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行为学实验广泛用于神经精神类疾病动物模型的评价，在啮齿类动物情绪测试中，可用于评估模型动物的抑郁、焦虑行为。20世纪末，研究者对CUMS模型大鼠的行为学评价方法比较单一， 主要应用糖水偏好实验说明奖赏系统受损可能是大鼠快乐体验能力缺乏的主要机制。此后模型评价方法逐渐丰富，旷场实验、髙架十字迷宫实验和强迫游泳实验等逐渐被应用于模型评价中。 1、糖水偏好实验 1981年，Katz等人首次在抑郁大鼠造模过程中发现，应激后的大鼠蔗糖和糖精水的消耗减少达50%,并进一步发现三环类抗抑郁药丙咪嗪可显著增加模型组大鼠糖水的消耗量，随后Willner等 7 使用糖水偏好实验对CUMS大鼠进行评价，发现随着应激时间的延长和应激强度增加，模型大鼠的糖水消耗率明显下降，且该结果可被抗抑郁药物去甲丙咪嗪改善。他们的实验同时排除了大鼠糖水消耗减少是山于热量调节失调或应激后血糖升髙引起糖水摄入量降低的猜想。此重要发现说明了内源性抑郁症的核心特征是奖励机制缺陷和快感缺乏。现代研究表明，作为中脑“奖励中心”的单胺核团，多巴胺系统边缘通路与奖赏机制有关叫外侧缰核则是大脑的“反奖励中枢”，其簇状放电方式增强了对腹侧被盖区与中缝背核的抑制，进而导致了快感缺失与行为绝望，是抑郁症发生的充分条件。 研究者通过计算正常对照组大鼠与模型大鼠糖水总消耗量、糖水偏好率［糖水偏好率(％)=糖水消耗/总液体消耗X 100 % 的差别发现，模型大鼠糖水偏好率显著下降，即可认为其快感缺失，并进一步认为模型大鼠出现了抑郁表现。 2、旷场实验 旷场实验也称敞箱实验、户外情景反应，是基于探索的行为学方法检测，它以观察活动量来说明大鼠在新奇环境中的启动、探究行为，以及紧张恐惧情绪和对新环境的警觉性。1934年，Hall首先将该测试用于动物的情绪研究。 SuperMaze旷场实验箱系统，型号：XR-XZ301 利用啮齿类动物畏惧空旷场地而又会対新事物产生探索欲望的特性，在同一时间段、相同环境下比较不同组动物的活动状态，客观定量地反映活动量及自主活动功能：水平活动反映动物的运动活性；垂直运动反映动物对新鲜环境的好奇程度；水平移动格数及直立次数表示大鼠的探究行为；理毛时间和次数反映了大鼠对环境警觉性水平；中央格停留时间表示启动活动的潜伏期及冋避陌生环境时间；排便量反映了动物在新环境中的紧张恐惧状态。基于抑郁症患者对社会的参与度下降，推测抑郁大鼠在旷场中的表现应为运动量减少及回避行为产生。Kennett等的实验表明，抑郁大鼠在旷场中表现出水平移动减少、排泄增加、直立水平降低及停留旷场中央时间显著延长，出现蜷缩、僵硬等冋避行为。 旷场实验目前用以评价动物自发活动以及焦虑状态，它贯穿于啮齿类动物的行为学研究，并推广到神经学及精神药理学的研究，在检测抗抑郁药物时具有良好的表面效度。 3、高架十字迷宫实验 该实验利用大鼠对新环境的探究特性和对高悬敞开臂的恐惧，形成矛盾冲突，评价动物是否处于抑郁焦虑状态。高架十字迷宫有一对开臂和一对闭臂。小鼠由于嗜暗性会倾向于在闭臂中活动，但出于好奇心和探究性又会在开臂中活动。在面対新奇应激时，动物同时产生探究的冲动与恐惧，这就造成了探究与同避的冲突行为。 SuperMaze高架十字迷宫实验系统，型号：XR-XG201，上海欣软 该实验以进入开放臂次数(open arm entry)、进入开放臂时间(open armtime)、进入封闭臂次数(close arm entry)、 进入封闭臂时间(close arm time)、向下探究次数和封闭臂后腿直立次数等为主要检测指标。开放臂和中央平台区向下探究次数则反映大鼠的探索行为，代表动物对陌生环境的好奇探究或因恐惧而寻求逃避；进入开放臂和封闭臂总次数反映动物运动能力。众多研究表明，动物进入开臂次数及停留时间与焦虑情绪呈负相关，进入开臂次数越少、停留时间越短，说明动物的焦虑情绪越严重。 4、强迫游泳实验 该实验是基于绝望的行为学检测方法，由法国学者Porsolt等问在1977年发明，起初用于行为绝望（behavioural despair）抑郁模烈的评价。实验将大鼠被迫困在局限性透明圆柱形容器中游泳，初入水时大鼠游泳运动剧烈以对抗环境的不适，进而进入一种特征性的漂浮不动状态：身体微蜷，仅露出鼻孔维持呼吸， 前爪停止刨水，后爪偶有划动。这种不动状态实际是动物不能脱离困境后放弃逃脱念想的行为， 反映了大鼠的绝望状态，属于“行为绝望”。实验通过观察CUMS模型大鼠的强迫游泳的静止时间（除维持其鼻子在水面上必要动作以外，没有任何其他动作）、挣扎时间（大鼠前爪剧烈运动）及游泳时间（前后爪有规律的上下划动）评价模型大鼠的绝望程度。研究表明，与对照组相比，CUMS模型大鼠的游泳不动时间即静止时间更长，绝望状态更明显。 SuperFst强迫游泳实验系统，型号：XR-XQ202 5、悬尾实验 与游泳不动实验相似，悬尾实验同样是基于绝望行为的检测方法。该实验主要以固定动物的尾端并将其倒悬，使其因不适体位产生以逃避为导向的剧烈挣扎，活动一段时间后不能摆脱困境，不动状态间歇性出现，此不动性被认为类似绝望行为 ，不动时间越长，则绝望表现更明显。近两年在药理学 和转基因动物检测 方面的研究均表明，悬尾实验是针対抑郁动物模型可行、有效的行为学评价方法，同时也是抗抑郁药物活性筛杳中非常灵敏的行为学检测方法 。然而山于大鼠体质量相对较大，固定尾部环节较难实施，采用悬尾实验的研究相对较少。 注意事项 在应激导致抑郁症的动物模型中，常用的有CUMS 模型、习得无助模型(learned helplessness,LH)、慢性社会挫败模型(chronic social defeatstress, CDCS)等等。CUMS模型所致的疾病发生和表现形式，更能模拟人类的抑郁症状及一系列人类抑郁后引起的生化改变。该模型动物的情绪表现与人类相应情绪表现相似；产生情绪障碍的生物学机制与人类相同；対于情绪障碍有效药物有明显的反应性，即符合情绪障碍动物模型表面效度、结构效度和预测效度的评价标准，因此在抑郁症研究领域被广泛使用。然而，CUMS模型本身的可靠性、可复制性问题已经到了不能忽视的地步。笔者认为，目前CUMS模型有以下几点需要进一步探讨。 第一，在实验动物品系的选择方面应充分考虑研究目的、实验环境与动物遗传异质性。Gururajan等认为，近交系和远交系动物模羽在变异程度方面存在养异，近交系动物的变异程度更低。大鼠与小鼠均为神经系统研究常用动物模型，小鼠多为近交系动物；而SD、Wistar大鼠作为封闭群大鼠，虽可能较小鼠变异程度更大， 但大鼠在神经药理学方面表现良好，与小鼠相比，大鼠的体量更易进行侵入式研究。近年来， 小鼠作为基因研究方向实验动物的优势较大鼠更为突出，因此不少研究者选用小鼠作为实验动物。实验中环境和模型动物本身遗传产生的变异可相互影响。因此笔者认为，在选择模型动物品系时应依据实际研究问题进行调整，因其异质性与抑郁程度相关，在动物品系的选择上应将环境与遗传本身的异质性考虑在内，使得模型更加稳定，避免出现较大的实验误差。 第二，动物模型作为疾病机制探讨的辅助工具，其作用根本在于为药物的研发服务，因此模型有效性即转化价值显得尤为重要。1969年McKinney等以及1997年Willner发表的论文中都将动物模型结构和预测效度的定义进行了总结和发展。目前评价模型有效性的标准主要有：同源性有效性、病原性有效性、机制有效性、内部有效性和外部有效性等。此外，对于如何设计动物模型使其能对人体病情进行经验性预测，从而达到更高的模型有效性，笔者认为除了需关注疾病的核心和相关实验室分子表明，也应将现代神经科学技术方法包括行为表征技术、机制探讨技术、药物开发技术等应用于传统CUMS模型造模方法、模型评价等的革新中，以期为抑郁症模型选择提供思路，进而能更好服务于抗抑郁药物的开发。 |
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