第四节 抑郁模型的建立和评定
抑郁症（depression disorder）是一种最常见的心境障碍性疾病（mood disorder），造成某种不愉快的心境和身体器官的功能紊乱，具有高发性、慢性化的倾向。抑郁患者的典型症状包括：低落或沮丧的情绪、快感缺失、兴趣丧失、丧失信心等，严重时患者会出现自杀的念头。与该病相伴的生理症状包括食欲下降、体重减轻、睡眠障碍、记忆减退、活动能力下降等。尽管抑郁症有着破坏性的影响，但是它的病因及病理机制目前还不清楚，所以研究抑郁症的病理机制对其治疗至关重要。
本方案介绍了几种常用的抑郁动物模型的制作方法，在科研工作中，抑郁造模往往需要结合多种方法加强实验的可信度。
动物模型研究对进一步认识人类精神疾病起着至关重要的作用。目前对于抑郁样行为没有哪一种方法相对于别的方法具有明显的优势，各种抑郁症动物模型的病理生理机制各异，但每种模型只能模拟抑郁症某一或某些方面的症状，因此研究中常要求多个模型联合应用。目前常用的造模方法有应激模型、神经生化模型两大类，其中由于应激模型无侵入、创伤小，更能够模拟抑郁症的发生发展过程而被更加广泛使用。本文介绍几种科研上常用的应激模型，并对常用的抑郁评价方法做进一步介绍。
一、抑郁症的模型制作
1.慢性不可预知性应激（CUMS）
（1）定义：临床观察提出应激是情感性疾病发病的一种促成因素，尤其是重型抑郁。抑郁症的病理生理学和应激的神经生物学通过下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴以及5-羟色胺（5-HT）和去甲肾上腺素（NE）相关的神经元系统联系在一起。慢性不可预知性应激可诱导动物行为缺陷及神经系统和神经内分泌系统异常，例如旷场实验中的活动性降低，下丘脑-垂体-肾上腺系统失常及神经可塑性和神经发生改变，这些异常均能通过抗抑郁治疗而得到改善。由于慢性不可预知性应激是模拟抑郁症的环境诱因，动物的行为特征改变、血浆皮质激素升高等均与内源性抑郁症状相似，且大部分经典的抗抑郁药对其有效。因此，慢性不可预知性应激作为一种抑郁症动物模型具有较高的价值。
（2）实验方法
① 在实验前称量小鼠体重。
② 实验前3天开始进行糖水训练，方法为：同时使用两个外观一样的饮水瓶，分别装入150ml饮用水和1%糖水供小鼠饮用，每12h交换位置，持续3天。之后每周进行糖水消耗评价，共持续8周。
③ 冷水游泳，将小鼠放入16℃冰水中游泳5min。
④ 禁水，将小鼠饮水瓶撤去12h。
⑤ 更换大鼠用过的垫料12h。
⑥ 潮湿笼子，使用100ml饮用水打湿垫料，持续12h。
⑦ 闪光刺激，关闭外部照明，使用高频闪光灯连续照射12h。
⑧ 倾斜笼子，将小鼠笼子45°倾斜12h。
⑨ 噪声刺激，使用白色噪声（收音机静电声，85dB），连续播放12h。
⑩ 禁食，撤去小鼠食物12h。
⑪ 小管约束，将动物约束于小管。
慢性不可预知性应激过程中，小鼠随机遭受应激因子。
整个实验过程见图2-7。
图2-7 整个实验过程
2.强迫游泳实验（FST）
（1）定义：强迫游泳实验是一种常用于药物抗抑郁样活性筛选的动物模型，通过强迫动物在不能逃脱的狭窄水缸游泳诱导抑郁状态。在最初的疯狂逃脱尝试后，动物采取相对不动的状态，这种状态被称为“绝望”，假设动物“已经放弃逃脱的希望”。强迫游泳是最常用的“行为绝望”实验，通过模拟抑郁症患者的绝望行为来评价抗抑郁药在啮齿类动物的抑郁样行为中的作用。在抑郁症的药理学和行为学的干预存在下不动时间将会明显减少。强迫游泳实验操作简单且急性和慢性给药均有作用，因此被广泛用于抗抑郁药的初筛，或对其他抑郁模型动物行为改变的评价。但也有人认为动物强迫游泳中表现出的不动状态可能是对应激的一种适应，或者是一种疲劳现象，并非等同于抑郁症患者的绝望行为。再则，急性应激过程能否产生抑郁状态也值得怀疑，这与抑郁症临床发病过程不符。此外，虽然抗抑郁药能剂量依赖地减少不动时间，但不动时间减少也可能是由中枢神经系统兴奋剂引起的。兴奋剂和抗胆碱药减少不动时间可能是通过对活动的非选择性刺激而不是通过延迟不动的发作。因此，也应测试动物的自发活动以确定不动时间的减少，是由于抗抑郁作用而非改变自发活动。
（2）实验方法
① 强迫游泳的泳池为一个直径30cm，高50cm的圆缸，其高度要确保动物不能逃脱，水深20cm，水温16℃。
② 测试前一天先进行训练，把小鼠放于水池中游泳15min，15min后将动物取出烤干，再放回各自的笼子。
③ 24h后开始测试，方法为：将动物分别放入水缸中，水深20cm，水温16℃强迫游泳6min。当动物停止挣扎漂浮在水中，只做必要的轻微动作保持头在水面上的时候，被认为是不动。
④ 记录6min内小鼠在水中的不动时间。
3.悬尾实验（TST）
（1）定义：悬尾实验建立在Steru等方法的基础上，是一种不可逃脱的应激状态，广泛用于新药研发中，用来衡量抗抑郁样活性。悬尾实验是最常用于诱导小鼠行为改变的模型，这种诱导的行为改变可以被抗抑郁药治疗逆转。最近，大量小鼠的遗传研究中使用悬尾实验来测定抗抑郁药的作用或应激反应。抗抑郁药的急性给药有效，使小鼠在更长的一段时间里坚持尝试逃脱。与强迫游泳实验一样，这与临床治疗在作用时程上不相吻合，因此也仅适用于抗抑郁药的初筛。
（2）实验方法
① 实验在安静、恒温条件下进行。悬尾实验场为一个60cm×40cm×100cm立方体盒子，盒子顶部正中有一倒钩，有粗线连接，方便悬挂小鼠，盒子正前方有摄像头记录小鼠的运动。
② 实验时，在距尾尖约1cm处用胶布把小鼠悬于倒钩下的粗线上，小鼠被倒悬于高处会立刻出现逃生样行为，一段时间后转变为被动不动。在最初的挣扎期后小鼠会适应不动状态，类似于绝望和精神抑郁的状态。
③ 测试期为6min，记录小鼠的累计不动时间。
4.获得性无助
（1）定义：获得性无助是心理学范畴的一个技术术语，指人或动物在行为无助的状态下，甚至是当帮助其避免遭受不好或有害环境的机会恢复时，其行为始终表现消极，如当遭受不可逃脱的电击后给予逃避机会时某些实验动物逃跑或避免电击失败，产生抑郁症状：烦躁不安、认知能力下降、快感缺失、性欲下降、睡眠障碍等。无助相关的行为被视为抑郁症患者的常见特征，故获得性无助理论被用来建立一种抑郁症模型。缓慢给予三环类抗抑郁药、单胺氧化酶抑制剂、非典型抗抑郁药或电休克处理，均可逆转获得性无助的行为反应，而强安定药、抗焦虑药、精神兴奋剂和镇静药慢性处理后无逆转作用。该模型对抗抑郁药有较高的选择性和特异性，药理作用时程与临床相吻合，动物的行为表现颇似抑郁症患者的某些特征，但与抑郁症患者的病因不符，削弱了该模型的结构效度。
（2）实验方法：包括2个阶段。
① 无助诱导（不可逃避的电击预处理）：第1天，大鼠被单独放于有不锈钢格网的有机玻璃电击箱，通过具有恒定电流的电击装置进行60次随机足底电击（0.8mA），每分钟电击15s，共计1h。对照组大鼠被置于相同箱子的网格上1h，不施加不可控制的电击。此阶段后，动物被放回原来的笼子。
② 条件逃避训练：为评价逃避缺陷，在第3天，即电击后48h，进行穿梭箱逃避实验。通过光电照相系统，动物每次穿过隔板后格网上的电就会断开，每只动物单独放入穿梭箱，适应环境5min。适应后进行 30次电刺激实验，共计15min，也就是每分钟2次。在每次实验的前3s中，施加光信号，之后进行3s的电击（0.8mA），再接着是24s的测试期。在连续3天（第3～5天）中进行穿梭箱阶段。在此阶段动物会出现以下两种反应：a.在光信号期动物穿入另一个隔间，部分逃避或完全避免被电击；b.动物被电击，即逃避有害刺激失败。记录刺激存在时动物的逃避失败次数和刺激不存在时的穿越次数。
5.双侧嗅球切除模型
（1）定义：双侧嗅球切除使实验大鼠在神经化学、生理学和行为学等方面出现异常，同时这些改变与抑郁症患者的某些症状类似，如逃避能力降低和血浆皮质激素升高。这些症状可以通过慢性而非急性的抗抑郁药物治疗逆转，与临床抗抑郁治疗的时程相似，因此可以把双侧嗅球切除作为一种抑郁症动物模型，用于研究抑郁症发病机制及抗抑郁药的筛选。但单胺氧化酶抑制药反苯环丙胺和非典型抗抑郁药三唑酮对此模型无明显影响。
（2）实验方法：按照Nowak等描述的方法进行大鼠双侧嗅球切除。首先暴露头骨，然后在前囟点前7mm、正中线两侧2mm处钻7mm深的孔。吸出嗅球，用止血棉压在孔处止血，缝合头皮。为避免动物感染，手术后可肌内注射普鲁卡因青霉素。对假手术组动物进行相同的手术处理，但不切除嗅球。手术后动物恢复5～7天再开始给药。
6. 5-羟色氨酸（5-HTP）诱导的甩头实验
（1）定义：5-羟色氨酸诱导的甩头实验是一种药物相互作用模型，与抗抑郁药能逆转5-羟色胺的前体5-羟色氨酸引起的反应有关。5-羟色氨酸诱导的5-羟色胺释放能激活突触后5-羟色胺2A受体，使小鼠出现甩头反应。该模型不模拟抑郁症状，仅能用于研究药物的抗抑郁样作用中可能的5-羟色胺能机制。
（2）实验方法：在给予5-羟色氨酸（120mg/kg，胸腔注射）前1h，给予小鼠氟西汀（30mg/kg）或双蒸水灌胃。给药后30min把小鼠放入笼子，记录20min内甩头（头部快速移动而躯干基本不动）的累积次数。
7.利血平翻转实验
（1）实验原理：在大鼠或小鼠，囊泡单胺摄取阻滞药利血平可引起上睑下垂、运动不能和体温过低，且能被抗抑郁药治疗逆转。单胺氧化酶抑制剂和三环类抗抑郁药可以对抗利血平引起的动物行为异常，但某些药物如左旋多巴、苯丙胺和β受体拮抗药等，同样可以翻转利血平的作用，产生假阳性抗抑郁作用。该模型简便易行，但选择性较差、可信度不高，目前仅用于抗抑郁药的初筛。
（2）实验方法
① 逆转利血平诱导的上睑下垂：给予动物利血平，同时给予药物或溶剂对照。注射后1h测定上睑下垂得分，等级从0（眼睛完全睁开）到4（眼睛完全闭合）。
② 逆转利血平诱导的运动不能：动物注射利血平，同时给予药物或溶剂对照。注射后1h，把小鼠放在一个直径为7.5cm的圆筒内测定其活动性，记录15s后仍在圆筒内的小鼠数量。
③ 逆转利血平诱导的体温过低：动物注射利血平，同时给予药物或溶剂对照。利血平注射后60min、90min、120min、150min和180min时测定肛温。把电子温度计插入动物肛门内2cm测定肛温，当温度计温度稳定时记录。
二、抑郁动物的行为学评价
1.糖水消耗实验
（1）实验前，在隔音和安静的房间内，首先训练大鼠适应糖水。每笼同时并排放置2个外观一致的饮水瓶，分别装入150ml饮用水和1%糖水，每12h交换位置，连续3天。
（2）在测试的前24h，撤去所有2个饮水瓶，但允许动物自由进食。
（3）第5天开始进行糖水偏好实验：同时给予一瓶 1%的蔗糖水和饮用水150ml，水瓶放置位置随机，1h后取走并称重。
（4）记录纯水消耗量（ml）和糖水消耗量（ml），计算糖水相对消耗量（ml/kg），总液体消耗量（ml），纯水相对消耗量（ml/kg），由此得出糖水偏好程度=糖水消耗量/总液体消耗量×100%。
糖水消耗实验见图2-8。
图2-8 糖水消耗实验
2.旷场实验
旷场为60cm×60cm×60cm立方体，周壁、底面为白色，底面虚拟为面积相等的9块。箱子上方有摄像机记录小鼠的运动。
（1）将小鼠置于敞箱底面的中心方格内开始计时，以动物穿越底面的格数（四爪均进入的方格方可记数）为水平运动（crossing）次数，以后肢直立次数（两前爪腾空或攀附箱壁）为垂直运动（rearing）次数。
（2）记录水平运动次数及垂直运动次数，每只动物测定1次，每次测定时间为5min。
（3）每次测定完毕后彻底使用70%酒精清洁敞箱，清除上一只小鼠气味后再进行下一只的观察。
（4）记录每只小鼠总攀爬次数=水平运动+垂直运动次数。
旷场实验见图2-9。
图2-9 旷场实验
3.悬尾实验
测试期为6min，记录小鼠的累计不动时间。见图2-10。
图2-10 悬尾实验
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（肖乃安）