本方案描述了强迫游泳实验,该实验用于研究啮齿类动物类似抑郁的行为。该操作包括将动物放入盛有水的容器中,最终导致动物表现出静止行为,这种行为被认为反映了行为绝望。
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本方案描述了强迫游泳实验,该实验用于研究啮齿类动物类似抑郁的行为。该操作包括将动物放入盛有水的容器中,最终导致动物表现出静止行为,这种行为被认为反映了行为绝望。
本实验方案旨在介绍强迫游泳实验(FST),该实验是研究啮齿类动物抑郁样行为最常用的检测方法之一。FST基于以下假设:当将动物置于盛水的容器中时,它会首先尝试逃脱,但最终会表现出静止不动的行为,这种行为可被视为一种行为绝望的测量指标。该实验被广泛使用,因为它使动物暴露于应激环境中,而应激已被证明在重度抑郁症的发生倾向中起重要作用。此外,FST还表现出与人类抑郁症所影响或改变的一些因素的相似性,包括摄食行为的改变、睡眠异常以及药物戒断引起的快感缺失。该方法的主要优点在于操作相对简便,且结果易于快速分析。更重要的是,该实验对多种抗抑郁药物具有敏感性,使其成为一种合适的筛选工具,这也是其具有较高预测效度的关键特征之一。尽管该模型具有吸引力,但也存在若干缺点。首先,慢性增强效应的问题在该实验中较为突出,因为在实际临床中,患者通常需要接受数周以上的治疗才会出现症状缓解。最后,由于FST本身具有较强的厌恶性,若在实验后需进行脑结构或脑功能分析,则必须充分考虑该实验可能对脑部造成的影响。
抑郁症是一种危及生命的精神性疾病,也是全球主要的公共卫生问题,其发病率为5%,终生患病率高达15%-20%。此外,预计到2020年,抑郁症将成为全球疾病负担前三的主要贡献因素1,2。抑郁症与功能障碍、生活质量下降以及医疗相关费用增加密切相关,且被认为是多种疾病(包括心血管疾病、代谢性疾病和神经精神疾病)的主要风险因素3,4。目前的药物治疗疗效有限,并常伴随多种有害的不良反应5,6。因此,深入理解该疾病的病理生理机制,并开发创新且更有效的治疗方法,仍至关重要。为此,动物模型在推动该领域研究进展中发挥着不可或缺的作用。
有多种模型可用于研究这种疾病(例如蔗糖偏好实验、尾悬实验),其中强迫游泳实验(FST,也称为Porsolt实验,以该模型的开发者命名7,8)是最常用的检测方法之一7,9-12。
在强迫游泳实验(FST)中,将动物置于一个装有无法逃脱的水的容器中。动物最初会试图逃脱,但最终会表现出静止不动的状态(即漂浮于水面,仅保留维持鼻部露出水面所必需的最小动作)。FST 在动物研究中是一种非常流行的模型,原因有多个。首先,该实验使动物暴露于应激环境中,而研究表明应激在重度抑郁症的发生倾向中起重要作用12-14。此外,抑郁症常被视为应对压力能力的缺失15-17。其次,实验前给予抗抑郁药物进行药理学处理,已被证明可减少 FST 中的不动时间18-23。因此,该实验常被用作筛选具有潜在抗抑郁特性的新化合物的初筛方法15-17,24。此外,研究发现 FST 涉及一些与人类抑郁症所影响或改变的因素相似的方面,例如摄食行为的改变、睡眠异常以及药物戒断引起的快感缺失15-17,24。这也是该实验有时用于评估突变小鼠中类抑郁行为的原因,表现为与“野生型”小鼠相比,基础不动时间的增加或减少25,26。
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注意:所有实验方案均经以色列国际动物护理与使用委员会批准。所有努力均旨在尽量减少使用动物的数量及其遭受的痛苦。
1. 强迫游泳实验的准备
2. 检测前的动物处理
3. 训练程序
大鼠和小鼠的操作步骤不同。
注意:对于小鼠和大鼠,在动物处于水中的任何时候都必须持续观察。如果发现动物出现严重应激反应(例如极度疲劳、无法保持漂浮),应立即将其从水中移出,并将其排除在实验之外。
4. 行为编码
对于小鼠,编码测试阶段的最后4分钟。对于大鼠,编码测试阶段的5分钟。
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以下结果基于本实验室的未发表数据。在本实验中,成年ICR雌性小鼠在接受选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(SSRI)艾司西酞普兰或新型草药抗抑郁抗焦虑治疗(NHT)连续处理3周后进行行为检测(有关草药治疗的更多信息,请参见12,27,28)。单因素方差分析显示,该治疗显著减少了强迫游泳实验(FST)中的抑郁样行为[F(2,58) = 4.88,p <0.05]。单侧Dunnett检验表明,艾司西酞普兰或NHT处理均可减少FST中的抑郁样行为(事后比较见图1A)。该治疗还显著增加了FST中的挣扎行为[F(2,58) = 4.36,p <0.05]。单侧Dunnett分析显示,艾司西酞普兰处理可增加FST中的挣扎行为(事后比较见图1B)。该治疗对游泳行为无显著影响[F(2,58) = 2.89,p >0.05,图1C]。
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强迫游泳实验(FST)用于监测类似抑郁的行为,其理论基础是静止不动反映了一种行为绝望的度量3。该方法的主要优势在于操作相对简便且结果快速。此外,该实验对多种抗抑郁药物具有敏感性,因此适合作为筛选试验,这也是其具有较高预测效度的重要特征之一29。重要的是,该实验还能区分那些并非用于治疗抑郁症的药物,例如已被证明具有抗焦虑作用的苯二氮䓬类药物3,30。FST在抑郁研究中的另一个应用价值体现在其表面效度:研究发现,抑郁倾向的动物模型会影响其静止行为。例如,在遗传学研究中,FST被用作评估类似抑郁行为的指标。研究人员已成功基于动物在FST中的静止行为培育出抑郁的遗传动物模型32,这表明静止行为由可遗传的性状决定,尽管某些品系在FST中天生就表现出较高的静止水平33,34。此外,需要指出的是,一些并非基于FST表现构建的遗传模型也被证实能够有效模拟类似抑郁的行为,为相关研究提供了可靠的模型35,36。除了遗传学研究外,多种与抑郁倾向相关的动物模型也显示出会影响FST中的静止行为,例如早期应激暴露37,38<...
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作者无任何利益冲突需要披露。
本研究由以色列科学基金会(资助编号 738/11)、以色列国家心理生物学研究所(NIPI-7-2011-12)以及开放大学基金会资助。
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