使用振动轨道转子建立诱导年轻野生型小鼠认知功能障碍和类焦虑行为的慢性睡眠片段化模型

慢性睡眠紊乱可导致神经退行性疾病的发病机制。我们希望提供一种简单、稳定且可长期使用的实验方案，以模拟人类睡眠过程中的频繁中断，从而回答这一问题。这些小鼠模型可最大限度减少实验操作工作量以及人为干扰因素。

该方法可使同一实验组内及不同实验间的小鼠干预措施标准化，从而获得可重复的行为学和病理学结果。该模型可应用于多种疾病模型，如抑郁症和阿尔茨海默病，以研究在已有疾病基础上慢性睡眠障碍的影响。实验开始时，将3至5只8至10周龄、体重20至28克的成年雄性野生型小鼠随机分配至慢性睡眠片段化（CSF）建模组和对照组笼具中，以避免社会隔离应激。

将两组笼子置于同一建模室内，环境温度为21至23摄氏度，湿度为35%至60%，并保持12小时光照/12小时黑暗的循环，以确保周围环境完全一致。使用带有球阀尖端的长喷嘴水瓶为小鼠提供充足的食物和饮水，以防止平台移动时漏水，并通过弹簧将水瓶固定在每个笼子顶部，避免旋转过程中水瓶移位。对于慢性睡眠片段化建模，设置一个由电力控制的轨道式旋转器，其平台尺寸为67厘米×110厘米，程序设定于上午8:00开始运行。

光照阶段为早上8:00至晚上8:00，使用固态定时器将转子速度设置为每分钟110转，循环模式为每10秒开启，随后110秒关闭。使用较粗的弹簧将CSF笼固定在转子平台上方，以防止平台旋转时笼子发生移位，并确认在轨道旋转过程中食物和水的获取保持畅通。

建立模型系统后，需观察笼具至少一小时，以确保轨道摇床正常运行。在建模期间，每周上午8:00更换垫料时称量小鼠体重，并根据需要将具有攻击行为的小鼠从笼中移除。

在造模周期结束后，继续在造模室内饲养和喂养小鼠。在上午8:00至12:00之间进行Morris水迷宫实验。

连续五天，每天将一只小鼠放入一个圆形水箱中，水箱内盛有20至23摄氏度的水，每次实验从小鼠所在的四个象限之一开始。实验过程中，使用视频追踪系统记录每只小鼠在尝试游向平台时的逃逸潜伏期。如果小鼠在60秒内未能找到平台，则引导该动物到达平台。

让其在平台上停留15秒，然后放回笼中。训练后的第六天，从水箱中移除平台，从东北象限释放小鼠，每只动物进行最后一次持续60秒的游泳。脑脊液建模后，对照组与实验组小鼠的体重未观察到差异。

在莫里斯水迷宫行为实验中，与对照组动物相比，CSF组在为期五天的训练期间定位平台的能力显著降低。在探测试验中，CSF小鼠在目标象限中停留的时间比例显著减少，穿越原平台位置的次数更少，但游泳速度无明显差异。在新物体识别实验的熟悉阶段，CSF组与对照组在总探索时间上无显著差异，任一组内对物体A1与A2的探索时间亦无显著差异。

在测试阶段，与对照组动物相比，CSF小鼠的辨别指数显著降低。在这些具有代表性的敞箱实验和强迫游泳实验评估中，CSF组小鼠在测试期间于中央区域停留的时间少于对照组。此外，CSF小鼠在箱内的总移动距离更长，提示建模后自发活动增加。

然而，脑脊液建模并未诱导出类似抑郁的行为，这一点通过强迫游泳实验中两组之间的不动时间无显著差异得以证实。选择合适的振动周期和建模持续时间，以及确定脑脊液处理与表型鉴定的适当时间线，对于本实验的成功至关重要。传统的睡眠剥夺方案需要大量工作，且主要用于急性或短期建模。

本方案可用于研究轻度但长期睡眠障碍的病理机制。