Simple Science

最先端の科学をわかりやすく解説

# 生物学# 生理学

慢性的な変動ストレス:動物モデルの見直し

動物研究における慢性的な変動ストレスの信頼性と倫理を調べること。

― 1 分で読む


動物実験における慢性ストレ動物実験における慢性ストレいて疑問を持つ。ストレスを誘発する研究の倫理と妥当性につ
目次

慢性的変動ストレス(CVS)ってのは、動物研究、特にマウスやラットでストレスが行動にどう影響するか、そしてうつ病を模倣するための方法のことだよ。この方法は、動物を長期間いろんなストレッサーにさらすことを含むんだ。でも、このアプローチが人間の病気を反映する効果についてはすごく議論されてる。研究者たちは、これらの研究がどんなふうにデザインされているか、そして結果の信頼性に問題があるって指摘してるんだ。

慢性的変動ストレスって何?

CVSは、時間をかけていろんなタイプのストレッサーを使ってストレスを模擬する方法なんだ。ストレッサーの例には、光のサイクルを変えたり、身体的拘束をしたり、食べ物や水のアクセスを変えたりすることが含まれる。研究者たちはうつ病の体験を模倣しようとしていて、通常は行動テストでその影響を評価するんだ。

CVSを最初に説明した研究者の一人はポール・ウィルナーで、動物の行動に影響を与える軽いストレッサーを使うことを提案したんだ。でも最近の研究では、これらのストレッサーがもっと厳しくなってきて、倫理的な疑問が生まれてる。たとえば、方法には閉じ込めや極端な温度、その他もっと強いストレッサーが含まれることがあって、元々のCVSの意図とは合わなくなってるかもしれない。

実験デザインの重要性

CVS研究をデザインする際に考慮すべき重要なポイントは以下の通り:

  1. 期間:動物がストレッサーにさらされる時間の長さ。
  2. 負担:各動物が手続きを通じて経験するストレッサーの総数。
  3. 多様性:実験で使用されるストレッサーの種類。

研究者たちはこれらの要素を最適化する方法について意見が分かれていて、そのせいで異なる研究でアプローチが多様になっちゃってる。この不一致は、結果の信頼性や人間の状況への関連性に影響を与えることがある。

結果を測定するための行動テスト

CVSを経た後、動物はストレスの影響を評価するためにテストされる。一般的なテストには:

  • ショ糖嗜好テスト(SPT):動物に水と甘い溶液の選択肢を与える。甘い溶液を好む場合は、楽しみの欠如を示し、うつの症状を示唆することが多い。
  • 尾吊りテスト(TST):動物を尾で吊るして、動かない時間を記録する。動かない時間が少ない場合は、うつの兆候と解釈されることが多い。
  • 強制泳法テスト(FST):TSTと似ていて、動物を水に入れて、動かない時間を計測する。
  • 開放場テスト(OFT):動物が開けた場所と閉じた場所にどれだけ長くいるかを観察して不安を評価する。
  • 高架プラス迷路(EPM):OFTと似ていて、動物が開かれた場所を探検する意欲を測定する。閉じた場所にいる時間が長いと、不安が高いことを示す。

テストの妥当性に関する疑問

これらのテストは動物の行動についての洞察を提供するけど、妥当性に関しては心配な点がある。たとえば、TSTやFSTの動かない時間と人間のうつとの関係は、両者が同じだと仮定して成り立ってる。でも、これらのテストが本当に同じ根本的な問題を反映してるかは不明なんだ。

研究者たちは、これらのテストの実施方法によって異なる結果が出ることも観察した。たとえば、テストの期間、ストレッサーの種類、さらには結果の計算方法の違いが、結果に大きく影響を与えることがあるんだ。

CVSと行動テスト結果の関係

研究者たちは、CVSの厳しさと性質が異なる行動テストの結果と相関があると仮定した。たとえば、より厳しいCVSの手続きが、テストでより強いストレスの証拠につながるかもしれないってね。彼らは特定のテストがストレスの同じ結果か異なる結果を測定するのかを見たかった。

一つのテストの結果が別のテストと相関するのか?たとえば、ある研究でFSTの結果が強いなら、TSTやEPMでも似たような結果が出るのか?研究者たちは、これらのテストが動物の経験の異なる側面を測定しているのか、それとも同じ根本的な問題を指しているのかに興味があった。

データの調査

これらの関係をよりよく理解するために、研究者たちはCVSを使った過去の研究をたくさんレビューしたんだ。彼らの目的は:

  1. 研究間でCVS手続きがどのように異なるかを記録すること。
  2. 使用された手続きと行動テストで見られた結果との関係を特定すること。

調査を通じて、CVSがどのように実施され、結果がどのように測定されるかに大きなばらつきがあることがわかった。

CVS手続きに関する発見

レビューの結果、ほとんどの研究が自分たちが選んだCVSの方法について明確な正当化を示していないことが明らかになった。多くの実験は、自分たちの手続きが人間のストレスの状態にどのように関連するかを言及しなかった。研究者たちは、正当化がしばしば弱いかまったく欠けていることに気づいたんだ。

CVS関連の論文を分析したところ、以下のことがわかった:

  • ほとんどの研究がストレッサーの種類と期間についての詳細が不足していた。
  • 多くの手続きは特定の研究に特有で、異なる研究間で方法の複製がほとんどなかった。

このばらつきは、これらの研究からの発見が現実の人間の経験にどれだけ一般的に適用できるかについて懸念を呼び起こす。

行動テストのばらつき

CVS手続きだけでなく、行動テスト自体も大きく異なっていた。たとえば、異なる研究でSPT、TST、FST、OFT、EPMのために異なるプロトコルが使われていて、信頼性について疑問が生じる。こうした不一致は、研究間の結果を標準化する努力を複雑にし、解釈を誤らせる可能性がある。

予想される結果と実際の発見

研究者たちは、厳密なCVS手続きが行動テストでストレスの影響を明確に示す結果を生むと予想していたけど、結果はばらつきがあった。彼らは、ストレッサーの多様性や負担が、テストでの大きな影響に一貫してつながらないことを発見した。

たとえば、いくつかの研究ではストレスを受けた動物がショ糖嗜好が予想外に増加するという結果が出て、ストレスが嗜好を減らすだろうという予想に反していた。この予測不可能な結果は、ストレスの影響に関する明確な理解を確立するのに役立たなかった。

行動テスト間の相関

異なる行動テスト間の関係を特定しようとした研究者たちは、いくつかの興味深いパターンを見つけた:

  • TSTとFSTの効果量は中程度の相関を示し、これらがストレスの同様の結果を測定している可能性を示唆している。
  • OFTとEPMは強い相関を示していて、これらが不安の重なり合う側面を評価している可能性がある。

でも、これらの発見にもかかわらず、SPTは他のテストとの関係が混在していた。この不一致は、研究者たちがこれらのテストが実際に何を測定しているのか、そしてどのように互いに関連しているのかをさらに調査する必要があることを示唆している。

発見から生じる倫理的な影響

これらの発見の影響は、科学的探求を超えて倫理的な疑問を引き起こす。CVS手続きは意図的に苦痛を与えるので、研究者は動物対象に与えるストレスを正当化しなければいけない。 poorly designed studyは、明確な科学的利益なしに不必要な苦痛を導入するリスクがある。

特に懸念されるのは、研究者が長時間や過酷なCVSを通じてストレスを増やせば、当然ながらより重要な結果が得られると信じてしまう傾向があることだ。この仮定は倫理的な過失につながり、動物の福祉を無視することになりかねない。より大きなサンプルサイズや長期的なストレスがより良い結果をもたらすだろうという考え方は、関与する動物の倫理的な扱いを無視する問題がある。

今後の研究への推奨

CVS研究のデザインを改善するためには、倫理的な側面と科学的な側面の両方を注意深く考慮することが重要だ。研究者は以下のことから利益を得られるかもしれない:

  1. 標準化されたCVS手続きを確立し、どの期間と種類のストレッサーを使用するのが適切かを明示する。
  2. ストレスの影響を一貫して評価するための行動テストの合意を開発する。
  3. 使用される特定のストレッサーにもっと注意を払い、行動テストでの関連する結果を生み出す可能性を考慮する。

また、SPTに重点を置くことで、ストレスの影響についての最良の洞察が得られるかもしれない。SPTは他のテストよりも管理しやすく侵襲的でなく、ストレスに対する動物の行動反応を簡単に測定できるからだ。

結論

方法のばらつきやCVSと行動テスト結果の関係に関する不確実さは、この研究分野における重要な課題を浮き彫りにしている。これらの不一致に対処することは、発見の信頼性を改善し、CVS手続き中に課せられる苦痛が倫理的に正当化されることを保証するために必要不可欠だ。最終的に、CVS研究の質を向上させることで、ストレスが動物や人間にどう影響するかについてのより良い翻訳的な結果と深い理解につながることができる。

オリジナルソース

タイトル: Rodent chronic variable stress procedures: a disjunction between stress entity and impact on behaviour

概要: Chronic variable stress (CVS) procedures are widely used to model depression in laboratory rodents. We systematically documented the experimental design used in mouse CVS studies, and the design of the behavioural tests used to evaluate the effect of CVS. In a subset of studies, we measured effect sizes in behavioural tests. Across 202 mouse studies, 82% used a unique CVS procedure. We took advantage of this variability to ask whether the duration and intensity of CVS procedures correlated with effects sizes obtained in five commonly-used behavioural tests: the sucrose preference test (SPT), the tail suspension test (TST), the forced swim test (FST), the open field test (OFT) and the elevated plus maze (EPM). The most evident impact of CVS procedure design on effect sizes were seen in the FST where longer-duration CVS procedures with more diverse types of stressors were associated with a smaller effect size. Next, we correlated effect sizes between behavioural tests to explore whether these tests might measure similar or different consequences of CVS. We found a positive correlation between effects sizes in the TST and FST, and in the OFT and EPM, but the two strongest positive correlations were between the EPM and TST, and between the EPM and FST. CVS studies deliberately impose suffering over long periods, and our data raise scientific and ethical questions around the stress procedures used and the behavioural tests used to evaluate them.

著者: John Menzies, N. Romano

最終更新: 2024-07-08 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.04.602063

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.04.602063.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

著者たちからもっと読む

類似の記事