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动物模型构建与评估︱大鼠创伤后应激障碍(PTSD)模型

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好书推荐!《动物行为实验指南》电子版pdf,网盘发货

《动物行为实验指南》共674页,涵盖了常见的实验动物,如小鼠、大鼠和斑马鱼,详细描述了每一种行为测试的实验设计、测试设备、实验流程、评估指标、预期结果、常见问题及解决方法、数据分析、模型应用与局限性等各个方面。它通过快速引导,帮助研究人员高效地掌握实验的每个阶段,减少了查阅文献和寻找方法的时间,成为各类科研人员的重要参考资料。


《动物行为实验指南》共计收录了16种动物行为类型,包括焦虑抑郁、学习记忆、痛觉、运动、恐惧、社交、癫痫、操作、成瘾、视觉、痒觉、味觉、嗅觉、睡眠、斑马鱼行为以及常见动物模型等内容。每一类动物行为下,都详细介绍了多个经典的实验范式,涵盖了超过100种实验方法。

www.behaviewer.com

7周雄性SD大鼠,饲养间适应7d,期间抚摸大鼠使其适应操作,食水不限。第8天9:00~17:00,进行造模。称量大鼠,选择合适的束缚器,将大鼠束缚2h后将大鼠放入水温25℃、深35cm的强迫游泳桶中,强迫游泳20min,结束后使用毛巾进行干燥,休息15min后,使用异氟烷麻醉大鼠至意识丧失,休息20min;使用电击箱进行电击,电击参数为15min内,随机电击10次,每次电击时长为6s,电流为1mA。电击结束后将大鼠转入动物房休息7d,期间不限食水,模型构建完成。

木僵实验(freezing)

通常需要一个特制的实验箱,例如一个透明的有机玻璃箱,大小适中,要保证大鼠有一定的活动空间,但也不能过大,一般长、宽、高可以在30-40厘米左右。箱子底部应该是平整的,以方便观察大鼠的行为。

诱发木僵最常见的方法是通过环境应激或者条件刺激来诱发大鼠木僵。比如在条件性恐惧实验中,当大鼠经过声音与电击配对训练后,再次单独呈现声音刺激时,大鼠可能会出现木僵状态。这种木僵表现为除了呼吸等必要的生理活动外,身体长时间(数秒到数分钟不等)保持静止不动。

观察指标:主要观察大鼠的身体姿势、肢体活动以及持续不动的时间。正常情况下,大鼠在没有应激刺激时会比较活跃,在箱内四处探索、嗅闻等。而处于木僵状态的大鼠,身体可能会呈现蜷缩状,四肢紧紧贴在身体两侧,并且在规定的观察时间内(如1-5分钟)很少或者几乎没有肢体的移动。例如,在一些实验中,当把大鼠放置在一个陌生且有潜在威胁线索(如捕食者气味)的环境中,大鼠可能会因为恐惧而出现木僵行为,此时记录其开始木僵的时间、木僵持续的时长以及木僵状态下身体的具体姿势等细节。记录大鼠在测试过程中的不动时间,实验指标为木僵时长百分比。木僵时长百分比(%)=木僵时间总测量时间×100%。

高架十字迷宫(Elevated Plus-Maze)测试

利用动物对新异环境的探究行为和天生的趋避冲突。正常大鼠会在开放臂和闭合臂之间有一定的探索时间平衡,而PTSD大鼠可能会因为焦虑等情绪变化而表现出对开放臂的回避增加。迷宫由两条开放臂和两条闭合臂组成,离地面有一定高度。将大鼠放置在迷宫中心区域,让其自由探索5-10分钟。记录大鼠进入开放臂和闭合臂的次数、在各臂停留的时间等参数。一般来说,PTSD模型大鼠进入开放臂的次数和停留时间会明显减少,更多地倾向于待在闭合臂,这表明其焦虑水平升高。

旷场实验(Open-Field Test)

该实验主要用于评估大鼠的自主活动和探索行为。在旷场中,大鼠的行为可以反映其情绪状态和活动水平。PTSD大鼠可能会出现活动减少、在旷场边缘停留时间增加等现象,这可能与焦虑和恐惧有关。将大鼠放置在一个方形的旷场装置(如边长1m左右的正方形箱子)内,周围有一定高度的围墙。观察记录大鼠在旷场内的活动轨迹、总移动距离、在中心区域和边缘区域停留的时间等。正常大鼠会在旷场中比较活跃地探索,包括中心区域和边缘区域,而PTSD模型大鼠可能活动范围缩小,更多地在边缘徘徊,并且总移动距离可能减少。

条件性恐惧(Fear Conditioning)测试

通过将一个中性刺激(如声音或光照)与一个厌恶性刺激(如电击)进行配对,使动物学会将中性刺激与恐惧联系起来。在后续测试中,单独呈现中性刺激时,观察动物的恐惧反应。PTSD模型大鼠通常会表现出对条件刺激的恐惧记忆增强和消退困难。    

训练阶段:将大鼠放置在一个特制的条件恐惧箱内,先给予一个声音(如80dB、30s的纯音)作为条件刺激,随后给予一个轻微的电击(如0.5mA、2s)作为非条件刺激。经过多次配对训练后,大鼠会将声音与电击联系起来。

测试阶段:在训练后的一段时间(如24小时或更长),将大鼠再次放回条件恐惧箱,只呈现声音刺激,观察大鼠的冻结行为(身体除呼吸外完全静止)的时间。PTSD模型大鼠冻结行为的时间通常会比正常大鼠长,而且在经过多次单独呈现声音刺激试图消退恐惧记忆的过程中,PTSD大鼠的恐惧记忆消退更慢。

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