Biol Psychiatria. Autorský rukopis; dostupné v PMC 2015 Oct 1.
Publikované v konečnom upravenom formulári ako:
Biol Psychiatria. 2014 Oct 1; 76 (7): 550 – 558.
Publikované 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 a William A. Carlezon, Jr.1
Konečná upravená verzia tohto článku vydavateľa je k dispozícii na stránke Biol Psychiatry
Pozri ďalšie články v PMC to citát publikovaný článok.
abstraktné
pozadia
Chronický sociálny porážkový stres (CSDS) vyvoláva pretrvávajúce behaviorálne adaptácie u myší. V mnohých testoch správania môže byť ťažké určiť, či tieto adaptácie odrážajú hlavné príznaky depresie. Navrhli sme štúdie, ktoré charakterizujú účinky CSDS na citlivosť na odmenu, pretože anhedónia (znížená citlivosť na odmenu) je definujúcou charakteristikou depresívnych porúch u ľudí. Tiež sme skúmali účinky striatálnej nadmernej expresie AFosB alebo N-metyl-D-aspartátového antagonistu ketamínu, z ktorých oba podporujú odolnosť, na zmeny vyvolané CSDS v odmeňovaní a sociálnu interakciu.
Metódy
Použili sme intrakraniálnu self-stimuláciu (ICSS) na kvantifikáciu CSDS-indukovaných zmien v odmeňovacej funkcii. Myšiam sa implantovali laterálne hypotalamické (LH) elektródy a prahy ICSS sa merali po každej dennej relácii XDSLX denne a počas obdobia obnovy 10-dní. Tiež sme skúmali, či akútne podávanie ketamínu (5-2.5 mg / kg, intraperitoneálne) zvracia účinky vyvolané CSDS na odmenu, alebo na samostatných myšiach, na sociálnu interakciu.
výsledky
CSDS zvýšila prahové hodnoty ICSS, čo indikuje pokles v odmeňovacom vplyve stimulácie LH (anhedónia). Tento účinok bol zmiernený u myší nadexprimujúcich AFosB v striate, čo je v súlade s pro-resilientnými účinkami tohto transkripčného faktora. Vysoké, ale nie nízke dávky ketamínu podávané po ukončení režimu CSDS zmiernili sociálne vylúčenie u porazených myší, hoci tento účinok bol prechodný. Ketamín v teste ICSS neblokoval CSDS-indukovanú anhedóniu.
Závery
Naše zistenia ukazujú, že CSDS spúšťa perzistujúcu anhedóniu a potvrdzuje, že nadmerná expresia AFosB spôsobuje odolnosť voči stresu. Naznačujú tiež, že akútny ketamín nezmierňuje CSDS-indukovanú anhedóniu napriek zníženiu iných abnormalít súvisiacich s depresiou.
ÚVOD
Chronický stres sa podieľa na etiológii a patofyziológii úzkosti a depresívnych porúch (1-3). Hoci sa tieto poruchy stále častejšie vyskytujú (4) a majú tendenciu byť perzistentné a rezistentné voči súčasným \ t5,6), mechanizmy, ktorými ich stres spúšťa, zostávajú zle pochopené (7). Validujúce modely depresie sú rozhodujúce pre lepšie pochopenie dôsledkov stresu, objasnenie neurobiológie afektívnych porúch a vývoj nových protistresových a antidepresívnych liečebných postupov.
Zvieracie modely depresie sa spoliehajú na svoju schopnosť napodobňovať alebo produkovať základné príznaky poruchy u ľudí, vrátane sociálneho vyhýbania sa a anhedónie (znížená citlivosť na odmenu) (8,9). Chronický stres sociálnych porúch (CSDS) je stále viac využívaným modelom, ktorý využíva etologický význam územnej agresie (10,11) a produkuje tieto hlavné symptómy, ako sa hodnotí v testoch kvantifikujúcich sociálnu interakciu a preferenciu sacharózy a iných prírodných odmien (12-14). Okrem toho sú účinky CSDS zvrátené chronickým, ale nie akútnym podávaním fluoxetínu alebo imipramínu (12,15,16), štandardné antidepresívne liečivá široko používané na liečbu depresívnych porúch u ľudí. Naopak, štandardné anxiolytické lieky sú neúčinné (12). Predpokladá sa teda, že CSDS má konštruktívnu, tvárovú a predikčnú platnosť (10). Bolo však navrhnuté, aby správanie vyvolané CSDS malo svoj základ v úzkosti (17,18) a čo je často interpretované ako anedónia v testoch preferencií sacharózy, môže skutočne odrážať neofóbiu zosilnenú úzkosťou.
Primárnym cieľom týchto štúdií bolo skúmať schopnosť CSDS produkovať anhedóniu, ktorá je kľúčovým znakom depresívnych, ale nie úzkostných porúch (8). Použili sme intrakraniálnu samostimuláciu (ICSS), operatívnu paradigmu, v ktorej myši podávajú odmeňovanie elektrickej mozgovej stimulácie, aby priamo vyhodnotili účinky CSDS na citlivosť odmeňovania (19,20). Chovanie ICSS je u hlodavcov oslabené v podmienkach, ktoré u ľudí spôsobujú stavy podobné depresii, vrátane vysadenia lieku (21-25), nepredvídateľného a chronického mierneho stresu (\ t26,27) a podávanie agonistov kappa opioidných receptorov (\ t28,29). Tieto liečby konkrétne zvyšujú prahovú frekvenciu, pri ktorej stimulácia podporuje reakciu, čo je indikátor anhedónie (19). Okrem toho, paradigma ICSS umožňuje štúdium zmien vyvolaných manipuláciou v citlivosti odmeňovania v čase a je nepriepustná pre faktory súvisiace s úzkosťou a sýtosťou, ktoré zmätia iné paradigmy používané na hodnotenie funkcie systému odmeňovania (napr. Preferencie sacharózy, pohlavia, liekov zneužitie) (19).
Súbežne sme skúmali schopnosť ketamínu, antagonistu NMDA receptora (30), aby sa zmiernili účinky CSDS na sociálne vylúčenie a prahy ICSS. Zatiaľ čo štandardná antidepresívna liečba má oneskorenú terapeutickú účinnosť (často niekoľko týždňov), nedávne štúdie ukazujú, že jediná dávka ketamínu môže u pacientov s depresiou produkovať rýchle (aj keď prechodné) antidepresívne reakcie (31-37) - vrátane pacientov, ktorí sú rezistentní na liečbu (32,34,38,39) - a antidepresívne účinky v mnohých modeloch depresie (40-51). Na určenie, či terapeutické účinky ketamínu sprevádzajú amnestické účinky (poruchy učenia a pamäti) často spojené s antagonistami NMDA (52,53) alebo anxiolytických účinkov (\ t43) sme skúmali výkonnosť v testoch pasívneho vyhýbania sa a zvýšenému plus bludisku (EPM). Ako spôsob hodnotenia, či je možné zmierniť účinky CSDS na ICSS, sme zahrnuli štúdie s použitím myší s nadmernou expresiou AFosB, ktoré sú menej citlivé (rezistentné) na CSDS (54).
MATERIÁLY A METÓDY
Zvieratá a lieky
Samce myší C57BL / 6J (6 – 8 týždňov) boli zakúpené od Jackson Laboratories (Bar Harbor, ME) a samce myší CD1 (chovatelia na dôchodku) boli zakúpené od Charles River Laboratories (Wilmington, MA). Inducibilné bitransgénne samce myší, ktoré nadmerne exprimovali AFosB, boli generované z krížení myší NSE-tTA (línia A) a TetOP-AFosB (línia A11) a úplne spätne krížené do pozadia C57BL / 6J s použitím systému expresie génov regulovaných tetracyklínom (55). Myši AFosB sa pestovali na vode obsahujúcej doxycyklín (DOX) (100 ug / ml) (Sigma, St. Louis, Missouri), ktorý potláča expresiu transgénu. Experimenty sa uskutočňovali ~ 8 týždne po vysadení DOX, keď je expresia transgénu AFosB maximálna (skupina AFosB – ON) (55). Polovica myší zostala na DOX počas trvania experimentu, aby slúžila ako kontrola (AFosB-kontrolná skupina). Myši mali voľný prístup k potravinám a vode a boli udržiavané na cykle 12-h svetlo / tma. Všetky postupy boli uskutočnené v súlade s politikami National Institutes of Health a McLean Hospital. Ketamín bol získaný od Sigma-Aldrich (St. Louis, MO), rozpustený v 0.9% fyziologickom roztoku (vehikulum) a podávaný intraperitoneálne (IP) pri 10 ml / kg. Kontrolné myši dostali rovnaké ošetrenie ako porazené myši.
Manipulácie a testy správania
CSDS sa vykonalo tak, ako bolo opísané vyššie (10,12). Myši CD1 (obyvatelia) boli skrínované na konzistentné agresívne správanie (latencie útoku <30 s pre 3 po sebe idúce skríningové testy). V každý z 10 po sebe nasledujúcich dní bola votrelca (porazená) myš umiestnená do domácej klietky rezidentnej myši a bola podrobená 10 min stresu zo sociálnej porážky. Po porážke sa myši oddelili v klietke perforovaným deličom z plexiskla, čo umožňovalo nepretržitú chránenú senzorickú expozíciu. Porazené myši boli každý deň vystavené novému obyvateľovi a klietke. S kontrolnými myšami sa manipulovalo každý deň a boli ustajnené v rovnakých usporiadaniach klietok ako porazené myši, ale oproti konvenčnej myši. Pre experimenty ICSS a sociálna interakcia (SI) sa použili samostatné skupiny.
ICSS bol uskutočnený tak, ako bolo opísané vyššie (19,28). V stručnosti, myši (25 – 30 g) boli implantované monopolárnymi elektródami zameranými na laterálny hypotalamus (LH). Myši boli vyškolené zostupnými sériami (alebo „pass“) testov frekvencie stimulácie 15 (protokol 0.0510 jednotkových krokov), 4 za deň, pri minimálnom účinnom prúde. CSDS a kontrolné skupiny mali ekvivalentné minimálne prúdy (~ 75 μA). Prahové hodnoty ICSS (Theta-0) boli vypočítané s použitím línie najmenších štvorcov najlepšej analýzy (19,56). Po stanovení stabilných základných prahových hodnôt (+/− 15% pre 5 po sebe idúce dni; BL1-5) boli myši podrobené CSDS počas 10 dní (D1-10). Myši sa pôvodne rozdelili do dvoch skupín, aby sa otestovalo, či účinky CSDS na prahy ICSS závisia od časového intervalu medzi porážkou a ICSS testovaním: myši v skupine s dlhým intervalom (LInt) sa testovali na ICSS ~ 16 hod. Po porážke, zatiaľ čo myši v krátkom intervale (ShInt) skupina bola testovaná v ICSS ~ 6 hod. po porážke (Obrázok 1A). Po CSDS sa myši vrátili do svojich domovských klietok a testovali sa po porážke v ICSS počas 5 dní (P1-5). Pre experimenty s ketamínom, myši dostali buď vehikulum alebo ketamín (20 mg / kg) 1 h po poslednej porážke.
Na vyhodnotenie účinkov ketamínu na SI dostávali myši vehikulum, nízku dávku (2.5 mg / kg) alebo vysokú dávku (20 mg / kg) ketamínu 24 hod. Pred prvým dňom CSDS (deň 0) alebo 1 hod. porážka (Day 10). Myši boli zvyknuté na interakčnú arénu v červenom svetle pre 15 min v dňoch 8-10 CSDS. Dvadsaťštyri hodín po poslednej porážke (Deň 11) sa hodnotilo správanie sociálneho prístupu v prítomnosti neznámeho CD-1 uzavretého v drôtenej klietke, ako bolo opísané vyššie (12, 57), s malými úpravami. SI skóre boli definované ako množstvo času, ktoré myš strávila v blízkosti krytu obsahujúceho CD-1 (sociálny cieľ) počas 2.5 minúty v porovnaní s tým, keď bol cieľový obal prázdny. Pretože kontrolné myši trávia viac času interakciou s prítomným sociálnym cieľom, ako medzná hodnota sa použilo skóre SI 1 (rovnaký čas v blízkosti sociálneho cieľa oproti prázdnemu krytu): skóre SI> 1 sa považovalo za „odolné voči stresu“ a skóre < 1 boli považované za „citlivé na stres“ (13). Segregácia porazených myší do citlivých a pružných subpopulácií je podporovaná rozsiahlymi behaviorálnymi, neurobiologickými a elektrofyziologickými analýzami (13,54).
Kondicionovanie s pasívnym vyhýbaním sa uskutočňovalo v zariadení Gemini Avoidance System (San Diego Instruments, San Diego CA), ako bolo opísané vyššie (50) s menšími úpravami. Počas tréningu boli myšiam podané 1 min aklimatizácie do svetlej komory pred prístupom do tmavého kompartmentu. Akonáhle sa urobil kríž do tmavého kompartmentu, myši sa kondicionovali dvomi po sebe idúcimi nôhami 2 sec (nevyhnutné) (0.2 mA), po ktorých nasledoval 1 min time-out. Myšiam sa podalo buď vehikulum alebo ketamín (20 mg / kg) 1 po kondicionovaní. Krokové krokové latencie boli merané 24 hodín neskôr. Na vyhodnotenie účinkov nášho ketamínu na správanie podobné úzkosti sa oddelenej skupine myší podalo buď vehikulum alebo ketamín (20 mg / kg) 24 hodín pred testovaním EPM. Myši boli umiestnené v strede vyvýšeného plus bludiska (každé rameno 33 cm dlhé a 5 cm široké, s 2 protiľahlými ramenami zatvorenými 16.5 cm vysokými stenami, bludiskom zvýšeným 81 cm od podlahy) v červenom svetle a umožnené preskúmať 5 min ,
Štatistická analýza
Dvoj- a trojcestné opakované merania ANOVA bola vykonaná pre CSDS, ICSS a údaje o pasívnom vyhýbaní. Signifikantné ANOVA sa ďalej analyzovali Bonferroniho post hoc testami. Účinky ketamínu na SI boli analyzované s vopred naplánovanými kontrastmi (Bonferroniho testy) medzi kontrolnými a porazenými myšami v rámci každej liečebnej skupiny, na základe špecifického účinku. priori hypotéza, že liečba ketamínom by zmiernila depresívne správanie u porazených myší. Účinky na správanie EPM sa analyzovali pomocou Studentovho t-testu. Testy SI a EPM sa zaznamenali na videozáznam a vyhodnotili sa pomocou potkanov, ktorí boli zaslepení v podmienkach liečby.
VÝSLEDKY
Účinky sociálnej porážky na prahy ICSS boli vyhodnotené po každej epizóde porážky, čo nám umožnilo sledovať zmeny v citlivosti v celom režime CSDS (Obrázok 1A, B). Údaje LInt a ShInt sú prezentované spoločne, aby sa uľahčilo vzájomné porovnanie účinkov intervalového intervalu na prahy ICSS.Obrázok 1B, C). Účinky CSDS na prahy ICSS záviseli od skupiny [F (2,22) = 13.53, p<0.001] a deň [F (15,330 2.98) = XNUMX, p<0.001], s okrajovou skupinou X deň interakcie (p= 0.054). CSDS významne zvýšil priemerné prahy ICSS (vyjadrené ako% východiskovej hodnoty) u myší LInt aj ShInt porazených v porovnaní s kontrolami do druhého dňa porážky (LInt: p<0.05, Shnt: p<0.001). ShInt myši mali vyššie prahové hodnoty v porovnaní s LInt myšami iba na P1 (p<0.05) (Obrázok 1B). Malá časť myší bola odolná voči účinkom CSDS na anhedóniu v ICSS (nie je ukázané), čo je v súlade so zisteniami v iných testoch (13). Pretože neboli žiadne celkové rozdiely v medziach ICSS medzi kontrolnými myšami v skupinách LInt a ShInt (údaje nie sú uvedené), tieto údaje boli konsolidované. Keď sú údaje vyjadrené ako jednotlivé prostriedky pre BL1-5, D1-10 a P1-5 pre každú skupinu, účinky CSDS na prahy ICSS záviseli od porážky [F (2,22) = 9.68, p<0.01], deň [F (2,44) = 21.57, p<0.001] a porážková X-denná interakcia [F (4,44) = 5.09, p<0.01] (Obrázok 1C). V rámci skupinových porovnaní sa zistilo, že prahy ICSS sa zvýšili v prípade myší LInt aj ShInt porazených na D1-10 a P1-5 v porovnaní s BL1-5 (p<0.001). Porovnanie medzi skupinami odhalilo, že prahy ICSS sa významne zvýšili u myší LInt a ShInt porazených na D1-10 (p<0.001) a u porazených myší ShInt na P1-5 (p<0.01) v porovnaní s kontrolami (Obrázok 1C). Surové dáta z jednotlivých reprezentatívnych kontrolných a porazených (LInt) myší ilustrujú, ako CSDS môže spôsobiť posun pravých frekvencií vo frekvenčných frekvenciách ICSS na D1-10 v porovnaní s BL1-5 (Obrázok 1D).
Pretože myši, ktoré indukčne nadmerne exprimujú AFosB v striatálnych oblastiach, sú odolné voči CSDS (54) a podmienky podobné stresu (58), predpokladali sme, že myši AFosB-ON, ale nie myši AFosB-Control, budú odolné voči účinkom CSDS na prahy ICSS. Keď sú údaje vyjadrené ako jednotlivé prostriedky pre BL1-5, D1-10 a P1-5 pre každú skupinu, účinky nadmernej expresie AFosB na zmeny ICSS sprostredkované CSDS záviseli od liečby DOX [F (1,4) = 13.25, p<0.05], deň [F (2,8) = 23.89, p<0.001], a interakcia liečenia DOX X dní [F (2,8) = 16.40, p<0.01] (Obrázok 2). CSDS zvýšila prahové hodnoty ICSS u myší AFFB-Control na D1-10 a P1-5 v porovnaní s BL1-5 (p<0.001) a na D1-10 a P1-5 v porovnaní s myšami ΔFosB-ON (p<0.05), zatiaľ čo ΔFosB-ON myši boli odolné voči anhedonickým účinkom CSDS. Nadmerná expresia ΔFosB nemala žiadny vplyv na minimálne prúdy, čo potvrdzuje, že samotný zvýšený ΔFosB neovplyvňuje citlivosť na stimuláciu LH (58).
CSDS vyvolalo sociálne vylúčenie u porazených myší liečených vehikulom alebo nízkou dávkou ketamínu (2.5 mg / kg) (ps<0.05), ale nie u porazených myší liečených vysokou dávkou ketamínu (20 mg / kg) (Obrázok 3A); existoval hlavný efekt skupiny [F (1,60) = 15.75, p<0.001], ale žiadny hlavný účinok dávky alebo interakcie skupiny X s dávkou. Graf jednotlivých skóre SI porazených myší ukazuje, že malý počet myší liečených vehikulom (n = 3/12) alebo nízkou dávkou ketamínu (n = 2/10) vykazoval odolnosť, zatiaľ čo väčší podiel myší liečených vysoká dávka ketamínu (n = 8/11) vykazovala odolnosť (Obrázok 3A, vložiť). Počas testu SI neboli zistené žiadne významné rozdiely ani v prejazdenej vzdialenosti ani v rýchlosti (Obrázok 3B, C). Myši boli testované 1 týždeň neskôr, aby sa zistilo, či antidepresívne účinky vysokej dávky ketamínu, merané v teste SI, sú perzistentné. Obe porazené myši, ktoré dostali vehikulum a porazené myši, ktorým bol podávaný ketamín (20 kg / kg), vykazovali sociálne vylúčenie, keď boli testované 1 týždeň neskôr (vehikulum: p<0.001, ketamín: p<0.05) (Obrázok 3D); existoval hlavný efekt skupiny [F (1,36) = 21.10, p<0.0001], ale žiadny hlavný účinok dávky alebo interakcie skupiny X s dávkou. Jediné podanie ketamínu (20 mg / kg) 24 hodín pred prvým dňom CSDS neoslabilo sociálne vyhýbanie sa. CSDS vyvolali sociálne vyhýbanie sa u porazených myší liečených predtým vehikulom alebo vysokou dávkou ketamínu (20 mg / kg) (ps<0.05) (Obrázok 3E); existoval hlavný efekt skupiny [F (1,21) = 1.57, p<0.001], ale žiadny hlavný účinok dávky alebo interakcie skupiny X s dávkou.
Aby sme zistili, či účinky ketamínu na sociálne vylúčenie vyvolané CSDS môžu byť spôsobené amnestickými účinkami tejto dávky, porovnávali sme pasívnu retenčnú pamäť v oddelenej kohorte myší ošetrených vehikulom a ketamínom. Všetky myši vykazovali zvýšené krokové latencie v deň testovania retencie pamäte [F (1,28) = 22.82, p<0.0001] (Obrázok 4A). Neexistoval žiadny hlavný účinok liečby na retenciu pamäti strachu [F (1,28) = 0.14, ns] alebo interakcie liečby X deň X [F (1,28) = 0.24, ns]. V EPM neboli pozorované žiadne rozdiely medzi myšami liečenými vehikulom a ketamínom v čase otvoreného ramena (t (20) = 0.61, ns) (Obrázok 4B) alebo počet otvorených vstupov do ramena (t (20) = 0.34, ns) (nie je znázornené).
Myši dostávali ketamín alebo vehikulum po poslednom porážke a pokračovali v ICSS testovaní po liečbe (D10, P1-5). Pre každú skupinu boli zostavené prahy ICSS získané v dňoch pred liečbou (D1-9). Prahové hodnoty D10 a P1-5 boli analyzované na stanovenie časových účinkov ketamínu. Rovnaká dávka ketamínu (20 mg / kg), ktorá zmiernila sociálne vyhnutie sa u porazených myší v teste SI, neznížila anhedóniu v teste ICSS (Obrázok 5); existoval hlavný efekt skupiny [F (1,45) = 48.65, p<0.0001], ale žiadna významná skupina X liečby X interakcia dňa. Umiestnenia elektród ICSS boli nerozoznateľné od tých, ktoré boli zobrazené predtým (28).
DISKUSIA
CSDS produkuje anhedóniu v ICSS paradigme u myší. Konkrétne sme ukázali, že CSDS znižuje odmeňujúci vplyv stimulácie LH, merané zvýšením prahových hodnôt ICSS (19), s účinkami pretrvávajúcimi do 5 dní po CSDS. Tieto výsledky sú vo všeobecnosti v súlade s výsledkami predchádzajúcich štúdií u potkanov (59) a škrečkov (60), ktorý využil iné metodiky na kvantifikáciu sily odmeny v stimulácii mozgu. Ako sa očakávalo na základe predchádzajúcej práce (54), ktoré demonštrovali, že myši, ktoré nadmerne exprimujú AFosB, sú odolné voči rozvoju sociálnych preferencií a sacharózových preferenčných deficitov, zistili sme, že myši boli tiež odolné voči účinkom CSDS na indukciu anedónie v teste ICSS, Okrem toho sme skúmali antidepresívne vlastnosti ketamínu v CSDS paradigme. Akútne ošetrenie ketamínom u porazených myší zmiernilo sociálne vylúčenie v teste SI. Tento akútny účinok je pozoruhodný vzhľadom na podobné účinky pozorované až po chronickej liečbe fluoxetínom alebo imipramínom (12,16). Akútny ketamín však nemal žiadny vplyv na anhedóniu v teste ICSS. Naše zistenia dopĺňajú predchádzajúce práce, ktoré ukazujú, že CSDS znižuje preferenciu prirodzených odmien (12,13,15) a ukazujú, že ICSS je citlivá, spoľahlivá a kvantifikovateľná metóda na detekciu anedonických účinkov CSDS v čase u myší. Výsledky tiež ukazujú, že ketamín má rýchle účinky podobné antidepresívam na niektoré - ale nie všetky - CSDS-indukované abnormality správania.
V paradigme CSDS vykazujú vnímavé myši deficity v preferencii sacharózy, ktoré sa často interpretujú ako anhedónia. Mnohé faktory však komplikujú použitie testov sacharózy ako miery anhedónie. Po prvé, chýba im spoľahlivosť: údaj o CSDS sa znížil (14-18), zvýšiť (61,62) alebo nemajú žiadny účinok (63,64) na preferenciu sacharózy, s podobnými nezrovnalosťami uvádzanými pri použití paradigmy chronického mierneho stresu (\ t65,66). Po druhé, testy sacharózy môžu byť zmätené novinkou roztoku sacharózy, pretože chronické stresory môžu spôsobiť neofóbiu (67,68). Ich translačná relevancia nie je jasná, pretože u jedincov s veľkou depresívnou poruchou a zdravými kontrolami nie sú uprednostňované sladké riešenia (69,70) a depresia a chronický stres môžu mať za následok stratu hmotnosti alebo zisk (8,71-73). Tieto faktory poukazujú na to, že testy preferencie a spotreby sacharózy nemusia predstavovať skutočný prístup na hodnotenie anhedónie. Hoci naše štúdie ICSS neriešia, či tieto testy týkajúce sa sacharózy odrážajú funkciu odmeňovania, potvrdzujú, že CSDS skutočne produkuje anhedóniu.
Jednou z výhod testu ICSS je, že umožňuje každodenné meranie funkcie odmeňovania, čo umožňuje presnú analýzu množstva CSDS potrebného na produkciu anhedónie. Opakované testy nie sú možné v testoch preferencie SI alebo sacharózy, pretože skúsenosti môžu ovplyvniť výsledky. Tu demonštrujeme, že CSDS začína výrazne zvyšovať prahové hodnoty ICSS pri druhej porážke. Prahové hodnoty zostali zvýšené počas celého obdobia CSDS a až jeden týždeň po jeho ukončení, čo dokazuje pretrvávajúcu anhedóniu. Tieto zvýšenia prahových hodnôt sú v súlade s účinkami iných pro-depresívnych terapií vrátane chronického nepredvídateľného stresu (26,27), stiahnutie liekov (22-25) a agonistov kappa-opioidných receptorov (\ t29,58). Hoci prahy u kontrolných myší zostali stabilné počas D1-10, nominálne zvýšenia počas P1-5 môžu byť spôsobené idiosynkracií experimentálneho dizajnu. Konkrétne, kontrolné myši sa umiestnili naprieč deličom od špecifického počas D1-10, ale (podobne ako všetky subjekty) boli sociálne izolované počas P1-5. Je preukázané, že sociálna izolácia dospelých hlodavcov produkuje príznaky súvisiace s anhedóniou (74).
Dôležité je, že v teste ICSS je možné zmierniť CSD-indukovanú anhedóniu. Myši, ktoré nadmerne exprimujú AFosB v stredných spinálnych neurónoch typu D1 typu striatum (55) sú menej citlivé na zvýšenie prahových hodnôt ICSS vyvolané CSDS. To je v súlade s predchádzajúcimi správami, že sú tiež menej citlivé na sociálne vylúčenie vyvolané CSDS (54) a na prahové hodnoty, ktoré zvyšujú účinky. \ t U50488agonistu kappa-opioidného receptora, o ktorom je známe, že spôsobuje dysforiu (58). Schopnosť nadmernej expresie AFosB blokovať anhedonické účinky CSDS aj KOR agonistov naznačuje potenciálne prekrývanie v molekulárnych mechanizmoch, ako bolo navrhnuté predtým (75,76). Jedným možným mechanizmom, ktorým môže AFosB sprostredkovať odolnosť voči stresu, je indukcia GluR2 v nucleus accumbens (NAc), ktorá tlmí glutamatergický tón. (54). Hoci myši AFosB-Control vykazovali väčšie zvýšenie prahových hodnôt ICSS v porovnaní s myšami pozorovanými u myší C57BL / 6J, môže to byť spôsobené odlišným pozadím zakladajúcich kmeňov; skutočne myši AFosB-Control sú tiež citlivejšie na sociálne vylúčenie vyvolané CSDS (54).
Je možné, že akútne bolestivé účinky CSDS prispievajú k zvýšeniu prahových hodnôt ICSS vzhľadom na to, že akútna bolesť môže zvýšiť prahy ICSS (77). Zdá sa nepravdepodobné, že by pozorovaný nárast ICSS bol spôsobený len bolesťou, avšak z niekoľkých dôvodov. Po prvé, vystavenie stresovým stimulom vrátane CSDS často spôsobuje analgéziu vyvolanú stresom (75,78). Po druhé, prahy ICSS zostali zvýšené po ukončení porážky, čo naznačuje, že účinky CSDS sú predĺžené a nezávislé od akútnej bolesti. Po tretie, myšou, že „svedecké“ sociálne porážky vykazujú depresívne správanie napriek nedostatku fyzického kontaktu (79). Nakoniec, CSDS nedokázala produkovať anhedóniu u myší, ktoré nadmerne exprimovali AFosB v striate, kde sprostredkováva odolnosť voči stresu (54). Súčasné výsledky naznačujú, že CSDS produkuje úpravy v rámci mozgových odmeňovacích ciest (12,13,15,54), ktoré vedú k anhedonickému fenotypu.
Hoci štandardné antidepresíva môžu zvrátiť behaviorálne účinky CSDS, vyžaduje sa chronická liečba (12,16). Pretože akútny ketamín má rýchly antidepresívny účinok u ľudí (\ t31-39) sme zhodnotili, či akútna liečba ketamínom zvráti účinky CSDS u myší. Zistili sme, že jednorazová dávka ketamínu (20 mg / kg, IP) spôsobuje rýchle (~ 24 hodín) antidepresívne účinky v teste SI po expozícii CSDS. To je v súlade s mnohými štúdiami opisujúcimi rýchle účinky (v hodinách) subanestetických dávok ketamínu u ľudí (31-39), a to aj u pacientov s depresiou rezistentnou na liečbu (\ t32,34,38,39). Ketamín má tiež rýchle účinky podobné antidepresívam na iných zvieracích modeloch vrátane testu núteného plávania (FST) a testu suspenzie chvosta (TST) (40,41,42,43,44,48,50), naučená bezmocná paradigma (45,50,51) a chronickej miernej paradigmy stresu (46,47,49). Ani CSDS, ani akútny ketamín neovplyvnili lokomotorickú aktivitu, dôležitý faktor na vylúčenie nešpecifických účinkov na hrubý motorický výkon, ktorý môže komplikovať interpretáciu údajov. Vzhľadom na to, že ketamín vyvoláva amnestické účinky u hlodavcov (52,53), hodnotili sme možnosť, že ketamín interferuje so stresovým učením a pamäťou. V súlade s predchádzajúcou prácou (50), zistili sme, že 20 mg / kg ketamínu neinterferuje s výkonom v teste pasívneho vyhýbania sa, čo naznačuje, že antidepresívne účinky lieku v našich štúdiách nie sú spôsobené poškodením pamäte. Ďalej dokazujeme, že akútna liečba ketamínom, ktorá znižuje sociálne vyhýbanie sa, nemá vplyv na správanie v EPM, hoci predchádzajúce správy nie sú presvedčivé (42,43). Naše zistenia spoločne naznačujú, že účinky ketamínu v teste SI môžu byť diferencované od účinkov na učenie a pamäť alebo úzkosť.
Zaujímavé je, že jediná injekcia 20 mg / kg ketamínu 24 hod. Pred dňom CSDS nemala žiadny vplyv na sociálne vylúčenie, čo svedčí o neschopnosti zabrániť rozvoju opakovaných stresom indukovaných adaptácií, aspoň s touto jedinou dávkou. Okrem toho antidepresívne účinky ketamínu v teste SI neboli perzistentné: myši znovu testované 1 týždeň neskôr nevykazovali pokračujúce zmiernenie sociálneho vyhýbania vyvolaného CSDS. Toto zistenie je vo všeobecnosti v súlade s klinickými štúdiami, v ktorých sa uvádza, že pacienti, ktorí reagujú na akútny ketamín, často zažívajú relaps v priebehu niekoľkých dní (31,39,80) a predklinických hlásení o akútnych, ale nie pretrvávajúcich účinkoch ketamínu podobného antidepresívam vo FST a TST u myší (\ t41,51,81), hoci existujú aj správy o pretrvávajúcich účinkoch (\ t45,49,50,82). Tieto rozdiely môžu byť spôsobené intenzitou alebo typom stresu (napr. Sociálny stres verzus FST alebo TST) alebo rozdielmi v kmeni (41). Opakované ošetrenie ketamínom môže byť potrebné na vyvolanie spoľahlivo pretrvávajúcich účinkov. Nedávno sa zistilo, že opakovaná liečba ketamínom u potkanov bola potrebná na vytvorenie dlhodobo odolného fenotypu v chronickej nepredvídateľnej paradigme stresu (81). Okrem toho existuje dôkaz, že chronické podávanie ketamínu indukuje účinky podobné antidepresívam pri dávkach, ktoré nie sú akútne účinné (\ t83). Existujú správy, že opakované infúzie u pacientov s depresiou rezistentnou na liečbu môžu viesť k trvalejšej antidepresívnej reakcii v porovnaní s jednorazovou infúziou (84-86). Široké používanie ketamínu ako liečiva však môže byť obmedzené zodpovednosťou za zneužívanie a inými vedľajšími účinkami (87-89). Charakterizácia časového priebehu ketamínových účinkov na zvieracích modeloch môže pomôcť optimalizovať režimy klinickej liečby.
Akútny ketamín napriek svojmu účinku na vyhýbanie sa sociálnemu vylúčeniu v teste ICSS nedokázal blokovať anhedonické účinky CSDS. Toto bolo neočakávané vzhľadom na predchádzajúce správy, že ketamín zvráti pokles preferencií sacharózy (45,48) a zvyšuje únik dopamínu v NAc (90), účinok často spojený so zvýšenou náladou (91). Podľa našich najlepších znalostí neexistujú žiadne správy o schopnosti štandardných antidepresív zvrátiť účinky CSDS na ICSS. Nemôžeme vylúčiť možnosť, že liečba ketamínom môže zvrátiť CSD-indukovanú anhedóniu v teste ICSS použitím iných liečebných režimov (napr. Rôznych dávok, opakovaného podávania) alebo myších kmeňov, aj keď takéto štúdie presahujú rámec tejto správy vzhľadom na počet možných permutácií v experimentálnom dizajne. Štúdie na zvieratách zahŕňajúce opakované podávanie ketamínu však môžu mať obmedzenú hodnotu pri pochopení, prečo je liek klinicky účinný po akútnom podaní u ľudí (31).
CSDS tiež indukuje robustné správanie podobné úzkosti, ako sa meria v prieskumných testoch, ako je zvýšené plus bludisko alebo otvorené pole (12,13). Dôležitou črtou paradigmy CSDS je však to, že dokáže rozlíšiť tieto opatrenia podobné úzkosti od príznakov podobných depresívnejším príznakom, ako sú napr. Špecificky sú deficity sociálneho vylúčenia a sacharózy liečené účinne štandardnými antidepresívami, ale nie anxiolytikami (12). Okrem toho, myši, ktoré vykazujú pružný fenotyp (tj tie, ktorým chýba sociálny vyhýbavý deficit a deficit sacharózovej preferencie) vykazujú ekvivalentné úrovne správania podobného úzkosti (15), ako je vidieť u myší, ktoré nadmerne exprimovali AFosB (54). Podobne ukazujeme, že akútny ketamín (20 mg / kg) ovplyvnil jeden rozmer depresívneho správania (sociálne vylúčenie), ale nie iné (anhedónia, úzkosť, učenie a pamäť), čo naznačuje, že tieto správanie predstavujú odlišné domény regulované samostatnými, ale prekrývajúcimi sa obvodov v mozgu (92). Molekulárne mechanizmy, ktorými ketamín produkuje tieto antidepresívne účinky, nie sú dobre známe, ale môžu zahŕňať zmeny v glutamátovej funkcii alebo syntéze proteínov v oblastiach mozgu vrátane hipokampu a frontálneho kortexu (45,46,47,50).
Poďakovanie
Tento výskum bol financovaný z grantov od National Institutes of Health (MH063266 pre WC; R01MH51399 a P50MH096890 pre EJN; MH090264 až SJR). RJD bol podporený grantom na vzdelávanie (T32MH020017) Národného inštitútu zdravia.
poznámky pod čiarou
FINANČNÉ ZVEREJNENIA
Autori neuvádzajú žiadne biomedicínske finančné záujmy ani potenciálne konflikty záujmov.
Zrieknutie sa zodpovednosti vydavateľa: Toto je súbor PDF s neupraveným rukopisom, ktorý bol prijatý na uverejnenie. Ako službu pre našich zákazníkov poskytujeme túto skoršiu verziu rukopisu. Rukopis sa podrobí kopírovaniu, sádzaniu a preskúmaniu výsledného dôkazu skôr, ako sa uverejní vo svojej konečnej podobe. Upozorňujeme, že počas výrobného procesu môžu byť zistené chyby, ktoré by mohli mať vplyv na obsah, a všetky právne zrieknutia sa zodpovednosti, ktoré sa vzťahujú na časopis.
Referencie
;