社會失敗應激致抑郁樣行為動物模型的研究

摘要:

目的探討社會失貶應激抑郁模型建立的可行性及有效性。

方法連續(xù)給予C57BL/6小鼠社會失敗心理應激21 d，應激結束24 h后依次通過社會交互實臉、開場實臉、糖水偏愛實臉等評價手段，對小鼠進行抑郁行為評價。結果與對照組相比，社會失效應激導致C57BL/6小鼠出現(xiàn)顯著焦慮樣行為，而僅有50% -60%的社會失敗應激小鼠出現(xiàn)社會逃避及興趣缺失的抑郁樣行為，表現(xiàn)為應激易感。其他應激小鼠評價結果與時照組無差異，未出現(xiàn)抑郁樣行為，表現(xiàn)出應激杭性。結論通過社會失致應激，為建立一種新的抑郁動物模型提供了實臉依據(jù)。

關鍵詞:社會失��；易感表型；抑郁；模型；動物；應激；杭抑郁藥

抑郁癥是個體遺傳素質(zhì)與生存環(huán)境共同作用所導致的慢性多因性精神疾病之一，全球發(fā)病率高達20%，具有高復發(fā)率特征�；颊卟坏�生活質(zhì)量受到嚴重影響，還可能導致自殺等極端行為，給社會帶來巨大的醫(yī)療和經(jīng)濟負擔。目前，對抑郁癥的病理生理機制還了解甚少。生活中應激事件作為誘發(fā)抑郁癥的重要原因之一是公認的事實。然而，群體中大部分個體在遭遇不幸或者重大應激事件后，仍然能保持正常的心理和認知功能，對應激表現(xiàn)出回復性，并不誘發(fā)抑郁癥。從這個角度上來看，研究個體本身對應激抗性的分子和細胞機制，可能為亟待闡明的抑郁癥和抗抑郁作用病理生理學提供重要途徑和思路。目前，國內(nèi)外對于應激抗性的分子機制研究相對較少，其中原因之一就在于當前通常采用的抑郁動物模型具有一定的局限性。

本研究中，通過對C57BL/6小鼠施加社會失敗心理應激并經(jīng)行為學評估，可將應激群體篩分為應激易感和非易感兩個亞群。在應激易感亞群中，小鼠出現(xiàn)顯著社會逃避和興趣缺失的抑郁樣行為，同時伴有顯著焦慮行為;在應激非易感亞群中，小鼠僅出現(xiàn)顯著焦慮行為，并沒有出現(xiàn)社會逃避和興趣缺失的抑郁樣行為，行為上表現(xiàn)出顯著應激抗性。究竟是何種原因?qū)е孪嗤瑧�激所產(chǎn)生的行為水平的差異還有待深入探討。近來有學者報道，腦獎賞環(huán)路中腦邊緣多巴胺神經(jīng)元，可能介導了社會失敗應激所致的應激易感性及抗抑郁作用，也為本研究中采用社會失敗建立動物抑郁模型結構有效性、表觀有效性和預測有效性的探討提供了一定的基礎。通過社會失敗應激模型，不僅可以建立穩(wěn)定的用于研究抑郁病理生理學的動物模型，同時還能對應激抗性個體展開分子和細胞機制的研究。

材料和方法

1.1實驗動物

    6-7周齡清潔級雄性C57 BL/6小鼠購自軍事醫(yī)學科學院動物中心;8 -9月齡雄性退休齡CDl種鼠購自北京維通利華實驗動物公司;進食飲水不限，室溫(23土2)`C，日光燈照明7:00一19: 00，應激時間為16:00一18: 30，行為學評價時間為8: 00一12:000

1.2藥品與試劑

    蔗糖購自西隴化工股份有限公司(批號:1001202);無水乙醇購自國藥集團化學試劑有限公司(批號:40021292)。

1.3方法

1. 3.1社會失敗應激實驗前將小鼠隨機分為對照組和應激組，每天將應激組C57BL/6小鼠作為侵人者放入長期單獨飼養(yǎng)CDl小鼠的籠內(nèi)，進行身體接觸10 min,10 min內(nèi)C57 BL/6小鼠將受到CDl小鼠攻擊并表現(xiàn)出逃跑、恐懼、順從等從屬性特征。10 min身體接觸后，使用透明并且有很多小孔的有機玻璃板將二者隔開進行心理應激24 h，保證C57 BL/6小鼠能看到CDl小鼠，聽到CDl小鼠的聲音，而且能聞到CD1小鼠的氣味，應激持續(xù)21 d。

應激結束后，將C57 BL/6小鼠單獨飼養(yǎng)，進行行為學評價。對照組則使用等當量的鼠籠飼養(yǎng)，2只對照組C57BL/6小鼠成對隔開，并且每天將每只小鼠放置于掌心30 s。待應激組應激結束后，對照組小鼠也進行單獨飼養(yǎng)。

1.3.2開場實驗將小鼠置于42 cm x 42 cm x 25cm的曠場中心處，任其自由活動5 min。實驗全程使用攝像系統(tǒng)記錄，記錄小鼠5min內(nèi)穿過中央?yún)^(qū)域的次數(shù)和總運動距離。視頻采用上海欣軟SuperMaze軟件進行分析。每只小鼠實驗完畢后均使用75%乙醇對曠場進行擦拭并徹底干燥，避免對下一只小鼠的實驗產(chǎn)生影響。

1.3.3社會交互實驗社會交互實驗分為兩個階段，每個階段2. 5 min。實驗在42 cm x 42 cm x 25crn開場內(nèi)進行。第一階段將C57 BL/6小鼠隨機放置到所預定義的交互區(qū)域遠端的兩個角落處，交互區(qū)域內(nèi)放置一個3 cm x 6 cm x 25 cm的布滿小孔的塑料透明小盒，盒內(nèi)不放置CDl小鼠。第二階段，向透明小盒內(nèi)放置一只CDl小鼠，再將C57 BL/6小鼠放回到開場內(nèi)，觀察C57BL/6小鼠與CDl小鼠的交互情況。實驗過程使用攝像系統(tǒng)記錄，并使用上海欣軟SuperMaze軟件對小鼠在預定義的交互區(qū)域內(nèi)的停留時間和交互區(qū)域遠端兩角落處停留的時間及其運動軌跡進行分析。

1.3.4糖水偏愛實驗社會失敗應激進行至第19天即給予C57 BL/6小鼠2瓶飲用水，供其選擇性飲用，適應2d后，再換成2瓶1%的蔗糖溶液，同樣再選擇性地適應2d。選擇性飲水共進行Sd后，正式進行糖水偏愛實驗，給予小鼠一瓶飲用水和一瓶1%蔗糖溶液，24 h后，稱量各水瓶消耗量。測試共行2d，每天將飲用水瓶和蔗糖溶液瓶位置互換，消除位置偏愛可能帶來的誤差。

1.3.5統(tǒng)計方法所有數(shù)據(jù)以表示，采用t檢驗、單因素方差分析及兩因素析因設計進行顯著性檢驗。組間比較采用Dunnet t檢驗。顯著性檢驗水平設置為P<0.01

2結果

2.1社會失敗應激對小鼠社會交互的影響

在小鼠社會交互第二階段實驗中，即開場內(nèi)透明小盒有CDl小鼠存在時，與對照組和社會失敗應激非易感組比較，應激易感組小鼠在與CD1小鼠交互區(qū)域遠端的兩個角落處停留時間顯著增長(p<0. 01)，而在與CDl小鼠接觸進行社會交互的區(qū)域處停留時間顯著縮短(P<0.01)，表現(xiàn)出明顯的社會逃避抑郁行為。在實驗中，可直接觀察到C57BL/6小鼠看到CD1小鼠時表現(xiàn)出明顯的恐懼反應，并迅速逃離至遠端角落，呼吸急促。相反地，經(jīng)受等量應激的非易感C57BL/6小鼠在與CD1小鼠交互區(qū)域遠端的兩個角落處停留時間及社會交互的區(qū)域處停留時間與對照組無差異，表現(xiàn)為主動接觸CD1小鼠的積極主動地社會交互行為(圖1)。

2. 2社會失敗應激對小鼠開場實驗的影響

在開場實驗中，與對照組比較，社會失敗應激小鼠運動距離顯著縮短(P<0.01)，而在場內(nèi)的4個角落處停留時間較長(圖2A)，并且進人中央?yún)^(qū)域活動的次數(shù)也顯著下降(P<0.01)，主動探索行為減少(圖2B)。應激易感組與非易感組在運動距離和進入中央?yún)^(qū)域活動次數(shù)無差異，表明社會失敗應激導致小鼠均出現(xiàn)焦慮樣行為。

2. 3社會失敗應激對小鼠糖水偏愛的影響

 在糖水偏愛實驗中，結果與社會交互行為結果一致。與對照組和社會失敗應激非易感組比較，應激易感組小鼠蔗糖水消耗量占總飲水量的比率顯著下降(P<0.01)，表現(xiàn)為明顯地興趣缺失抑郁行為。而應激非易感組蔗糖水消耗量占總飲水量的比率與對照組無差異，蔗糖飲水量相對較多，表現(xiàn)出明顯地糖水偏愛行為，未出現(xiàn)興趣缺失的行為(圖3)。

3討論

應激是導致抑郁癥發(fā)生的重要原因之一。在對抑郁癥的病理生理研究中，國內(nèi)外較常采用的動物模型是慢性溫和應激、獲得性無助和社會失敗應激模型。盡管獲得性無助和慢性溫和應激都能達到長時性的行為學、神經(jīng)分泌和神經(jīng)生物學的效應變化，但是這兩種建模方式一定程度上屬于非社會性應激。通常，誘發(fā)人類抑郁癥的生理心理發(fā)生變化應激源多屬于社會性應激，因此，采用社會失敗應激，更好地模擬人類抑郁癥的發(fā)生方式，建立動物模型對于探索抑郁癥的病因?qū)W是很有必要的。另外，Covingto等Krish~等的報道表明，社會失敗應激所導致興趣缺失和社會逃避的抑郁行為是長久潛伏的，通過慢性而不是急性的抗抑郁治療可以糾正社會失敗應激所致的抑郁行為，我們的相關研究結果也與此一致(將另文報道)。

抑郁癥是一種異質(zhì)性疾病，患者可表現(xiàn)出多種癥狀，包括抑郁情緒、無價值感、興趣缺失、悲觀絕望、反復的自殺念頭、失眠或嗜睡等。通常抑郁癥患者并不會表現(xiàn)所有抑郁癥癥狀，因此，一個理想的動物抑郁模型也并不需要具有所有不正常的抑郁相關行為。興趣缺失是抑郁癥的核心癥狀之一，目前多數(shù)動物抑郁模型的建立均將出現(xiàn)興趣缺失做為抑郁行為評價的一個重要指標。在本研究中，我們通過采用社會失敗應激，導致應激小鼠出現(xiàn)探索行為能力下降，社會逃避行為顯著提高，蔗糖飲水偏愛下降的抑郁樣行為，表明了該應激方式可以很好地模擬人類社會性應激誘發(fā)抑郁癥的實際情況，同時體現(xiàn)出社會失敗應激建立抑郁行為動物模型的表觀有效性。

本研究中，等量社會失敗應激組的小鼠，在應激后進行行為學評價發(fā)現(xiàn)，同一群體在承受同等心理應激的情況下，僅50%一60%小鼠會由應激效應導致抑郁癥行為的產(chǎn)生，而出現(xiàn)社會逃避和興趣缺失行為，而其他小鼠卻表現(xiàn)正常，未出現(xiàn)上述抑郁行為。對實驗結果進行分析后認為，這種情況的出現(xiàn)與人類抑郁癥發(fā)生的情況是一致的。如前文所述，抑郁癥是一種異質(zhì)性疾病，在同一群體中，雖然可能所處環(huán)境相同，應激效應一致，但是由于個體之間遺傳水平存在差異，同等應激并非產(chǎn)生同一結果。盡管目前尚未鑒定出“抑郁基因”，但是疾病的發(fā)生與遺傳和環(huán)境的相互作用是不爭的事實，抑郁癥的發(fā)生也不例外。因此，在我們的社會失敗應激實驗中，有40% -50%的小鼠未出現(xiàn)社會逃避與蔗糖偏愛的興趣缺失行為，即群體中部分小鼠出現(xiàn)應激抗性的而未致抑郁的結果是正常且必然的。該結果與Krishnan等在2007年的報道也是一致的，較好地模擬了抑郁癥的某些核心表現(xiàn)，同時也能對應激抗性的個體遺傳基礎的研究提供一定的實驗依據(jù)。在采用社會失敗應激研究應激抗性的細胞與分子機制方面，Wilkinson,Lagace和Vialou等已有相關報道，例如，Vialou等證明小鼠轉(zhuǎn)錄因子△E'osB介導了社會失敗應激的應激抗性機制。這些研究較為客觀地體現(xiàn)了采用社會失敗應激建立動物抑郁模型在闡明抑郁癥病理生理研究中所具有的研究價值和動物模型建立的預測有效性。

綜上所述，應激是誘發(fā)抑郁癥的重要原因之一。缺乏可靠有效的抑郁動物模型是探索抑郁癥生理病理機制的主要障礙。社會失敗應激建立抑郁樣行為動物模型的研究，為動物抑郁行為新模型的建立提供了一定的實驗依據(jù)，同時，也為抑郁癥機制的研究中提供了一種新的研究思路和方向。一方面，對抑郁動物進行分子細胞機制的探討，另一方面對應激產(chǎn)生抗性的個體本身的抗性機制展開研究。這種并行的研究策略有助于抑郁癥分子細胞機制的闡明，也能為研發(fā)更多高效、持續(xù)的抗抑郁藥物提供研究基礎。