浅谈四种常见的精神抑郁症动物应激模型检测方法与模型特点

摘要：应激可以引起人类及动物的抑郁，而抗抑郁剂通常又可以纠正应激引起的异常行为。因此，应激可以作为制造抑郁模型的手段。其应激模型包括急性应激、慢性应激和慢性轻度不可预见性刺激模型等。

应激可以引起人类及动物的抑郁，而抗抑郁剂通常又可以纠正应激引起的异常行为。因此，应激可以作为制造抑郁模型的手段。其应激模型包括急性应激、慢性应激和慢性轻度不可预见性刺激模型等。

一、行为绝望抑郁模型(Model of behavioural despair)

【基本原理】

“行为绝望”模型是1977年由Porsolt等发展而来，包括大鼠、小鼠强迫游泳模型和小鼠尾悬挂模型，属于急性应激模型。在强迫游泳模型中，大鼠和小鼠被放在一局限、且无法逃出的空间里游泳，开始时动物拼命游泳试图逃跑，随后处于漂浮不动的状态，仅露出鼻孔以保持呼吸，四肢偶尔划动以保持身体不至于下沉，这种状态被称为“行为绝望”。

小鼠尾悬挂实验是Stern等于1985年介绍的一种评价抗抑郁药的简单易行的实验方法，其原理与强迫游泳“不动”实验相同。被倒挂状的小鼠为克服不正常的体位而挣扎活动，但在活动一定时间后，动物因“失望”而呈现间歇性不动状态。

为避免中枢兴奋药的干扰，呈现“假”阳性，需要同时配合开野法测定动物的自主活动，以提高采用此法筛选抗抑郁药的选择性和可靠性。

1、大鼠强迫游泳实验(rat forced swimming test)

【建模方法】

 雄性大鼠，体重为160～180g。将大鼠放入水深15cm的玻璃圆缸内(高40cm，直径18cm)，水温25℃，使其游泳15min，32℃下烤干。24h后重新将动物放入上述环境中游泳5min，测定动物在5min内累计保持漂浮不动状态的时间。动物不动行为的评判标准为大鼠微卷躯体，但保持垂直姿势，鼻孔露出水面。给药时间可根据需要延长，于末次给药后1h左右进行测定。

【模型特点与比较医学】 

大鼠强迫游泳实验的可信度较高，除了一些5-HT再摄取抑制剂之外，多数抗抑郁药在该模型中均能减少动物停止游泳不动的时间，且动物的实验结果与临床上药效显著相关。该实验中水的深度是关键，应使动物后爪刚可触及水底，但又不能支撑身体的深度为益。

2、小鼠强迫游泳实验(mouse forced swimming test)

【建模方法】

 雄性小鼠，体重为20～24g，实验前一天所有小鼠需进行预游泳。将小鼠放入水深10cm的玻璃圆缸内(高20cm，直径14cm)，水温25℃，使其游泳6min，选择停止游泳不动时间在70～160s之间的动物用于正式实验，其合格率大约在60％。24h后重新将动物放入上述环境中游泳6min，记录给药组和对照组在6min内后4min累计停止游泳不动的时间。给药时间同样可根据需要延长，于末次给药后1h左右进行测定。

【模型特点和比较医学】 

实验前的预实验筛选是比较重要的，可明显减少动物实验时的标准差，使实验结果更加可靠。该方法实验方法评价同大鼠游泳实验。

3、小鼠尾悬挂实验(mouse tail suspension test)

【建模方法】 

雄性小鼠，体重为20～24g。用胶布将鼠尾距其尖部2cm处贴在一水平木棍上，使动物成倒挂状态，其头部离台面15cm以上。观察并记录小鼠在6min内不动的时间。

【模型特点和比较医学】 

此模型动物的“失望”不动状态指征明显，容易判断。实验时应避免外界的干扰因素，需在悬挂两侧用板隔开动物的视线。抗抑郁药使不动时间明显缩短，有效药包括三环类抗抑郁药、单胺氧化酶抑制剂及非典型性抗抑郁药(包括5-HT再摄取抑制剂)，常用于抗抑郁药的初筛。该实验是评价抗抑郁化合物的简单易行的一种方法。

二、 习得性无助模型(Model of learned helplessness)

【建模方法及检测】 

雄性大鼠，体重为180～200g。

1)  实验装置 为大鼠穿梭箱，梭箱包括2个相同大小的室，尺寸为30cm×20cm×30cm，两室中间底部有一7cm×7cm的通路，可以人为开闭。箱底均为不锈钢栅条，条间距离为1cm。两室的栅条可分别通电，当其中一室与电刺激器接通时另一室则为安全室，实验时仅一个室通电。自动记录装置(或秒表代替)。

2)  “无助”的诱发 将动物分组，实验组的动物于第1日进行不可逃避的电休克刺激。作法是关闭穿梭箱的中间通路，将大鼠放入一侧箱内，通过箱底部金属栅条通电使大鼠足部接受0.8mA×15s的电刺激，1次/min，共60次(即15s的电刺激＋45s的间歇期)，总持续时间1h。对照组大鼠只放入箱内而不进行电刺激，时间相同。

3)  条件回避实验 第2日动物开始给药，采取亚长期(3～7d)给药方法。最后一次给药后24h，进行条件回避实验。将动物放入穿梭箱后适应5s，然后进行实验，条件刺激为铃声(或光信号)，非条件刺激为足底电击0.8mA。在铃声响后(或光信号出现后)3s开始刺激，动物逃到安全室后停止铃声(或光信号)和电刺激，如动物未能逃避且刺激达30s时停止。1次/min，共进行30次，刺激间隔为27s。如果动物在铃声开始的3s内逃到安全室，则记录回避成功一次，逃避潜伏期为0。刺激后才逃避者其潜伏期记录是从刺激开始到逃避完成的时间。到最后仍未能逃避的动物，则潜伏期为30s。测定指标是回避成功次数和逃避的潜伏期，若不能自动记录和分析，可进行手工记录。

【模型特点】 

习得性无助模型于1967年被Seligman和Maier提出，随后即被广泛研究使用。此模型是一种抑郁症动物模型，当动物置于一种不可逃避的厌恶刺激环境时，会产生一种绝望行为，表现为对刺激不再逃避，并且干扰了以后的适应性反应。此时动物脑内儿茶酚胺水平降低，并可出现活动性降低、攻击性减少、食欲下降和体重减轻等症状，被公认是一种抑郁状态，抗抑郁药可以对抗这种状态。

【比较医学】

 临床上一些抑郁症患者的病因也属于这种学习无助状态，因此该模型的可信度较高。习得性无助模型对亚长期使用的各种抗抑郁药包括三环类抗抑郁药、单胺氧化酶抑制剂、单胺再摄取抑制剂和非典型性抗抑郁药均敏感，而对长期使用兴奋剂、镇静剂、抗焦虑药及神经松弛剂则无效。习得性无助模型不仅可用于抗抑郁药的次筛，也日益用于这些药物的作用机制及抑郁病的神经生物学研究。

三、 慢性不可预见性应激刺激模型(Model of chronic unpredictable stress)

【建模方法】 雄性大鼠，体重为250～300g。

1)  敞箱实验 大鼠在21d中受到的应激刺激包括：3次1h足部电击(平均1mA，持续1～10s，平均每分钟一次)，2次40h禁食，3次4℃冷水中游泳5min，2次40h禁水，2次40℃环境中5min，2次高速水平方向摇晃30min，2次昼夜循环颠倒。每2或3d给予一次刺激，以半随机方式给予。给药方式为1次/d，持续21d。在最后一次慢性应激刺激的48～72h后，将大鼠置于95dB的白噪声中达1h。然后立即将大鼠放入1.22m×1.22m×45m的敞箱中测试6min。记录大鼠在前3min内方格间的穿行次数以及整个6min内的排便次数。

2)  穿梭箱实验 大鼠在14d中受到的应激刺激包括：1次30min足部电击(1mA，持续1～10s，1次/min)，1次24h栋食，2次4℃冷水中游泳5min，2次24h禁水，2次1h高速水平方向摇晃30min，2次24h转移至另一屋中的新笼中，1次1min夹尾，1次24h孤养。每日随机给予一种刺激。每次应激刺激前1h给予受试药或生理盐水，共持续14d。于第15日，将动物放入穿梭箱的一端，使之先适应测试环境3min。然后进行30次回避试验：每次试验的前4s均出现噪声信号，若此期间无回避反应发生，大鼠将受到0.8mA足部电击；若此间无逃避反应发生，则电击和噪声信号将终止。记录动物在整个实验中逃避失败的次数，即电击出现期间动物未到达另一端箱子的次数。

【模型特点与比较医学】

 此模型是建立在大鼠长期受到一系列严重的应激刺激后表现出活动能力下降基础上的。在慢性应激刺激期间每日给予抗抑郁药物治疗，将明显改善动物的行为欠缺。慢性不可预见性应激刺激模型可用于抗抑郁药物的筛选及抑郁症病理生理机制的研究。但该模型实际操作难度较大，有时需要特殊仪器设备，应激因子的强度大，且其机制与实际生活中长期低水平应激导致抑郁症发生的机制有一定差距。

四、 慢性轻度不可预见性应激刺激(CUMS)模型(Model of chronic unpredictable mild stress)

【建模方法】 雄性大鼠，体重为200～300g，孤养。

1)  糖水偏爱实验 在开始的24h内所有动物均给予1％的蔗糖水：2个瓶子里均盛有1％的蔗糖水，同时放在笼子的左右角。在接下来的24h中，同时给予1％的蔗糖水和普通饮用水：一个瓶子内为1％的蔗糖水，另一个瓶子内为普通饮用水，仍同时放在笼子的左右角。接着禁食禁水23h，随后进行糖水偏爱实验：同时给予1％的蔗糖水和普通饮用水，通过称饮水瓶重量来测量动物在1h内蔗糖水和普通饮用水的饮用量。

根据动物体重、液体消耗量和糖水消耗量将动物均匀分组进行慢性轻度不可预见性应激刺激。

2)  CUMS实验 实验的刺激因素如下：2次7h的闪光刺激；1次17h的不洁垫料环境(将150ml的水倒在垫料上)；1次3h和1次5h的间歇性噪声刺激；1次夜间光照(光照持续36h)；1次7h和1次22h鼠笼倾斜；1次17h的群养(5只鼠一笼)，1次17h的陌生气味环境饲养；1次7h陌生异物环境(如：塑料杯、木勺、罐头盒、碎布片等)；3次分别持续19、22和24h的禁食，每次禁食后给予2h有限的饲料供应；4次分别持续17, 19, 20和21h的禁水，每次禁水后放置空瓶1h。

3)  检测方法 此实验周期为3～6周，每周在禁食禁水21h后测定液体消耗量(每周均在相同的1d内进行测定)。记录每只动物的体重、液体摄入总量、摄水量和糖水摄入量。计算每鼠糖水偏爱百分比[偏爱＝(糖水摄入量/液体总摄入量)×100％]和每克体重的糖水消耗量。经过2～3周的 CUMS，动物的糖水消耗量明显下降，表明对奖赏的反应性下降。

【模型特点】 

在CUMS抑郁模型中，应激因子的多变性和不可预测性是模型制造成功的关键。因此，上述应激因子的顺序在实验全程中随机抽取，使动物不能预料刺激的发生。此模型具有高度的有效性，并可持续几个月，基本符合抑郁模型的要求，是目前国外文献中广泛使用的模型。该模型的不足之处在于，实际操作过程的工作量较大，持续时间较长。但此模型可用于研究其他模型无力解决的问题。

【比较医学】 

此模型是Willner等受Katz描述的慢性不可预见性应激刺激的启发于1987年提出的。Willner进行了两方面的改动，一是使应激因子的强度明显降低，二是以快感缺乏的测量作为模型是否成功的关键，使之更现实地模拟了人们日常生活中遭遇的“困难”。在经过长期温和应激刺激之后蔗糖水饮用量的减少反映了内源性抑郁症的中心症状即快感缺乏，同时模拟了其他重症抑郁障碍的症状表现，如运动能力及社会交往能力下降、探索行为能力下降、侵犯攻击能力缺陷、性行为能力下降等。慢性应激介导的行为异常可保持几个月，抗抑郁药的长期应用可纠正这些异常行为，而其他类型的精神类药物则无效。