Text complet

Citații

Articole similare

BioEntități

Linkuri externe

Charles V. Vorhees

1 Division of Child Neurology, Cincinnati Children’s Research Foundation, 3333 Burnet Ave. Cincinnati, OH 45229 și Departamentul de Pediatrie, Colegiul de Medicină, Universitatea din Cincinnati, Statele Unite

Statele Unite

Devon L. Graham

2 Departamentul de Farmacologie și Institutul Vanderbilt Brain, Universitatea Vanderbilt, Nashville, TN 37232, Statele Unite

Amanda A. Brown

1 Division of Child Neurology, Cincinnati Children’s Research Foundation, 3333 Burnet Ave. Cincinnati, OH 45229 și Departamentul de Pediatrie, Colegiul de Medicină, Universitatea din Cincinnati, Statele Unite

Tori L. Schaefer

1 Division of Child Neurology, Cincinnati Children’s Research Foundation, 3333 Burnet Ave. Cincinnati, OH 45229 și Departamentul de Pediatrie, Colegiul de Medicină, Universitatea din Cincinnati, Statele Unite

Matthew R. Skelton

1 Division of Child Neurology, Cincinnati Children’s Research Foundation, 3333 Burnet Ave. Cincinnati, OH 45229 și Departamentul de Pediatrie, Colegiul de Medicină, Universitatea din Cincinnati, Statele Unite

Neil M. Richtand

3 Serviciul de psihiatrie, Serviciul de psihiatrie, V-116A, VA San Diego Healthcare System, 3350 La Jolla Village Dr., San Diego, CA 92161

Michael T. Williams

1 Division of Child Neurology, Cincinnati Children’s Research Foundation, 3333 Burnet Ave. Cincinnati, OH 45229 și Departamentul de Pediatrie, Colegiul de Medicină, Universitatea din Cincinnati, Statele Unite

Date asociate

Abstract

Infecția maternă în timpul sarcinii este asociată cu un risc crescut de boli neuropsihiatrice la copiii lor, inclusiv tulburarea spectrului autismului (TSA) și schizofrenia (Atladottir și colab., 2010; Brown, 2006; Brown și Derkits, 2010; Brown și Susser, 2002; Ciaranello și Ciaranello, 1995; Patterson, 2002). Infecția gripală prenatală a fost în mod specific asociată cu un risc crescut de schizofrenie (Brown și colab., 2004; Mednick și colab., 1988), precum și infecțiile prenatale cu rubeolă și toxoplasmă (Penner și Brown, 2007). Mai recent, un istoric familial de comportament psihotic combinat cu infecții ale tractului urinar în timpul sarcinii a fost asociat cu o prevalență crescută a schizofreniei (Clarke și colab., 2009).

Activarea imună maternă prenatală ca cauză a efectelor transplacentare a fost revizuită pe larg (Boksa, 2010; Bronson și Richtand, 2011; Deverman și Patterson, 2009; Meyer și colab., 2005; Meyer și colab., 2009a; Shi și colab., 2009). Greutatea dovezilor susține opinia că eliberarea citokinelor proinflamatorii materne este sursa efectelor induse transplacentar asupra creierului, comportamentului, reglării imune și funcției placentare a descendenților (Hsiao și colab., 2012; Hsiao și Patterson, 2011; Meyer și colab., 2007; Smith și colab., 2007). O problemă în acest domeniu este rolul efectelor de gunoi. În studiile de dezvoltare, efectele deșeurilor, dimensiunea deșeurilor și sexul afectează rezultatul și, dacă nu sunt controlate, pot duce la supra-estimări ale efectelor semnificative (Giovanoli și Meyer, 2013; Holson și Pearce, 1992; Lazic, 2013). Este bine stabilit că la speciile multiple, supra-prelevarea probelor de la așternuturi și tratarea fiecărui descendenți ca și cum ar fi ortogonale față de colegii săi, umflă raporturile F și supraestimează dimensiunea și semnificația efectului (Holson și Pearce, 1992; Lazic și Essioux, 2013). Aceste și alte aspecte legate de proiectarea studiului și analiza datelor sunt discutate pe larg în altă parte (Meyer și colab., 2005; Meyer și colab., 2009a); vezi și (Deverman și Patterson, 2009).

tabelul 1

Fiecare așternut a fost sacrificat la 4 bărbați (M) și 4 femele (F) și alocat aleatoriu ca perechi M/F la una dintre cele 4 secvențe de testare comportamentală

PairTestTest vârstă
ALabirint zero ridicat (EZM)P65
Activitate locomotorie în câmp deschisP66
Înmormântarea de marmurăP66
Tresare acustică cu inhibare a prepulsei (PPI)P67
Înot direct pe canalP68
Labirint de apă Cincinnati (CWM)P69–86
Labirint de apă Morris care se potrivește cu eșantionul (MWM-MTS)P87–107
BFrică condiționată: pre-expunere tonică (PE)P60-62
Activitatea locomotorie cu provocare de droguriP64 ± 1
CFrică condiționată: fără expunere la ton (NPE)P60-62
Activitatea locomotorie cu provocare de droguriP64 ± 1
DTest Light/DarkP66 ± 1
Înot direct pe canalP68
Achiziție labirint de apă Morris (MWM)P70–76
Inversare MWMP77–83
Schimbare MWMP84–90
Labirint de apă Morris cued (MWM-cued)P91–92

Metode

Subiecte

Șobolanii Harlan Sprague-Dawley (Laboratoarele Harlan, Indianapolis, IN) au fost crescuți în casă (femelele cântăreau 225-250 g la sosire și li s-au dat cel puțin 2 săptămâni pentru a se acomoda în vivariu). Ziua în care a fost găsit un dop de spermă a fost considerată E0. Femelele însărcinate au fost adăpostite în cuști din policarbonat (26 × 48 × 20 cm) cu așternut din așchii de lemn și prevăzute cu dietă NIH-07, apă filtrată și o incintă din oțel inoxidabil ca îmbogățire parțială (Vorhees și colab., 2008). Ziua nașterii a fost desemnată zi postnatală (P) 0. Pe P1, descendenții au fost numărați, sexați și li s-a atribuit un număr arbitrar. Folosind un tabel cu numere aleatorii, 4 bărbați și 4 femele au fost apoi selectați pentru păstrare. Toate procedurile experimentale au fost aprobate de Comitetul instituțional de îngrijire și utilizare a animalelor și au aderat la ghidurile NIH și Society for Neuroscience pentru îngrijirea umană a animalelor. S-au depus toate eforturile pentru a minimiza disconfortul și/sau durerea, în conformitate cu liniile directoare ale Institutului Național de Sănătate pentru îngrijirea și utilizarea animalelor în cercetare; vivariul este acreditat de Asociația pentru evaluarea și acreditarea îngrijirii animalelor internaționale.

Tratament

Sodiu acid polinozinic-policitidilic (Poly IC) (Sigma-Aldrich # P1530, St. Louis, MO) a fost dizolvat în soluție salină sterilă 0,9% la o concentrație de 8 mg/ml și administrat intraperitoneal în doză de 8 mg/kg greutate corporală . Patruzeci de baraje gravide au fost inițial alocate la două grupuri: 20 de baraje pentru grupul salin și 20 de baraje pentru grupul Poly IC. Dozarea a fost de la E14-18 similar cu cea utilizată de (Zuckerman și colab., 2003a). Zuckerman a dat sarcinii începând cu E1, în timp ce prima zi o desemnăm ca E0, prin urmare E15 a lui Zuckerman este E14 (Vorhees și colab., 2012). Doza Poly IC utilizată se încadrează în gama medie a celor utilizate de alții la șobolani de la i.p. traseu (Fortier și colab., 2004; Gilmore și colab., 2005).

Proiectare experimentală

Toate litters au avut 4 masculi și 4 femele cu o pereche bărbat-femeie atribuită aleatoriu (folosind un tabel cu numere aleatoare) fiecăreia dintre cele patru secvențe de testare (Tabelul 1).

Locuință și înțărcare

Barajele au fost separate de așternuturile lor pe P28. Pe P35, descendenții au fost găzduiți în perechi cu colegii A și B de același sex adăpostiți împreună și colegii C și D de același sex adăpostiți împreună. Testarea a fost efectuată de personalul nevăzător către grupul de tratament.

Metode comportamentale

Pereche-A

Labirint zero ridicat

Aparatul a fost ridicat la 72 cm deasupra podelei și a constat dintr-o linie circulară de 10 cm lățime de 105 cm în diametru realizată din Kydex negru împărțit în mod egal în 4 cadrane, 2 îngrădite de pereți laterali negri înălțimi de 28 cm și 2 deschise cu clar de 1,3 cm borduri din polietilenă pentru a preveni alunecarea de pe margine (Braun și colab., 2011). Camera a fost iluminată (11,7 lux) și șobolanii au fost testați conform descrierii (Braun și colab., 2011). Comportamentul a fost monitorizat printr-o cameră video alimentată pe un monitor cu un experimentator care a obținut un comportament pentru timpul de deschidere, scufundări ale capului, treceri de zonă și mișcări de întindere din camera alăturată.

Activitate în câmp deschis

Fiecare cameră de testare a fost realizată din polietilenă transparentă

40 × 40 cm (Accuscan Instruments, Columbus, OH) cu 16 perechi de infraroșu LED-fotodetector de-a lungul axelor X și Y distanțate la fiecare 2,5 cm și alte 16 perechi deasupra podelei pentru a detecta creșterea. Șobolanii au fost testați timp de 60 de minute și datele au fost capturate la intervale de 5 minute pentru activitatea orizontală, distanța (cm), creșterea și timpul petrecut în zonele centrale și periferice.

Înmormântarea de marmură

Testarea a fost efectuată în cuști standard pentru șobolani timp de 20 de minute folosind 18 baloane dispuse simetric pe suprafață în rânduri. Cușca a fost umplută cu așternut la o adâncime de 5 cm. Numărul de marmuri de cel puțin două treimi îngropate a fost numărat la sfârșitul sesiunii de testare.

Răspuns acustic la tresărire (ASR) cu inhibare a impulsurilor (PPI)

Au fost folosite camere de declanșare SR-LAB (San Diego Instruments, San Diego, CA). Șobolanii au fost așezați separat într-un suport cilindric interior, care a fost montat pe o placă acrilică cu un traductor de forță al accelerometrului fixat pe partea inferioară, în interiorul unei camere de test atenuate. Nivelul de zgomot de fond a fost de 70 dB, iar semnalul de tresărire (SS) a fost o explozie de zgomot alb de 120 dB (SPL) cu o durată de 20 ms. Impulsurile au fost, de asemenea, zgomot alb (20 ms) la niveluri sonore de 73, 75 sau 80 dB. Impulsurile au precedat semnalul de tresărire cu 100 ms de la debutul la impuls (PP) la debutul SS. O perioadă de aclimatizare de 5 minute a precedat încercările care au fost de 5 tipuri: fără semnal, SS, PP-73 + SS, PP-75 + SS sau PP-80 + SS prezentate într-un pătrat latin 5 × 5 repetat de două ori pentru un total de 50 de încercări. Răspunsurile au fost înregistrate timp de 100 ms după debutul SS și înregistrate ca schimbare de tensiune. Măsura dependentă a fost schimbarea maximă a tensiunii (Vmax), adică, amplitudinea răspunsului de vârf la tresărire și schimbarea medie a tensiunii (Vavg).

Canal drept

Testarea a fost realizată într-un canal de înot drept de 15 × 244 × 50 cm umplut la o adâncime de 30 cm cu o platformă scufundată la un capăt. Fiecare șobolan a primit patru încercări spate-în-spate (până la 2 minute/încercare) pentru a traversa de la un capăt la altul și a urca pe platformă. Testul învață evadarea și evaluează viteza de înot și motivația de a scăpa.

Cincinnati Water Maze (CWM)

CWM este un test al învățării egocentrice bazate pe trasee, care este dependentă de dopamina striatală (Braun și colab., 2012). Labirintul, descris în altă parte (Vorhees, 1987; Vorhees și colab., 1991), constă din nouă saci în formă de T care se ramifică dintr-o cale centrală. Canalele au 15 cm lățime și pereții 51 cm înălțime umpluți cu apă (21 ± 1 ° C) la o adâncime de 30 cm. Testarea a fost efectuată sub iluminare cu infraroșu. Performanța a fost notată prin vizualizarea animalelor folosind emițătoare cu LED-uri în infraroșu și o cameră aproape cu infraroșu montată deasupra și conectată la un monitor situat într-o cameră adiacentă (Vorhees și colab., 2011). Acest lucru a împiedicat șobolanii să folosească indicii distale prin care să navigheze. Limita de timp a fost de 5 minute per încercare cu un interval intertrial de 5 minute dacă nu au reușit să localizeze obiectivul sau imediat dacă au găsit obiectivul. Animalelor li s-au administrat 2 încercări/zi timp de 18 zile. Au fost înregistrate erori și latență de evadare. A apărut o eroare dacă un animal a intrat în tulpina sau brațul unui sac în formă de T. Ocazional, un animal nu a găsit evadarea după mai multe încercări și a oprit căutarea. Acest lucru a dus la câteva erori în comparație cu animalele care au căutat activ. Pentru a corecta acest lucru, scorurile din studiile fără căutare au primit numărul de erori ale animalului cel mai slab performant + 1.

Morris Water Maze Matching-to-Sample (MWM-MTS)

Labirintul era din oțel inoxidabil și avea diametrul de 210 cm, cu laturile înalte de 51 cm și a fost umplut la o adâncime de 30 cm cu apă (21 ± 1 ° C). Platforma avea un diametru de 10 cm și era poziționată într-una din cele patru poziții la jumătatea distanței dintre centru și perete și scufundată de 1,5 cm. Labirintul era plat negru, iar platforma era acrilică limpede și nu era vizibilă la nivelul apei. Șobolanii au fost testați timp de 21 de zile, 2 încercări/zi. În fiecare zi, startul și platforma au fost plasate în poziții noi, dar au rămas aceleași pentru cele 2 probe ale zilei. Performanța a fost capturată folosind o cameră foto conectată la un computer care operează ANYmaze tracking software (Stoelting Instruments, Wood Dale, IL). Datele analizate au fost latența, lungimea căii (cm) și distanța cumulată de la platformă (m).

Pereche-B

Frica condiționată/Inhibiție latentă

Inhibarea latentă a fost evaluată utilizând o paradigmă de condiționare a fricii (Smith și colab., 2007). Animalele au fost plasate în camere de testare (Coulbourn Instruments, Allentown, PA) cu un difuzor și podea de rețea conectate la o sursă de șoc și o cameră video montată în tavan conectată la software-ul Coulbourn Freeze Frame. Fiecare cameră de testare a fost poziționată într-o incintă de atenuare a sunetului. Perechea-B a fost grupul PE (pre-expus). În ziua 1, aceste animale au fost plasate în camerele de testare pentru aclimatizare, urmate de 30 de tonuri (82 dB, 2 kHz, 30 s de durată) separate de 30 s de intervale inter-stimul care au fost apoi urmate de 3 perechi de ton-picior cu șoc (0,5 mA) care apar în ultimele 1 s ale intervalului de ton. În Ziua 2, șobolanii au fost returnați în camerele de testare pentru a evalua condiționarea contextuală timp de 6 minute, timp în care intervalele de imobilitate> 4 s au fost marcate ca înghețate. În ziua 3, șobolanii au fost returnați în camerele de testare cu o textură diferită a podelei și testați timp de 6 minute; primele 3 minute fără ton și ultimele 3 minute cu ton și din nou marcate pentru crize de imobilitate.

Câmp deschis cu provocare împotriva drogurilor

Șobolanii au fost plasați în câmp deschis descris mai sus timp de 30 de minute fără administrarea de medicament, îndepărtați, injectați subcutanat cu 1,0 mg/kg de (+) - amfetamină sau 0,3 mg/kg de MK-801 (ambele exprimate ca bază liberă), și a revenit la aparat pentru încă 180 de minute.

Pereche-C

Frica condiționată/Inhibiție latentă

Acest lucru a fost la fel ca mai sus, cu excepția faptului că Pair-C a fost atribuit grupului PE fără ton (NPE) astfel încât au primit aceeași procedură, cu excepția faptului că în ziua 1 nu au primit niciun ton înainte de asocierile ton-șoc.

Câmp deschis cu provocare împotriva drogurilor

Șobolanii au fost testați la fel ca Perechea-B de mai sus, cu jumătate provocată cu 1,0 mg/kg de (+) - amfetamină și jumătate cu 0,3 mg/kg de MK-801.

Pereche-D

Test Light/Dark

Testul a fost efectuat în aparatul în câmp deschis descris mai sus, cu excepția faptului că a fost introdusă o cutie acrilică neagră cu capac care a ocupat 50% din suprafața podelei. Șobolanii au fost plasați în partea luminată și datele au fost înregistrate timp de 10 minute pentru activitate și timp pe fiecare parte.

Canal drept

Testarea canalului drept pe această pereche de șobolani a fost aceeași ca cea descrisă mai sus.

Labirintul de apă Morris (MWM)

Învățarea spațială și memoria au fost evaluate în MWM așa cum este descris (Vorhees și Williams, 2006; Vorhees și Williams, 2014). Testul a constat din 4 faze, 3 cu platforme ascunse și 1 cu platformă vizibilă. Faza-1 a fost achiziție (platformă în cadranul SW), Faza-2 a fost inversare (platformă în cadranul NE), Faza-3 a fost deplasare (platformă în cadranul NW) și Faza-4 a fost indicată cu platforma randomizată la fiecare studiu. Animalele au primit 4 încercări pe zi timp de 6 zile în fiecare fază a platformei ascunse, urmată de o probă de 30 s în ziua 7, cu platforma îndepărtată. Fiecare fază a folosit o platformă de o dimensiune diferită (10, 7 și respectiv 5 cm diametru). Faza finală a fost indicată folosind o platformă de 10 cm cu o bilă de plastic montată deasupra unei tije de alamă care ieșea la 10 cm deasupra apei. Pentru testele cu indicii, perdelele au fost închise în jurul labirintului pentru a minimiza indicii extramaze și animalelor li s-au administrat patru studii pe zi timp de două zile cu platforma și pozițiile de pornire modificate la fiecare proces. Performanța a fost urmărită video folosind (ANYmaze, Stoelting Instruments, Wood Dale, IL). Pe probele de platformă, au fost analizate latența, distanța cumulativă, lungimea traseului și viteza de înot. În studiile de sondă, au fost analizate crossover-urile platformei, viteza de înot și distanța medie față de țintă. Pentru indicii, a fost analizată latența.

Analize statistice