在建立抑郁癥動物模型后,行為變化是一種重要的評價指標(biāo)。在臨床上,抑郁癥患者主要表現(xiàn)出核心癥狀(如快感缺失和情緒低落)以及其他癥狀(睡眠障礙、體重或食欲發(fā)生變化),同時可能伴隨焦慮、社交回避等。科學(xué)家們已經(jīng)設(shè)計了各種行為學(xué)實(shí)驗來評估動物模型的抑郁樣行為。
圖1 評價抑郁癥模型的行為學(xué)實(shí)驗
抑郁癥動物模型有哪些行為學(xué)評價指標(biāo)?
1.快感缺失樣行為的評估
實(shí)驗原理:快感缺失意味著對曾經(jīng)令人愉快的事物失去興趣,在嚙齒類動物中,通常表現(xiàn)為對甜食(蔗糖)的偏好降低,因此我們可以通過糖水偏好實(shí)驗進(jìn)行評估。
評價指標(biāo):動物出現(xiàn)抑郁樣行為時,對糖水的偏嗜度降低。糖水偏好指數(shù)是評價快感缺失的指標(biāo),糖水偏好指數(shù)(%)=糖水消耗量/(糖水消耗量+純水消耗量)×100%。
圖2 糖水偏好實(shí)驗
2.絕望樣行為的評估
實(shí)驗原理:評估絕望樣行為的常見測試包括強(qiáng)迫游泳實(shí)驗和懸尾實(shí)驗(不適用于大鼠)。這兩項測試都是將動物置于不愉快且無法逃脫的環(huán)境(水箱或懸掛狀態(tài)),當(dāng)動物被放入水箱或尾巴被懸掛時,最初,動物表現(xiàn)出積極的行為(游泳或掙扎);隨后動物開始表現(xiàn)出不動狀態(tài),并且不動時間逐漸增加。
評價指標(biāo):動物在測試過程中的不動狀態(tài)被稱為“絕望”,因此可通過測量不動時間的百分比來評估動物的抑郁樣行為。
圖3 強(qiáng)迫游泳實(shí)驗和懸尾實(shí)驗
3.焦慮樣行為的評估
實(shí)驗原理:焦慮通常與抑郁同時發(fā)生。嚙齒類天生具有探索新環(huán)境的好奇心,但同時又喜歡呆在封閉、黑暗而非開放、明亮的地方,因此,可以通過這兩種特性之間的矛盾來評估動物的焦慮水平。焦慮評估常用的測試是高架十字迷宮及曠場實(shí)驗。
評價指標(biāo):對于高架十字迷宮實(shí)驗,通過動物進(jìn)入開放臂的潛伏期、時間、次數(shù)等評估其焦慮樣行為;曠場實(shí)驗是一種常用的用于評估動物焦慮和運(yùn)動水平的測試,動物被放置在一個頂部開放的箱子中,通過檢測其位于曠場中心區(qū)域所花費(fèi)的時間、總運(yùn)動距離、垂直豎立次數(shù)等來評估動物的焦慮水平。
圖4 曠場實(shí)驗和高架十字迷宮實(shí)驗
4.社交障礙的評估
實(shí)驗原理:社交回避是抑郁癥患者的眾多癥狀之一,可通過使用三箱社交實(shí)驗來檢測嚙齒類動物的社交行為障礙。社交偏好行為被定義為動物探索陌生小鼠(同種類同性別)花費(fèi)的時間更多(與在探索陌生物體相比)。
評價指標(biāo):在陌生小鼠附近花費(fèi)較少時間的動物被認(rèn)為具有類似抑郁的癥狀,因此可通過檢測動物的社交偏好指數(shù),進(jìn)而評估其抑郁樣水平。
圖5 三箱社交實(shí)驗
5.其他行為學(xué)評估
(1).飲食行為異常的評估
實(shí)驗原理:大多數(shù)抑郁患者表現(xiàn)出食物消耗和體重的變化,伴有食欲不振或增加。
評價指標(biāo):可以采取許多方法來分析抑郁癥模型動物的這種異常表現(xiàn),如定期測量動物體重,或者可以測量與對照動物相比體重相對減少(或增加)。
(2). 認(rèn)知功能受損的評估
實(shí)驗原理:抑郁患者常出現(xiàn)記憶缺陷和學(xué)習(xí)困難[12]。在嚙齒類動物中,認(rèn)知行為可以通過標(biāo)準(zhǔn)的Morris水迷宮實(shí)驗進(jìn)行評估。
評價指標(biāo):嚙齒類動物學(xué)會在水下找到隱藏平臺的能力反映了其依賴海馬的空間記憶和學(xué)習(xí)水平。通過檢測動物找到平臺所花費(fèi)的時間和游泳軌跡的復(fù)雜程度,可用于評估抑郁癥動物模型的記憶缺陷及認(rèn)知障礙。
抑郁癥動物模型其他評價指標(biāo)有哪些?
除了行為學(xué)評估手段,對于抑郁癥動物模型,我們也可以檢測相關(guān)的生化指標(biāo):
1.氧化應(yīng)激指標(biāo)
如抗氧化指標(biāo):超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)及氧化指標(biāo):丙二醛(malonaldehyde,MDA)
2.單胺類神經(jīng)遞質(zhì)
腦內(nèi)單胺遞質(zhì)如去甲腎上腺素(noradrenaline,NE)、多巴胺(dopamine,DA)、五羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)等的缺乏,可導(dǎo)致嗜睡、精神運(yùn)動遲滯、快感缺失癥狀等。
3.腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)
BDNF廣泛存在于中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng),對神經(jīng)元的發(fā)育分化與生長再生具有維持和促進(jìn)的作用,免疫學(xué)檢測顯示,抑郁癥小鼠的海馬、皮層區(qū)域BDNF的密度顯著下降。
4.下丘腦-垂體-腎上腺(Hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA)軸
HPA軸是一個重要的內(nèi)分泌軸,下丘腦分泌促腎上腺皮質(zhì)激素分泌激素,激活垂體產(chǎn)生促腎上腺皮質(zhì)激素,促進(jìn)腎上腺皮質(zhì)組織增生以及皮質(zhì)激素的生成和分泌。在抑郁癥患者中,腎上腺皮質(zhì)功能亢進(jìn)。
其他:如γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)、神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic portein,GFAP)等。
賽業(yè)生物神經(jīng)疾病CRO服務(wù)平臺,助力抑郁癥疾病研究
賽業(yè)生物以神經(jīng)退行性疾病為特色的神經(jīng)疾病CRO服務(wù)平臺,可以為科研人員提供神經(jīng)疾病模型構(gòu)建、行為學(xué)分析、藥效評價分析等全流程服務(wù)。
神經(jīng)疾病CRO服務(wù)平臺 https://www.cyagen.com/cn/zh-cn/community/activity/model-animal-20221209.html
針對抑郁癥、阿爾茨海默病、帕金森病、漸凍癥等神經(jīng)疾病,賽業(yè)生物開發(fā)一系列基因編輯小鼠模型,同時針對研究人員的需求,也可定制或合作開發(fā)基因編輯小鼠模型,如基因敲除、基因敲入、點(diǎn)突變、人源化小鼠模型及大小鼠手術(shù)疾病模型,加速神經(jīng)藥效學(xué)驗證實(shí)驗的開展。
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參考文獻(xiàn)