Impact of acute and chronic restraint stress on behaviour and neuronal morphology in genetically ...

139 Pages·2013·6.84 MB·English

TECHNISCHE UNIVERSIT˜T M(cid:220)NCHEN
Lehrstuhl f(cid:252)r Entwicklungsgenetik
Impact of acute and chronic restraint stress on
behaviour and neuronal morphology in genetically
modi(cid:28)ed mouse models
Annemarie E. L. Zimprich
Vollst(cid:228)ndiger Abdruck der von der Fakult(cid:228)t Wissenschaftszentrum Weihenstephan f(cid:252)r Ern(cid:228)hrung,
Landnutzung und Umwelt der Technischen Universit(cid:228)t M(cid:252)nchen zur Erlangung des akademischen
Grades eines
Doktors der Naturwissenschaften
genehmigten Dissertation

TECHNISCHE UNIVERSIT˜T M(cid:220)NCHEN
Lehrstuhl f(cid:252)r Entwicklungsgenetik
Impact of acute and chronic restraint stress on
behaviour and neuronal morphology in genetically
modi(cid:28)ed mouse models
Annemarie E. L. Zimprich
Vollst(cid:228)ndiger Abdruck der von der Fakult(cid:228)t Wissenschaftszentrum Weihenstephan f(cid:252)r Ern(cid:228)hrung,
Landnutzung und Umwelt der Technischen Universit(cid:228)t M(cid:252)nchen zur Erlangung des akademischen
Grades eines
Doktors der Naturwissenschaften
genehmigten Dissertation
Vorsitzender:
Univ.-Prof. Dr. E. Grill
Pr(cid:252)fer der Dissertation:
1. Univ.-Prof. Dr. W. Wurst
2. Univ.-Prof. Dr. M. Hrab(cid:8)e de Angelis
Die Dissertation wurde am 3.01.2013 bei der Technischen Universit(cid:228)t M(cid:252)nchen
eingereicht und durch die Fakult(cid:228)t Wissenschaftszentrum Weihenstephan f(cid:252)r Ern(cid:228)hrung,
Landnutzung und Umwelt am 10.04.2013 angenommen.

Für Thomas
und meine Eltern

Contents
Abbreviation 1
Abstract 7
Zusammenfassung 9
1 Introduction 13
1.1 The German Mouse Clinic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.1.1 The German Mouse Clinic I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.1.2 The German Mouse Clinic II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.2 Stress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.2.1 The Sympathetic Nervous System . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.2.2 Hypothalamus-Pituitary-Adrenal Axis . . . . . . . . . . . . . 21
1.2.3 Orchestrating the Stress Response . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.2.4 Stress and Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2 Aim of the study 29
3 Results 31
3.1 Acute Stress Challenge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.1.1 Establishment of the Acute Stress Challenge . . . . . . . . . 31
3.1.2 Testing Mutant Mouse Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.1.3 Voluntary Wheel Running and Acute Stress . . . . . . . . . . 54
3.2 Chronic Stress Challenge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.2.1 Establishment of the Chronic Stress Challenge . . . . . . . . 58
3.2.2 Mutant Mouse Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.2.3 Two Year-Old C57BL/6N Mice . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4 Discussion 75
4.1 Acute Stress Challenge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.1.1 Establishment of the Acute Stress Challenge . . . . . . . . . . 75
4.1.2 Testing Mouse Mutant Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.1.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
4.2 Chronic Stress Challenge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.2.1 Establishment of the Chronic Stress Challenge . . . . . . . . . 89
4.2.2 Mutant Mouse Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.2.3 Two Year-Old C57BL/6N Mice . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
i
Contents Contents
4.2.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5 Methods 97
5.1 Animals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.1.1 Wild-type animals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.1.2 Mutant Mouse Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.2 Stress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.2.1 Acute Stress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.2.2 Chronic Stress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5.3 Behavioural Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.4 Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Bibliography 109
Appendix 127
Acknowledgments 129
ii
1