쥐의 사회적 고립에 따른 단기 환경 강화의 차별적 효과 1부
Dec 15, 2023
추상적인
설치류의 환경 농축(EE)은 광범위한 생리학적, 정서적, 인지적 이점과 관련이 있습니다. 겉보기에 반대되는 주거 조건인 사회적 고립(SI)은 설치류의 스트레스 모델로 사용되어 여러 신경생물학적 메커니즘에 부정적인 영향을 미치고 인지 기능을 방해합니다. 성능.
인지와 기억은 우리 뇌의 매우 중요한 두 가지 측면입니다. 인지란 주의력, 사고력, 추론, 판단력, 문제 해결 등 정보를 처리하는 능력을 말합니다. 기억이란 단기 기억, 장기 기억, 회상 등 정보를 저장하고 인출하는 능력을 말한다.
하지만 불안, 스트레스, 수면 부족, 건강에 해로운 식습관 등 삶의 많은 요인들이 우리의 인지와 기억을 방해할 수 있습니다. 이러한 요인들이 우리의 인지와 기억에 어떤 영향을 미치는지 살펴보겠습니다.
불안과 스트레스: 우리가 긴장하고, 불안하고, 스트레스를 받을 때 뇌에서 분비되는 호르몬은 우리의 인지와 기억을 방해할 수 있습니다. 이러한 요인들은 우리의 생각과 결정 능력에 영향을 미칠 뿐만 아니라 집중력과 기억력에도 영향을 미칩니다.
수면 부족: 수면은 뇌가 회복되고 재충전되는 중요한 시간입니다. 수면이 부족하면 뇌가 적절한 휴식을 취할 수 없어 건망증, 집중력 장애 등 인지 및 기억 문제가 발생할 수 있습니다.
건강에 해로운 식단: 식단은 신체 건강에 중요하지만 인지와 기억에도 영향을 미칠 수 있습니다. 과도한 설탕 및 포화지방 섭취와 같은 일부 영양 결핍 식습관은 인지 및 기억력 저하를 초래할 수 있습니다.
다행스럽게도 인지력과 기억력을 향상시키기 위해 할 수 있는 몇 가지 긍정적인 행동이 있습니다. 좋다:
1. 스트레스와 불안을 줄이고 집중력과 사고력을 향상시키는 데 도움이 되는 운동.
2. 좋은 수면 습관을 유지하고 매일 밤 적절한 휴식 시간을 확보하면 뇌가 완전히 회복되고 재충전되는 데 도움이 됩니다.
3. 건강한 식습관을 유지하고 설탕과 포화지방 섭취를 최소화하며 생선, 견과류 등 두뇌에 좋은 음식을 더 많이 섭취하세요.
즉, 인지와 기억은 우리의 일상생활에 매우 중요합니다. 우리는 신체적, 정신적 건강에 주의를 기울여야 하며, 인지력과 기억력을 향상시키기 위해 활동적이고 건강한 생활 방식을 채택해야 합니다. 기억력을 향상시켜야 함을 알 수 있습니다. Cistanche Deserticola는 많은 독특한 효과를 지닌 전통 중국 약재이기 때문에 기억력을 크게 향상시킬 수 있습니다. 그 중 하나는 기억력을 향상시키는 것입니다. 다진 고기의 효능은 산, 다당류, 플라보노이드 등 포함된 다양한 활성 성분에서 비롯됩니다. 이러한 성분은 다양한 방식으로 뇌 건강을 증진할 수 있습니다.
이러한 주택 조건 간 전환을 포함하는 실험 설계는 혼합된 결과를 가져왔습니다. 우리는 장기간의 SI 유발 스트레스에 따른 단기 EE의 다양한 행동 및 인지 효과를 평가했습니다. 우리는 성인 남성 Wistar 쥐의 행동적 절망, 불안과 같은 행동, 공간적 작업 기억에 대한 격리 30일 후 강화의 영향을 밝혀냈고 실험(SI~EE) 그룹에서 상당한 불안 완화 효과를 발견했습니다. 흥미롭게도 EE에 노출된 쥐는 대조군(지속적 SI) 그룹에 비해 행동 절망이 증가한 것으로 나타났습니다.
5-일수 Y-미로(WYM) 테스트 종료 시 공간 작업 기억 성능에는 차이가 없었습니다. 그러나 SI에서 EE까지의 동물은 WYM의 첫 2일 동안 더 나은 기억 성능을 보여 더 빠른 학습을 나타냅니다. 이러한 차이에 맞춰 우리는 SI에서 EE 동물까지의 비장후부 및 비장주위 피질에서 훨씬 더 많은 c-Fos 면역양성(c-Fos+) 세포를 기록했습니다.
편도체의 측면 및 기저측 핵에서는 그러한 차이가 나타나지 않았습니다. 이러한 결과는 고립 스트레스에 따른 간략한 강화가 정서적 및 인지 시스템에서 차별적인 결과를 가져온다는 것을 시사합니다.
키워드
환경 강화 · 사회적 고립 · 강제 수영 테스트 · 고가 플러스 미로 · c-Fos · 공간 기억.
소개
만성 스트레스는 우울증, 불안장애, 외상후 스트레스 장애를 포함한 여러 유형의 정신병리학의 발달을 촉진할 수 있습니다(Coyne, 1991; McEwen, 2004).
다양한 유형의 스트레스 요인은 특정 신경생물학적 경로에 작용하며(Alleva & Santucci, 2001) 신경, 호르몬 및 행동 수준에서 서로 다른 영향을 미칩니다(Oishi et al., 2003; Pijlman et al., 2003). 인간의 증거(Cacioppo & Hawkley, 2003) 및 기타 동물 연구(Cacioppo et al., 2015; Filipović et al., 2017)는 심리사회적 스트레스 요인이 다른 유형의 스트레스 요인에서는 관찰되지 않는 독특한 생리적, 정서적 결과를 가져온다는 것을 보여줍니다.
코로나{0}} 대유행(Unal,2021) 기간 동안 널리 경험되는 현상인 사회적 고립(SI)은 우울증을 포함한 건강 문제와 관련된 심리사회적 스트레스의 주요 원인입니다(House et al.,1988). 동물 모델에서 인간 SI를 모방하기 위해 설치류는 정기적인 청각 및 후각 자극을 받지만 시각 및 촉각 입력이 제한된 개별 주택에 노출됩니다(Garzón & Del Río, 1981).
개별적으로 수용된 설치류는 보상 추구 행동과 다양한 인지 작업에서 장기간의 손상을 나타내며, 종종 불안 수준과 우울 유사 행동의 증가를 동반합니다(Carnevali et al., 2012; Nakayasu & Ishii, 2008; Von Frijtaget al., 2000).
장기간의 SI는 해마 신경발생을 방해하고(Stranahan et al., 2006), 자율신경 및 심장부전 조절을 유발하고(Grippo et al., 2007), 뇌졸중에 대한 신경염증 반응을 변경합니다(Karelina et al., 2009).
설치류의 장기적인 스트레스 결과를 차단하거나 역전시키기 위해 여러 형태의 비약리학적 치료가 테스트되었습니다. Donald Hebb(1947)가 제안한 환경 강화(EE)는 SI를 포함한 다양한 형태의 만성 스트레스의 부작용을 차단하는 데 매우 성공적인 것으로 입증되었습니다. 1960년대의 선구적인 연구는 환경 자극이 다양한 대규모 신경생물학적 매개변수(예: "총뇌 중량" 또는 " 총 DNA 또는 RNA 함량"(Bennett et al., 1969; Rosenzweig et al., 1967; Rosenzweig& Bennett, 1969).
후속 연구에서는 신경변성 질환, 외상성 뇌손상, 신경발달 장애, 정신병리(정신분열증, 우울증, 불안 등)에 대한 개선 효과가 나타났습니다(Laviola et al., 2008; Nithianantharajah & Hannan, 2006; Renoiret al., 2013). EE 애플리케이션은 신경 세포(Biggio et al., 2019; Cao et al., 2018; Monteiro et al., 2014), 생리학적(Vitalo et al., 2012; Watanasriyakul et al., 2019) 및 인지 기능을 역전시키는 일관된 결과를 산출했습니다. (Lambert& Guillette, 2021) SI의 적자는 정서적 결과 측면에서 엇갈린 결과를 가져왔습니다.
SI에서 EE로 전환하면 쥐(Brenes et al., 2020)와 사회적으로 일부일처제인 대초원 들쥐(Grippo et al., 2014; Normann et al., 2021)에서 항우울 효과가 나타났습니다. 불안과 유사한 행동의 경우 생활 조건에 변화가 없는 EE 실험과 달리(Peña et al., 2006) SI에서 EE로 전환한 후 쥐에서 불안 해소 효과가 관찰되지 않았습니다(Mora-Gallegos & Fornaguera, 2019).
보다 최근의 연구에서는 EE가 자발적인 운동 기회를 제공했을 때 대초원 들쥐에서 상당한 불안 완화 효과가 있음을 발견했습니다(Normann et al., 2021). 이와 대조적으로 SI를 EE 스위치에 적용한 또 다른 연구에서는 격리된 쥐가 그룹화된 쥐에 비해 불안 수준이 더 낮은 것으로 관찰되었습니다(Lopez & Laber, 2015).
EEon 장기 SI의 효과에 대한 포괄적인 이해를 얻기 위해 동일한 실험 설계에서 행동 절망, 불안 유사 행동 및 공간 작업 기억을 평가했습니다. 우리는 이러한 행동 결과를 c-Fos 단백질에 대한 면역조직화학과 결합하고 다양한 피질 및 편도체 구조에서 EE 절차의 신경 상관 관계를 밝힙니다.
격리 및 강화 연구에서는 우울증 장애의 병리를 요약하는 두 가지 정신과적 내인 표현형인 행동적 절망과 무쾌감증을 활용하는 경우가 많습니다(Carrier & Kabbaj, 2012; Djordjevic et al., 2012; Gould& Gottesman, 2006; Zlatković et al., 2014).
집단 수용 동물을 대조군으로 사용한 연구에서는 21-daySI 스트레스가 강제 수영 테스트(FST)에서 부동성 증가로 정의되는 행동적 절망과(Unal & Canbeyli, 2019) 감소로 반영되는 무쾌감증으로 이어지는 것으로 나타났습니다. 인슈크로스 선호. SI와 달리 농축 절차는 두 현상 모두에 치료 효과를 제공합니다(Ashokan et al., 2018; Mitra & Sapolsky, 2009; Veena et al., 2009).
격리에서 농축으로의 전환을 활용한 앞서 언급한 연구는 이러한 결과를 재현하여 EE 그룹에서 항우울제 효과를 보여주었습니다(Brenes et al., 2020; Grippo et al., 2014; Normann et al., 2021).
우울 행동에 대한 설치류 모델과 달리, 불안 측정은 SI 또는 EE를 포함하는 연구에서 모순된 결과를 가져왔습니다. 여러 장기 EE 연구에서는 항불안 효과가 보고되었습니다(Brenes Sáenz et al., 2006; Harati et al., 2013; Leal-Galicia et al., 2007; Leal-Galicia et al., 2008; Peña et al., 2006). 일부 다른 사람들은 고가 플러스 미로(EPM)에서 성능 변화를 발견하지 못했거나(Goes et al., 2015) 반대의 불안 유발 효과를 보고했습니다(Mann & Gervais, 2011).
불안 유사 행동에 대한 SI의 효과 역시 엇갈린 결과를 낳았습니다(Butler, Carter, &Weiner, 2014b). 일부는 불안 완화 효과를 보고한 반면(Chappellet al., 2013; McCool & Chappell, 2009; Zhang et al., 2012), 다른 일부는 EPM에서 팔 선호도에 SI가 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다(Butler, Ariwodola, & Weiner, 2014a; Butler,Carter , 등, 2014; Simpson 등, 2012).
이러한 불일치는 SI에서 EEswitch로의 전환과 관련된 몇 가지 실험에서 지속됩니다. 대초원 들쥐에서는 불안 완화 효과가 발견되었지만(Normann et al., 2021), 쥐에서는 유의미한 변화가 관찰되지 않았으며(Mora-Gallegos & Fornaguera, 2019), 강화된 쥐에서는 불안 유발 효과가 발견되었습니다(Lopez & Laber, 2015). .
SI에서 EE로 전환할 때 나타나는 인지 효과는 정서적 결과에 비해 간단합니다.
다양한 유형의 SI는 인간(Volkers & Scherder, 2011)과 다른 동물(Fischer et al., 2012; Gregory & Szumlinski, 2008; Zorzoet al., 2019)의 공간 작업 기억을 손상시키며, 특히 젖을 뗀 후에 도입될 때(Kosten et al., 2019) al., 2012). 대조적으로 장기 EE는 요골 팔 미로(Bell et al., 2009), Hebb-Williamsmaze(Kobayashi et al., 2002) 및 모리스 수중 미로(Nilsson et al., 1999; Schrijver et al., 2002).
격리 프로토콜에서와 마찬가지로 EE에 따른 인지 효과의 출현은 시간에 따라 달라집니다. Birchet al. (2013)은 3주가 아닌 6-주 연속 EE 기간이 작업 기억을 향상시킬 수 있음을 보여주었습니다. EE에 의한 기억 성능의 증가는 장기 시냅스 가소성(Steinet al., 2016) 및 해마 신경 발생(Nilsson et al., 1999)과 관련이 있었습니다.
EE의 긍정적인 인지 효과는 스트레스 패러다임에 따라 나타날 수도 있고 나타나지 않을 수도 있습니다. 일부 연구에서는 만성 스트레스에 따른 단기 EE가 스트레스로 인한 공간 기억의 결핍을 극복했음을 입증한 반면(Hutchinsonet al., 2012; Veena et al., 2009), 다른 연구에서는 급성 스트레스에 따른 공간 기억 성능이 주거 조건에 영향을 받지 않는다고 지적했습니다(Del Arco 등, 2007; Garrido 등, 2013; Segovia 등, 2008).
SI 이후 표준 케이지에서의 재사회화는 이 스트레스 모델에 의해 유발된 인지 결함을 극복하기에 충분했습니다(Chenet al., 2016). 나이 든 쥐를 3개월 동안 SI에서 EE로 전환하면 복잡한 막다른 골목 미로에서 더 나은 성능을 발휘하는 반면, 표준 또는 농축 케이지에서 격리로 전환하면 성능이 저하됩니다(Winocur, 1998).
이러한 연구는 강화에 의해 관찰된 정서적, 인지적 변화가 상대적으로 오랜 기간의 차등 수용을 필요로 한다는 것을 모두 보여줍니다. 간략하거나 급성 농축 모델은 앞서 언급한 자당 소비 연구에서 대부분 활용되었습니다(Grimm et al., 2013; Grimm et al., 2018; Grimm et al., 2019; Slaker et al., 2016).
장기간 격리 스트레스에 따른 단기 EE의 영향을 조사한 연구는 없습니다. 따라서 우리는 매우 짧은 3-일 EE 조작이 성인 Wistar 쥐의 장기간 SI 유발 스트레스로 인한 정서적 및 인지적 변화를 역전시킬 수 있는지 테스트했습니다.
우리는 FST에서 절망적 행동, EPM에서 불안과 같은 행동, OFT(Open Field Test)에서 운동 활동, WYM(Water Y-maze) 작업에서 공간 작업 기억 성능을 평가했습니다. 서로 다른 기억 관련 피질 및 편도체 구조에서 c-Fos 면역반응성을 기록하고 상호 연관시켰습니다.
재료 및 방법
과목
성체 수컷 Wistar 쥐(290-340 g, n=16)를 개별적으로 사육했습니다(21 ± 1도, ~50% 습도, 12:12 주야간 주기, 오전 7시00에 조명 켜기) )를 체중과 홈케이지에 따라 실험 조건과 대조 조건으로 나눌 때까지 30일 동안 작은 SI 케이지(36.5 × 16.5 × 12.5 cm)에 넣었습니다(그림 1).
실험 그룹의 동물(n=8)은 하나의 대형 EE 케이지(SI ~ EE)에 함께 배치된 반면, 대조 동물(n=8)은 SI 케이지(연속 SI)에 남아있었습니다. 실험 전반에 걸쳐 두 그룹 모두에게 음식과 물을 자유롭게 제공했습니다. 모든 절차는 실험에 동물을 사용하기 위한 Boğaziçi 대학 윤리위원회의 승인을 받아 수행되었습니다.
실험 전, 동물들은 4마리의 동물이 들어 있는 표준 우리에 수용되었습니다. 연구에 참여한 16마리의 동물과 각 그룹의 8마리의 동물은 4개의 서로 다른 우리에서 왔습니다.
실험 설계 및 환경 강화
SI 30일 후, 쥐의 절반을 EEcage로 옮기고 관류 고정까지 총 10일 동안 그곳에 머물게 했습니다(그림 1). 실험 테스트는 34일(그림 1)에 (SI에서 EE 그룹으로) 3일간의 농축 후 FST로 시작되었습니다.
OFT, EPM, WYM이 그 뒤를 이었습니다. 따라서 FST일의 2-행동 절망 분석은 3-4일의 강화에 의존하는 반면, 최종 테스트 결과인 5-일 WYM은 5-10일의 차등 주택( 그림 1). 동물은 마지막 WYM 시험 후 케이지로 돌아온 후 24시간 동안 관류되었습니다(그림 1).
EE 절차(Hebb, 1947; Krech et al., 1960)는 정사각형(66 × 66 cm) 투명 플렉시유리창에서 구현되었습니다. 그 안에는 바퀴, 작은 거울, 둥지 상자(10 × 10 × 10cm), 지상 20cm 높이의 플랫폼과 연결되는 경사로(25 × 25cm), 매일 재배치되는 6가지 플라스틱 장난감이 포함되어 있습니다. 추가 농축 절차로 동물을 매일 약 2분 동안 처리했습니다.
강제수영 테스트
FST는 설치류의 항우울제 및 조작의 효능을 평가하기 위해 개발된 스트레스 유발 행동 테스트입니다(Porsolt et al., 1977; Unal & Canbeyli, 2019).
행동절망으로 알려진 테스트의 스트레스 반응은 25 ± 0.5도에서 30cm 물이 채워진 아크릴 유리 실린더(직경: 30cm, 높이: 45cm)에서 이틀 연속으로 평가되었습니다. 쥐의 표준 절차에 따라 각 동물을 순응/사전 테스트일(FST-1)에 15분 동안 FST 챔버에 배치하고 24시간 후 실시된 테스트일(FST-2)에 5분 동안 배치했습니다. (Porsoltet al., 1977).
FST-2 후, 각 동물을 표준 케이지에 넣어 30분간 건조시킨 후 홈 케이지로 돌려보냈습니다. 각 세션은 비디오 카메라로 녹화되었으며 실험 조건을 모르는 두 명의 관찰자가 코딩했습니다. 부동 기간(부동성 점수)을 평균화하고(평가자 간 신뢰도: r{2}}.99) 독립 표본 t-검정을 사용하여 비교했습니다.
For more information:19450477648nn@gmail.com
