| Lizenz: Creative Commons Namensnennung 4.0 International (5MB) |
- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-440663
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.44066
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 4 November 2020 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Prof. Dr. Inga Neumann und PD Dr. Carsten Wotjak und Prof. Dr. Jürgen Heinze |
| Tag der Prüfung: | 28 September 2020 |
| Institutionen: | Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Zoologie > Tierphysiologie/Neurobiologie (Prof. Dr. Inga Neumann) |
| Stichwörter / Keywords: | Oxytocin, Mating, Social fear |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 44066 |
Zusammenfassung (Englisch)
Anxiety disorders are one of the most common psychiatric disorders. Among them, social anxiety disorder (SAD), or social phobia, are characterized by persistent fear and avoidance of social situations. Unfortunately, treatments for SAD are rather unspecific as patients are generally treated with anxiolytics and/or antidepressant drugs combined with cognitive behavioral therapy. However, a lot of ...
Zusammenfassung (Englisch)
Anxiety disorders are one of the most common psychiatric disorders. Among them, social anxiety disorder (SAD), or social phobia, are characterized by persistent fear and avoidance of social situations. Unfortunately, treatments for SAD are rather unspecific as patients are generally treated with anxiolytics and/or antidepressant drugs combined with cognitive behavioral therapy. However, a lot of patients are resistant to these treatments or relapse once the treatment is over. This, combined with the high prevalence of SAD, highlights the emergency to develop new treatment strategies more specific to SAD. However, to find new potential targets for SAD treatments, animal models are needed to understand the underlying mechanisms of SAD. One of the major restrictions of SAD research was the lack of animal models. In 2012, the model of social fear conditioning (SFC) has been developed specifically to study SAD. After conditioning, the conditioned mice (SFC+) develop social avoidance, a sign of social fear, and the main symptom of SAD. This is easily measurable during the social fear extinction training, mimicking the cognitive behavioral therapy. Oxytocin, well-known for its prosocial properties, is also a puissant anxiolytic. Previous studies found a crucial beneficial role of the neuropeptide oxytocin in social fear. In order to study the effect of an acute endogenous release of OXT, mating in male mice is an excellent model. Indeed, an acute release of OXT within the paraventricular nucleus of the hypothalamus was found in male rats during mating.
During my PhD thesis, my first aim was then to investigate the effect of mating on social fear extinction in male mice. Male mice were allowed to mate during 1h before to be subjected to social fear extinction. Interestingly, I found a facilitation of social fear extinction exclusively after successful mating (with ejaculation, Ej+). The mice that did not ejaculate prior to social fear extinction (Ej-) did not show this facilitation. I then characterized the effect of mating on cued fear, general anxiety, and social preference/novelty to determine if the benefic effect of ejaculation was specific to social fear. Male mice were allowed to mate during 1h before to undergo cued fear extinction, light-dark box, marbles burying test, and social preference/novelty test. No effect of mating without or with ejaculation has been found on cued fear extinction. I found a general anxiolytic effect of mating (Ej- and Ej+) on general anxiety. I found no changes in social preference nor social novelty. Ej+ mice showed a facilitation of social fear extinction, which cannot be explained by the general anxiolytic effect of mating, with and without ejaculation, or an increased social motivation, as no specific effect of ejaculation was found in the social preference test. Next, I investigated the mechanisms underlying social fear extinction. For that, I conducted an experiment aiming to measure the level of the protein cFos, product of an immediate-early gene and thereby marker for neuronal activity, to evaluate which brain regions are recruited during the different stages of social fear extinction. Male mice were sacrificed either at the first stimulus (SFC- and SFC+ mice) or the last stimulus (only SFC+) of the social fear extinction. I found an increased cFos protein level within the OXT neurons of the PVN and SON, and within the central amygdala (CeA) after the last stimulus of the extinction in SFC+ mice. I also found a decreased level of cFos in SFC+ mice at the first stimulus of the extinction in comparison with SFC- mice in the ventral part of the LS. To assess the involvement of OXT in mating behavior, I measured the release of OXT within the LS and CeA during mating behavior using microdialysis. I found a specific release of OXT during mating behavior within the LS, but not within the CeA. In the next experiment, I aimed to inhibit the effect of the release of OXT during mating by blocking the OXTR with an antagonist. I first infused i.c.v. an OXTR-A immediately after mating before social fear extinction. Both Ej- and Ej+ showed an increased social fear expression during extinction. In order to block more specifically the OXTR during mating, I infused an OXTR-A within the LS before mating prior social fear extinction. No effect of the OXTR-A could be found. The OXT release during mating within the LS is then not or not the only reason for the facilitation of the extinction observed after ejaculation.
In the second part of my PhD work, I aimed to investigate the mechanism underlying social fear extinction. The CeA is well known for its role in fear conditioning and expression. In the context of social fear, I previously found an increased cFos expression in the CeA at the last social stimuli of social fear extinction in SFC+ mice. This implies an involvement of the CeA in the extinction of social fear. Also, an upregulation of the OXTR binding was found after social fear acquisition in SFC+ mice, suggesting a regulation of the OXT system during social fear acquisition. I then aimed to investigate the involvement of the OXT system within the CeA during social fear extinction. I first infused synthetic OXT within the CeA before social fear extinction. I found a slight facilitation of social fear extinction. In order to confirm this result, I conducted a similar experiment in which I infused a specific OXTR agonist. However, I could not repeat the previously obtained result. In the last experiment, I used chemogenetic to specifically activate the OXTR-positive neurons within the CeA before social fear extinction. However, I could not find any effect of CeA OXTR-positive neurons stimulation on social fear extinction.
Altogether, I showed that ejaculation during mating specifically facilitates the extinction of social fear. However, I could not identify the circuit directly responsible for this effect yet. Independently of mating behavior, I could show the recruitment of the CeA in social fear extinction. More experiments need to be conducted to understand the role of OXT in the CeA in social fear extinction.
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
Angststörungen sind eine der häufigsten psychiatrischen Störungen. Unter ihnen ist die Soziale Angststörung (SAD), oder Sozialphobie, durch anhaltende Angst und Vermeidung sozialer Situationen gekennzeichnet. Leider sind die Behandlungen der SAD eher unspezifisch, da die Patienten im Allgemeinen mit Anxiolytika und/oder Antidepressiva in Kombination mit kognitiver Verhaltenstherapie behandelt ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
Angststörungen sind eine der häufigsten psychiatrischen Störungen. Unter ihnen ist die Soziale Angststörung (SAD), oder Sozialphobie, durch anhaltende Angst und Vermeidung sozialer Situationen gekennzeichnet. Leider sind die Behandlungen der SAD eher unspezifisch, da die Patienten im Allgemeinen mit Anxiolytika und/oder Antidepressiva in Kombination mit kognitiver Verhaltenstherapie behandelt werden. Viele Patienten sind jedoch gegen diese Behandlungen resistent oder erleiden einen Rückfall, wenn die Behandlung beendet ist. Zusammen mit der hohen Prävalenz von SAD zeigt dies die Dringlichkeit, neue Behandlungsstrategien zu entwickeln, die spezifischer auf SAD ausgerichtet sind. Um jedoch neue potenzielle Angriffspunkte für die Behandlung von SAD zu finden, sind Tiermodelle erforderlich, um die der SAD zugrunde liegenden Mechanismen zu verstehen. Eine der größten Einschränkungen bei der Erforschung der SAD war das Fehlen von Tiermodellen. Im Jahr 2012 wurde das Modell der sozialen Angstkonditionierung (SFC) speziell zur Untersuchung von SAD entwickelt. Nach der Konditionierung entwickeln die konditionierten Mäuse (SFC+) soziale Meidung, ein Zeichen sozialer Angst und das Hauptsymptom der SAD. Dies ist während des Social-Angst-Auslöschungstrainings leicht messbar und ahmt die kognitive Verhaltenstherapie nach. Oxytocin, das für seine prosozialen Eigenschaften bekannt ist, ist auch ein starkes Anxiolytikum. Frühere Studien fanden eine entscheidende vorteilhafte Rolle des Neuropeptids Oxytocin bei der sozialen Angst. Um die Wirkung einer akuten endogenen Freisetzung von OXT zu untersuchen, ist die Paarung an männlichen Mäusen ein ausgezeichnetes Modell. Tatsächlich wurde bei männlichen Ratten während der Paarung eine akute Freisetzung von OXT im paraventrikulären Kern des Hypothalamus gefunden.
Während meiner Doktorarbeit war es dann mein erstes Ziel, die Wirkung der Paarung auf das Aussterben sozialer Angst bei männlichen Mäusen zu untersuchen. Männliche Mäuse durften sich während 1 Stunde paaren, bevor sie dem Aussterben der sozialen Angst unterworfen wurden. Interessanterweise fand ich eine Erleichterung der Auslöschung der sozialen Angst ausschließlich nach erfolgreicher Paarung (mit Ejakulation, Ej+). Die Mäuse, die vor der Auslöschung der sozialen Angst (Ej-) nicht ejakulierten, zeigten diese Erleichterung nicht. Ich charakterisierte dann den Effekt der Paarung auf die hervorgerufene Angst, die allgemeine Angst und die soziale Präferenz/Neuheit, um zu bestimmen, ob der positive Effekt der Ejakulation spezifisch für die soziale Angst war. Männlichen Mäusen wurde erlaubt, sich während 1 Stunde vor der Paarung zu paaren, um sich einem Test zum Auslöschen der Angst, einem Hell-Dunkel-Kasten, einem Murmeltest zum Vergraben von Murmeln und einem Test zur sozialen Präferenz/Neuheit zu unterziehen. Es wurde keine Auswirkung der Paarung ohne oder mit Ejakulation auf die Auslöschung der Angst gefunden. Ich fand einen allgemeinen anxiolytischen Effekt der Paarung (Ej- und Ej+) auf die allgemeine Angst. Ich fand weder Veränderungen in der sozialen Präferenz noch soziale Neuheit. Ej+-Mäuse zeigten eine Erleichterung des Aussterbens der sozialen Angst, was nicht durch den allgemeinen anxiolytischen Effekt der Paarung mit und ohne Ejakulation oder eine erhöhte soziale Motivation erklärt werden kann, da im sozialen Präferenztest kein spezifischer Effekt der Ejakulation gefunden wurde. Als nächstes untersuchte ich die Mechanismen, die dem Aussterben der sozialen Angst zugrunde liegen. Dazu führte ich ein Experiment durch, bei dem ich das Niveau des Proteins cFos, Produkt eines unmittelbar vor der Geburt entstandenen Gens und damit Marker für die neuronale Aktivität, messen wollte, um zu beurteilen, welche Hirnregionen in den verschiedenen Stadien der Auslöschung sozialer Angst rekrutiert werden. Männliche Mäuse wurden entweder beim ersten Reiz (SFC- und SFC+-Mäuse) oder beim letzten Reiz (nur SFC+) des Aussterbens der sozialen Angst geopfert. Ich fand einen erhöhten cFos-Proteinspiegel in den OXT-Neuronen von PVN und SON sowie in der zentralen Amygdala (CeA) nach dem letzten Stimulus des Aussterbens bei SFC+-Mäusen. Ich fand auch einen verringerten cFos-Spiegel in SFC+-Mäusen beim ersten Stimulus der Extinktion im Vergleich zu SFC--Mäusen im ventralen Teil der LWS. Um die Beteiligung von OXT am Paarungsverhalten zu beurteilen, habe ich die Freisetzung von OXT innerhalb der LS und CeA während des Paarungsverhaltens mittels Mikrodialyse gemessen. Ich fand eine spezifische Freisetzung von OXT während des Paarungsverhaltens innerhalb der LWS, aber nicht innerhalb des CeA. Im nächsten Experiment versuchte ich, die Wirkung der OXT-Freisetzung während der Paarung zu hemmen, indem ich das OXTR mit einem Antagonisten blockierte. Ich infundierte zunächst unmittelbar nach der Paarung ein OXTR-A i.c.v., bevor die soziale Angst ausgelöscht wurde. Sowohl Ej- als auch Ej+ zeigten während des Aussterbens einen erhöhten sozialen Angstausdruck. Um das OXTR während der Paarung gezielter zu blockieren, infundierte ich ein OXTR-A in die LWS, bevor die Paarung vor der Auslöschung der sozialen Angst stattfand. Es konnte keine Wirkung des OXTR-A gefunden werden. Die OXT-Freisetzung während der Paarung innerhalb der LWS ist dann nicht oder nicht der einzige Grund für die Erleichterung des nach der Ejakulation beobachteten Aussterbens.
Im zweiten Teil meiner Doktorarbeit wollte ich den Mechanismus untersuchen, der dem Aussterben sozialer Angst zugrunde liegt. Das CeA ist bekannt für seine Rolle bei der Konditionierung und dem Ausdruck von Angst. Im Zusammenhang mit sozialer Angst fand ich zuvor einen erhöhten cFos-Ausdruck im CeA bei den letzten sozialen Stimuli des Aussterbens sozialer Angst bei SFC+-Mäusen. Dies impliziert eine Beteiligung des CeA an der Auslöschung der sozialen Angst. Auch wurde eine Hochregulierung der OXTR-Bindung nach dem sozialen Angsterwerb bei SFC+-Mäusen gefunden, was auf eine Regulierung des OXT-Systems während des sozialen Angsterwerbs hindeutet. Mein Ziel war es dann, die Beteiligung des OXT-Systems innerhalb des CeA während des Aussterbens der sozialen Angst zu untersuchen. Ich infundierte zunächst synthetisches OXT in das CeA, bevor die soziale Angst ausgelöscht wurde. Ich fand eine leichte Erleichterung des Aussterbens der sozialen Angst. Um dieses Ergebnis zu bestätigen, führte ich ein ähnliches Experiment durch, bei dem ich einen spezifischen OXTR-Agonisten infundiert habe. Allerdings konnte ich das zuvor erzielte Ergebnis nicht wiederholen. Im letzten Experiment verwendete ich die Chemogenetik, um die OXTR-positiven Neuronen innerhalb des CeA vor der Auslöschung der sozialen Angst spezifisch zu aktivieren. Ich konnte jedoch keine Wirkung der Stimulation der OXTR-positiven Neuronen des CeA auf die Auslöschung der sozialen Angst feststellen.
Insgesamt konnte ich zeigen, dass die Ejakulation während der Paarung die Auslöschung der sozialen Angst gezielt fördert. Allerdings konnte ich den für diesen Effekt direkt verantwortlichen Kreislauf noch nicht identifizieren. Unabhängig vom Paarungsverhalten konnte ich die Rekrutierung des CeA bei der Auslöschung der sozialen Angst zeigen. Es müssen weitere Experimente durchgeführt werden, um die Rolle von OXT im CeA bei der Auslöschung sozialer Angst zu verstehen.Insgesamt konnte ich zeigen, dass die Ejakulation während der Paarung die Auslöschung der sozialen Angst gezielt fördert. Allerdings konnte ich den für diesen Effekt direkt verantwortlichen Kreislauf noch nicht identifizieren. Unabhängig vom Paarungsverhalten konnte ich die Rekrutierung des CeA bei der Auslöschung der sozialen Angst zeigen. Es müssen weitere Experimente durchgeführt werden, um die Rolle von OXT im CeA bei der Auslöschung sozialer Angst zu verstehen.
Metadaten zuletzt geändert: 25 Nov 2020 15:52
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