生活性應激源暴露是臨床抑郁癥的重要誘發(fā)因素。臨床研究表明,長期暴露于不可控、不可預見的生活事件的人更容易催患抑郁障礙。CUMS 動物模型讓動物經(jīng)歷多種慢性不可預知、低強度刺激,與人類抑郁癥誘因相似,其病因和病理機制接近于人類抑郁癥,是經(jīng)典抑郁癥動物模型,廣泛應用于抗抑郁藥物作用的研究。20 世紀80 年代早期,Katz 開始了對慢性應激模型的研究,即給予動物一系列高強度刺激因素(電擊、噪聲、長時間行為限制等),連續(xù)三周,動物表現(xiàn)出抑郁樣狀態(tài)。Willner在此基礎上進行了改進,降低了應激刺激的強度,延長應激時間,并將快感缺乏的測試作為CUMS 的主要評價方法,建立了CUMS 動物模型。該模型主要模擬了人類抑郁的核心癥狀:快感缺乏,同時也模擬了中重度抑郁癥的其他表現(xiàn),如社會交往能力下降,探索行為能力下降等。
本研究中,通過糖水偏愛你實驗、新奇抑制攝食實驗、懸尾實驗和強迫游泳結果可以看CUMS模型組大鼠糖水偏愛指數(shù)下降、新奇攝食抑制實驗潛伏期延長、懸尾及強迫游泳實驗不動時間延長,與正常組相比,具有顯著性差異,而經(jīng)典的抗抑郁藥氟西汀給藥可以逆轉這些抑郁樣行為。提示大鼠CUMS模型成功。此外本實驗還對CUMS模型的機制進行了基礎研究,認為CUMS模型會導致動物皮層和海馬組織的5-HT和DA神經(jīng)遞質水平顯著性降低,血清皮質酮含量顯著升高,海馬BDNF水平顯著降低(P<0.05)。因此我們認為采用慢性不可預測應激,35天可以造成大鼠抑郁樣行為,并且經(jīng)過本實驗室的驗證,該實驗條件對于小鼠同樣適用。
模型技術難點在于對于CUMS刺激因子的選擇,刺激因子的選擇可能影響實驗模型的成功與否,常用的刺激因子有禁食(12 h)、禁水(12 h)、冷水游泳(4 °C,5 min)、熱水游泳(42 °C,5 min)、動物叫聲(0.5 h)、束縛(使用自行研發(fā)的小鼠行為限制器,長20 cm,直徑7 cm)、晝夜顛倒、配對飼養(yǎng)、濕籠、傾籠等。每日選擇2~3 種刺激,并盡量使應激程序符合不可預測的特點,以避免動物產生適應性。相同的刺激因子應該隔3-7日再進行。
本研究通過不同的刺激因子對大鼠造成慢性不可預測應激模型,通過糖水偏愛、新奇環(huán)境攝食抑制實驗、懸尾、強迫游泳實驗等經(jīng)典行為學指標,以及神經(jīng)遞質、皮質酮和神經(jīng)營養(yǎng)因子等基礎機制指標,表明了慢性不可預測應激誘導大鼠抑郁模型的成功,并且該模型對于BALB/c 小鼠等同樣適用,本模型可用于進一步的抗抑郁藥物的藥效學評價。
本實驗采用健康成年SPF級大鼠。飼料墊料均為高壓滅菌產品,購自北京維通利華實驗動物有限公司,動物用水均經(jīng)過除菌處理。實驗動物以完整的包裝直接進入實驗室,觀察適應5天后無異常情況,方進行實驗。實驗過程中動物操作均符合動物倫理學規(guī)范,對環(huán)境和生態(tài)影響等符合國家相關法律規(guī)定。
1 實驗材料
(1)藥品與試劑:
鹽酸氟西汀片,批號:20190516,常州四藥制藥有限公司。標準物質多巴胺(DA)、5-羥色胺(5-HT)來自Sigma Aldrich公司(圣路易斯,美國莫州)。酶聯(lián)免疫吸附測定BDNF、CORT試劑盒購自南京建成生物技術研究所(南京,中國)。
(2)儀器:
① 行為學檢測:糖水偏愛、新奇環(huán)境攝食抑制實驗、大鼠懸尾實驗、大鼠強迫游泳實驗
② 機制檢測:全自動酶標儀(美國Bio-Rad公司)、超聲細胞破碎儀(美國Sonics公司)、分析天平(梅特勒托利多公司)。
2 評價方法
(1) 行為學評價:
① 糖水偏愛:
分為訓練期和測試期。訓練期內,實驗共需3d,第一個24h,大鼠飲水瓶為兩瓶均裝有1%蔗糖水各100ml;第二個24h,大鼠飲水瓶為一個瓶裝有1%蔗糖水100ml,一個瓶裝純凈水100ml;再經(jīng)過24h的禁食禁水后,進行動物的基礎糖水/純水消耗實驗:同時給予每只大鼠事先定量好的兩瓶水:一瓶1%蔗糖水100ml,一瓶純水100ml,1h后,取走兩瓶并稱重,計算動物的總液體消耗,糖水消耗,純水消耗,糖水偏好指數(shù)。為避免位置偏愛影響因素,測試中間,將兩瓶位置互換。造模前,進行糖水偏好訓練及基線測試,根據(jù)測試結果,將動物分組。造模結束后,再進行一次糖水偏愛測試,以評價動物快感缺失的癥狀。
② 新奇環(huán)境攝食抑制實驗
采用圓形敞箱(直徑90cm,高60cm),每次檢測前再測試箱中心放3粒同等大小的食丸。大鼠在禁食禁水24小時后,面向測試箱壁沿著箱壁放入敞箱中,每次從同一方向、同一位置放入,記錄15 min內第一次攝食潛伏期(以大鼠第一次咬食食丸為標準),即動物自放入測試箱中至首次攝取食物的時間。(2)皮質酮含量的測定
③ 大鼠懸尾實驗
于距大鼠尾尖部用膠布纏上掛于支架上, 使大鼠成倒掛狀態(tài), 其頭部離箱底約5cm。懸掛時間為6min, 統(tǒng)計大鼠后4min內懸尾累積不動時間(不動狀態(tài)即大鼠停止掙扎不動或無任何活動)。
④ 大鼠強迫游泳實驗
大鼠強迫游泳實驗方法分為訓練期和測試期,大鼠放入裝有30cm水的透明亞克力塑料圓桶內(直徑18cm,高40cm), 水溫維持在24 ± 1°C,連續(xù)兩天游泳。第一天使其預游泳(預適應)15min。24h后進入測試期,將大鼠放入桶中,記錄5min內大鼠的不動時間(不動即大鼠停止掙扎,呈漂浮直立狀態(tài),僅有偶爾的肢體運動以及保持頭部浮在水面的持續(xù)時間)。
⑤ 神經(jīng)遞質檢測
采用實驗室前期的實驗方法-LC-MS/MS進行測定。
色譜條件:色譜柱 2.0 mm×150 mm,3 μm(TSK Gel amide 80,TOSOH公司);流動相:乙腈-15 mM甲酸銨水溶液(pH 5.5)(40:60);柱溫:35 ℃;樣品室溫:4 ℃;流速:0.4 ml/min。
質譜條件:以電噴霧電離方式進行離子化,以多反應檢測(MRM)模式進行掃描,離子源及其他相關參數(shù)優(yōu)化為:TEM: 500 ℃; CAD: Medium; Gas1: 50 psi; Gas2: 70 psi; CUR: 20psi。+MRM模式參數(shù)為:噴霧電壓5500 V; EP: 10; CXP: 10;-MRM模式參數(shù)為:噴霧電壓-4500 V; EP: -10; CXP: -13;
1 動物:SPF級SD大鼠,30只,雄性,體重180-220g。分為空白對照組、CUMS模型組、陽性藥組。
2 模型誘導方法:
慢性不可預測性應激模型的建立
在本課題組前期CUMS應激方法的基礎上進行改進。除正常對照組外,其余大鼠每日隨機接受各種不同的應激源的刺激,包括:束縛 6h、濕籠 12 h、冰水游泳(4°C)5min、熱水游泳(42°C)5min,頻閃12h、45度斜籠7 h、夾尾3min, 噪音24 h、電擊10 min、晝夜顛倒、持續(xù)光照36h、禁食禁水24h、冰水游等刺激,每天隨機安排,同一種刺激不能連續(xù)出現(xiàn),使動物不能預見給予的刺激,每日1~2種。造模時間持續(xù)35d。從造模開始各組分別灌胃給予相應藥液,給藥期間各組繼續(xù)造模,連續(xù)給藥35d,末次給藥后進行相關行為學檢測,并取腦組織進行相關檢測??瞻讓φ战M正常飼養(yǎng)。
時間-造模方式-具體安排
星期一
冰水游泳10min+頻閃12h+噪音30min
8:50am-9:00am 冰水游泳
9:00-9:30am噪音
9:00am-9:00pm頻閃
星期二
禁水12h+濕籠12h
9:00pm-9:00am濕籠
星期三
電擊5min+晝夜顛倒
9:00am-9:30am 電擊
星期四
熱水游泳10min+頻閃12h+噪音30min
8:50am-9:00am熱水游泳
9:00-9:30am噪音
星期五
禁食12h+間斷照明30min
9:30am-9:30pm束縛
9:30pm-9:30am傾籠
星期六
夾尾3min +頻閃12h+噪音30min
9:00-9:30am噪音
9:00am-9:00am頻閃
星期日
束縛6h+傾籠12h
8:30am-8:30pm禁食;9:00am-9:00pm間斷照明
抑郁癥是一種嚴重影響人體健康的精神疾病,其患病率約占總人口的3% [1]。世界衛(wèi)生組織預測到2020 年抑郁癥將成為第二大主要疾病之一,給社會帶來極大經(jīng)濟負擔[2],抑郁癥已成為全世界共同面臨的衛(wèi)生健康難題。近年來研究發(fā)現(xiàn),應激性生活事件是抑郁癥的顯著促發(fā)因素[3],引發(fā)抑郁的主要原因是來自慢性、低強度、長期的日常壓力。
文獻中關于建立該模型所使用的大小鼠品系繁多。慢性不可預測應激(Chronic unpredictable mild stress, CUMS)動物模型采用常用的模式動物,如大鼠和小鼠。多選用Sprague-Dawley、 Wistar大鼠、BALB/c小鼠、昆明小鼠、ICR小鼠、C57BL /6J小鼠等[4-9]。關于大小鼠的選擇,80%的研究選擇了大鼠,雄性多見。目前,文獻報道的CUMS刺激因子的多變性、不可預見性是模型成功的關鍵,單獨使用一種刺激不能產生理想的效果,每種刺激因子應間隔3~7 d[10],大部分CUMS造模過程都選擇了7-11種刺激因子,只有少數(shù)實驗選擇了≥12或≤6種的刺激因子,最少的用了4種,最多的用了14種。造模周期有2-8周不等,其中以3-6周最為常見。本模型選用適宜的造模時間-35天,以及常用的幾種刺激因子,確定該模型誘導的抑郁模型為現(xiàn)代人類長期處于慢性不可預測應激作用下誘發(fā)的抑郁癥機理研究、防護和藥物研究提供實驗模型。
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中文名稱:慢性不可預測應激誘導大鼠抑郁模型
英文名稱:Chronic unpredictable mild stress induced depression model in rats
類型:神經(jīng)精神疾病動物模型
分級:B級
用途:本研究通過建立穩(wěn)定可靠的CUMS模型,用于進一步的抗抑郁藥物的藥效學評價。
研制單位:中國醫(yī)學科學院藥用植物研究所;中國航天員科研訓練中心
保存單位:中國醫(yī)學科學院藥用植物研究所
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