти [F (1,28) = 22.82, p<0.0001] (Рисунок 4A). Не было никакого основного влияния лечения на сохранение памяти страха [F (1,28) = 0.14, нс] или взаимодействия в день лечения X [F (1,28) = 0.24, нс]. В EPM не было различий между мышами, получавшими носитель и кетамина, во время открытой руки (t (20) = 0.61, нс) (Рисунок 4B) или количество записей с открытой рукой (т (20) = 0.34, нс) (не показано).
Мыши получали кетамин или носитель после последнего сеанса поражения и продолжали тестирование ICSS после лечения (D10, P1-5). Пороговые значения ICSS, полученные в дни до лечения (D1-9), были составлены для каждой группы. Пороговые значения для D10 и P1-5 были проанализированы для оценки временных эффектов кетамина. Та же доза кетамина (20 мг / кг), которая ослабляла социальное избегание у побежденных мышей в тесте SI, не ослабляла ангедонию в тесте ICSS (Рисунок 5); был основной эффект группы [F (1,45) = 48.65, p<0.0001], но никакого значимого взаимодействия группы X лечения X дня. Размещение электродов ICSS было неотличимо от изображенного ранее (28).
ОБСУЖДЕНИЕ
CSDS вызывает ангедонию в парадигме ICSS у мышей. В частности, мы показываем, что CSDS уменьшает полезное воздействие стимуляции ЛГ, измеряемое повышением порогов ICSS (19), с эффектами, сохраняющимися до 5 дней после CSDS. Эти результаты в целом согласуются с результатами предыдущих исследований на крысах (59) и хомяков (60), который использовал другие методологии для количественной оценки силы вознаграждения стимуляции мозга. Как и ожидалось на основе предыдущей работы (54), которые продемонстрировали, что мыши, которые сверхэкспрессируют ΔFosB, устойчивы к развитию социального избегания и дефицита сахарозных предпочтений, мы обнаружили, что мыши также были устойчивы к эффектам CSDS, индуцирующим ангедонию, в тесте ICSS, Кроме того, мы исследовали антидепрессантоподобные свойства кетамина в парадигме CSDS. Лечение острым кетамином у побежденных мышей ослабляло социальное избегание в тесте SI. Этот острый эффект является значительным, учитывая, что подобные эффекты наблюдаются только после хронического лечения флуоксетином или имипрамином (12,16). Однако острый кетамин не влиял на ангедонию в тесте ICSS. Наши результаты дополняют предыдущую работу, показывающую, что CSDS уменьшает предпочтение естественным вознаграждениям (12,13,15) и указывают на то, что ICSS является чувствительным, надежным и поддающимся количественному измерению методом выявления ангедонических эффектов CSDS у мышей с течением времени. Результаты также показывают, что кетамин оказывает быстрое антидепрессантоподобное действие на некоторые - но не на все - поведенческие нарушения, вызванные CSDS.
В парадигме CSDS восприимчивые мыши демонстрируют дефицит предпочтения сахарозы, который часто интерпретируется как ангедония. Однако многочисленные факторы усложняют использование тестов на сахарозу в качестве меры ангедонии. Во-первых, им не хватает надежности: сообщается, что CSDS снижается (14–18), увеличение (61,62) или не имеют никакого эффекта (63,64) по предпочтению сахарозы, с аналогичными расхождениями, о которых сообщалось с использованием парадигмы хронического легкого стресса (65,66). Во-вторых, тесты на сахарозу могут быть спутаны с новизной раствора сахарозы, поскольку хронические стрессоры могут вызывать неофобию (67,68). Наконец, их трансляционная значимость неясна, так как нет различий в предпочтении сладких решений между людьми с серьезным депрессивным расстройством и здоровым контролем (69,70депрессия и хронический стресс могут привести как к потере веса, так и к приросту (8,71–73). Эти факторы предполагают, что одни только тесты предпочтения и потребления сахарозы могут не представлять собой достоверный подход для оценки ангедонии. Хотя в наших исследованиях ICSS не рассматривается, отражают ли эти тесты на сахарозу функцию вознаграждения, они подтверждают, что CSDS действительно вызывает ангедонию.
Одним из преимуществ теста ICSS является то, что он позволяет проводить ежедневные измерения функции вознаграждения, позволяя проводить точный анализ количества CSDS, необходимого для возникновения ангедонии. Повторные тесты не возможны в тестах предпочтения СИ или сахарозы, так как опыт может повлиять на результаты. Здесь мы демонстрируем, что CSDS начинает значительно повышать пороги ICSS ко второму сеансу поражения. Пороговые значения оставались повышенными в течение периода CSDS и до одной недели после его прекращения, демонстрируя постоянную ангедонию. Эти пороговые значения соответствуют эффектам других препаратов для лечения депрессии, включая хронический непредсказуемый стресс (26,27), снятие наркотиков (22–25) и агонисты каппа-опиоидных рецепторов (29,58). Хотя пороговые значения у контрольных мышей оставались стабильными во время D1-10, номинальные повышения во время P1-5 могут быть связаны с особенностью экспериментального дизайна. В частности, контрольных мышей содержали через делителя от конспецифичного во время D1-10, но (как и все субъекты) были социально изолированы во время P1-5. Установлено, что социальная изоляция взрослых грызунов вызывает признаки, связанные с ангедонией (74).
Важно отметить, что в тесте ICSS можно уменьшить ангедонию, вызванную CSDS. Мыши, которые сверхэкспрессируют ΔFosB в средних колючих нейронах стриатума типа D1 (55) менее чувствительны к вызванному CSDS увеличению порогов ICSS. Это согласуется с предыдущими сообщениями о том, что они также менее чувствительны к социальному избеганию, вызванному CSDS (54) и до порогового U50488агонист каппа-опиоидных рецепторов, известный как вызывающий дисфорию58). Способность к избыточной экспрессии ΔFosB блокировать ангедонические эффекты как агонистов CSDS, так и KOR предполагает потенциальное перекрывание молекулярных механизмов, как было предложено ранее (75,76). Один из возможных механизмов, с помощью которого FosB может опосредовать стрессоустойчивость, заключается в индукции GluR2 в прилежащем ядре (NAc), которое ослабляет глутаматергический тонус. (54). Хотя у мышей ΔFosB-Control наблюдается большее увеличение порогов ICSS по сравнению с таковыми у мышей C57BL / 6J, это может быть связано с разным фоном исходных штаммов; действительно, мыши ΔFosB-Control также более чувствительны к социальному избеганию, вызванному CSDS (54).
Возможно, что острые болезненные эффекты CSDS способствуют повышению порогов ICSS, учитывая, что острая боль может увеличить пороги ICSS (77). Кажется маловероятным, что наблюдаемое увеличение порога ICSS связано только с болью, однако по нескольким причинам. Во-первых, воздействие стрессовых стимулов, включая CSDS, часто вызывает вызванную стрессом анальгезию (75,78). Во-вторых, пороги ICSS оставались повышенными после прекращения поражения, указывая на то, что эффекты CSDS длительны и не зависят от острой боли. В-третьих, мыши, которые «наблюдают» за сеансами социального поражения, демонстрируют депрессивное поведение, несмотря на отсутствие физического контакта (79). Наконец, CSDS не смог вызвать ангедонию у мышей, которые сверхэкспрессируют FosB в стриатуме, где он обеспечивает устойчивость к стрессу (54). Настоящие результаты показывают, что CSDS производит адаптацию в путях вознаграждения мозга (12,13,15,54) которые приводят к ангедоническому фенотипу.
Хотя стандартные антидепрессанты могут обратить поведенческие эффекты CSDS, хроническое лечение не требуется (12,16). Поскольку острый кетамин оказывает быстрое антидепрессивное действие на человека (31–39), мы оценили, обращает ли острое лечение кетамином эффект CSDS у мышей. Мы обнаружили, что однократная доза кетамина (20 мг / кг, IP) вызывает быстрые (~ 24 часы) антидепрессантоподобные эффекты в тесте SI после воздействия CSDS. Это согласуется с многочисленными исследованиями, описывающими быстрые эффекты (в течение нескольких часов) субанестетических доз кетамина у людей (31–39), даже у пациентов с устойчивой к лечению депрессией (32,34,38,39). Кетамин также оказывает быстрое антидепрессантоподобное действие на других моделях на животных, включая тест принудительного плавания (FST) и тест подвески хвоста (TST) (40,41,42,43,44,48,50), выучил парадигму беспомощности (45,50,51) и парадигма хронического легкого стресса (46,47,49). Ни CSDS, ни острый кетамин не влияли на двигательную активность, что является важным фактором, исключающим неспецифическое влияние на общий моторный выход, которое может усложнить интерпретацию данных. Учитывая, что кетамин оказывает амнестическое действие у грызунов (52,53), мы оценили вероятность того, что кетамин мешает обучению и памяти, связанным со стрессом. В соответствии с предыдущей работой (50), мы обнаружили, что 20 мг / кг кетамина не влияет на эффективность теста пассивного избегания, что позволяет предположить, что антидепрессантоподобные эффекты препарата в наших исследованиях не связаны с ухудшением памяти. Кроме того, мы показываем, что лечение острым кетамином, которое уменьшает социальное избегание, не влияет на поведение в EPM, хотя предыдущие сообщения неубедительны (42,43). Вместе наши результаты показывают, что эффекты кетамина в тесте СИ можно отличить от эффектов на обучение и память или тревогу.
Интересно, что однократная инъекция 20 мг / кг кетамина 24 в час до первого дня CSDS не влияла на социальное избегание, что указывает на неспособность предотвратить развитие повторных адаптаций, вызванных стрессом, по крайней мере, с помощью этой однократной дозы. Кроме того, антидепрессантоподобные эффекты кетамина в тесте SI не были постоянными: мыши, повторно протестировавшие 1 неделю спустя, не показали продолжительного ослабления социального избегания, вызванного CSDS. Этот вывод в целом согласуется с клиническими исследованиями, согласно которым у пациентов, которые реагируют на острый кетамин, часто наблюдается рецидив в течение нескольких дней (31,39,80) и с доклиническими сообщениями об острых, но не стойких антидепрессантоподобных эффектах кетамина в FST и TST у мышей (41,51,81), хотя есть также сообщения о стойких эффектах (45,49,50,82). Эти различия могут быть вызваны интенсивностью или типом стресса (например, социальный стресс по сравнению с FST или TST) или различиями напряжения (41). Повторное лечение кетамином может быть необходимо, чтобы вызвать надежно стойкие эффекты. Недавно сообщалось, что повторное лечение кетамином у крыс было необходимо для получения стойкого эластичного фенотипа в хронической непредсказуемой стрессовой парадигме (81). Кроме того, имеются данные о том, что хроническое введение кетамина вызывает антидепрессантоподобные эффекты в дозах, которые не очень эффективны (83). Есть сообщения, что повторные вливания у пациентов с устойчивой к лечению депрессией могут приводить к более устойчивому ответу на антидепрессанты по сравнению с однократным вливанием (84–86). Однако широкое использование кетамина в качестве терапевтического средства может быть ограничено из-за ответственности за злоупотребление и других побочных эффектов (87–89). Характеризация времени действия кетамина на животных моделях может помочь оптимизировать клинические схемы лечения.
Несмотря на его влияние на социальное избегание, острый кетамин не смог блокировать ангедонические эффекты CSDS в тесте ICSS. Это было неожиданным, учитывая предыдущие сообщения о том, что кетамин устраняет связанное со стрессом снижение предпочтения сахарозы (45,48) и увеличивает отток дофамина в NAc (90) эффект, часто связанный с повышенным настроением (91). Насколько нам известно, нет сообщений о способности стандартных антидепрессантов обращать эффекты CSDS на ICSS. Мы не можем исключить возможность того, что лечение кетамином может обратить вспять вызванную CSDS ангедонию в тесте ICSS с использованием других схем лечения (например, различные дозы, повторное введение) или штаммов мышей, хотя такие исследования выходят за рамки этого отчета, учитывая количество возможных перестановки в экспериментальном дизайне. Однако исследования на животных, включающие повторное введение кетамина, могут иметь ограниченную ценность для понимания того, почему препарат является клинически эффективным после острого введения людям (31).
CSDS также вызывает устойчивое поведение, похожее на тревожность, измеренное в поисковых анализах, таких как повышенный плюс лабиринт или открытое поле (12,13). Тем не менее, важной особенностью парадигмы CSDS является то, что она может отличать эти подобные тревоге меры от более депрессивных подобных признаков, таких как социальное избегание или дефицит предпочтений сахарозы. В частности, социальное избегание и дефицит сахарозных предпочтений эффективно лечат стандартными антидепрессантами, но не анксиолитиками (12). Кроме того, мыши, у которых проявляется эластичный фенотип (то есть те, у которых отсутствует социальное избегание и дефицит сахарозных предпочтений), демонстрируют эквивалентные уровни тревожного поведения (15), как видно у мышей, которые сверхэкспрессируют ΔFosB (54). Точно так же мы показываем, что острый кетамин (20 мг / кг) влиял на одно измерение депрессивного поведения (социальное избегание), но не на другие (ангедония, тревога, обучение и память), предполагая, что это поведение представляет собой отдельные области, регулируемые отдельными, но перекрывающимися цепи в мозге (92). Молекулярные механизмы, с помощью которых кетамин производит эти антидепрессантоподобные эффекты, не совсем понятны, но могут включать изменения в функции глутамата или синтезе белка в областях мозга, включая гиппокамп и лобную кору (45,46,47,50).
Благодарности
Это исследование финансировалось за счет грантов Национального института здравоохранения (MH063266 для WC; R01MH51399 и P50MH096890 для EJN; MH090264 для SJR). RJD был поддержан Учебным Грантом (T32MH020017) от Национального Института Здоровья.
Сноски
ФИНАНСОВЫЕ РАСКРЫТИЯ
Авторы не сообщают никаких биомедицинских финансовых интересов или потенциальных конфликтов интересов.
Отказ от ответственности издателя: Это файл PDF из неотредактированной рукописи, который был принят для публикации. В качестве сервиса для наших клиентов мы предоставляем эту раннюю версию рукописи. Рукопись будет подвергаться копированию, набору и обзору полученного доказательства до его публикации в его окончательной форме. Обратите внимание, что во время производственного процесса могут быть обнаружены ошибки, которые могут повлиять на содержимое, и все юридические заявления об отказе от ответственности, которые применяются к журналу.
Рекомендации