动物行为实验方法硬核总结：强迫游泳实验

一、实验原理

强迫游泳实验（Forced Swimming Test，FST）是Porsolt  RD于1977年首次建立，用来检测抗抑郁药物的作用。后来强迫游泳实验就成为评价药物抗抑郁作用的动物模型。该实验方法是一种行为绝望实验法，通过将动物置于一个局限的环境中（如水中），动物在该环境中拼命挣扎试图逃跑又无法逃脱，从而提供了一个无可回避的压迫环境，一段时间后，动物即表现出典型的“不动状态”，观察并记录实验动物产生绝望的不动状态过程中的一系列参数，可以用来评价致抑郁剂和抗抑郁剂的作用效果。

二、实验仪器

小鼠强迫游泳水桶直径10cm，高度25cm，透明；

大鼠强迫游泳水桶直径20cm，高度40cm；透明；

配置背光板系统，可以减少透明水桶水珠对实验造成的影响，配合SuperFst强迫游泳分析软件同步实验，型号：XR-XQ202。

三、传统与改良版的强迫游泳实验方法

传统 FST将大鼠置于水深 15 ～ 18 cm的圆柱形透明容器(泳池)中, 进行15 min“前游泳” 。“前游泳 ” 对大鼠而言是一种不可逃避的应激, 造成 “抑郁反应”。然后将大鼠从泳池中取出、烘干, 进行干预 (药物或者治疗), 干预后放回笼中饲养。“前游泳”应激 24 h后, 将大鼠再次置于泳池中, 进行 5 min“测试游泳”并录像, 测评大鼠游泳行为与不动行为 , 分析干预措施对大鼠行为的影响, 推测其抗抑郁活性。

通过传统 FST, 研究者发现三环类抗抑郁药 物、单胺氧化酶抑制剂、电痉挛治疗、快动眼期睡眠剥夺治疗、跨颅磁刺激治疗可以减少大鼠 “不动行为”, 或者延迟 “不动行为”的发生, 增加主动性逃跑行为;而精神兴奋药物可增加大鼠在 FST中所有运动行为。所以如果某种化合物可以减少大鼠在 FST中不动行为, 同时不增加所有运动行为, 则可能具有抗抑郁活性。遗憾的是,传统 FST不能证实选择性 5 -羟色胺再摄取抑制剂 (SSRIs) 的抗抑郁活性。

（SuperFst强迫游泳实验分析软件）

在应用传统 FST过程中, 研究人员对它不断进行改进, 最终形成了改良 FST。与传统 FST相比, 主要改进在于:

① 采用透明圆柱形 Pyrex游泳筒, 底部直径21 cm, 高46 cm;

② 水温 23 ～ 25℃;

③ 水深 30 cm;

④ 评价“测试游泳”阶段大鼠 的游泳行为、攀爬行为、静止不动行为, 分析在 “测试游泳 ” 阶段的 300 s中每 5 s末各种行为出现的频率。攀爬行为, 指大鼠在泳池中沿着泳池内壁使用前爪向上攀爬的行为;游泳行为, 指大鼠在泳池内水平面上、泳池内四周游动;静止不 动行为, 指大鼠除了为避免没入水中而向上的主动运动外, 无其他行为。在评价过程中, 评定者不知道实验动物接受的 干预和分组情况。

与传统 FST相比, 改良 FST有 2个主要优点:

① 水深增加, 大鼠就不会因为碰到泳池的底部而产生 适应性行为, 同时随着水深增加, 大鼠静止不动时间减少, FST敏感度加强。

② 传统 FST只记录大鼠在泳池中出现的不动行为时间, 改良 FST记录大鼠的 3 种行为, 这种行为学评价技术增加了 FST灵敏度, 能够证实 SSRIs具有抗抑郁活性。

四、实验注意事项

1、不同种系实验动物在 FST中表现不一样。瑞士小鼠对 作用于 5 -HT/NE神经递质系统的抗抑郁药物最敏感, 而抗抑郁药物对 DBA/2 小鼠无行为学效应, C57BL/6JRj品系小 鼠是唯一对安非他酮敏感的小鼠 。说明要做到研究结果 的可比性, 必须选择相同种系的实验动物。尽管实验用鼠品种相似, 使用客观评价标准, 实验动物 在 FST中表现仍有差异。

2、实验室内部标准与条件, 包括饲养条件、光照时间对研究结果都有影响。

3、在 FST中, 实验动物行为会受到水温影响, 在冷水中容易出现静止不动行为;相反, 在温度较高水中不动行为出现较晚。所以通常将水温设定在 23 ～ 25℃。

4、水桶内水的高度应当尽量保证实验动物的后肢不能支撑或者接触到水桶底部。

5、计算动物绝望状态的行为，通常以动物的后肢是否活动为判断依据。

6、实验时间不能太长，通常建议大鼠6min，小鼠5min左右。

欢迎推荐关注公众号：bioviewer，专注于动物神经科学与行为学实验知识的视频分享与交流。