在神经科学和行为学研究中,动物模型被广泛用于模拟人类疾病状态,以深入了解其病理机制和开发潜在的治疗方法。社交挫败应激模型(SDS)便是其中一种重要的抑郁症动物模型,它通过模拟人类社交环境中的挫败感来诱导动物的抑郁样行为。本文将详细介绍SDS模型的建立及其行为学评价方法,以期为相关领域的研究者提供参考。
一、SDS模型的建立
1. 大鼠SDS模型
实验动物:雄性Long-Evans大鼠,体重380-450克,与输卵管结扎后的雌性LE大鼠配对喂养。
实验环境:标准实验环境,开灯时间19:00,关灯时间07:00,温度控制在21±1°C。
居留者-入侵者模型:
居留者筛选:选择攻击性适中的Long-Evans大鼠作为居留者。
实验过程:实验分为两个阶段,总时长45分钟。第一阶段为躯体应激,持续不超过5分钟,将SD组大鼠(入侵者)放入居留者笼中,允许身体接触;第二阶段为心理应激,持续约55分钟,通过金属网格筛分隔两只大鼠,避免直接身体接触,但保持视觉、听觉和嗅觉的接触。实验每天上午9:30开始,持续约60分钟,实验前10分钟移除LE雌鼠。这一社会挫败刺激过程持续3周。
2. 小鼠SDS模型
实验动物:雄性C57BL/6小鼠,7-8周龄,体重20-30g;雄性、雌性CD1小鼠,40-42周龄,体重120-150g。
实验环境:环境温度24-27℃,光照周期12小时(07:00-19:00),自由获取食物和水。
实验过程:
攻击鼠选择:CD-1雄性小鼠作为攻击鼠(宿主),C57BL/6J作为实验鼠(入侵者)。
社会挫败刺激:分为两个阶段。第一阶段是5-10分钟的身体攻击,实验鼠C57BL/6J进入CD-1的领地,被连续攻击;第二阶段为24小时的感官接触,通过铁丝网分隔两鼠,使其可以相互看到、听到和嗅到,但不能直接接触。每天重复此过程,连续10天,每天使用不同的CD1雄性小鼠作为攻击鼠。
3. 雌性小鼠CSDS模型
实验动物:雌性C57BL/6J小鼠,雄性CD1小鼠。
实验过程:利用雄鼠尿液中的气味和信息素增加其对雌性入侵者的攻击行为。将雄鼠尿液应用于雌性小鼠尾巴根部及会阴处,诱导CD1雄鼠反复攻击雌性C57BL/6J小鼠,每次5-10分钟,持续10天。
二、行为学评价方法
1. 基线测试
在实验开始前,进行糖水偏好测试(SPT)、体重测量(BW)和自发活动测试(LAT),以建立基线数据。
2. 体重测量
建模完成后,再次测量实验动物的体重,以评估社交挫败应激对体重的影响。
3. 糖水偏好测试(SPT)
测试目的:评估快感缺失状况。
测试方法:在测试前,将C57小鼠的笼子左边配置一瓶1%蔗糖水,右边配置一瓶纯水,自由饮食饮水两天,期间每12小时交换糖水瓶和纯水瓶的位置,以防止位置偏好。禁食禁水24小时后,再将每笼随机位置放回两瓶水,让C57小鼠自由饮用2小时,然后测量剩余溶液体积。计算糖水消耗体积A和纯水消耗体积B,得出糖水偏好率=蔗糖摄入量/总液体摄入量。
4. 强迫游泳测试(FST)
测试目的:评估行为绝望程度。
测试方法:使用内径为25厘米、水深为45厘米的游泳桶。将大鼠置于水中游泳6分钟,记录最后4分钟内的不动时间。不动时间越长,表明行为绝望程度越高。
5. 旷场测试(OFT)
测试目的:评估活动水平和焦虑行为。
测试方法:在5分钟内测量大鼠的总运动距离和中央区域活动时间。中央区域活动时间越少,表明焦虑行为越明显。
6. 高架十字迷宫测试(EPM)
测试目的:评估焦虑行为。
测试方法:通过测量大鼠进入开放臂与封闭臂的时间比来评估其行为。进入开放臂时间越长,表明焦虑程度越低。
7. 社会接触行为实验
测试目的:评估社交能力。
测试方法:实验分为两个阶段。第一阶段(target absent),不放入陌生鼠,记录小鼠进入接触区的时间A;第二阶段(target present),在铁丝笼中放入陌生鼠,记录小鼠进入接触区的时间B。计算B与A的比值,比值越小表示抑郁样行为越明显。
8. 社会交往测试(SIT)
测试目的:评估社会交往能力。
测试方法:旷场分为接触区和角落区。第一阶段(target absent),将空金属笼子放置在接触区,记录C57BL/6J小鼠在接触区的持续时间;第二阶段(target present),在接触区中放置陌生CD-1攻击鼠,记录C57BL/6J小鼠在接触区的持续时间。计算社会交往率(SIR)=有攻击鼠存在时C57BL/6J小鼠在接触区持续时间/无攻击鼠存在时C57BL/6J小鼠在接触区持续时间。SIR≥1表明小鼠是抵抗鼠,对此应激不敏感;SIR<1表明小鼠是易感小鼠,即为造模成功小鼠。
三、总结与讨论
SDS模型通过模拟社交挫败应激来诱导动物的抑郁样行为,具有实验周期短、稳定性和可重复性高的优点。通过一系列行为学评价方法,可以全面评估实验动物的抑郁症状,包括快感缺失、行为绝望、活动水平降低、焦虑行为增加以及社交能力下降等。
在SDS模型中,社会互动比(SIR)是一个重要的评价指标,它可以根据动物的社交行为将其分类为敏感型和抵抗型。这种分类方法有助于减少个体间差异对整体行为学评估的影响,提高实验的准确性和可靠性。
此外,SDS模型还可以用于筛选抗抑郁药物和评估潜在治疗药物的效果。在药物干预实验中,可以在建模后进行连续给药,以避免建模过程中药物干预引起的额外生理刺激对实验结果的影响。
需要注意的是,社交挫败应激对实验动物的影响可能持续较长时间,因此在实验设计和实施过程中应充分考虑这一点,确保实验结果的准确性和可靠性。同时,研究者还应关注实验动物的福利和伦理问题,确保实验过程符合相关标准和规定。
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