2020年5月8日
本文介绍了一种研究大鼠抑郁样行为和快感缺失行为的实验方案。该方案结合了两种成熟的动物行为学方法——蔗糖偏好实验和新环境诱导的进食抑制实验,并利用自动化食物和液体摄入监测系统,通过替代性参数间接评估啮齿类动物的行为表现。
蔗糖偏好测试和新奇诱导性进食减少测试是评估快感缺失的成熟技术。结合自动化摄入监测系统,可实现高精度的详细分析。该方案通过将液体洒漏纳入数据分析,防止硬化现象,并减少非预期的液体损失,从而降低了误差发生率。
此外,该方案还可用于评估摄食的微观结构。该技术旨在满足对有效检测啮齿类动物快感缺失测试方法的需求,鉴于抑郁障碍的患病率正在上升。
它还可用于研究药物的抗抑郁作用。使用自动摄入监测系统时,需注意该系统必须每天进行适当的维护和清洁,以确保提供准确的数据。进行训练时,关闭所有闸门,并从微量天平上取下食物容器和水瓶。
将预先称重的食物放在笼子顶部,并每天记录其重量。用约100毫升清水装满一个洁净的水瓶,并将其放回料斗上。用100毫升 freshly made 1%蔗糖溶液装满第二个瓶子,并将其放在料斗上。
确保标记瓶子并记录其位置。在监测系统中记录训练的开始时间,并打开所有阀门。保持阀门开启24小时,使动物可自由饮用两个瓶子中的液体。
然后记录训练结束时间并关闭闸门。每天配制新鲜的蔗糖溶液,并确保每24小时清洁并重新装满瓶子。交替瓶子的位置以避免习惯化。
训练时间至少持续 48 小时。只有当蔗糖偏好比达到约 1 时,才进行测试。测试前 24 小时,移除含有蔗糖溶液的瓶子,使大鼠仅能接触标准饲料和水。
测试前,准备一个装有自来水的新鲜瓶子和另一个装有1%蔗糖溶液的瓶子。关闭所有闸门。从漏斗中取出食物容器,替换为准备好的水瓶和蔗糖瓶。
然后在监测系统中记录测试的开始时间,并打开所有闸门。保持闸门开启60分钟。随后记录测试结束时间,并关闭闸门。
为准备训练阶段,关闭所有闸门,并取下装有标准饲料的料斗。用一种适口性良好的零食装满一个新的料斗,小心地将饼干放入,防止碎裂。然后将该料斗放置在位于微量天平顶部的笼具支架上。
在监测系统中记录训练的开始时间,并打开闸门30分钟,使大鼠可随意取用零食和水。30分钟后,记录训练结束时间并关闭闸门。随后将零食替换为标准饲料。
每天重复训练,直至可口零食的摄入量达到稳定的基线水平,且训练日之间的摄入量无统计学差异。准备进行测试时,准备一个无垫料和环境富集物的、 freshly cleaned 的空笼子,并将其连接至自动食物摄入监测系统。在笼子的安装位置放置一个装有自来水瓶的喂食器和一个装有可口零食的喂食器。
将大鼠从饲养笼中取出并放入新笼中。打开门持续30分钟,并确保记录测试的开始和结束时间。
实验结束后,将大鼠放回其原居住的笼具中。对八只大鼠进行的蔗糖偏好测试显示,在测试期间,蔗糖摄入量增加,而饮水量减少。蔗糖偏好比率从第一天的平均0.8上升至第二天的0.99。
使用监测系统自动评估了蔗糖摄入的微观结构。系统自动测量了每餐摄入量、进餐持续时间、进餐次数以及其他九项参数。为展示使用自动化摄入监测系统的优势,将自动化测量结果与传统人工评估获得的结果进行了比较。
各组之间的测量结果均存在差异,可能由于手动测量时出现过高误差或液体洒出所致。在新奇诱导低摄食测试的训练期间,可口零食的总体摄入量稳步增加,表明在前两到三天内存在适应过程。
同样,训练期间餐量呈逐渐增加趋势,而进餐持续时间未见明显变化。在测试当天,暴露于零食和新环境中的 naive 大鼠对适口性零食的摄入量约为一克。其他食物摄入微结构参数,如进餐持续时间、进餐总时间以及首次摄食发作的潜伏期,也均通过自动化方式进行了评估。
进行本方案时,应在监测软件的公共部分记录所有操作步骤,以节省每次会话开始和结束所需的时间。务必记录每种物质放置在哪个天平上。由于该方法不涉及应激因素,因此可在两次测试之间经过适当的训练间隔后重复进行该任务。
在建立该技术后,将其用于探究不同神经肽以及未受干扰动物的快感缺失特征,拓展了对这些神经肽功能的认识。
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本方案介绍了一种通过结合蔗糖偏好实验和新环境诱导的进食抑制实验,并利用自动化监测系统来研究大鼠抑郁样行为和快感缺失行为的方法。该方法可实现对啮齿类动物行为的详细且准确的分析。
大鼠的自动化蔗糖偏好和新奇诱导性进食减少测试可为快感缺失(anhedonia)提供高分辨率的行为表型分析,而快感缺失是神经精神药物研发中相关的核心症状。整合自动化摄入量监测可减少测量误差,并为早期靶点验证和机制去风险化提供定量、可重复的终点指标。这些能力有助于提升临床前模型的预测可信度,为中枢神经系统治疗药物的项目筛选和转化连续性提供依据。
该自动化行为表型分析平台适用于中枢神经系统药物研发中从早期发现到临床前验证的连续流程。