第四節　抑郁模型的建立和評定

抑郁癥（depression disorder）是一種最常見的心境障礙性疾病（mood disorder），造成某種不愉快的心境和身體器官的功能紊亂，具有高發性、慢性化的傾向。抑郁患者的典型癥狀包括：低落或沮喪的情緒、快感缺失、興趣喪失、喪失信心等，嚴重時患者會出現自殺的念頭。與該病相伴的生理癥狀包括食欲下降、體重減輕、睡眠障礙、記憶減退、活動能力下降等。盡管抑郁癥有著破壞性的影響，但是它的病因及病理機制目前還不清楚，所以研究抑郁癥的病理機制對其治療至關重要。

本方案介紹了幾種常用的抑郁動物模型的制作方法，在科研工作中，抑郁造模往往需要結合多種方法加強實驗的可信度。

動物模型研究對進一步認識人類精神疾病起著至關重要的作用。目前對于抑郁樣行為沒有哪一種方法相對于別的方法具有明顯的優勢，各種抑郁癥動物模型的病理生理機制各異，但每種模型只能模擬抑郁癥某一或某些方面的癥狀，因此研究中常要求多個模型聯合應用。目前常用的造模方法有應激模型、神經生化模型兩大類，其中由于應激模型無侵入、創傷小，更能夠模擬抑郁癥的發生發展過程而被更加廣泛使用。本文介紹幾種科研上常用的應激模型，并對常用的抑郁評價方法做進一步介紹。

一、抑郁癥的模型制作

1.慢性不可預知性應激（CUMS）

（1）定義：臨床觀察提出應激是情感性疾病發病的一種促成因素，尤其是重型抑郁。抑郁癥的病理生理學和應激的神經生物學通過下丘腦-垂體-腎上腺（HPA）軸以及5-羥色胺（5-HT）和去甲腎上腺素（NE）相關的神經元系統聯系在一起。慢性不可預知性應激可誘導動物行為缺陷及神經系統和神經內分泌系統異常，例如曠場實驗中的活動性降低，下丘腦-垂體-腎上腺系統失常及神經可塑性和神經發生改變，這些異常均能通過抗抑郁治療而得到改善。由于慢性不可預知性應激是模擬抑郁癥的環境誘因，動物的行為特征改變、血漿皮質激素升高等均與內源性抑郁癥狀相似，且大部分經典的抗抑郁藥對其有效。因此，慢性不可預知性應激作為一種抑郁癥動物模型具有較高的價值。

（2）實驗方法

① 在實驗前稱量小鼠體重。

② 實驗前3天開始進行糖水訓練，方法為：同時使用兩個外觀一樣的飲水瓶，分別裝入150ml飲用水和1%糖水供小鼠飲用，每12h交換位置，持續3天。之后每周進行糖水消耗評價，共持續8周。

③ 冷水游泳，將小鼠放入16℃冰水中游泳5min。

④ 禁水，將小鼠飲水瓶撤去12h。

⑤ 更換大鼠用過的墊料12h。

⑥ 潮濕籠子，使用100ml飲用水打濕墊料，持續12h。

⑦ 閃光刺激，關閉外部照明，使用高頻閃光燈連續照射12h。

⑧ 傾斜籠子，將小鼠籠子45°傾斜12h。

⑨ 噪聲刺激，使用白色噪聲（收音機靜電聲，85dB），連續播放12h。

⑩ 禁食，撤去小鼠食物12h。

? 小管約束，將動物約束于小管。

慢性不可預知性應激過程中，小鼠隨機遭受應激因子。

整個實驗過程見圖2-7。

2.強迫游泳實驗（FST）

（1）定義：強迫游泳實驗是一種常用于藥物抗抑郁樣活性篩選的動物模型，通過強迫動物在不能逃脫的狹窄水缸游泳誘導抑郁狀態。在最初的瘋狂逃脫嘗試后，動物采取相對不動的狀態，這種狀態被稱為“絕望”，假設動物“已經放棄逃脫的希望”。強迫游泳是最常用的“行為絕望”實驗，通過模擬抑郁癥患者的絕望行為來評價抗抑郁藥在嚙齒類動物的抑郁樣行為中的作用。在抑郁癥的藥理學和行為學的干預存在下不動時間將會明顯減少。強迫游泳實驗操作簡單且急性和慢性給藥均有作用，因此被廣泛用于抗抑郁藥的初篩，或對其他抑郁模型動物行為改變的評價。但也有人認為動物強迫游泳中表現出的不動狀態可能是對應激的一種適應，或者是一種疲勞現象，并非等同于抑郁癥患者的絕望行為。再則，急性應激過程能否產生抑郁狀態也值得懷疑，這與抑郁癥臨床發病過程不符。此外，雖然抗抑郁藥能劑量依賴地減少不動時間，但不動時間減少也可能是由中樞神經系統興奮劑引起的。興奮劑和抗膽堿藥減少不動時間可能是通過對活動的非選擇性刺激而不是通過延遲不動的發作。因此，也應測試動物的自發活動以確定不動時間的減少，是由于抗抑郁作用而非改變自發活動。

（2）實驗方法

① 強迫游泳的泳池為一個直徑30cm，高50cm的圓缸，其高度要確保動物不能逃脫，水深20cm，水溫16℃。

② 測試前一天先進行訓練，把小鼠放于水池中游泳15min，15min后將動物取出烤干，再放回各自的籠子。

③ 24h后開始測試，方法為：將動物分別放入水缸中，水深20cm，水溫16℃強迫游泳6min。當動物停止掙扎漂浮在水中，只做必要的輕微動作保持頭在水面上的時候，被認為是不動。

④ 記錄6min內小鼠在水中的不動時間。

3.懸尾實驗（TST）

（1）定義：懸尾實驗建立在Steru等方法的基礎上，是一種不可逃脫的應激狀態，廣泛用于新藥研發中，用來衡量抗抑郁樣活性。懸尾實驗是最常用于誘導小鼠行為改變的模型，這種誘導的行為改變可以被抗抑郁藥治療逆轉。最近，大量小鼠的遺傳研究中使用懸尾實驗來測定抗抑郁藥的作用或應激反應。抗抑郁藥的急性給藥有效，使小鼠在更長的一段時間里堅持嘗試逃脫。與強迫游泳實驗一樣，這與臨床治療在作用時程上不相吻合，因此也僅適用于抗抑郁藥的初篩。

（2）實驗方法

① 實驗在安靜、恒溫條件下進行。懸尾實驗場為一個60cm×40cm×100cm立方體盒子，盒子頂部正中有一倒鉤，有粗線連接，方便懸掛小鼠，盒子正前方有攝像頭記錄小鼠的運動。

② 實驗時，在距尾尖約1cm處用膠布把小鼠懸于倒鉤下的粗線上，小鼠被倒懸于高處會立刻出現逃生樣行為，一段時間后轉變為被動不動。在最初的掙扎期后小鼠會適應不動狀態，類似于絕望和精神抑郁的狀態。

③ 測試期為6min，記錄小鼠的累計不動時間。

4.獲得性無助

（1）定義：獲得性無助是心理學范疇的一個技術術語，指人或動物在行為無助的狀態下，甚至是當幫助其避免遭受不好或有害環境的機會恢復時，其行為始終表現消極，如當遭受不可逃脫的電擊后給予逃避機會時某些實驗動物逃跑或避免電擊失敗，產生抑郁癥狀：煩躁不安、認知能力下降、快感缺失、性欲下降、睡眠障礙等。無助相關的行為被視為抑郁癥患者的常見特征，故獲得性無助理論被用來建立一種抑郁癥模型。緩慢給予三環類抗抑郁藥、單胺氧化酶抑制劑、非典型抗抑郁藥或電休克處理，均可逆轉獲得性無助的行為反應，而強安定藥、抗焦慮藥、精神興奮劑和鎮靜藥慢性處理后無逆轉作用。該模型對抗抑郁藥有較高的選擇性和特異性，藥理作用時程與臨床相吻合，動物的行為表現頗似抑郁癥患者的某些特征，但與抑郁癥患者的病因不符，削弱了該模型的結構效度。

（2）實驗方法：包括2個階段。

① 無助誘導（不可逃避的電擊預處理）：第1天，大鼠被單獨放于有不銹鋼格網的有機玻璃電擊箱，通過具有恒定電流的電擊裝置進行60次隨機足底電擊（0.8mA），每分鐘電擊15s，共計1h。對照組大鼠被置于相同箱子的網格上1h，不施加不可控制的電擊。此階段后，動物被放回原來的籠子。

② 條件逃避訓練：為評價逃避缺陷，在第3天，即電擊后48h，進行穿梭箱逃避實驗。通過光電照相系統，動物每次穿過隔板后格網上的電就會斷開，每只動物單獨放入穿梭箱，適應環境5min。適應后進行 30次電刺激實驗，共計15min，也就是每分鐘2次。在每次實驗的前3s中，施加光信號，之后進行3s的電擊（0.8mA），再接著是24s的測試期。在連續3天（第3～5天）中進行穿梭箱階段。在此階段動物會出現以下兩種反應：a.在光信號期動物穿入另一個隔間，部分逃避或完全避免被電擊；b.動物被電擊，即逃避有害刺激失敗。記錄刺激存在時動物的逃避失敗次數和刺激不存在時的穿越次數。

5.雙側嗅球切除模型

（1）定義：雙側嗅球切除使實驗大鼠在神經化學、生理學和行為學等方面出現異常，同時這些改變與抑郁癥患者的某些癥狀類似，如逃避能力降低和血漿皮質激素升高。這些癥狀可以通過慢性而非急性的抗抑郁藥物治療逆轉，與臨床抗抑郁治療的時程相似，因此可以把雙側嗅球切除作為一種抑郁癥動物模型，用于研究抑郁癥發病機制及抗抑郁藥的篩選。但單胺氧化酶抑制藥反苯環丙胺和非典型抗抑郁藥三唑酮對此模型無明顯影響。

（2）實驗方法：按照Nowak等描述的方法進行大鼠雙側嗅球切除。首先暴露頭骨，然后在前囟點前7mm、正中線兩側2mm處鉆7mm深的孔。吸出嗅球，用止血棉壓在孔處止血，縫合頭皮。為避免動物感染，手術后可肌內注射普魯卡因青霉素。對假手術組動物進行相同的手術處理，但不切除嗅球。手術后動物恢復5～7天再開始給藥。

6. 5-羥色氨酸（5-HTP）誘導的甩頭實驗

（1）定義：5-羥色氨酸誘導的甩頭實驗是一種藥物相互作用模型，與抗抑郁藥能逆轉5-羥色胺的前體5-羥色氨酸引起的反應有關。5-羥色氨酸誘導的5-羥色胺釋放能激活突觸后5-羥色胺2A受體，使小鼠出現甩頭反應。該模型不模擬抑郁癥狀，僅能用于研究藥物的抗抑郁樣作用中可能的5-羥色胺能機制。

（2）實驗方法：在給予5-羥色氨酸（120mg/kg，胸腔注射）前1h，給予小鼠氟西汀（30mg/kg）或雙蒸水灌胃。給藥后30min把小鼠放入籠子，記錄20min內甩頭（頭部快速移動而軀干基本不動）的累積次數。

7.利血平翻轉實驗

（1）實驗原理：在大鼠或小鼠，囊泡單胺攝取阻滯藥利血平可引起上瞼下垂、運動不能和體溫過低，且能被抗抑郁藥治療逆轉。單胺氧化酶抑制劑和三環類抗抑郁藥可以對抗利血平引起的動物行為異常，但某些藥物如左旋多巴、苯丙胺和β受體拮抗藥等，同樣可以翻轉利血平的作用，產生假陽性抗抑郁作用。該模型簡便易行，但選擇性較差、可信度不高，目前僅用于抗抑郁藥的初篩。

（2）實驗方法

① 逆轉利血平誘導的上瞼下垂：給予動物利血平，同時給予藥物或溶劑對照。注射后1h測定上瞼下垂得分，等級從0（眼睛完全睜開）到4（眼睛完全閉合）。

② 逆轉利血平誘導的運動不能：動物注射利血平，同時給予藥物或溶劑對照。注射后1h，把小鼠放在一個直徑為7.5cm的圓筒內測定其活動性，記錄15s后仍在圓筒內的小鼠數量。

③ 逆轉利血平誘導的體溫過低：動物注射利血平，同時給予藥物或溶劑對照。利血平注射后60min、90min、120min、150min和180min時測定肛溫。把電子溫度計插入動物肛門內2cm測定肛溫，當溫度計溫度穩定時記錄。

二、抑郁動物的行為學評價

1.糖水消耗實驗

（1）實驗前，在隔音和安靜的房間內，首先訓練大鼠適應糖水。每籠同時并排放置2個外觀一致的飲水瓶，分別裝入150ml飲用水和1%糖水，每12h交換位置，連續3天。

（2）在測試的前24h，撤去所有2個飲水瓶，但允許動物自由進食。

（3）第5天開始進行糖水偏好實驗：同時給予一瓶 1%的蔗糖水和飲用水150ml，水瓶放置位置隨機，1h后取走并稱重。

（4）記錄純水消耗量（ml）和糖水消耗量（ml），計算糖水相對消耗量（ml/kg），總液體消耗量（ml），純水相對消耗量（ml/kg），由此得出糖水偏好程度=糖水消耗量/總液體消耗量×100%。

糖水消耗實驗見圖2-8。

2.曠場實驗

曠場為60cm×60cm×60cm立方體，周壁、底面為白色，底面虛擬為面積相等的9塊。箱子上方有攝像機記錄小鼠的運動。

（1）將小鼠置于敞箱底面的中心方格內開始計時，以動物穿越底面的格數（四爪均進入的方格方可記數）為水平運動（crossing）次數，以后肢直立次數（兩前爪騰空或攀附箱壁）為垂直運動（rearing）次數。

（2）記錄水平運動次數及垂直運動次數，每只動物測定1次，每次測定時間為5min。

（3）每次測定完畢后徹底使用70%酒精清潔敞箱，清除上一只小鼠氣味后再進行下一只的觀察。

（4）記錄每只小鼠總攀爬次數=水平運動+垂直運動次數。

曠場實驗見圖2-9。

3.懸尾實驗

測試期為6min，記錄小鼠的累計不動時間。見圖2-10。

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（肖乃安）