一种用于诱发啮齿类动物抑郁症状、行为改变及负面健康后果的不可预测性慢性轻度应激方案

摘要

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。

摘要

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

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。

1. 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。
2. 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）。
3. 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....

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。.......

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.......

材料

本文使用的材料清单

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）