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【五分钟讲实验】你的抑郁症课题研究用对造模方法了吗?

时间:2023-11-20 阅读:555


抑郁症是以显著而持续的情绪低落为主要临床特征的一种精神异质性综合征。它是世界范围十大高发病率和病死率疾病之一。抑郁症的诊断主要以临床症状为主。因此,在针对抑郁症的动物研究中,抑郁行为学检测指标在鉴定模型复制以及抗抑郁药物疗效方面起重要作用。此外,由于临床抑郁患者常伴有焦虑,以及双向情感障碍即患者有抑郁和焦虑的交替表现,因此,焦虑行为的检测也是抑郁动物模型常用的检测手段。

啮齿类动物是复制抑郁症动物模型的常用选择,在抑郁症发病机例研究及药物研发中发挥重要作用。

目前建立抑郁症啮齿动物模型的方式多是基于抑郁症病因学和病理生理学机制,最常见的手段是通过急、慢性应激暴露、外源性给药、遗传操作和神经损伤等方法。

据不完全数据统计,近年抑郁症动物模型应用数据如下:

应激模型(996篇,63.00%)、药理学模型(193篇,12.21%)、遗传模型(168篇,10.63%)、手术损伤模型(48篇,3.04%)以及复合模型(37篇,2.34%)等。



常见抑郁症啮齿动物模型建模方法


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A. 慢性不可预知温和应激模型: 动物每天暴露于不同的温和刺激,其顺序是随机的、不可预测的,同时还伴有间歇性的断食或断水,多为期3~9周;

B. 社会失败应激模型: 该模型通过将实验动物直接暴露在另一只更强壮、更具攻击性的同类动物面前,每天接触时间为5min,其余时间越过透明屏障保持感官接触的方法,约在10~15d成功诱导抑郁症状(图中战败鼠身有淤红由攻击鼠侵略所致);

C. 习得性无助模型: 动物连续5~7d被束缚在电击箱中被迫接受无法预知的刺激,而后被转入无刺激的电击箱中,表现出逃避行为缺陷和抑郁症状;

D. 手术损伤模型: 嗅球切除模型(图中红色标记位置为嗅球),该模型通过破坏嗅球的方法诱导动物产生抑郁样症状;

E. 悬尾模型和强迫游泳模型: 该类模型通过将动物置于无法挣扎逃脱的绝望境地,从而诱导抑郁样行为;

F. 粪便微生物群移植模型: 从抑郁症患者或有抑郁样行为动物的粪便中提取肠道菌液移植到无菌动物体内,可致受体动物出现抑郁样行为。(GF:无菌动物)




常见抑郁症啮齿动物模型的优劣势分析及可靠性评价


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注:MD:母体剥夺;CUMS:慢性不可预知温和应激;HPA:下丘脑⁃垂体⁃肾上腺皮质。


表面效度:指动物模型的行为现象与患者相应症状的相似性;

结构效度:指动物模型与患者具有相似的病理和生物学机制;

预测效度:指对动物干预效果或疗效与对患者对应干预效果之间的相似性,其研究成果可为临床抗抑郁新药的开发和筛选提供依据。

以上3个指标可综合反映动物模型的可靠性和建模效率,以此标准可对疾病动物模型进行评价。



案例分析—慢性应激模型


1. 实验步骤

1.1. 实验材料

实验动物:6-8 周龄 Wistar 雄性健康大鼠 体重 180-220g。

造模周期:28天。


2. 造模操作

抑郁大鼠模型的建立按照慢性应激方法的方法略加改进,将明暗颠倒 24 小时,4℃冰水游泳、停水 24 小时、停食 24 小时、夹尾 1 分钟、30V 电压电击足底 5 秒、水平震荡 5 分钟(160Hz)、40℃环境 5 分钟,共九种刺激随机安排到 27 日内,每日一种,每种刺激出现3 次,同种刺激不能连续出现,使动物不能预料刺激的发生。正常对照组不予任何刺激。



2. 模型评价及检测

① 旷场实验:将动物从饲养笼中取出,置于空地中央区域,背对实验者,实验者迅速离开;快速启动摄像系统的视频录制,记录动物在旷场活动 6min;实验监测时间结束后,将小鼠取出放回饲养笼中,用 75%酒精或实验消毒剂清洗整个敞箱,待空气干燥后,再更换小鼠,继续重复上述实验。

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② 悬尾实验:将大鼠尾巴 3/4 处固定在悬挂箱挂钩上,使大鼠呈倒悬体位,头部应与悬尾箱底面保持一定距离,并在与大鼠悬挂装置水平方向放置摄像头。同时进行多只动物实验时,每两只动物间应用不透明挡板隔开。记录检测期动物的不动时间。实验时间应为 6 min,记录后 4 min 内动物的不动时间。

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③ 蔗糖偏好实验:在训练中,小鼠在前 24h 每笼放入两瓶 1%(w/v)的蔗糖溶液,紧接着 24h将其中的一瓶换成纯水,适应结束后,禁食禁水 24h,之后 12h 的基线测试开始进行。在测试中,小鼠只能选择事前称量好的两个瓶子,一瓶为 1%(w/v)的蔗糖溶液,另一瓶为纯水,禁食,12h 后,取走两瓶并称重,记录小鼠的总液体消耗,蔗糖消耗和纯水消耗。

蔗糖偏好指数计算公式:蔗糖偏好指数% =蔗糖溶液消耗量/(蔗糖溶液消耗量+纯水消耗量)×100%。

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小鼠在CUMS造模后所表现的抑郁行为与人长期暴露在的多重压力下引起的抑郁临床表现相似。糖水消耗测试是基于奖赏的行为学测试方法,反映的是小鼠内在快感缺失状态。

模型组小鼠体重下降明显,糖水偏好百分比明显降低,从行为学的角度佐证了抑郁模型的复制成功。



参考文献:

1.LyuJZ,XiangYX,WangD,etal.Establishment and evaluation of rodent models of depression[J].ChinJCompMed,2023,33(5):9 3-103.

doi:10.3969/j.is sn.1671-78 56.2023.05.012

2. 付希英.Leptin/AKT/BDNF 信号通路改善雌性小鼠抑郁样行为的功能及机制研究。吉林大学博士学位论文。



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