脑声常谈丨浅析悬尾和强迫游泳实验影响因素

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悬尾实验



悬尾实验是一种简单易行的评价动物抑郁状态的实验方法。在无可逃避的不正常体位状态下,即动物受到短暂不可避免的压力使尾巴被悬挂,啮齿类动物表现出不动状态,反映了其行为绝望,可以模拟人类的抑郁状态。该实验常用于抑郁症病理生理机制的研究,对抗抑郁药物活性筛选也非常灵敏。但需注意的是,悬尾实验是抗抑郁药物活性的预测模型,而不是抑郁症的动物模型。悬尾实验设计简单,操作简便,具有较好的预测效度,即多种抗抑郁药物均可逆转其不动状态,常联合以行为组学形式,用于抗抑郁药物的快速初筛。行为组学属于行为药理学范畴,是多种动物模型的整合研究,旨在采用多种药理学评价方法(动物模型)综合描述实验动物的行为谱特征;“行为组学模式焦虑动物模型主要有Battery模式和Integrated模式,前者属于机械组合,后者属于有机整合。基于行为组学模式的焦虑动物模型评价技术体系构建为回答焦虑动物模型基础研究中存在的动物性别、重复测量等影响因素及稳定参数选取等诸多问题提供了可借鉴的思路和方法。尽管如此,对于悬尾实验中动物出现的不动状态是因疲劳所致还是绝望所致,以及药物靶点敏感性及量效曲线规律性相关问题仍存在较大争议。此外,悬尾应激会显著损伤小鼠的空间记忆和反转学习的获和巩固,所以在实验中应避免小鼠悬尾时间过长。该法用于抗抑郁药物筛选时,必须满足多样本标本,并要求于同一时间完成多动物标本的悬挂,为实验增加了难度。


强迫游泳实验


强迫游泳实验是迫使动物在有限空间里游泳而无法逃脱,进而产生绝望行为的一种应激抑郁模型,主要用于筛选具有抗抑郁活性的药物以及研究抑郁症相关受体。相较于其他通过环境刺激改变实验条件的抑郁症行为学模型如习得性无助、悬尾实验等,强迫游泳实验的优势在于其并不是一个复杂的抑郁症模型,各类抗抑郁药可通过增加游泳和()攀爬时间来减少强迫游泳实验期间的不动时间,这种遭受强迫游泳实验,经慢性、低强度刺激后产生的不动状态对所注入抗抑郁药物的一系列反应有助于抗抑郁药物的研发与应用。强迫游泳实验亦有其局限性,此法并非适用于所有种属,目前常用的模型动物是昆明小鼠和Wistar大鼠。昆明小鼠的个体差异更为明显,但因小鼠只需要进行一次实验,耗药量和实验成本明显低于大鼠,并可通过增加实验个体数目弥补个体差异较大所引起的实验偏差,因而成为强迫游泳实验的首选对象。强迫游泳实验一般需要10只以上小鼠或68只大鼠。实验应根据实际情况调节水深,避免动物后爪支撑身体而影响药效预判。实验方案设计时也应考虑生物钟的影响,尽量避免在3月、10月、11月等难以显示出行为结果的时间进行实验。实验最重要的是排除药物的假阳性反应,抗抑郁药物引起的中枢兴奋作用可通过自发活动性测定排除。且需要注意强迫游泳实验若连续进行,将会提高整体不动时间。

行为学实验对周围环境有较高要求,需在安静状态下实验。根据采用的方法,取材动物有所不同:

大鼠在循环系统、神经系统、解剖结构等方面相较于小鼠与人类更接近,因此大鼠是心脑血管病、认知科学、运动科学等方面适宜的实验动物;

小鼠模型是发现生物机制,验证分子靶标以及筛选潜在化合物的重要资源,焦虑动物模型也可适用于小鼠,且具有比大鼠更好的遗传可能性和易于使用性;

基因靶向技术的产生,把特异性基因引入小鼠体内,建立了成千上万的小鼠模型,开启了基因水平的实验研究,其更有益于探索疾病的发病机制,并用于评估诊断和治疗效果。实验室小鼠Mmusculus是几近完美的哺乳动物模型,其繁殖能力较强,平均23个月就能产生812只幼仔,且体型较小易于饲养;

鼠的年龄、性别亦对实验有较大影响,青年组与老龄组昆明小鼠焦虑动物模型具有相似的结构维度,但随着年龄的增长,焦虑情绪有升高趋势,而运动探索活性有降低趋势。实验中常选择年轻力壮的大鼠作为模型,但是根据实验需求也有例外,如Morris水迷宫实验常用作老年动物研究。

文献引用:

1.慢性心理应激对大鼠心理行为和神经内分泌免疫的影响[D]. 陈永丽.山西医科大学,2010

2.The Mouse Lemur, a Genetic Model Organism for Primate Biology, Behavior, and Health[J]. Camille Ezran;;Caitlin J Karanewsky;;Jozeph L Pendleton;;Alex Sholtz;;Maya R Krasnow;;Jason Willick;;Andriamahery Razafindrakoto;;Sarah Zohdy;;Megan A Albertelli;;Mark A Krasnow.Genetics,2017(2)

3.Behavioral assays with mouse models of Alzheimer's disease: Practical considerations and guidelines[J]. Daniela Puzzo;;Linda Lee;;Agostino Palmeri;;Giorgio Calabrese;;Ottavio Arancio.Biochemical Pharmacology,2014

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