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动物实验云课堂:如何选择合适的抑郁症动物模型?

 脑声常谈 2023-08-21 发布于上海

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利血平诱导抑郁模型

抑郁可导致各种生化指标的改变,如单胺代谢物的缺乏、炎症因子浓度的升高、血清中BDNF水平的降低等。因此,通过改变特定物理分子的浓度来建立抑郁症的动物模型是可行的。利血平作为一种囊泡再摄取抑制剂,可以抑制突触前膜的再摄取过程。当阻断囊泡外时,递质被单胺氧化酶降解。此外,儿茶酚胺和5-羟色胺的消耗可能导致动物的形态学变化,包括上睑下垂、体温过低和运动抑制。研究表明,利血平诱导的抑郁进行性模型对对焦虑诱导的抑郁的治疗具有良好的意义。有研究表明利血平诱导的抑郁与雌性大鼠中氟西汀敏感的乙醇消耗量增加有关,但与雄性青春期大鼠无关。因此,该模型目前被用于探讨青少年女性抑郁与饮酒之间的关系。

该模型中的抑郁可以通过提前摄入抗抑郁药物来逆转,这表明利血平诱导是一种潜在的抑郁建模方法,能够评估抗抑郁药物的效果。利血平诱导模型具有以下优点:(1)耗时较少;(2)能够区分一般抗抑郁药和其他精神活性药物的药理作用;(3)具有中等预测准确性(4)关于伦理考虑,动物模型仅略有痛苦。但利血平诱导的模型也有以下明显的缺点:(1)动物死亡率高;(2)该模型与个体抑郁的病理过程不一致,这可能会影响动物模型的结构效度。一般来说,人类抑郁症的基础机制与长期的压力或精神负担有关。因此,使用利血平诱导模型获得的结果可能降低了可靠性

无助模型

习得性无助是一种抑郁模型,动物在无法控制和不可预测的伤害刺激环境中表现出较低的逃避意图。儿茶酚胺水平是该模型的主要测量指标,具有较高的预测效度。建立习得性无助模型最常用的方法是尾电击。在这个模型中,需要注意的是,大鼠在使用杠杆按压时提供了更好的表现,而小鼠更适合于穿梭箱范式。一些行为表型,包括快速眼动睡眠,性行为减少,皮质酮浓度增加,可以在这个模型中观察到。关于给药问题,已经发现了几种对该模型具有潜在治疗作用的新化合物。例如,中药提取物仙茅苷具有抗氧化,抗骨质疏松,抗抑郁和神经保护作用,激活Akt-mTOR信号通路,增加BDNF表达,促进小鼠的恐惧记忆和改善抑郁。

该模型的优点在于:(1)模型动物表现出抑郁症状,基本上涵盖了人类抑郁症的发作,大多数急性症状可通过抗抑郁药物在3-5天内逆转;(2)大鼠认知功能障碍与自主神经系统功能障碍引起的行为的相关性明显,为研究抑郁症发作过程中的神经回路提供了模型;(3)研究不同物种遗传变异对抑郁症样症状的影响比较容易。

缺点是:(1)该模型的抑郁持续时间较短;(2)主观标准对行为结果有较大的影响;(3)不同种类的模型动物有不同的刺激反应。习得性无助模型对常用的抗抑郁药具有选择性和特异性的作用。因此它适用于研究抑郁症的病因和在抗抑郁药生产过程中的使用。

慢性轻度应激模型

一般来说,在正常条件下,一个单一的重复刺激会触发一种适应反应。然而,慢性轻度应激模型可以克服这种适应,并在动物组中产生长期有效的抑郁。这种长期不可避免的刺激方法包括一系列每天随机进行的试验,如电击、冰上行走、昼夜逆转、剪尾、水或食物剥夺等。3周后,进行行为测试,包括旷场测试和糖水偏好测试。初步建立的模型可以产生一系列积极的结果,如在矿场试验中的循环数减少,对糖水的偏好降低。随着该模型的发展,刺激的强度仅限于标准化可能对结果产生影响的各种因素。模型动物表现出的最明显的特征是快感缺乏症,这是抑郁症患者的基本症状,这一特征是通过测量糖溶液的消耗量并与水消耗量进行比较来评估的。一旦这个模型诱导了大鼠的行为改变,它将持续大约三个月。大多数抗抑郁药可以逆转减少糖水消耗的影响。

目前,CMS模型被广泛用于研究抑郁症的潜在机制、病因和新出现的动物系。例如,Wistar大鼠对慢性轻度应激有抑郁样表型,其潜在机制是Wistar大鼠的神经递质和神经营养因子水平比对照组出现更明显的变化。关于性倾向,很难确切地确定雄性或雌性动物模型在慢性轻度应激条件下是否有更高的抑郁的可能性。不同的理论导致不同的结果,这可能成为抑郁症建模领域的一个有争议的点。该模型具有以下优点:(1)可靠的预测有效性,因为以前用于治疗患者的抗抑郁药对CMS动物有很大的治疗效果。该模型可用于选择最优的抗抑郁药,进一步研究抑郁的病理机制;(2)因为CMS不仅模拟了大多数人类抑郁症病例的临床症状,而且强调快感缺乏是一个关键和可测量的特征;(3) CMS显示抑郁症的危险因素与治疗方法之间存在密切的因果效应。CMS模型的缺点比较突出:(1)CMS模型的需要较多的操作人员和大量的实验空间,导致效率相对较低;(2)基于高密度刺激,模型动物的死亡率高于其他方法;(3)不同的实验环境和评价标准可能导致结果的误差。

社会失败压力模型

社会挫败压力是一种长期的、重复的刺激。考虑到人类实际生活的情况,大多数抑郁症病例是由高压的社会环境触发的,而不是主要的神经回路损伤。社会挫败压力范式在社会水平上模拟了抑郁症的发病机制。因此,随着时间的推移,社会挫败压力模型逐渐建立。在频繁进行的刺激下,模型啮齿动物表现出应激反应,产生长期的行为和社会心理变化,如与组的交流频率减少和性行为的减少。该模型中啮齿动物的性别为雄性,这表明研究人员需要人为创造低攻击性的入侵者,与啮齿动物战斗。因此,尽管在现实中女性患抑郁症的发病率很高,但社会挫败压力模型关注雄性动物。

最近证明,使用kappa阿片受体拮抗剂可以阻断快感缺乏症和社会回避反应的发生。这些发现表明,一些短效抗抑郁药在不同的性别中具有不同的治疗作用,而在社会挫败应激模型中,在雌性大鼠中更容易出现抑郁。一些研究人员发现,生活在一组中的小鼠比单独生活在中的小鼠表现出长期抑郁样行为的可能性更低。社会挫败压力模型的优点如下:(1)可以模拟大多数人类的抑郁症病例;(2)该模型表明社会互动可以轻微缓解抑郁程度;(3)慢性抗抑郁药部分逆转抑郁模型的抑郁症状;(4)建模时间短于抑郁的平均建模时间和简单的建模过程。主要缺点是:(1)该模型的症状可能与焦虑症状相混淆,可能会误导研究者;(2)该模型主要模拟了社会环境中男性患者抑郁的潜在机制,忽略了性别差异。

其他模型

除了上述四种模型外,在过去的十年中,已经提出了几种新的建模方法,如病变模型和慢性口服皮质酮暴露模型。病变模型包括手术或化学切除嗅球,在啮齿动物中产生类似抑郁的行为异常。然而,切除术诱发抑郁症状的确切机制尚不清楚。该模型现在很少使用,因为它对抗抑郁试验的预测效度低,发病率高。在CORT模型中,动物接受口服皮质酮,这是一种与应激相关的肾上腺激素,定期诱导持续的抑郁行为,如快感缺乏和低动机。这些模型可能有助于在未来研究复杂的与压力相关的抑郁症状。随着基因变异研究的进展,突变体方法为发现抑郁症的潜在危险因素提供了机会。已经证明,不同的小鼠品系可以导致不同的抑郁倾向的结果。例如,α2A肾上腺素能受体敲除小鼠和高表达cAMP反应元件结合蛋白小鼠在应激环境治疗后更容易出现抑郁症状。


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