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动物行为实验方法学分享（1）

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2024-09-21 18:43

动物行为实验方法的基本要素

动物行为实验方法的基本要素主要包括实验动物、检测设备和评价指标体系.

实验动物

动物行为实验的研究对象是实验动物，动物行为学实验除使用正常动物外，更多是采用模拟人类疾病或功能紊乱的动物模型。

动物模型

动物模型是指以实验动物为载体，模拟与人类疾病、功能紊乱发生发展机制和临床表现高度相似，服务于基础医学、生命科学、食品安全和军事医学等科学研究，以及生物医药和保健产品研发的生物样本。

1.动物模型造模原理

动物模型的造模原理主要分为分析测量模式(assay models)与症状模拟模式(homologousmodels)两大类。

(1)分析测量模式分析测量模式是通过分析发病机制进行模型的模拟，将动物的特殊行为或生理反应作为拟研究疾病或功能紊乱的病理改变和表观指征。这种模式虽然有可能过度简化疾病或功能紊乱的病理和表观指征，甚至与所要探讨的疾病或功能紊乱相似性很低，但容易操作与量化。只要能改变该特殊行为或生理反应的药物，就意味着对该疾病或功能亲乱可能有疗效，非常适合新药、保健品和健康产品的筛选。例如抑郁症的发病机制已知是通过单胺类

递质减少所引起的。利血平是经典的耗竭单胺药物，而利血平最常见的症状是体温下降。故可利用体温下降程度来判断利血平耗竭单胺递质的多少来检测待试药物是否有抗抑郁作用。但其缺点也很明显，只是将特殊行为或生理反应当作所要模拟疾病的病理，与临床疾病相似度低。

(2)症状模拟模式症状模拟模式是以整体行为模拟人类某一疾病或功能素乱类似的行为，来研究疾病或功能紊乱的病理或该疾病对药物的反应，因为这种模式不是建构在假设的特定病理之上，可以用来探究各种病理、病因，或测试任何可能的治疗方法。以抑郁症为例，抑郁症病人通常表现为兴趣下降，在应激环境下没有逃生欲望。传统的强迫游泳实验就是将动物置于危险环境中的水中，通过检测动物在水中的不动时间来评价药物是否有抗抑郁作用。但由于没有模拟特定病理生理机制，假阳性率高。

2.动物模型造模方法

动物模型的造模方法分两类，一类是诱发性实验方法，是指研究者通过使用物理的、化学的、生物的和复合的致病因素作用于动物，而造成动物组织、器官或全身功能性或器质性改变，出现类似人类疾病时的功能、代谢或形态结构方面的病变，即人为地诱发动物产生类似人类疾病或功能紊乱模型。它的优点是可在短时间内复制出大量疾病或功能紊乱模型，并可严格控制各种条件，使复制出的动物模型适合研究目的需要。制作方法简便、实验条件容易控制。不足之处是人为等外源因素诱发，与自然发生的疾病或者功能性损伤不全然相同，而且并不是

所有的人类疾病或者功能性损伤都可在动物身上诱发。

另一类是自发培育动物模型(也有人称之为模式动物)，指实验动物未经任何人工处置在自然条件下自然发生或由于基因突变的异常表现，通过遗传育种保留下来的动物模型。优点在于疾病的发生、发展与人类相应的疾病比较相似、是自然条件下发生的，应用价值高。不足是来源较困难、种类有限，而且有时保种难，不能大量应用。

目前，国内外动物模型造模方法通常按基因工程、诱导(化学、物理)和自发诱导三类进行分类。

(1)基因工程动物模型基因工程动物模型是目前被认为很好模拟临床疾病的动物造模方法。包括基因敲除、转基因、基因编辑和剪切等所模拟的转基因、基因敲除、克隆动物模型等。如临床常用的拟阿尔茨海默病模型APP/PS1小鼠，就是采用转基因技术模拟的。此类方法由于针对发病机制，因此作用的靶点清楚，容易寻找到特异的药物。不过，代价昂贵，对发病机制复杂的神经精神性疾病来说，单一靶点或者单一递质的模拟不能全面真实地反映其临床表现。

(2)导动物模型

化学方法:化学方法模拟疾病动物模型是利用疾病发病机制原理进行的。如学习记忆障

碍的发生通常被认为是胆碱能递质缺陷，如抗胆碱药物东若碱、樟柳碱常用于诱导学习记忆障碍模型。y-氨基丁酸(GABA-A)受体在焦虑发生中起重要作用，因此苯二氮卓类受体拮抗剂常作为经典的焦虑动物模型诱导剂。化学方法也可用于模拟疾病的病理改变，如淀粉样蛋白沉积是阿尔茨海默病的主要病理改变，双侧侧脑室或海马注射AB(1-40)可造成明显的淀粉样蛋白毒性引起的一系列损害，因此是一种很好的模拟阿尔茨海默病动物模型。化学方法操作简便，非常适合需要大批量动物实验的新药筛选和保健食品功效评价。

2物理方法:物理方法是指采用物理因素诱发的动物模型，如机械损伤、放射线损伤、束缚制动、负重游泳、手术等造成动物器质性或功能性损伤，来模拟临床疾病、功能性损伤的发生。包括单一或混合的物理因素，如睡眠干扰、慢性束缚、慢性不可预测应激(chronicunpredictedmild stress，CUMS)来模拟焦虑症、抑郁症和学习记忆障碍等。

物理方法在航天、航空、航海等特因环境应激所致的认知、情绪、运动等功能性损伤动物模型模拟方面具有广泛的应用价值。如尾吊大鼠所致的学习记忆功能减退可用于模拟航天失重效应所致的认知行为实验研究。慢性束缚可以很好地模拟狭小空间应激环境，CUMS动物模型被认为最接近临床抑郁症表现的动物模型而用于抑郁症发病机制和抗抑郁药物药效评价。

(3)自发诱导模型在自然条件下因基因突变导致实验动物机体表型、生理功能、生化反应等方面的异常表现，并且这些异常能够通过遗传育种进行传代的动物模型。如SAMP8老化小鼠动物模型。