Biološka psihiatrija. Avtorski rokopis; na voljo v PMC 2015 oktober 1.
Objavljeno v končni obliki:
Biološka psihiatrija. 2014 okt 1; 76 (7): 550 – 558.
Objavljeno na spletu 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 in William A. Carlezon, Jr.1
Končno urejena različica tega članka založnika je na voljo na Biol Psychiatry
Oglejte si druge članke v PMC quote objavljeni članek.
Minimalizem
Ozadje
Kronični socialni porazni stres (CSDS) povzroča vztrajne vedenjske prilagoditve pri miših. V mnogih vedenjskih testih je težko ugotoviti, ali te prilagoditve odražajo glavne znake depresije. Zasnovali smo študije, ki bi opisale učinke CSDS na občutljivost za nagrajevanje, saj je anhedonija (zmanjšana občutljivost za nagrajevanje) opredeljujoča značilnost depresivnih motenj pri ljudeh. Preučili smo tudi učinke strijatalne prekomerne ekspresije ΔFosB ali ketamina, antagonista N-metil-D-aspartata, oba, ki spodbujata prožnost, na spremembe, ki jih povzroča CSDS, v nagradni funkciji in socialni interakciji.
Metode
Za količinsko opredelitev sprememb, ki jih povzročajo CSDS, smo uporabili intrakranialno samo-stimulacijo (ICSS). Miške smo vsadili s stranskimi hipotalamičnimi (LH) elektrodami in izmerili pragove ICSS po vsaki od 10 dnevnih sej CSDS in med obnovitvenim obdobjem 5 na dan. Preučili smo tudi, če akutna uporaba ketamina (2.5 – 20 mg / kg, intraperitonealno) obrne učinke, ki jih povzroči CSDS na nagrado ali, pri ločenih miših, socialno interakcijo.
Rezultati
CSDS je zvišal pragove ICSS, kar kaže na zmanjšanje koristnega učinka stimulacije LH (anhedonija). Ta učinek je bil oslabljen pri miši, ki je prekomerno izražal ΔFosB v striatumu, skladno s prozivnimi dejanji tega transkripcijskega faktorja. Visoki, vendar ne nizki odmerki ketamina, ki so ga dajali po zaključku režima CSDS, so pri poraznih miših zmanjšali socialno izogibanje, čeprav je bil ta učinek minljiv. Ketamin v testu ICSS ni blokiral anhedonije, ki jo povzroča CSDS.
Sklepi
Naše ugotovitve kažejo, da CSDS sproži obstojno anhedonijo in potrjujejo, da prekomerna izraženost ΔFosB povzroča odpornost proti stresu. Prav tako navajajo, da akutni ketamin ne zmanjšuje anhedonije, ki jo povzroča CSDS, kljub zmanjšanju drugih vedenjskih nepravilnosti, povezanih z depresijo.
UVOD
Kronični stres je vpleten v etiologijo in patofiziologijo anksioznih in depresivnih motenj (1-3). Čeprav so te motnje vse bolj razširjene (4) in so ponavadi vztrajni in odporni na trenutno zdravljenje (5,6) mehanizmi, s katerimi jih sproža stres, ostajajo slabo razumljeni (7). Validacija modelov depresije je ključnega pomena za boljše razumevanje posledic stresa, razjasnitev nevrobiologije afektivnih motenj in razvoj novih antistresnih in antidepresivnih zdravil.
Živalski modeli depresije se zanašajo na svojo sposobnost posnemanja ali povzročanja glavnih simptomov motnje pri ljudeh, vključno s socialnim izogibanjem in anhedonijo (zmanjšana občutljivost za nagrajevanje) (8,9). Kronični socialni porazni stres (CSDS) je vse bolj uporabljen model, ki izkorišča etološki pomen teritorialne agresije (10,11) in ustvarja te osnovne simptome, ocenjene v testih, ki so količinsko opredelili socialno interakcijo in naklonjenost saharozi in drugim naravnim nagradam (12-14). Poleg tega se učinki CSDS odpravijo s kroničnim, vendar ne akutnim dajanjem fluoksetina ali imipramina (12,15,16), standardnih antidepresivov, ki se pogosto uporabljajo za zdravljenje depresivnih motenj pri ljudeh. Nasprotno pa standardna anksiolitična zdravila niso učinkovita (12). Zato se šteje, da ima CSDS konstruktivnost, obraz in napovedno veljavnost (10). Vendar je bilo predlagano, da imajo vedenja, ki jih sproži CSDS, svojo osnovo v tesnobi (17,18) in to, kar se v testnih preferencah saharoze pogosto razlaga kot anhedonija, lahko dejansko odraža neofobijo, povečano s tesnobo.
Osnovni cilj pričujočih študij je bil preučiti sposobnost CSDS, da proizvaja anhedonijo, ki je glavna značilnost depresivnih, ne pa anksioznih motenj (8). Za neposredno oceno učinkov CSDS na občutljivost za nagrajevanje smo uporabili intrakranialno samo-stimulacijo (ICSS), operacijsko paradigmo, v kateri miši samoplačniško dajejo električno stimulacijo možganov (19,20). Vedenje ICSS je pri glodalcih oslabljeno pod pogoji, ki pri ljudeh povzročajo depresivno stanje, vključno z odvzemom drog (21-25), nepredvidljiv in kronični blagi stres (26,27) in dajanje agonistov kappa-opioidnih receptorjev (28,29). Konkretno ti tretmaji povečajo mejno frekvenco, pri kateri se stimulacija podpira odzivanja, indikator anhedonije (19). Poleg tega paradigma ICSS omogoča preučevanje sprememb zaradi občutka nagrajevanja, ki jih povzroča manipulacija, in ne vpliva na dejavnike, povezane z anksioznostjo in sitosti, ki omejujejo druge paradigme, ki se uporabljajo za oceno funkcije sistema nagrajevanja (npr. Prednost saharoze, spol, droge zloraba) (19).
Vzporedno smo preučili sposobnost ketamina, antagonista receptorjev NMDA (30), da ublaži učinke CSDS na prage socialnega izogibanja in pragov ICSS. Medtem ko standardno zdravljenje z antidepresivi zavira terapevtsko učinkovitost (pogosto več tednov), novejše študije kažejo, da lahko en odmerek ketamina povzroči hitre (čeprav prehodne) odzive antidepresivov pri bolnikih z depresijo (31-37) - vključno s pacienti, ki so odporni na zdravljenje (32,34,38,39) - in antidepresivi podobni učinki pri številnih modelih depresije (40-51). Ugotoviti, ali terapevtsko podobna dejanja ketamina spremljajo amnestični (učni in moteči spomin) učinki, ki so pogosto povezani z antagonisti NMDA (52,53) ali anksiolitične učinke (43) pregledali smo uspešnost pri testu pasivnega izogibanja in zvišanih plus labirint (EPM). Kot način ocenjevanja, ali je mogoče omiliti učinke CSDS na ICSS, smo vključili študije z mišmi ΔFosB, ki prekomerno izražajo, ki so manj občutljive (odporne) na CSDS (54).
MATERIALI IN METODE
Živali in droge
Moške miši C57BL / 6J (tedni 6 – 8) so kupili od Jackson Laboratories (Bar Harbor, ME), moške miši CD1 (upokojene rejci) pa kupili pri Charles River Laboratories (Wilmington, MA). Inducibilne bitragenske miši, ki so prekomerno izrazile ΔFosB, so bile ustvarjene iz križanj miši NSE-tTA (vrstica A) in TetOP-ΔFosB (linija A11), ki so bile v celoti podkrepljene na C57BL / 6J ozadju z uporabo sistema za izražanje genov, urejenega s tetraciklinom (55). Miševe ΔFosB smo vzgajali na vodi, ki vsebuje doksiciklin (DOX) (100 μg / ml) (Sigma, St. Louis, Missouri), ki zavira ekspresijo transgena. Poskusi so bili izvedeni ~ 8 tedne po prenehanju DOX, ko je ekspresija transgena ΔFosB največja (skupina ΔFosB – ON) (55). Polovica miši je v času eksperimenta ostala na DOX in je služila kot kontrola (skupina ΔFosB-Control). Miševe so imele prost dostop do hrane in vode in so bile vzdrževane na ciklu svetlobe / temna 12-h. Vsi postopki so potekali v skladu s politiko Nacionalnega inštituta za zdravje in McLean Hospital. Ketamin je bil pridobljen iz Sigma-Aldrich (St. Louis, MO), raztopljen v 0.9% fiziološki raztopini (Vozilo) in dajan intraperitonealno (IP) v 10 ml / kg. Kontrolne miši so bile deležne enakega zdravljenja kot poražene miši.
Vedenjske manipulacije in testi
CSDS je bil izveden, kot je opisano prej (10,12). Miške CD1 (prebivalci) so pregledali na dosledno agresivno vedenje (zakasnitve napada <30 sekund za 3 zaporedne presejalne teste). Vsakega od 10 zaporednih dni je bila vsiljivka (poražena) miška postavljena v domačo kletko rezidenčne miši in izpostavljena 10-minutnemu stresu socialnega poraza. Po seji poraza so miši v kletki ločili s perforiranim delilnikom iz pleksi stekla, kar je omogočilo neprekinjeno zaščiteno senzorično izpostavljenost. Poražene miši so bile vsak dan izpostavljene novemu prebivalcu in kletki. Nadzorne miši so obravnavali vsak dan in jih namestili v enake postavitve kletk kot poražene miši, vendar nasproti natančne miške. Za eksperimente ICSS in socialne interakcije (SI) so bile uporabljene ločene kohorte.
ICSS je bil izveden, kot je bilo predhodno opisano (19,28). Na kratko smo miši (25 – 30 g) vsadili monopolarne elektrode, usmerjene v lateralni hipotalamus (LH). Miše smo usposobili s padajočo serijo (ali "prehodom") preskusov frekvence stimulacije 15 (dnevnik 0.0510 korakov enote), 4 na dan, pri najmanjšem efektivnem toku. CSDS in kontrolne skupine so imele enakovredne minimalne tokove (~ 75 μA). ICG pragovi (Theta-0) so bili izračunani z uporabo analize najmanjšega kvadrata z najboljšo analizo (19,56). Po določitvi stabilnih izhodiščnih pragov (+/− 15% za zaporedne dni 5; BL1-5) smo miši podvrgli CSDS za dneve 10 (D1-10). Miške smo sprva ločili v dve skupini, da bi preverili, ali so učinki CSDS na pragove ICSS odvisni od časovnega intervala med porazom in ICSS testiranjem: miši v skupini z dolgim intervalom (LInt) smo testirali v ICSS ~ 16 ur po porazu, ker smo miši v skupini s kratkim intervalom (ShInt) testirali v ICSS ~ 6 ur po porazu (Slika 1A). Po CSDS so miši vrnili v domače kletke in testirali po porazu v ICSS za 5 dni (P1-5). Za poskuse s ketaminom so miši po končnem porazu porabe prejele bodisi vehikel bodisi vehikel ali ketamin (20 mg / kg) 1 hr
Za oceno učinka ketamina na SI so miši prejele vehikel, nizek (2.5 mg / kg) ali visok (20 mg / kg) odmerek ketamina 24 ur pred prvim dnem CSDS (dan 0) ali 1 hr po končnem porazna seja (Dan 10). Miše smo bili na prizorišču interakcije v rdeči luči 15 min na 8-10 CSDS. Dvaindvajset ur po končnem porazu (Day 11) je bilo vedenje družbenega pristopa v prisotnosti neznanega CD-1, zaprtega v žični kletki, ocenjeno, kot je bilo prej opisano (12, 57), z manjšimi spremembami. Rezultati SI so bili opredeljeni kot čas, ki ga je miš preživela v bližini ograde, ki je vsebovala CD-1 (socialni cilj), v obdobju 2.5 minut v primerjavi s časom, ko je bila ciljna ograda prazna. Ker kontrolne miši porabijo več časa v interakciji s prisotnim socialnim ciljem, je bil rezultat SI 1 (enak čas v bližini socialnega cilja v primerjavi s praznim prostorom) uporabljen kot meja: rezultati SI> 1 so bili ocenjeni kot "odporni na stres" in rezultati < 1 so bili obravnavani kot „občutljivi na stres“ (13). Segregacijo poraženih miši na občutljive in prožne subpopulacije podpirajo obsežne vedenjske, nevrobiološke in elektrofiziološke analize (13,54).
Kondicioniranje s pasivnim izogibanjem je bilo izvedeno v napravi sistema Gemini Avoidance System (San Diego Instruments, San Diego CA), kot je bilo predhodno opisano (50) z manjšimi spremembami. Med vadbo smo miši pred dostopom do temnega predela dobili svetlobni del 1 min. Ko je bil narejen križ v temnem predelu, smo miši pogojili z dvema zaporednima stopama stopala 2 sec (0.2 mA), čemur je sledil minutni časovni čas 1. Miši smo po kondicioniranju dali vehikel ali ketamin (20 mg / kg) 1 h. Kasnejše meritve so bile izmerjene pozneje po urah 24. Za oceno učinkov našega ketamina na vedenje, podobno anksioznosti, smo pred testiranjem na EPM ločeno skupino miši dobili bodisi vozilo ali ketamin (20 mg / kg) 24 ur. Miševe smo postavili na sredino povišanega plus labirinta (vsaka roka 33 cm dolga in 5 cm široka, z 2 nasproti roki, zaprta s stenami 16.5 cm, labirint dvignjen 81 cm od tal) na rdeči svetlobi in pustili raziskovati 5 min .
Statistična analiza
Za podatke CSDS, ICSS in pasivno izogibanje so bili izvedeni dvo- in tristranski ponovljeni ukrepi ANOVA. Pomembne ANOVA smo nadalje analizirali z Bonferroni post hoc testi. Učinki ketamina na SI so bili analizirani z vnaprej načrtovanimi kontrasti (Bonferronijevi testi) med kontrolnimi in poraženimi miši znotraj vsake skupine zdravljenja, na podlagi posebne a priori hipoteza, da bi zdravljenje s ketaminom ublažilo depresivno vedenje pri poraženih miših. Vpliv na vedenje EPM smo analizirali s študentovim t-testom. Testi SI in EPM sta posneli video posnetke in jih ocenili, da so raterji slepi za pogoje zdravljenja.
REZULTATI
Učinke socialnega poraza na pragu ICSS smo ovrednotili po vsaki epizodi poraza, kar nam je omogočilo sledenje spremembam odzivnosti v celotnem režimu CSDS (Slika 1A, B). Podatki LInt in ShInt so predstavljeni skupaj, da se olajša primerjava vzporednih vplivov trajanja intervalov na pragovih ICSS (Slika 1B, C). Učinki CSDS na pragove ICSS so bili odvisni od skupine [F (2,22) = 13.53, p<0.001] in dan [F (15,330) = 2.98, p<0.001], z obrobno skupinsko X-dnevno interakcijo (p= 0.054). CSDS je občutno zvišal povprečne pragove ICSS (izražene kot% izhodiščne vrednosti) pri miših, ki so premagale LInt in ShInt, v primerjavi s kontrolo do drugega dne poraza (LInt: p<0.05, ShInt: p<0.001). Miše ShInt so imele višje pragove v primerjavi z miši LInt samo na P1 (p<0.05) (Slika 1B). Majhen delež miši je bil odporen na učinke CSDS na anhedonijo v ICSS (ni prikazan), kar je skladno z ugotovitvami drugih testov (13). Ker ni bilo splošnih razlik v pragu ICSS med kontrolnimi mišmi v skupinah LInt in ShInt (podatki niso prikazani), so bili ti podatki konsolidirani. Ko so podatki izraženi kot eno samo sredstvo za BL1-5, D1-10 in P1-5 za vsako skupino, so učinki CSDS na pragove ICSS odvisni od poraza [F (2,22) = 9.68, p<0.01], dan [F (2,44) = 21.57, p<0.001] in poraz X-dnevna interakcija [F (4,44) = 5.09, p<0.01] (Slika 1C). Znotraj skupinskih primerjav je bilo ugotovljeno, da se je povečal prag ICSS pri miših, ki so premagale LInt in ShInt, na D1-10 in P1-5 v primerjavi z BL1-5 (p<0.001). Primerjave med skupinami so pokazale, da so se pragovi ICSS znatno povečali pri LInt in ShInt poražene miši na D1-10 (p<0.001) in pri poraženih miših ShInt na P1-5 (p<0.01) v primerjavi s kontrolami (Slika 1C). Surovi podatki posameznih reprezentativnih kontrolnih in poraženih (LInt) miši ponazarjajo, kako lahko CSDS povzroči premik desne hitrosti funkcij frekvenc ICSS na D1-10 v primerjavi z BL1-5 (Slika 1D).
Ker so miši, ki v strijatalnih regijah induktivno prekomerno izražajo ΔFosB, odporne na CSDS (54) in stresom podobna stanja (58), smo domnevali, da bi bile miši ΔFosB-ON, vendar ne miške ΔFosB-Control, odporne na učinke CSDS na pragove ICSS. Ko so podatki izraženi kot eno samo sredstvo za BL1-5, D1-10 in P1-5 za vsako skupino, so učinki prekomerne ekspresije ΔFosB na spremembe s pravili ICSS, ki jih posredujejo CSDS, odvisni od zdravljenja DOX [F (1,4) = 13.25, p<0.05], dan [F (2,8) = 23.89, p<0.001] in X-dnevno interakcijo z DOX zdravljenjem [F (2,8) = 16.40, p<0.01] (Slika 2). CSDS je povečal pragove ICSS pri miših ΔFosB-Control na D1-10 in P1-5 v primerjavi z BL1-5 (p<0.001) in na D1-10 in P1-5 v primerjavi z ΔFosB-ON miši (p<0.05), medtem ko so bile miši ΔFosB-ON odporne na anhedonske učinke CSDS. Prekomerno izražanje ΔFosB ni vplivalo na minimalne tokove, kar potrjuje, da sam povišan ΔFosB ne vpliva na občutljivost na LH stimulacijo (58).
CSDS je povzročil socialno izogibanje pri poraženih miših, zdravljenih z nosilcem ali majhnim odmerkom ketamina (2.5 mg / kg) (p<0.05), vendar ne pri poraženih miših, zdravljenih z visokim odmerkom ketamina (20 mg / kg) (Slika 3A); je bil glavni učinek skupine [F (1,60) = 15.75, p<0.001], vendar brez glavnega učinka medsebojnega delovanja odmerka ali doze X. Grafikon posameznih rezultatov SI za poražene miši kaže, da je majhno število miši, zdravljenih z vehiklom (n = 3/12) ali majhnim odmerkom ketamina (n = 2/10), pokazalo prožnost, večji delež miši, zdravljenih z visok odmerek ketamina (n = 8/11) je pokazal odpornost (Slika 3A, vložek). Med testom SI ni bilo bistvenih razlik niti v prevoženi razdalji niti v hitrosti (Slika 3B, C). Miše smo ponovno testirali na 1 teden pozneje, da bi ugotovili, ali so antidepresivi podobni učinki visokega odmerka ketamina, merjeni s testom SI, obstojni. Obe poraziti miši, ki sta prejeli vozilo, in miši, ki so prejemali ketamin (20 kg / kg), so se po ponovnem preizkušanju 1 teden kasneje izkazali za socialno izogibanje (vozilo: p<0.001, ketamin: p<0.05) (Slika 3D); je bil glavni učinek skupine [F (1,36) = 21.10, p<0.0001], vendar brez glavnega učinka odmerka ali interakcije skupine X. Enkratno dajanje ketamina (20 mg / kg) 24 ur pred prvim dnem CSDS ni zmanjšalo socialnega izogibanja. CSDS je povzročil socialno izogibanje pri poraženih miših, predhodno zdravljenih z vehiklom ali visokim odmerkom ketamina (20 mg / kg) (p<0.05) (Slika 3E); je bil glavni učinek skupine [F (1,21) = 1.57, p<0.001], vendar brez glavnega učinka medsebojnega delovanja odmerka ali doze X.
Da bi ugotovili, ali so lahko učinki ketamina na socialno izogibanje, ki jih povzroča CSDS, posledica amnestičnih učinkov tega odmerka, smo primerjali pasivno zadrževanje spomina v posebni skupini vozil in miši, zdravljenih s ketaminom. Vse miši so na dan preizkusa hrambe spomina pokazale večje zamude pri prehodu [F (1,28) = 22.82, p<0.0001] (Slika 4A). Ni bilo glavnega učinka zdravljenja na zadrževanje spomina na strah [F (1,28) = 0.14, ns] ali interakcije med zdravljenjem dne X [F (1,28) = 0.24, ns]. V EPM ni bilo nobenih razlik med mišmi, nosilnimi s ketaminom, v času odprte roke (t (20) = 0.61, ns) (Slika 4B) ali število odprtih krakov (t (20) = 0.34, ns) (ni prikazano).
Miše so prejemale ketamin ali vehikel po končnem porazu in nadaljevale ICSS testiranje po obdelavi (D10, P1-5). Za vsako skupino so bili pripravljeni pragovi ICSS, dobljeni v dneh pred obdelavo (D1-9). Mejne vrednosti D10 in P1-5 smo analizirali za oceno časovnih učinkov ketamina. Isti odmerek ketamina (20 mg / kg), ki je oslabil socialno izogibanje pri poraženih miših v testu SI, ni zmanjšal anhedonije v testu ICSS (Slika 5); je bil glavni učinek skupine [F (1,45) = 48.65, p<0.0001], vendar brez pomembne interakcije v skupini X X-dnevna interakcija. Postavitve elektrod ICSS se niso razlikovale od predhodno prikazanih (28).
DISKUSIJA
CSDS pri miših proizvaja anhedonijo v paradigmi ICSS. Konkretno pokažemo, da CSDS zmanjšuje koristni učinek stimulacije LH, merjeno z zvišanjem pragov ICSS (19), učinki pa obstajajo do 5 dni po CSDS. Ti rezultati so na splošno skladni z rezultati prejšnjih raziskav na podganah (59) in hrčki (60), ki so s pomočjo drugih metodologij za količinsko opredelitev možganske stimulacije nagradili moč. Kot je bilo pričakovano na podlagi predhodnega dela (54), ki je pokazal, da so miši, ki prekomerno izražajo ΔFosB, odporne na razvoj socialnega izogibanja in primanjkljaja preferencialne saharoze, smo ugotovili, da so bile miši tudi v ICSS testu odporne na učinke CSDS, ki povzročajo anhedonijo.. Poleg tega smo v paradigmi CSDS preučili tudi antidepresivi podobne lastnosti ketamina. Akutno zdravljenje s ketaminom pri poraženih miših je v testu SI oslabilo socialno izogibanje. Ta akutni učinek je izjemen, saj so podobni učinki opaženi šele po kroničnem zdravljenju s fluoksetinom ali imipraminom (12,16). Vendar akutni ketamin v testu ICSS ni vplival na anhedonijo. Naše ugotovitve dopolnjujejo prejšnje delo, ki kaže, da CSDS zmanjšuje prednost do naravnih nagrad (12,13,15) in navajajo, da je ICSS občutljiva, zanesljiva in merljiva metoda za zaznavanje anhedonskih učinkov CSDS skozi čas pri miših. Rezultati kažejo tudi, da ima ketamin hitre antidepresivne učinke na nekatere (vendar ne vse) nepravilnosti vedenja, ki jih povzroča CSDS.
V paradigmi CSDS občutljive miši kažejo primanjkljaj v prednostni vrednosti saharoze, ki se pogosto razlaga kot anhedonija. Vendar številni dejavniki zapletejo uporabo testov saharoze kot merilo za anhedonijo. Prvič, nimajo zanesljivosti: poročalo se je, da se CSDS zmanjšuje (14-18), porast (61,62) ali nimajo učinka (63,64) o preferenci saharoze, o podobnih razhajanjih, o katerih so poročali s paradigmo kroničnega blagega stresa (65,66). Drugič, testov saharoze lahko zmede novost raztopine saharoze, saj lahko kronični stresorji povzročijo neofobijo (67,68). Končno je njihov prevajalski pomen nejasen, saj med posamezniki z velikimi depresivnimi motnjami in zdravim nadzorom ni razlik v prednosti sladkim raztopinam (69,70), depresija in kronični stres pa lahko povzročijo izgubo ali povečanje telesne teže (8,71-73). Ti dejavniki kažejo, da samo testi zaželenosti in porabe saharoze morda ne predstavljajo veljavnega pristopa za oceno anhedonije. Čeprav naše študije ICSS ne obravnavajo, ali ti preskusi, povezani s saharozo, odražajo funkcijo nagrajevanja, potrjujejo, da CSDS resnično proizvaja anhedonijo.
Ena od prednosti testa ICSS je, da omogoča vsakodnevno merjenje funkcije nagrajevanja, kar omogoča natančno analizo količine CSDS, potrebnega za nastanek anhedonije. Ponavljajoči se preskusi pri preskusih preferencialov SI ali saharoze niso izvedljivi, saj lahko izkušnje vplivajo na rezultate. Tu dokazujemo, da CSDS začne drugo zvišanje pragov ICSS znatno dvigniti pragove. Mejne vrednosti ostajajo povišane v celotnem obdobju CSDS in do enega tedna po prenehanju, kar kaže na trdovratno anhedonijo. Te mejne vrednosti so skladne z učinki drugih prodepresivnih zdravil, vključno s kroničnim nepredvidljivim stresom (26,27), odvzem drog (22-25) in agonisti kappa-opioidnih receptorjev (29,58). Čeprav so pragovi pri kontrolnih miših med D1-10 ostali stabilni, je lahko nominalno zvišanje med P1-5 posledica idiosinkracije eksperimentalne zasnove. Natančneje, kontrolne miške so bile v času D1-10 nameščene čez delilnik od zajetja, vendar so bile (tako kot vsi preiskovanci) med P1-5 socialno izolirane. Ugotovljeno je, da družbena izolacija odraslih glodalcev povzroča znake, povezane z anhedonijo (74).
Pomembno je, da pokažemo, da je mogoče v testu ICSS omiliti anhedonijo, ki jo povzroči CSDS. Miševe, ki prekomerno izražajo ΔFosB, v srednjih bodičastih nevronih striatuma tipa D1 (55) so manj občutljivi za povečanje pragov ICSS, ki jih povzroča CSDS. To je skladno s prejšnjimi poročili, da so tudi manj občutljivi na socialno izogibanje, ki ga povzroča CSDS (54) in na učinke povečanja praga za U50488agonist kappa-opioidnih receptorjev, za katerega je znano, da proizvaja disforijo (58). Sposobnost prekomerne ekspresije ΔFosB, da blokira anhedonske učinke tako agonistov CSDS kot KOR, kaže na potencialno prekrivanje v molekularnih mehanizmih, kot je predlagano prej (75,76). Možen mehanizem, s katerim lahko ΔFosB posreduje proti odpornosti proti stresu, je z indukcijo GluR2 v jedru jedra (NAc), ki duši glutamatergični ton (54). Čeprav mišje ΔFosB-Control kažejo večje zvišanje pragov ICSS v primerjavi s tistimi, ki jih opazimo pri miših C57BL / 6J, je to lahko posledica različnega ozadja sevov ustanovitelja; miške ΔFosB-Control so tudi bolj občutljive na socialno izogibanje, ki ga povzroča CSDS (54).
Možno je, da akutni boleči učinki CSDS prispevajo k zvišanju pragov ICSS, če akutna bolečina lahko zviša pragove ICSS (77). Kljub temu je malo verjetno, da je opaženo povečanje praga ICSS posledica samo bolečine iz več razlogov. Prvič, izpostavljenost stresnim dražljajem, vključno s CSDS, pogosto povzroči stresno povzročeno analgezijo (75,78). Drugič, pragovi ICSS so po prenehanju porasta ostali zvišani, kar kaže, da so učinki CSDS dolgotrajni in neodvisni od akutne bolečine. Tretjič, miši, ki so "priče" družbenega poraza, kažejo depresivno vedenje kljub pomanjkanju fizičnega stika (79). Končno CSDS ni uspel proizvesti anhedonije pri miših, ki prekomerno izražajo ΔFosB v striatumu, kjer posreduje proti odpornosti proti stresu (54). Sedanji rezultati kažejo, da CSDS proizvaja prilagoditve znotraj poti nagrajevanja možganov (12,13,15,54), ki povzročajo anhedonski fenotip.
Čeprav standardni antidepresivi lahko spremenijo vedenjske učinke CSDS, je potrebno kronično zdravljenje (12,16). Ker ima akutni ketamin pri ljudeh hiter antidepresiv (31-39), ocenili smo, ali akutno zdravljenje s ketaminom odvrača učinke CSDS pri miših. Ugotovili smo, da en odmerek ketamina (20 mg / kg, IP) povzroči hitre (~ 24 ure) antidepresivne podobne učinke v testu SI po izpostavljenosti CSDS. To je v skladu s številnimi raziskavami, ki opisujejo hitre učinke (v nekaj urah) subanestetičnih odmerkov ketamina pri ljudeh (31-39), tudi pri bolnikih z depresivno odporno depresijo (32,34,38,39). Ketamin ima tudi hitre antidepresive podobne učinke pri drugih živalskih modelih, vključno s testom prisilnega plavanja (FST) in preskusom vzmetenja repa (TST) (40,41,42,43,44,48,50), naučil paradigmo nemoči (45,50,51) in kronična paradigma blagega stresa (46,47,49). Niti CSD niti akutni ketamin ne vplivajo na lokomotorno aktivnost, kar je pomemben dejavnik za izključitev nespecifičnih učinkov na bruto motorno moč, ki lahko zapletejo interpretacijo podatkov. Ker ketamin pri glodalcih povzroča amnestične učinke (52,53), smo ocenili možnost, da ketamin moti učenje, povezano s stresom in spomin. V skladu s prejšnjim delom (50), ugotovili smo, da 20 mg / kg ketamina ne vpliva na delovanje pri testu pasivnega izogibanja, kar kaže na to, da antidepresivi podobni učinki zdravila v naših študijah niso posledica okvare spomina. Nadalje pokažemo, da akutno zdravljenje s ketaminom, ki zmanjšuje socialno izogibanje, ne vpliva na vedenje v EPM, čeprav prejšnja poročila niso prepričljiva (42,43). Naše ugotovitve skupaj kažejo, da se učinki ketamina v SI testu lahko razlikujejo od učinkov na učenje, spomin ali tesnobo.
Zanimivo je, da ena sama injekcija 20 mg / kg ketamina 24 h pred enim dnevom CSDS ni vplivala na socialno izogibanje, kar kaže na nezmožnost preprečevanja razvoja ponavljajočih se sprememb, ki jih povzroča stres, vsaj s tem enim odmerkom. Poleg tega antidepresivi podobni učinki ketamina v preskusu SI niso bili obstojni: miši, ki so bili ponovno testirani 1 teden kasneje, niso pokazali nadaljnjega slabljenja socialnega izogibanja, ki ga povzroča CSDS. Ta ugotovitev je na splošno skladna s kliničnimi študijami, ki poročajo, da se pri bolnikih, ki se odzovejo na akutni ketamin, pogosto pojavijo ponovitve v nekaj dneh (31,39,80) in s predkliničnimi poročili o akutnih, vendar ne obstojnih antidepresivih podobnih učinkov ketamina v FST in TST pri miših (41,51,81), čeprav obstajajo tudi poročila o trajnih učinkih (45,49,50,82). Te razlike so lahko posledica intenzivnosti ali vrste stresa (npr. Socialni stres v primerjavi s FST ali TST) ali razlik v napetosti (41). Večkratno zdravljenje s ketaminom bo morda potrebno za doseganje zanesljivo obstojnih učinkov. Pred kratkim so poročali, da je potrebno večkratno zdravljenje s ketaminom pri podganah, da bi ustvarili dolgotrajen prožen fenotip v kronični nepredvidljivi stresni paradigmi (81). Poleg tega obstajajo dokazi, da kronično dajanje ketamina povzroča antidepresive podobne učinke pri odmerkih, ki niso izjemno učinkoviti (83). Obstajajo poročila, da lahko ponavljajoče infuzije pri bolnikih z odporno na zdravljenje depresijo povzročijo bolj dolgotrajen antidepresiv v primerjavi z eno samo infuzijo (84-86). Vendar pa je široka uporaba ketamina kot terapevtske lahko omejena z odgovornostjo za zlorabe in drugimi stranskimi učinki (87-89). Če določite časovni potek učinkov ketamina na živalih, lahko pripomorete k optimizaciji shem kliničnega zdravljenja.
Kljub učinkom na socialno izogibanje akutni ketamin v testu ICSS ni uspel preprečiti anhedonskih učinkov CSDS. To je bilo nepričakovano, če upoštevamo predhodna poročila, da ketamin odpravlja stres, ki je povezan s stresom, prednostne stopnje saharoze (45,48) in poveča iztok dopamina v NAc (90), učinek, pogosto povezan s povišanim razpoloženjem (91). Kolikor nam je znano, ni poročil o sposobnosti standardnih antidepresivov, da bi vpliv CSDS na ICSS obrnili. Ne moremo izključiti možnosti, da bi zdravljenje s ketaminom lahko spremenilo anhedonijo, ki jo povzroči CSDS, v testu ICSS z uporabo drugih režimov zdravljenja (npr. Različnih odmerkov, ponavljajoče se dajanje) ali mišjih sevov, čeprav takšne študije presegajo obseg tega poročila glede na število možnih permutacije v eksperimentalnem oblikovanju. Vendar pa so študije na živalih, ki vključujejo večkratno dajanje ketamina, lahko omejene, če razumemo, zakaj je zdravilo klinično učinkovito po akutni uporabi pri ljudeh (31).
CSDS sproži tudi trdno vedenje, podobno anksioznosti, merjeno v raziskovalnih testih, kot sta povišan plus labirint ali odprto polje (12,13). Vendar pa je pomembna značilnost paradigme CSDS ta, da lahko te anksiozne ukrepe razlikuje od bolj depresivnih znakov, kot so socialno izogibanje ali primanjkljaj saharoze. Zlasti pomanjkanje socialnega izogibanja in prednostne saharoze učinkovito zdravimo s standardnimi antidepresivi, ne pa z anksiolitiki (12). Poleg tega miši, ki prikazujejo prožen fenotip (tj. Tiste, ki nimajo socialnega izogibanja in primanjkljaja saharoze, izkazujejo enakovredno raven anksioznega vedenja (15), kar vidimo pri miših, ki prekomerno izražajo ΔFosB (54). Podobno prikazujemo, da je akutni ketamin (20 mg / kg) vplival na eno dimenzijo depresivnega vedenja (socialno izogibanje), ne pa na druge (anhedonija, tesnoba, učenje in spomin), kar kaže na to, da ta vedenja predstavljajo različna področja, urejena z ločenim, vendar prekrivajočim se vezja v možganih (92). Molekularni mehanizmi, s katerimi ketamin proizvaja te učinke, podobne antidepresivom, niso dobro razumljeni, vendar lahko vključujejo spremembe funkcije glutamata ali sintezo beljakovin v možganskih regijah, vključno s hipokampusom in čelno skorjo (45,46,47,50).
Priznanja
Raziskava je bila financirana z nepovratnimi sredstvi Nacionalnih inštitutov za zdravje (MH063266 za WC; R01MH51399 in P50MH096890 za EJN; MH090264 za SJR). RJD je podprl štipendijo za usposabljanje (T32MH020017) Nacionalnega inštituta za zdravje.
Opombe
FINANČNA RAZKRITJA
Avtorji ne poročajo o biomedicinskih finančnih interesih ali morebitnih navzkrižjih interesov.
Omejitev odgovornosti založnika: To je PDF datoteka neurejenega rokopisa, ki je bil sprejet za objavo. Kot storitev za naše stranke nudimo to zgodnjo različico rokopisa. Rokopis bo podvržen kopiranju, stavljanju in pregledu dobljenega dokaza, preden bo objavljen v končni obliki. Upoštevajte, da se med proizvodnim procesom lahko odkrijejo napake, ki bi lahko vplivale na vsebino, in vse pravne omejitve, ki veljajo za revijo.
Reference