不可预测的慢性轻度应激（UCMS）方案是一种经过验证的研究慢性应激及相关抑郁症状所导致的行为和生理变化的方法。实施八周UCMS方案可诱导任一性别的啮齿类动物出现行为改变及不良健康后果。
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摘要
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慢性且未缓解的压力是导致临床抑郁症发生的主要风险因素。尽管已有多种压力诱导抑郁症的临床前模型被报道，但不可预测的慢性轻度压力（UCMS）方案是一种已被确立的、具有转化相关性的模型，可用于诱导与临床抑郁症常见的行为症状，例如在啮齿类动物中出现快感缺失、理毛行为改变以及习得性无助。UCMS方案还会引发在临床上与抑郁症相关的生理（e.g.，高皮质醇血症、高血压）和神经生物学（e.g.，快感缺失、习得性无助）变化。重要的是，UCMS诱导的抑郁症状可通过长期（而非短期）使用常见的选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRIs）得到改善。因此，与急性应激方案或使用更强烈应激源的方案相比，UCMS方案具有诸多优势。我们的方案包括每天随机暴露于7种不同的应激源：潮湿垫料、移除垫料、笼具倾斜、光照/黑暗周期改变、社会性应激、浅水浴以及捕食者声音/气味。通过每日使啮齿类动物暴露于这些轻度应激源3-4小时，持续8周，我们观察到显著的行为改变以及对心血管系统的不良健康影响。该方法可用于深入探究与慢性应激诱导抑郁症相关的神经生物学、行为学和生理学变化，同时也可用于测试新的潜在治疗药物或干预策略。
引言
抑郁症是一种复杂的神经系统疾病，目前被公认为全球范围内导致残疾和疾病负担的主要原因。美国国家心理健康研究所（NIMH）报告指出，约有12%的美国人患有临床抑郁症，其中女性患病人数是男性的两倍1。仅在美国，抑郁症每年造成数十亿美元的直接医疗支出，以及约1930亿美元的间接经济损失（包括收入减少和生产力丧失）2。抑郁症的症状包括快感缺失、体重和睡眠周期改变、体力活动及个人卫生减少、感到绝望或内疚，和/或反复出现死亡或自杀念头。在过去十年中，流行病学和临床研究显示，抑郁症是心血管疾病（CVD）发病率和死亡率的独立危险因素3，并可预测更严重的心血管病理预后，包括动脉粥样硬化、高血压、心肌梗死和冠状动脉疾病，且这一关联不受既往明显心血管疾病史的影响4。尽管抑郁症的患病率不断上升且对公共健康造成严重危害，但其病因及相关病理生理机制仍不明确，且由于多种因素（例如遗传、生物学和环境成分）导致该疾病的异质性，使得临床诊断难以界定。
研究表明，无法缓解的心理压力是导致抑郁症发生的重要因素之一，同时也可能是连接抑郁症与心血管疾病（CVD）的重要致病因素，部分原因在于其对下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴的破坏和功能失调5,6。HPA轴功能障碍是与抑郁症中观察到的行为和生理变化以及多种心血管疾病危险因素（包括血脂异常、肥胖和糖尿病）发展相关的主要机制之一7。目前已开发出多种抑郁症的临床前动物模型，旨在模拟临床上抑郁症所特有的HPA轴活动改变机制；这些模型为研究动物在慢性或急性应激条件下伴随的行为、神经和生理变化提供了经过验证的手段。疾病动物模型的有效性取决于其病因学、疾病进展过程与人类疾病的关联性，以及其重现人类疾病中解剖学、神经生理学和行为特征的能力。此外，该模型对治疗手段（如选择性5-羟色胺再摄取抑制剂SSRIs）的临床前反应应与临床观察结果相似。
目前研究中使用的应激诱导抑郁症动物模型有多种，例如习得性无助、早期生活应激以及社会挫败应激。然而，这些模型各自存在固有的缺陷，限制了其转化应用的有效性8。在过去几十年中，不可预测性慢性温和应激（Unpredictable Chronic Mild Stress, UCMS）方案已成为研究啮齿类动物抑郁症病理生理机制最具转化相关性的模型之一9。该模型基于一个基本概念：长期暴露于应激因素会破坏机体的应激反应系统，最终导致抑郁障碍的发生。在UCMS方案中，动物每日会经历一系列随机安排的轻度环境和社会性应激刺激。该模型与人类实际情况高度相关的关键因素在于应激刺激的高度不可预测性和不可控性，以及施加应激的时间点。此外，UCMS模型仅使用轻度应激刺激，而不依赖于早期生命阶段或强烈的物理性刺激。在经历一段时间的UCMS暴露后，动物会出现与临床症状相似的抑郁样行为，包括对奖赏反应性降低（快感缺失）、活动能力及探索行为改变（无助感与绝望感）、毛发状态恶化以及性行为异常10。几乎所有可观察到的抑郁症状均已在该模型中被报道，研究还表明，停止应激后这些行为可持续数周。此外，特定抗抑郁药物的长期治疗（而非急性治疗）可逐步逆转这些由UCMS诱导的抑郁样行为，提示其神经生物学改善机制与这些药物在人类中的临床作用方式及疗效差异具有高度相似性11,14-18。本文报道了UCMS方案的详细操作流程，并描述了小鼠中典型的行為学和血管系统表型结果。
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方案
以下所述的所有操作程序均已通过西弗吉尼亚大学健康科学中心机构动物护理和使用委员会的审查和批准。
1. 动物模型的选择
注意：UCMS 模型中最常用的物种包括 Sprague Dawley 大鼠、Wistar 大鼠和 BALB/cJ 小鼠；其他小鼠模型表现出有限的有效性（DBA/2、C57BL/6）。 然而，应仔细考虑所选用的小鼠或大鼠品系，因为不同品系的遗传背景及其对环境应激源的易感性存在显著差异，已被证明是影响研究结果的关键因素11,14,15,19。
- 使用合适年龄的动物（例如， 如果需要在17周龄的大鼠中评估目标终点，则大鼠必须在约9周龄时开始UCMS方案，因为该方案至少需要7至9周才能充分诱导出抑郁样症状。
- 在经IACUC批准的笼具和设施中进行UCMS的单笼饲养动物，提供食物和标准饲料 随意摄取 （除非特定实验方案另有要求）。
- 特别注意将对照组饲养在安静且人员活动最少的房间内，以减少任何可能的未知环境应激因素的影响。
2. 不可预测的慢性轻度应激方案
注意：接受 UCMS 处理的动物需每日（>每周5天以上）被转运至专用于 UCMS 操作的洁净房间。动物每天会暴露于下述一种或两种应激源中。应激源的施加采用随机化安排，每种应激持续至少 3–4 小时（见 表 1）。
- 通过向每个标准笼具中倒入10-20盎司的清洁水来润湿垫料。根据笼具大小调整加水量，以充分润湿垫料但不产生积水为宜。将动物置于湿润的笼具中3-4小时。
- 将每个笼具中的垫料移除3-4小时，之后将动物转移至另一个需要空笼条件的应激源（如浅水浴、笼具倾斜），或将其放入带有新鲜垫料的清洁笼具中。
- 将笼具倾斜至约45°（无垫料）并维持3-4小时。可使用稳固物体支撑笼具，确保动物在笼内活动时笼具仍保持倾斜状态。
- 将正常的12小时光照/12小时黑暗循环改为持续8小时的30分钟交替周期。结束后，将动物恢复至正常光照周期。
- 将每只动物从其居住的笼具转移到相邻已被移走动物3小时的笼具中。
- 清空每个笼具中的所有垫料，并加入水深约0.25英寸（小鼠）或约0.5英寸（大鼠）的水，持续约4小时。使用高于室温的温水（约30 °C），以尽量减少低体温风险。在水暴露结束后，用软毛巾短暂擦干动物，再将其放入清洁笼具中。
- 通过在笼具内随机分布天然捕食者的毛发或尿液样本（10-20 ml）3-4小时，使动物暴露于捕食者气味；或在笼具附近播放天然捕食者的低吼声或捕食性声音，持续3小时。
- 每日应激期结束后，将所有动物转移至清洁笼具，并送回饲养设施。
3. 动物监测/护理评分
- 每天检查每只动物是否出现需要兽医治疗的伤口或溃疡。在兽医同意的情况下，轻伤动物可继续参与UCMS方案。
- 两名经过毛发 grooming 评估培训的研究人员检查每只动物，并根据0-1的评分标准每周评定一次毛发评分。该评分通过为8个身体区域（头部、颈部、背部毛发、腹部毛发、尾巴、前肢、后肢和生殖区域）分别打分（0-清洁，1-脏污）后得出。在整个UCMS方案期间，应由相同的研究人员完成此项任务，以确保毛发评分的一致性。
- 若任何动物体重急剧下降（即，>15%），应立即报告给兽医人员，并必须将其移出实验方案。
4. 行为学测试与结果测量
注意：可采用多种评估方法来量化啮齿类动物在UCMS方案中产生的行为学变化。
- 累积被毛理毛评分
- 如上所述，为每只动物分配每周一次的被毛护理评分。
- 蔗糖喷溅试验：
- 将动物放入一个干净的笼子中，笼底铺有棉垫或毛巾，以防止垫料粘附在动物毛发上。向每只动物的头部和背部毛发喷洒10%蔗糖溶液，并记录5分钟内的总梳理行为。
- 梳理行为（定义为通过舔舐或抓挠清洁毛发）通过潜伏期（首次喷雾与开始梳理之间的空闲时间）和频率（梳理特定身体部位的次数）进行测量。
- 蔗糖偏好测试：
- 在测试前72小时使动物适应饮用1%（w/v）蔗糖溶液，随后给予动物两个瓶子（分别装有1%蔗糖溶液和自来水）进行暴露。适应结束后，向动物提供 随意摄取 蔗糖溶液和自来水，持续3小时。3小时后 记录蔗糖溶液和自来水的消耗量，并按以下公式计算蔗糖偏好率：[(蔗糖消耗量)/(水消耗量 + 蔗糖消耗量)]×100。
- 悬尾实验（仅限小鼠）：
- 将小鼠用胶带（距尾尖2 cm处）固定于距地面20 cm高的稳定杆上，使其尾部悬吊。记录5分钟内的静止时间。只有当小鼠被动悬垂且完全不动时，才被视为静止状态。
- 强迫游泳实验：
- 将动物放入盛有水的容器中（小鼠容器直径约15–20 cm，大鼠容器直径约55–60 cm），水温保持在26 ± 0.5 °C。记录动物在5分钟测试期间首次出现活动的潜伏期以及静止不动的时间。测试结束后，将湿的动物转移至带有加热垫（30–35 °C）的临时饲养笼中，笼内铺有正常垫料并覆盖吸水纸巾，直至动物干燥。
- 高架十字迷宫：
- 让每只动物在迷宫中自由探索5分钟。根据每只动物进入各臂的总次数以及在各臂停留的总时间进行记录。 先验的 标准20.
- 运动活动：
- 记录活动水平，包括总体运动、精细运动、直立运动和静止状态，在急性（30分钟）和/或慢性（12小时）时间段内进行。可通过观察者实时记录，或事后回放并分析摄像视频完成，记录环境可选择在动物的饲养笼内或新异环境中进行，具体取决于个体实验条件（但应保持一致性）。
5. UCMS 方案的扩展/变异
- 给予适当的治疗药物或施加干预措施，以研究其是否能够减弱由UCMS诱导的结果（若早期开始）或逆转已形成的UCMS诱导结果的严重程度（若晚期开始）。这取决于具体的实验室或实验方案11。
6. 最终结果评估
- 在完成UCMS实验方案和行为学测试后，应根据各个实验室的具体假设、研究目标或目的，将动物用于后续实验。
注：例如，可研究慢性应激引起的心血管、炎症或内分泌反应。或者，也可在此阶段引入治疗性干预措施，以评估其有效性及作用机制。
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结果
在表1中展示了UCMS处理后一周的示例时间表。每周均对刺激因素进行随机化，以防止动物适应，并确保每日应激挑战的不可预测性。
抑郁样行为的检测指标
经过8周的不可预测慢性轻度应激（UCMS）处理后，与非应激对照组啮齿类动物相比，长期应激动物在行为学和生理学指标上均出现显著改变。通过毛发评分、蔗糖偏好实验和悬尾实验（仅小鼠；参考文献12,13）评估UCMS后抑郁样症状的发生。所有接受UCMS处理的动物均表现出毛发梳理评分进行性下降（图1，图版A），毛发外观的明显恶化提示其梳理行为减少。该行为可能类似于缺乏动机或对日常活动（如维持基本个人护理）失去兴趣的表现。
UCMS 动物在蔗糖喷溅实验中也表现出理毛潜伏期延长以及总理毛时间减少（图1，B 和 C 面板）。理毛行为启动时间延长，同时理毛持续时间减少，提示动机降低、自我刺激行为减弱，或对愉悦感的敏感性下降。...
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讨论
大量临床和流行病学证据表明，慢性应激是导致抑郁症最重要的诱发因素之一。反复暴露于应激源可能因心理和生理负担在体内长期累积，从而增加个体对抑郁症及其他神经精神疾病易感性。采用经过验证的临床前动物模型，为研究抑郁症及其共病疾病提供了重要的转化研究工具。首先，理想的动物模型有助于揭示可能导致抑郁症的分子、遗传和表观遗传因素。利用此类模型，可深入探究潜在机制以及遗传或环境改变与抑郁症之间的因果关系，从而更全面地理解抑郁症的病理生理过程。其次，经过验证且不断优化的抑郁症动物模型是发现和评估新型治疗手段不可或缺的工具，也是开发更优诊断和治疗方法的关键第一步。
多年来，UCMS 模型已被验证可用于心理和行为学研究，作为一种具有转化相关性的啮齿类动物模型，用于模拟慢性应激、人类抑郁症及抑郁症状，因其能够很好地再现人类抑郁症的临床症状，包括快感缺失和习得性无助21。此外，抑郁症状的时间发展进程也与人类疾病状况相关，因为经历 UCMS 的动物会随着时间推移在应激作用下逐渐发展出抑郁症状，这种渐进性变化被认为更具转化相关性。本文报告的代表性结果展示了该模型在大鼠和小鼠模型中均可诱导...
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
本研究由美国心脏协会（IRG 14330015、PRE 16850005、PRE 20380386、EIA 0740129N）和美国国立卫生研究院（RR 2865AR；P20 RR 016477）资助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 带盖的临时动物笼具 | 由动物饲养机构提供 | ||
| 啮齿类动物垫料 | 由动物饲养机构提供 | ||
| 捕食者毛发或尿液 | 由动物饲养机构提供 | ||
| 啮齿类动物笼具饮水瓶 | 由动物饲养机构提供 | ||
| 1,000 ml 量筒 | 可变 | 可变 | 此为可选项目。 任何可准确倾倒已知体积水的容器均可使用 |
| 由2x4木材切割而成的木块 | 可变 | 可变 | 切成8英寸长的段，用于辅助笼具倾斜操作 |
| 柔软的纸巾 | 由所在机构提供 | ||
| 小型喷雾瓶 | Walmart | 容量100–200 ml即可，用于蔗糖喷洒实验 | |
| 用于游泳实验的中号（小鼠）或大号（大鼠）塑料水箱 | Walmart | 可变 | 应具有足够深度，确保动物无法触底（例如，2英尺） |
参考文献
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