몽골 의학에 근거한 쥐의 만성 예측 불가능한 경미한 스트레스

이 프로토콜은 몽골 의학 이론을 기반으로 우울증에 대한 만성 예측 불가능한 경미 스트레스(CUMS) 모델과 행동 테스트를 검증하는 방법을 설명합니다.

우울증은 널리 퍼진 정서 장애이며 전 세계 장애의 주요 원인을 구성합니다. 현재 약물 치료의 한계는 이 질환으로 인한 상당한 건강 부담에 기여합니다. 우울증의 근본적인 메커니즘에 대한 더 깊은 이해가 시급히 필요하며, 이를 통해 중개 가능성이 있는 전임상 모델이 매우 가치가 있습니다. 전통의학의 일종인 몽골 의학은 질병 발생이 바람, 담즙, 가래의 평형과 밀접한 관련이 있다고 주장한다. 이 연구에서는 쥐의 만성 예측할 수 없는 경미한 스트레스(CUMS) 방법에 대한 프로토콜을 소개합니다. 이 틀 내에서 쥐는 인간 우울증의 발병 기전을 모방한 우울증과 같은 표현형을 유도하기 위해 일련의 변동하는 가벼운 스트레스 요인에 노출됩니다. 이 프로토콜에 사용된 행동 분석에는 우울증의 핵심 증상인 무쾌감증을 나타내는 자당 선호도 테스트(SPT)가 포함됩니다. 불안 수준을 측정하는 OFT(Open Field Test); 공간 기억력과 학습 능력을 평가하는 Morris water maze test(MWM)가 있습니다. CUMS 방법은 무쾌감증을 유발하고 장기적인 행동 결함을 유발할 수 있는 능력을 보여줍니다. 더욱이, 이 프로토콜은 우울증과 같은 행동을 유도하도록 설계된 다른 동물 모델보다 몽골 의학 이론에 더 부합한다. 이 동물 모델의 개발과 후속 연구는 몽골 의학 분야에서 미래의 혁신적인 연구를 위한 강력한 기반을 제공합니다.

주요우울장애(MDD)는 널리 퍼진 정신 질환으로, 전 세계적으로 장애의 세 번째 주요 원인으로 꼽히며 3억 명 이상의 사람들에게 영향을 미칩니다^1,2,3. 주목할 만한 점은, 감염자의 절반 이상이 적절한 치료를 받지 못하고 있는 것으로 추정된다는 점이다⁴. 이러한 간극을 감안할 때, 동물 모델은 우울증의 원인을 조사하는 데 중요한 도구로 작용한다. 현재까지 우울증에 대한 20개 이상의 다양한 동물 모델이 존재합니다⁵. 이 중 1987년 폴 위너(Paul Winer)가 개선한 만성질환(chronic unpredictable mild stress, CUMS) 모델이 가장 많이 활용되고 있다⁶. CUMS 모델은 설치류를 다양한 사회 환경적 스트레스 요인에 노출시키면 불안, 긴장 및 우울증과 유사한 증상이 발생한다는 전제하에 작동합니다. 이 방법론은 몇 주에 걸쳐 동물을 다양한 경미한 스트레스 요인에 노출시켜 무쾌감증 및 우울과 같은 행동을 포함한 다양한 행동 변화를 초래하는 것을 포함합니다^7,8. 이러한 변화는 5-HT의 감소와 같은 내분비 및 신경 전달 물질 프로필의 변화를 동반합니다^9,10. 이러한 결과는 MDD 진단을 받은 사람에게서 관찰된 결과와 매우 유사하므로 모델의 유용성을 검증합니다. CUMS 모델은 항우울제 평가에 대한 효과로 인해 특히 가치가 있으며 높은 수준의 표면적, 구조적 및 예측 타당성을 나타냅니다^11,12. 다른 모델과 달리 CUMS는 모노아민성 항우울제의 만성 투여 효과에 민감합니다. 예를 들어, 시탈로프람(citalopram), 파록세틴(paroxetine), 플루옥세틴(fluoxetine)과 같은 선택적 세로토닌 재흡수 억제제(SSRI)는 만성 스트레스 조건에서 무쾌감증을 예방하고 역전시키는 것으로 나타났습니다^12,13. 또한 케타민과 같은 새로운 속효성 항우울제도 이 모델에서 효능을 입증했습니다^14,15. 이와는 대조적으로, 강제 수영 테스트(FST) 및 테일 서스펜션 테스트(TST)와 같은 다른 테스트는 장기적인 행동 변화를 모델링하는 데 신뢰성이 떨어지며, 종종 우울증 증상을 견디기보다는 급성 스트레스에 대한 적응을 반영합니다¹⁶. 이러한 특성은 우울증 연구에서 CUMS 모델의 강력한 타당성을 강조합니다. 고전 연구에서 높은 신뢰성으로 인정받는 CUMS 모델의 가장 두드러진 특징 중 하나는 일상 활동에서 즐거움이나 관심을 경험할 수 없는 무능력증입니다^17,18. 이 현상은 일반적으로 자당 선호도 테스트를 사용하여 평가되며, 많은 항우울제가 감소된 자당 소비를 역전시키는 것으로 나타났습니다. 자발적인 운동 행동, 탐색적 경향 및 긴장을 평가하여 우울증의 심각성을 측정하는 OFT(Open Field Test)를 포함하여 CUMS 문헌에서 여러 다른 메트릭도 일반적으로 사용됩니다¹⁹. EPM(elevated plus maze)과 같은 다른 검사는 불안과 유사한 행동을 평가하고, Morris water maze test(MWM)는 인지 기능을 검사합니다²⁰, FST는 부정적인 감정과 행동 절망에 대한 민감성을 평가합니다²⁰. 또한 인간에게 영향을 미치는 대부분의 스트레스 요인은 본질적으로 사회적입니다. 제한된 사회 활동, 네트워크 및 지원을 특징으로 하는 최적이 아닌 사회적 관계를 가진 개인은 다양한 질병에 걸릴 위험이 높습니다^21,22. 이것은 무리를 지어 사는 사회적 동물인 설치류의 경우에도 관련이 있습니다. 예를 들어, 격리 된 쥐는 사회적 스트레스를 유발하고 우울증의 발병을 촉진하는 고립 증후군이라고 불리는 특성을 보입니다²³.

한의학의 중요한 한 분야인 몽골 의학은 질병의 발병이 내인적 요인과 외적 요인 간의 복잡한 상호 작용이라고 가정합니다. 4가지 보조 조건이라고 하는 이러한 외부 요인에는 기후 변화, 식습관, 생활 방식, 감염, 놀라운 사건, 심리적 장애와 같은 갑작스러운 사건이 포함됩니다. 질병 과정은 세 가지 유형의 호모르(homors)라고 하는 세 가지 요소와 네 가지 보조 조건(²⁴)과 함께 7가지 신체 구성 요소 간의 지속적인 상호 작용으로 개념화됩니다. 몽골 의학은 인체가 세 가지 동성애자 사이의 상대적인 균형에 의해 유지되는 통합된 개체로 기능한다고 주장한다. 이 균형의 붕괴는 질병²⁴의 전조로 간주된다. 전통의학과 현대의학을 잇는 동물실험의 중추적인 역할을 감안할 때, 몽골 의학 분야의 연구에 적합한 동물모델을 개발하는 것이 중요하다. 따라서 이러한 생리적, 심리적 스트레스 요인을 시뮬레이션하기 위해 CUMS와 결합된 28일 격리 방법론을 사용했습니다. 우리는 예측할 수 없는 9가지 특정 스트레스 요인을 선택하고 몽골 의학의 세 가지 동종 이론을 통해 이 모델링 방법을 뒷받침하고자 했습니다. 탄탄한 동물 모델을 확립하는 것은 몽골 의학의 기초 연구를 발전시키는 데 필수적이며, 몽골 의학의 기초 연구에도 크게 기여할 것이다.

실험 프로토콜은 내몽골 의과대학(YKD202301172)의 동물실험윤리위원회(Ethics of Animal Experiment Care Committee)의 승인을 받았으며, 미국 국립보건원(National Institutes of Health)의 동물 보호 및 윤리 지침을 준수했다. 동물 센터의 허가 번호는 NO.110324230102364187입니다. 생후 8주(200g ± 20g)인 24마리의 수컷 Sprague-Dawley(SD) 쥐를 획득하여 온도 22°C ± 2°C, 습도 55% ± 15%의 통제된 환경에서 사육했습니다. 쥐에게 설치류 유지 사료 식단과 침구용 옥수수 속대가 든 순수한 물을 먹이십시오. 쥐는 실험 전 1주일 동안 12시간/12시간 밝음/어둡음 주기를 받았습니다.

1. CUMS 랫트 모델 구축

1. 그룹화
   1. 24마리의 쥐를 무작위로 2개 그룹, 즉 고립이나 스트레스에 노출되지 않는 대조군(CON) 그룹과 모델(MOD) 그룹으로 나눕니다. 각 그룹에는 12마리의 쥐가 있습니다.
   2. 55cm x 40cm x 20cm 크기의 표준 케이지에 쥐를 수용하고 케이지 당 6 마리의 쥐를 수용하십시오. 달리 명시되지 않는 한 적응 기간 동안 케이지 할당을 유지하십시오.
   3. 각 사육 케이지를 새 침구로 채우고 일주일에 두 번 교체하십시오.
   4. 1주일의 적응 기간을 실시합니다. CUMS 스트레스 요인을 적용하는 경우를 제외하고는 쥐가 음식과 물에 무제한으로 접근할 수 있도록 하십시오. 달리 명시되지 않는 한 온도 22°C ± 2°C, 습도 55% ± 15%, 08:00부터 20:00까지 12시간/12시간 명암주기로 일정한 환경을 유지하십시오.
   5. 실험을 시작하기 전에 쥐를 매일 다루어 연구자에게 적응하고 실험 단계에서 추가 스트레스를 최소화하십시오.
2. 예측할 수 없는 만성 경미한 스트레스로 인한 고립
   1. 동시에 MOD 및 CON 그룹을 별도의 방에 배치합니다. MOD 그룹 쥐를 개별적으로 수용하면서 CON 그룹 쥐를 함께 유지합니다. 다른 모든 조건을 일정하게 유지합니다.
   2. 28일 스트레스 요인 요법 시행²⁵. 습관화를 예방하고 스트레스 요인의 예측 불가능성을 보장하기 위해, 하루에 하나의 무작위 스트레스 요인을 투여하고 연속적으로 동일한 스트레스 요인을 사용하지 마십시오.
   3. 다음 9가지 스트레스 요인 중 하나를 무작위로 적용합니다 ^26,27 다른 날에²⁴시간 수분 부족, 24시간 음식 부족, 젖은 패딩, 케이지 경사, 밝음/어둠 주기의 반전, 4°C에서 추위 노출, 45°C에서 열 노출, 1분 테일 클램핑 또는 15rpm에서 160분 흔들기. 구체적인 설계는 표 1에 요약되어 있습니다.
   4. 스트레스 요인을 적용하는 동안 밝음/어두운 주기의 반전 동안을 제외하고 스트레스가 끝날 때까지 MOD 그룹에 대한 음식과 물에 대한 접근을 제한하십시오. CON 그룹은 물과 식단을 제한할 필요가 없었습니다.
3. 응력 방법
   1. 대조군을 제외한 모든 쥐에게 28일 격리와 함께 우울증 자극을 적용하여 실험을 시작합니다. 이 쥐들을 개별 우리에 수용하십시오. 우울증 자극과 관련된 상태에 대해서는 표 2 를 참조하십시오.
   2. tail clamp 방법을 수행하려면 쥐 꼬리 뿌리에서 1-2cm 떨어진 곳에 표준 종이 클립으로 꼬리를 고정하여 MOD 그룹에서 쥐의 꼬리를 고정합니다. 1분(n = 12) 동안 클램핑 시간을 측정합니다.
   3. 물 박탈 방법에서는 물병을 제거하고 24시간 동안 기록하여 MOD 그룹 쥐의 물을 보류합니다.
      알림: 종료 시간을 정확하게 계산할 수 있도록 물 부족 시작 시간이 기록되었습니다. 이 기간 동안 쥐의 활동, 식욕 및 정신 상태를 포함한 행동이 관찰되었습니다.
   4. 음식 박탈 방법에서는 MOD 그룹 쥐에서 음식을 보류하고 24 시간 동안 기록합니다.
      알림: 종료 시간을 정확하게 계산할 수 있도록 식량 부족이 시작되는 시간을 기록하십시오. 이 기간 동안 쥐가 적절하게 수분을 공급받도록 하십시오. 이 기간 동안 활동과 정신 상태 등을 포함한 쥐의 행동을 관찰하십시오.
   5. 4 °C에서 추위 자극을 위해 MOD 그룹의 쥐를 찬물 양동이에 넣고 5 분 동안 기록하십시오. 테스트 전반에 걸쳐 수온이 일정하게 유지되는지 확인하십시오. 실험이 끝나면 송풍기로 쥐를 말리고 원래 케이지로 되돌립니다.
      알림: 온도계와 얼음 조각을 사용하여 냉수 온도를 4°C로 유지하여 수온이 상승할 때 수온을 조절하십시오. 수질이 깨끗하고 온도가 일정한지 확인하기 위해 물을 정기적으로 교체해야 합니다. 수영할 때 머리를 제외한 쥐의 모든 팔다리와 몸통을 찬물에 담가야 합니다. 물의 깊이는 쥐가 양동이 바닥과의 접촉으로 인해 물 밖으로 뛰어내리는 것을 방지하기 위해 쥐의 몸 길이보다 커야 합니다.
   6. 45°C의 열 스트레스를 관리하려면 MOD 그룹 쥐를 인큐베이터에 넣고 5분 동안 기록하여 테스트 내내 온도가 안정적으로 유지되도록 합니다.
   7. 명암 주기의 반전에서 케이지를 1시간 동안 검은색 천으로 감싸 낮의 어두움을 시뮬레이션합니다. 그 후, 낮광을 모방하기 위해 밤에 12시간 동안 케이지를 비춥니다. 쥐의 행동, 음식 및 물 섭취량, 24시간 동안의 수면 패턴을 기록합니다.
   8. 습식 패딩 실험의 경우 패딩 100g이 들어 있는 케이지에 물 200mL를 넣습니다. MOD 그룹 쥐를 젖은 우리에 수용하고 활동, 식욕, 수분 섭취 등을 포함하여 젖은 침구 스트레스 하에서 쥐의 행동을 기록합니다. 젖은 패딩으로 인해 발생할 수 있는 쥐의 피부 및 털 상태와 같은 비정상적인 행동이나 불편한 반응이 있는지 관찰하고 24시간 동안 후속 분석을 위해 시간에 맞춰 기록합니다. 테스트 후 송풍기로 쥐를 말리고 신선한 나무 부스러기가 있는 케이지에 다시 넣습니다.
   9. 케이지 경사 방법에서 벽에 대해 45° 각도로 기울어진 케이지에 MOD 그룹 쥐를 배치하고 24시간 동안 기록합니다. 케이지 프레임 구조를 사용하여 각도를 조정하고 케이지를 제자리에 고정합니다.
      알림: 처음부터 끝까지 시간을 계산하고 활동, 식욕 및 정신 상태를 포함하여 케이지를 기울이는 기간 동안 쥐의 행동을 관찰하고 기울어진 케이지의 각도가 올바르게 설정되고 안정적으로 유지되어 실험의 정확성과 재현성을 보장하는지 확인하십시오.
   10. 고속 쉐이킹을 위해 160rpm으로 설정된 기계식 셰이커에 MOD 그룹 쥐를 넣고 15분 동안 쥐를 기록합니다. 행동 테스트 방법은 이후에 모델의 성공적인 설정을 평가하는 데 사용됩니다.
   11. 스트레스 요인을 적용한 후 CUMS 룸의 MOD 그룹 케이지를 하우징 룸으로 다시 재배치합니다. 4주간의 스트레스 노출 기간 동안 CON 그룹을 하우징 룸에 위치한 가정용 케이지에서 유지하십시오.
4. 실험 중 주의사항
   1. CUMS실에 스트레스 요인을 가한 후 MOD 그룹의 케이지를 일반 주거실로 다시 이송합니다.
   2. CUMS 모델링 중 동물 모니터링
      1. 꼬리를 조이는 동안 동물은 유도된 자극으로 인해 어려움을 겪을 수 있습니다. 이 기간 동안 클램프를 지속적으로 모니터링하십시오. 빠지면 타이머를 일시 중지하고 cl을 다시 적용하십시오.amp, 그런 다음 1분 동안 타이머를 다시 시작합니다.
      2. 수분 부족과 젖은 침구 스트레스 요인을 동시에 가하지 마십시오.
         참고: 젖은 패딩과 수분 부족을 동시에 부과하지 않으면 실험 무결성을 유지하고 교란 변수를 줄이며 동물 복지를 촉진하는 데 도움이 됩니다.
      3. 동물의 체온과 주변 실내 온도는 냉수 수영 시 수온을 높일 수 있습니다. 따라서 일정한 수온을 유지하기 위해 얼음물이나 얼음 조각을 추가하여 조정하십시오.
      4. 스트레스 요인을 적용하는 동안 일주일 반전 동안을 제외하고 30분 간격으로 쥐를 관찰하십시오. 떨림, 무기력증 또는 움직임 부족과 같은 비정상적인 고통의 징후에 특히 주의를 기울이십시오. 이러한 증상이 관찰되는 경우(특히 4°C의 찬물, 수영 및 젖은 침구 중 잠재적인 저체온증) 즉시 스트레스 요인에서 쥐를 제거하십시오.
         참고: 감염, 심각한 외상, 공격적인 행동, 비정상적인 이동성 등과 같은 건강 문제가 있는 경우 실험 동물을 연구에서 제거하며, 연구에서 동물을 제거하는 조건은 일반적으로 실험 결과의 무결성을 보장하면서 동물의 건강과 안전을 보호하는 데 중점을 둡니다.
      5. 각 쥐의 상처나 기타 신체적 또는 행동적 이상에 대해 매일 검사를 수행합니다. 이상이 관찰되면 실험실 수의사와 상담하여 쥐를 실험에서 제외해야 하는지 여부를 결정하십시오.
      6. 3일마다 각 쥐의 무게를 잰다. 동물이 먹이를 먹기 전 기초 체중의 20% 이상 감소하면 실험에서 제외해야 합니다.

2. 행동 테스트

1. 시작하려면 대조군을 제외한 모든 쥐에게 28일 동안 격리와 함께 우울증 자극을 투여합니다. 쥐를 개별 우리에 수용하십시오. 우울증 자극 조건에 대한 구체적인 내용은 표 2 를 참조하십시오.
2. 오픈 필드 테스트의 경우 블랙 박스를 동일한 면적의 25 정사각형 섹션으로 분할합니다. 상자에 비디오 추적 분석 시스템을 설치하십시오. 쥐를 중앙 광장에 놓고 5분 동안 수평 및 수직 활동을 모니터링합니다.
   알림: 상자의 크기는 500mm x 500mm x 300mm입니다. 활동 데이터는 새로운 환경에 노출되었을 때 설치류의 불안 관련 행동을 평가하기 위해 비디오 추적 시스템을 사용하여 수집됩니다.
3. 그 후, 모든 발을 사용하여 쥐가 횡단 한 사각형의 수를 계산하여 수평 활동을 정량화합니다. 서 있는 것과 몸단장하는 경우를 수직 활동의 지표로 간주하십시오. 각 테스트 후에는 후속 테스트를 위해 잔류 쥐 냄새를 제거하기 위해 75% 알코올을 사용하여 상자를 소독하십시오.
4. 다음으로, 무쾌감증은 자당 선호도 테스트를 통해 평가됩니다. 케이지 뚜껑에 두 개의 병을 놓습니다 : 병 A에는 순수한 물이 들어 있고 병 B에는 1 % 자당 용액이 들어 있습니다. 쥐에 대한 두 솔루션에 대한 ad libitum 액세스를 허용합니다. 60일, 0일, 7일, 14일, 21일 및 28일에 대한 28분 자당 선호도를 계산하기 위해 섭취 전과 후의 병의 무게를 측정합니다. 공식은 다음과 같습니다.
   자당 소비량 = × 100%
5. 공간 기억과 학습 능력을 측정하려면 Morris water maze test를 사용하십시오. 풀을 4개의 사분면으로 나누고 1에서 4까지 번호를 매깁니다. 세 번째 사분면의 수면 아래 1cm 아래에 잠긴 휴식 플랫폼을 놓습니다.
6. 수영장에 우유를 넣어 물의 불투명도를 높이고 실험 절차 전반에 걸쳐 약 23°C의 수온을 유지합니다.
7. 각 쥐를 미로의 다양한 사분면에 배치하여 120초 동안 숨겨진 플랫폼을 찾을 수 있도록 합니다. 쥐는 플랫폼의 위치를 기억하기 위해 공간 기억과 학습 기술에 의존해야 합니다. 플랫폼의 위치를 알게 되면 플랫폼으로 직접 헤엄쳐 갈 수 있습니다. Morris water maze 비디오 추적 시스템을 사용하여 대기 시간을 기록합니다.
8. 쥐를 수영장의 고정된 위치에 놓습니다. 대상이 120초 이내에 숨겨진 플랫폼을 찾지 못하면 대기 시간을 120초로 기록합니다.
9. 마지막으로 숨겨진 플랫폼을 제거하고 쥐를 다시 물 속에 넣고 120초 동안 구역 횡단 횟수를 기록합니다.

3. 통계 분석

1. 생화학적 매개변수의 유의한 차이를 평가하려면 일원 분산 분석(ANOVA)을 사용한 다음 Duncan의 사후 검정을 사용합니다. 데이터를 평균 ± 표준 오차(SE)로 표시하고 p-값이 0.05 미만이면 통계적으로 유의한 것으로 간주합니다.

CUMS 유발 쥐 우울증 모델의 행동 테스트 결과
우울증과 유사한 행동을 유도하기 위한 CUMS 절차의 효능을 확증하기 위해, 조작 검사가 수행되었다. 수컷 Sprague-Dawley(SD) 랫트는 1.2.3단계에서 설명한 대로 4주 동안 MOD 또는 CON 그룹에 무작위로 할당되었습니다. 그 후, 쥐를 희생시키고, 효소 결합 면역 흡착 분석법(enzyme-linked immunosorbent assay, ^ELISA)28을 사용하여 우울증 병태생리학¹⁰과 밀접하게 연관된 신경전달물질인 5-HT를 평가하기 위해 쥐의 해마를 완전히 절개하였다.

CUMS 유도 전에는 OFT 점수, 자당 선호도 또는 MWM 분석에서 테스트 그룹 간에 유의한 차이가 관찰되지 않았습니다.

CUMS 모델을 확립한 후 일원 분산 분석(ANOVA)은 CUMS가 쥐의 불안 행동에 상당한 영향을 미친다는 것을 보여주었습니다. 특히, OFT에서는 그룹 간에 유의미한 차이가 관찰되었습니다. MOD 그룹은 CON 그룹에 비해 더 낮은 수직 및 수평 점수를 보였다(**P < 0.01; 그림 1A,B,E)는 CUMS 절차가 불안을 유발하는 데 효과적임을 시사합니다.

그 후, 2.4단계에서 기술된 바와 같이 5일에 걸쳐 자당 선호도 검사(SPT)를 실시하여 랫트가 CUMS 노출 후 무쾌감증의 징후를 보였는지 여부를 평가하였다. 결과는 0일째에 그룹 간에 자당 선호도 비율에 유의한 차이가 없음을 나타냈습니다. 그러나 일원 분산 분석(oneway ANOVA)에서는 28일째에 그룹 간에 자당 섭취량에 유의한 차이가 있는 것으로 나타났습니다. 구체적으로, MOD 그룹의 슈크로스 선호도 비율은 CON 그룹보다 낮았다(**P < 0.01; 그림 1C), 무쾌감증 유발에 대한 CUMS 프로토콜의 효과를 확인합니다.

일원 분산 분석(one-way anova)은 MWM 테스트로 평가된 바와 같이 CUMS가 쥐의 공간 기억과 학습 능력에 상당한 영향을 미친다는 것을 보여주었습니다. MOD 그룹이 플랫폼을 찾는 데 걸리는 대기 시간은 CON 그룹보다 현저히 길었습니다(**P < 0.01). 교차 횟수 측면에서는 MOD 그룹이 CON 그룹보다 교차 횟수가 적었다(**P < 0.01; 그림 1D,F). 이러한 발견은 쥐의 기억 장애를 유발하는 CUMS 프로토콜의 효능을 뒷받침합니다.

CUMS 유도 쥐 우울증 모델에서 해마 5-HT 수치의 결과
해마 5-HT 수치에 대한 일원 분산 분석은 그룹 간에 유의한 차이를 나타냈습니다(**P < 0.01). MOD 그룹은 CON 그룹에 비해 해마 5-HT 수치가 감소한 것으로 나타났습니다(그림 2). 이러한 결과는 CUMS 프로토콜이 인간의 우울증에서 흔히 관찰되는 현상인 해마 5-HT 수치를 효과적으로 감소시켰음을 시사한다²⁹.

그림 1: CUMS 유도 쥐 우울증 모델의 효과. (A) OFT(Open Field Test) 수직 점수. (B) 오픈 필드 테스트 수평 점수. (C) 0일과 28일의 자당 소비 수준(%). 쥐에서 CUMS 유발 무쾌감증 및 감소된 자당 선호도. (D) MWM 테스트의 대기 시간 및 영역 교차 번호. 결과는 평균 ± SE(n = 그룹당 12마리의 쥐)로 표시됩니다. **P < 0.01은 일원 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 계산된 대조군(CON)군과 비교하여 모형(MOD) 군에서 유의한 변화를 나타냅니다. (E) 각 그룹의 쥐에 대한 OFT 추적. (F) 각 쥐 그룹에 대한 MWM 추적. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2: 쥐의 CUMS 유발 우울증 모델에서 뇌 5-HT 수치에 미치는 영향. 4주간의 CUMS를 투여받은 쥐는 대조군(CON)에 비해 해마 5-HT 수치가 유의하게 감소한 것으로 나타났습니다. 결과는 평균 ± SE(n = 그룹당 12마리의 쥐)로 표시됩니다. **P < 0.01은 일원 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 계산된 CON 그룹과 비교하여 모델(MOD) 그룹에서 유의한 변화를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

표 1: 만성 예측할 수 없는 경미한 스트레스(CUMS) 일정. 쥐 피험자에서 CUMS 유도를 위한 스트레스 요인 및 실행 날짜.

표 2. 몽골 의학에서 4가지 보조 조건과 3가지 호모르 이론을 가진 9가지 스트레스 요인. 몽골 의학의 9가지 스트레스 요인, 3가지 호모 이론, 4가지 보조 조건 사이의 본질적 관계.

우울증은 기분 저하, 즐거움 결핍, 에너지 감소와 같은 증상을 특징으로 하는 정신 장애입니다³⁰. 우울증 연구 분야에서는 신뢰할 수 있는 동물 모델을 확립하는 것이 치료적 개입을 발전시키는 데 매우 중요합니다. 다양한 동물모델 중에서도 CUMS 모델은 높은 신뢰성, 타당성, 그리고 인간 우울증의 특성과의 일치성으로 인해 특히 주목할 만하다³¹. 다양한 환경에서 장기간에 걸쳐 낮은 수준의 스트레스 요인의 누적 효과를 모방하는 데 적합합니다. 이 연구에서 우리는 1.2.3 단계 및 표 2에 설명 된 다양한 스트레스 요인을 사용하여 쥐에서 CUMS 유발 우울증 모델을 수립했습니다. 스트레스 프로토콜의 여러 측면은 모델의 성공에 매우 중요합니다. 첫째, 모든 MOD 그룹의 쥐는 CON 그룹의 쥐와 달리 개별적으로 수용되어야 합니다. 둘째, CUMS 스트레스 요법은 예측 불가능성을 유지하기 위해 신중하게 계획해야 합니다. 구체적으로, 쥐는 매주 9가지 가능한 스트레스 요인 중 7가지를 무작위로 선택해야 합니다. 이러한 스트레스 요인의 가변성과 예측 불가능성은 모델의 효능에 필수적이다^32,33. 마지막으로, 실험 결과의 무결성을 손상시킬 수 있는 쥐의 적응을 방지하기 위해 동일한 스트레스 요인의 반복적인 사용을 최소화해야 합니다. 또한 스트레스 요인 설정은 연구 과정 전반에 걸쳐 조정할 수 있도록 설계되었습니다.

CUMS 모델은 우울증 모델로서 몇 가지 이점을 제공합니다. 이는 인간 우울증의 발병기전과 밀접하게 일치하며, 대부분의 임상증상과 기전을 정확하게 나타낸다³⁴. 그것의 주요 강점 중 하나는 무쾌감증 또는 즐거움의 결핍을 정량화 가능한 지표로 사용한다는 것입니다 ^6,7. 이 모델은 또한 우울증의 발병에 기여하는 다양한 요인을 설명한다^35,36. 중요한 것은 CUMS 모델이 수개월에 걸친 장기 적용을 위해 설계되었다는 것입니다. 이 기간은 우울증 모델의 요구와 일치하며, 만성 투여 요법에서 약물을 평가할 수 있을 뿐만 아니라 빠른 작용 기전을 가진 화합물을 식별할 수 있게 해준다³⁶. 포괄적인 특성으로 인해 CUMS 모델은 과학 문헌에서 널리 받아들여지고 있습니다.

이러한 장점에도 불구하고 CUMS 모델에는 제한 사항이 없습니다 ^5,37. 주요 단점 중 하나는 자원 집약적인 특성으로 환경, 인력 및 시간에 상당한 투자가 필요하여 결과적으로 낮은 재현성을 초래한다는 것입니다³⁸. 또한 스트레스 요인의 선택과 강도, 그리고 스트레스 요인이 적용되는 순서에 관한 문헌에도 불일치가 있다³⁸. 이러한 불일치로 인해 여러 실험실에서 모델을 복제하기가 어렵습니다. 더욱이, 문헌에는 스트레스 요인을 적용하기 위한 상세한 시간표가 부족하여 또 다른 모호성을 더한다^39,40. 또 다른 문제는 서로 다른 연구에서 사용되는 조합 방법의 다양성에서 발생합니다. 이는 종종 명시적인 근거가 부족하여 모델 복제에 어려움을 초래합니다. 대상 동물은 스트레스 요인 설계의 사소한 변경에 매우 민감하며, 이는 또한 낮은 재현성(⁴⁰)에 기여한다. 더욱이, 제한된 수의 스트레스 요인을 사용하면 대상 동물들 사이에서 습관화로 이어질 수 있으며, 스트레스 요인 설계를 예측 가능하게 만들 수 있습니다. 마지막으로, 서로 다른 실험실의 동물들은 스트레스 요인에 대해 다양한 반응을 보이며, 이는 연구 전반에 걸쳐 낮은 재현성에 기여합니다. 기존 문헌에서, Wistar Kyoto (WKY) 랫트는 CUMS^25,41에 노출된 후 우울증과 같은 표현형에 특히 취약한 것으로 확인되었습니다. 이는 균주 간 변동성이 스트레스로 인한 행동 변화에 대한 민감성에 상당한 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다. 마찬가지로, 우울증 모델의 효능을 평가하는 데 자주 사용되는 핵심 지표인 SPT는 그 자체로 일련의 도전 과제를 제시합니다. 구체적으로, 개별 랫트는 1% 슈크로스 용액(^20,42)의 섭취에 있어서 변동성을 보인다. 스트레스 조건 하에서, 스트레스에 취약한 동물과 스트레스에 강한 동물 모두 단 용액 섭취에 변화를 보입니다. 결과적으로, 주어진 배치 내에서 진정으로 스트레스에 강하거나 반대 범주에 속하는 동물의 비율을 확인하는 것이 어려워집니다. 이러한 가변성으로 인해 일부 동물은 질병 상태를 정확하게 반영하지 않는 SPT 결과를 나타낼 수 있습니다.

CUMS 모델의 신뢰성을 높이기 위해 몇 가지 방법론적 개선을 제안합니다. 첫째, 동물에게 스트레스를 유발할 수 있는 후각, 시각 및 청각 자극의 영향을 완화하기 위해 CON 그룹의 동물을 MOD 그룹의 동물과 분리하는 것이 중요합니다^43,44. 둘째, 변동성을 최소화하기 위해 모든 실험을 수행할 숙련된 실험실 직원 한두 명을 지정하는 것이 좋습니다. 이 접근 방식은 개별 요인으로 인한 오류를 줄이는 데 도움이 됩니다. 또한, 선행 연구에서는 스트레스 회복력이 있는 실험동물이 확인되었다¹³; 따라서 결과를 더 잘 해석하기 위해 공식적인 실험 전에 또는 사후에 이러한 그룹을 선별하는 것이 현명합니다. 내재성 무쾌감증을 측정하는 보상 기반 행동 평가인 SPT 검사와 관련하여 CUMS 프로토콜을 시작하기 전에 최적의 자당 농도를 결정하는 것이 중요합니다. 슈크로스 농도에 기초한 선호도를 미리 설정하는 것은 검사의 판별 민감도를 현저하게 향상시킬 수 있다²⁰. 그러나, 24시간 음식과 물 결핍에 시달리는 쥐는 극심한 갈증으로 인해 사용 가능한 모든 액체를 무차별적으로 섭취할 수 있다는 점에 유의해야 한다^35,45. 자당 선호도에 대한 보다 정확한 측정을 얻으려면 설치류가 가장 활동적인 일주기 주기의 야행성 단계에서 소비량을 평가하는 것이 좋습니다. 일주일(비활성) 단계에서 가해지는 스트레스 요인은 만성적인 수면 부족을 초래할 수 있으며, 이로 인해 의도하지 않은 스트레스 요인이 발생할 수^{있다 46,47}. 마지막으로, 수집된 데이터가 가능한 한 신뢰할 수 있도록 위에서 설명한 관리 가능한 요소의 영향을 세심하게 제어해야 합니다.

현재 서구의 우울증 임상 치료법은 독성 부작용이 뚜렷하고 약물 복용 중단 시 재발 가능성이 높은 경우가 많습니다. 전통 의학에 뿌리를 둔 치료 접근법을 조사하고 몽골 의학 이론의 렌즈를 통해 우울증의 발병 기전을 탐구하는 것은 질병의 원인에 대한 혁신적인 통찰력을 제공할 수 있습니다. 이러한 맥락에서 전통의학 원칙에 부합하는 우울증 동물모델의 개발은 몽골 의학 연구의 중추적인 단계이다. 고독 문화 CUMS 모델링 방법에서 9가지 스트레스 요인을 선택한 것은 특히 주목할 만합니다. 몽골 의학의 세 가지 호모르 이론과 네 가지 보조 조건과 세 가지 호모르 사이의 내재적 관계에 의해 알려졌습니다. 이 접근법은 몽골 의학의 독특한 교리와 높은 수준의 호환성을 보여줍니다. 우울증에 대한 표현형 분석은 외부 요인과 함께 몽골의 의학적 개념인 바람과 가래와 유의미한 상관관계를 보여준다(표 2 참조). 구체적으로, 바람 관련 기능 장애는 에너지 손실, 불면증, 건망증, 피로 및 통증과 같은 증상으로 임상적으로 나타납니다. 반면에 가래와 관련된 기능 장애는 무반응, 흐릿한 의식, 비관주의 및 부정성과 같은 임상 증상을 초래합니다. 이러한 증상은 MDD^48,49의 핵심 증상과 밀접하게 일치합니다. 따라서 앞서 언급한 CUMS 모델은 몽골 의학 이론에서 주장하는 바와 같이 외부 조건과 세 가지 유형의 호모르의 균형 간의 복잡한 상호 작용을 효과적으로 시뮬레이션하는 병리학적 모델 역할을 하여 질병 발병에 기여합니다.

이 모델의 강점은 다방면에 있습니다. 첫째, 현대 의학 병인학 이론을 고수하여 현대 의학의 영역 내에서 동물 모델에 대해 설정된 기준을 충족합니다. 둘째, 몽골 전통 의학의 원리를 통합하여 인간 질병의 특정 증상을 동물에서 재현함으로써 몽골 의료 행위 고유의 특성을 구현합니다. 현대 의학 이론과 전통 의학 이론 모두와 일치한다는 점을 감안할 때, 이 모델은 몽골 의학의 기초 연구를 위한 효과적인 플랫폼 역할을 한다. 따라서 이 동물 모델에 질병과 증상을 통합한 것은 몽골 의학과 현대 의학 연구의 융합을 나타냅니다. 이 모델에는 한계가 있지만, 지속적인 개선은 몽골 의학 기초 연구의 미래에 크게 기여할 것입니다.

동물 모델은 직접적인 인간 뇌 연구와 관련된 윤리적, 실제적 문제로 인해 우울증 탐구에 없어서는 안될 필수 요소가 되었습니다. 우울증의 복잡성을 완전히 재현하는 데 내재적 한계가 있음에도 불구하고 이러한 모델의 진화와 검증은 지속적인 과정으로 남아 있습니다. 이 연구에서는 몽골 의학과 현대 의학의 원리를 결합하여 우울증의 동물 모델을 개발하였다. 이러한 협력적 접근 방식은 전통적인 몽골 의학 이론과 현대 의학 이론을 모두 포괄하는 보다 포괄적인 동물 모델을 구축하기 위한 귀중한 통찰력을 제공합니다.

저자는 공개할 이해 상충이 없습니다.

우리는 중국 내몽골 의과대학의 몽골 의과대학에 대한 감사의 뜻을 전하며, 이 연구는 필요한 계측 및 실험실 시설을 제공해준 것에 대해 지원을 받았습니다. 이 연구는 중국 국립자연과학재단(National Natural Sciences Foundation of China, 연구비 81760762번)과 중국 내몽골 의과대학 프로젝트(Inner Mongolia Medical University Project of China, 연구비 번호)로부터 재정 지원을 받았다. YKD2022MS074), 중국 내몽골의 고등교육 과학 연구 프로젝트(Scientific Research Project of Higher Education, Grant No. NJZY22661) 및 중국 내몽골 자치구의 중국 및 몽골 의학 핵심 실험실의 공개 기금 프로젝트(Grant No. MYX2023-K07)입니다.