通过整合四种日常社会应激源,本研究描述了一种用于雌性C57BL/6J小鼠精神疾病研究的多重整合社会应激(MISS)模型。经过连续十天重复暴露于MISS后,小鼠表现出类似抑郁和焦虑的表型,从而为研究女性精神疾病提供了一种自然的、基于病因的动物模型。
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通过整合四种日常社会应激源,本研究描述了一种用于雌性C57BL/6J小鼠精神疾病研究的多重整合社会应激(MISS)模型。经过连续十天重复暴露于MISS后,小鼠表现出类似抑郁和焦虑的表型,从而为研究女性精神疾病提供了一种自然的、基于病因的动物模型。
尽管患有精神疾病的人群中女性占多数,但临床前研究几乎完全集中在雄性动物上,部分原因是缺乏理想雌性动物研究范式。建立用于研究雌性动物精神疾病的有效模型,仍是生命科学领域长期存在的科学难题。 "多重整合社会应激(MISS) 模型" 在C57BL/6J雌性小鼠中,近期通过模拟并整合促进精神疾病发生的社会风险因素,建立了一种新的模型。为建立这一多重社会应激(MISS)范式,每日对雌性C57BL/6J小鼠随机施加一系列应激刺激,连续十天,包括:管中社交竞争失败、改良的间接社交挫败应激、不可逃避的拥挤应激以及随后的社交隔离。与未受应激的对照小鼠相比,经历MISS的小鼠在蔗糖偏好实验、悬尾实验、开放旷场实验和高架十字迷宫实验中表现出类似抑郁和焦虑的行为表型。该范式为研究女性抑郁和焦虑障碍的神经生物学机制提供了有价值的工具,尤其适用于病因不明确且症状复杂的病例研究。
数亿人患有精神障碍,其中焦虑症和抑郁症最为常见。根据世界卫生组织的数据,2019年全球有超过2.8亿人患有抑郁症,3.01亿人患有焦虑症1。由于新冠疫情的暴发,仅一年内,受焦虑症和抑郁症影响的人数分别显著增加了26%和28%。在受影响人群中,女性精神障碍的终生患病率几乎是男性的两倍2,且女性表现出更严重的症状、更显著的功能损害、非典型抑郁表型、更频繁的复发以及对药物治疗的反应性更低3,4,5。
尽管精神障碍在许多方面的性别差异已有充分记录6,7,8,但大多数临床前研究主要集中在雄性个体上,主要原因在于缺乏合适的雌性动物模型9,10。因此,女性中这些疾病的发生机制仍远未被充分理解。这凸显了迫切需要开发包含雌性个体的动物模型,以促进对女性精神障碍神经生物学机制的研究。
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所有实验程序均经徐州医科大学动物护理与使用委员会批准(批准号:202207S127),并依照美国国立卫生研究院关于实验动物护理和使用的指南进行。实验所用的C57BL/6J雌性小鼠(受试小鼠为7-8周龄;胜者候选小鼠为10-14周龄)、C57BL/6J雄性小鼠(用于攻击性CD1筛选的为7-8周龄)以及CD1退役种鼠均购自商业来源。所有小鼠均饲养在12小时光照/12小时黑暗循环条件下,自由摄食和饮水ad libitum33。在开始MISS范式之前,对小鼠进行了基线行为测量(尽管并非每个队列都必须进行),以确保后续的行为结果归因于应激暴露,而非个体差异。完整实验流程概述见图1,已完成的实验装置展示于图2。本研究中所用试剂与设备的详细信息见材料表。
1. 习惯化
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为探究MISS暴露是否诱导类似抑郁的行为改变,采用雌性C57BL/6J小鼠(每组n = 16;样本量确定依据 通过 功效分析,参见 补充文件 1 和 补充文件 2) 采用蔗糖偏好实验和悬尾实验对接受MISS范式的小鼠进行评估,这两种实验分别用于检测抑郁症的核心症状——快感缺失和行为绝望(图 3A-F)。与 naive 对照小鼠相比,MISS 暴露小鼠的蔗糖偏好显著降低,而饮水量未发生相应改变(图3C-D)。此外,MISS组小鼠在悬尾实验中表现出静止时间增加(图3F),表明行为绝望程度增加。
为了评估MISS暴露是否也会导致类似焦虑的行为,对小鼠进行了旷场实验和高架十字迷宫实验。与未受处理的对照组相比,接受MISS暴露的小鼠在旷场中心区域(
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越来越多的研究致力于利用慢性社交挫败应激(CSDS)范式建立针对精神障碍的女性特异性模型11,13,14。例如,在最近建立的两种雌性CSDS模型中,通过在雌性小鼠身上涂抹雄性尿液,或通过化学遗传学方法激活雄性攻击者下丘脑腹内侧区的腹外侧亚区,人为诱导雄性对雌性小鼠的攻击行为11,13。然而,有观点认为,此类人为诱导的攻击行为在自然条件下并不发生,可能无法构成对雌性小鼠具有高度相关性的应激源10。此外,在这些互动过程中由于骑跨行为导致的妊娠,可能会干扰后续的机制研究。
基于CSDS的另一种模型是旁观性社会挫败应激范式,该范式使同品系的雌性小鼠通过视觉和嗅觉线索感知雄性同种个体所经历的社会挫败12
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作者声明无竞争利益。
本研究得到中国国家自然科学基金(31970937 和 82271255)、江苏省创新与创业团队计划、江苏省重点研发计划&D 计划社会发展项目(BE2023690),以及江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX22_2932,KYCX23_2952)。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 75% 酒精 | Aladdin | A171299-500 mL | 用于灭菌和清洁实验室设备及仪器 |
| 带滚珠倾倒口的瓶子 | 定制制作 | - | 用于蔗糖偏好实验的饮用水瓶(50 ml),配有带滚珠倾倒口的橡胶塞 |
| C57BL/6J 雌性小鼠 | 北京维通利华实验动物技术有限公司 | 219 | 使用7-8周龄的C57BL/6J雌性小鼠作为受试小鼠,10-14周龄的小鼠作为胜利者候选 |
| C57BL/6J 雄性小鼠 | C57BL/6J雌性小鼠7-8周龄作为受试小鼠,10-14周龄的小鼠作为胜利者候选 | 219 | 8-16周龄的C57BL/6J雄性小鼠作为攻击性CD1筛选中的入侵者 |
| 高架十字迷宫 | 定制制作 | - | 高架十字迷宫由相互垂直交叉的高架跑道组成(离地50 cm),每条跑道有两个相对的臂(长30 cm,宽5 cm)。其中一条跑道具有高侧壁(高15 cm,封闭臂),另一条无高侧壁(开放臂)。交叉区域称为中央区(5 cm × 5 cm) |
| 雄性CD-1退役种鼠 | 北京维通利华实验动物技术有限公司 | 201 | 4-6月龄的雄性CD-1退役种鼠作为攻击性候选者 |
| 旷场实验箱 | 定制制作 | - | 白色亚克力旷场箱(长 × 宽 × 高:40 cm × 40 cm × 40 cm),用于旷场实验 |
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| 套管 | 定制制作 | - | 不透明塑料套管(长 × 宽 × 高:14 cm × 10 cm × 20 cm),用于拥挤暴露实验中固定小鼠 |
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