兩種抑郁模型的行為學(xué)比較

摘要

目的: 比較5-經(jīng)色胺神經(jīng)元損毀致小鼠抑郁癥狀模型與慢性刺激抑郁模型小鼠強(qiáng)制游泳實(shí)驗(yàn)和懸尾實(shí)驗(yàn)中的行為學(xué)特點(diǎn)， 評估兩種模型在研究抑郁癥中的適用性。

方法:實(shí)驗(yàn)于2005-04/07 在解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)完成。 ①分組:40 只C57BU 6 小鼠隨機(jī)分為慢性刺激組 、5-經(jīng)色胺損毀組、假手術(shù)組及空白對照組。②模型制備:慢性刺激組小鼠每日慢***刺激，共21d;5-9色胺損毀組小鼠腦室中注射特異性5-9 色胺毒劑5,7一 雙經(jīng)色胺，特異性損毀小鼠中縫背核中的5-f} 色胺能神經(jīng)元; 假手術(shù)組小鼠側(cè)腦室給予注射等量的生理鹽水。③觀察指標(biāo):分別測試兩種模型小鼠的體質(zhì)量變化、蔗糖攝取實(shí)驗(yàn)、強(qiáng)制游泳實(shí)驗(yàn)和懸尾實(shí)驗(yàn)等行為學(xué)表現(xiàn)。

結(jié)果:40 只小鼠均進(jìn)人結(jié)果分析。 5-經(jīng)色胺損毀組和慢性刺激組的小鼠表現(xiàn)出多項(xiàng)抑郁癥狀:①兩者模型小鼠體質(zhì)量增加緩慢、增加量明顯減少。②兩種模型小鼠均表現(xiàn)糖攝取量明顯減少。③兩種模型小鼠強(qiáng)制游泳實(shí)驗(yàn)和懸尾實(shí)驗(yàn)中無動時間的總和均明顯延長。

結(jié)論: 慢性刺激模型和5-經(jīng)色胺損毀模型均復(fù)制出人類了抑郁癥的多項(xiàng)表現(xiàn)， 提示環(huán)境因素的改變和5-經(jīng)色胺降低在抑郁癥的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮一定作用。

主題詞:抑郁癥;5-經(jīng)色胺:慢性刺激

0 引言

抑郁癥是一類發(fā)病率很高的**， 世界衛(wèi)生組織宣布世界上大約有 17% 的人口在一生中會遭遇抑郁癥，給社會造成很大的財(cái)力、物力、人力的浪費(fèi)。關(guān)于抑郁癥的研究取得很多進(jìn)展， 但是其確定的病理機(jī)制尚不清楚。其中一個原因是抑郁癥的表現(xiàn)非常多樣，因此比較難以在實(shí)驗(yàn)室模仿抑郁癥的全部癥狀。另外，抑郁癥的很多癥狀以患者的自身感覺和自述為主， 而在動物模型上很難模擬; 尤其是患者反復(fù)的罪惡感和**傾向，在動物身上不能模擬出來。但是動物模型還是可以重現(xiàn)抑郁患者的很多基本生理學(xué)和行為學(xué)的反應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)比較兩種動物模型的抑郁樣行為學(xué)實(shí)驗(yàn)， 以評價它們在抑郁癥基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用。

1 材料和方法

設(shè)計(jì):隨機(jī)對照動物實(shí)驗(yàn)。

單位:解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院康復(fù)與理療科。

材料:實(shí)驗(yàn)于 2005-04/07 在解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)完成。 40 只C57BL/6 小鼠， 鼠齡 10 周， 體質(zhì)量20 21g，無特殊病原體，第四軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物研究中心提供。 置于安靜、溫暖、晝夜明暗周期為8:00-20:00光照、20:00一 次日8:00 黑暗的實(shí)驗(yàn)室中， 自由飲水、攝食。 飼養(yǎng) 1周后，隨機(jī)分為慢性刺激組、5-輕色胺損毀組、假手術(shù)組及空白對照組，每組 10 只。設(shè)計(jì)、實(shí)施、評估者:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為**作者，在日本大阪大學(xué)經(jīng)過行為學(xué)評估培訓(xùn);實(shí)施及評估為全部作者，動物分組及編號由**、三、四作者進(jìn)行，評估采用盲法。

方法: 動物模型制備:① 慢性刺激模型:每日給予小鼠刺激[ 9，小鼠單獨(dú)飼養(yǎng)，每天隨機(jī)暴露于以下刺激中的一種，共持續(xù) 21 d:干鋸屑墊料、置于空籠、籠子傾斜(45 ℃)、播放掠食者錄音、晝夜顛倒、冷水游泳。 在蔗糖攝取實(shí)驗(yàn)前**不給予任何刺激。 2 5-9 色胺損毀模型:5-經(jīng)色胺損毀組和假手術(shù)組手術(shù)前腹腔注射去甲丙咪嗓( 25 mg/kg) 和諾米芬辛( 10 mg/kg),40 min 后給予****鈉( 65 mg/kg)腹腔麻醉后，將動物固定在立體定位儀。 按照以下位置(與前自距離) :向后一0.7 mm ，旁開 1.0 mm ，深度一 1.7 mm ，用 10 [ LL 漢密頓微量注射器進(jìn)行雙側(cè)腦室注射。 5-輕色胺損毀組經(jīng)腦室注射5,7一 雙經(jīng)色胺(Sigma, USA )50 jig,溶解于含1g/L檸檬酸的生理鹽水)o假手術(shù)組注射等量的含1g/L檸檬酸的生理鹽水。 注射后留針5 min, ③空白對照組:不接受注射或刺激，群體飼養(yǎng)。 各組每天經(jīng)同一人輕柔抓取動物5 m in,體質(zhì)量測定:每兩 日稱量一次小鼠體質(zhì)量，直至21 d，將體質(zhì)量增長繪制曲線，另外計(jì)算各組第 21 天與實(shí)驗(yàn)前比較體質(zhì)量增加的數(shù)值，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

蔗糖攝取實(shí)驗(yàn):在造模前和造模后 21 d，分別計(jì)算小鼠在1h內(nèi)飲用10g/L蔗糖溶液量， 以此乒映小鼠的獎賞反應(yīng)程度。 在實(shí)驗(yàn)前 14 h 內(nèi)， 停止攝取食物和水。

懸尾實(shí)驗(yàn):由上海欣軟信息科技有限公司提供，記錄6 min 內(nèi)的第 2-6 分鐘的不動時間總和，此成績反應(yīng)動物的無助程度。

強(qiáng)制游泳實(shí)驗(yàn):由上海欣軟信息科技有限公司提供， 記錄6 m in 內(nèi)的第 2-6 分鐘的不動時間總和， 此成績反應(yīng)動物的無助程度。

**組織化學(xué)染色: 動物存活 21 d 后，由過量****鈉( 70 mg/kg)麻醉后，用 15 m L 0.01 mol/L 磷酸鹽緩沖液和50 mL 40 g/L 多聚甲醛灌注固定后，立即取腦置于200 g/L 蔗糖溶液，4 ℃過夜沉底后，取全腦進(jìn)行冰凍切片( Cry ostal;Leitz,W etzal,Germany)，片厚30 Rm ,隔五取一收集于0.01mol /L 磷酸鹽緩沖液中。切片經(jīng)封閉液(磷酸鹽緩沖液， 含10 g/L Bovineserum, 50 酬L NGS, 3 歲L Triton X -100) 30 min，后分別浸人一抗 : 兔抗酪氨酸經(jīng)化酶抗體沙500,CHEM ICON Intern ational Inc); 兔抗5-輕色胺抗體(1:5 000, Sigma);4 ℃孵育24 h,PBST 洗滌3 次后人鼠抗膠質(zhì)纖維酸性蛋白( 1:1000'Sigm司4 9C孵育24 h,經(jīng) PBST 洗滌 3 次后浸人混合熒光二抗 Alexa 546goatantirabbitIgG ( 1:1 000, M olecularprobes)和Alexa

538 goatantimouse IgG ( 1:1 000, M olecularprobes)中，室溫避光孵育 3 h ，隨后 PBST 洗滌后封固，在激光共聚焦熒光顯微鏡(CarlZeiss M icrolmaging, Inc.)下觀察并采圖。

主要觀察指標(biāo):① 小鼠造模前和造模后不同時間的體質(zhì)量改變及蔗糖攝取、 強(qiáng)制游泳實(shí)驗(yàn)和懸尾實(shí)驗(yàn)等抑郁相關(guān)行為學(xué)測定。②小鼠中縫背核5-9 色胺神經(jīng)元的改變。

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析:各組數(shù)據(jù)以x1: 表示，由**作者利用 SPSS 11.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析，組間差異采用 Dunnett's 后檢驗(yàn)，a=0.05 作為檢驗(yàn)水準(zhǔn)。

2 結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)動物數(shù)量分析

實(shí)驗(yàn)中參加實(shí)驗(yàn)小鼠40 只，無中途脫落，進(jìn)人結(jié)果分析小鼠40 只。

2.2 各組小鼠體質(zhì)量變化 見圖1。在動物造模前，各組動物的體質(zhì)量沒有顯著差別，隨著時間延長，各組小鼠的體質(zhì)量均表現(xiàn)出逐漸增加。其中，假手術(shù)組和空白對照組小鼠的體質(zhì)量增加明顯，約增加了4 g，而5-經(jīng)色胺損毀組和慢性刺激組的小鼠體質(zhì)量增加緩慢，增加量也明顯比假手術(shù)組和空白對照組小鼠少。

2.3 各組小鼠蔗糖攝取實(shí)驗(yàn)結(jié)果 見圖 2，在空白對照組和假手術(shù)組小鼠的 1 h 內(nèi)的蔗糖溶液攝取量幾乎完全一樣，而5-經(jīng)色胺損毀組和慢性刺激組小鼠的蔗糖溶液攝取量明顯減少( P < 0.01)，尤其是5-經(jīng)色胺

損毀組。

2.4 各組小鼠強(qiáng)制游泳實(shí)驗(yàn)和懸尾 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 見圖3，在懸尾實(shí)驗(yàn)和強(qiáng)制游泳實(shí)驗(yàn)中，空白對照組和假手術(shù)組小鼠的“ 無動時間”無差別，5-經(jīng)色胺損毀組和慢性刺激組小 鼠在兩個實(shí)驗(yàn)中的無動時間均明顯延長伊 < 0.01)， 其中5-經(jīng)色胺損毀組在強(qiáng)制游泳實(shí)驗(yàn)中無動時間的延長更顯著， 而慢性刺激組在懸尾實(shí)驗(yàn)中的無動時間的延長更顯著。

2.5 5-夯色胺**組化染色 在空白對照組和假手術(shù)組小鼠的中縫背核中5-經(jīng)色胺能神經(jīng)元呈 5-經(jīng)色胺**組化染色陽性， 陽性物質(zhì)主要出現(xiàn)在胞漿中，形態(tài)規(guī)則 ，分布均勻，而 5,7一 雙輕色胺側(cè)腦室注射后21 d 小鼠的中縫背核中，5-輕色胺陽性神經(jīng)元幾乎完全消失，只有少量纖細(xì)的纖維。

3 討論

抑郁癥的動物模型根據(jù)誘發(fā)抑郁的方式不同，可以分為**誘發(fā)和環(huán)境因素改變誘發(fā)兩大類模型。 慢性應(yīng)激抑郁模型具有高度的有效性， 并可持續(xù)幾個月，基本符合抑郁模型的要求，在目前國外文獻(xiàn)中廣泛使用。鼠類偏愛于甜的溶液，慢性應(yīng)激經(jīng)常減少蔗糖的攝取。 這種糖偏好的減少被解釋為快感缺乏，這是抑郁癥診斷的一個核心癥狀，強(qiáng)制游泳實(shí)驗(yàn)和懸尾實(shí)驗(yàn)是*常用的兩個用于致抑郁劑和抗抑郁劑研究的實(shí)驗(yàn)

回 。小鼠在水中放棄游泳掙扎和在懸吊于半空中時放棄掙扎的狀態(tài)的時間總和稱為無動時間， 反應(yīng)了小鼠“無助”的癥狀。 在本實(shí)驗(yàn)中所使用的慢性應(yīng)激模型導(dǎo)致小鼠體質(zhì)量減輕、 蔗糖攝取減少及明顯的懸尾實(shí)驗(yàn)和強(qiáng)制游泳實(shí)驗(yàn)中無動時間的延長，表現(xiàn)出抑郁樣癥狀。

本實(shí)驗(yàn)中的另一個模型一 5-經(jīng)色胺損毀組， 在本實(shí)驗(yàn)中所使用劑量的 5,7一 雙經(jīng)色胺經(jīng)側(cè)腦室注射后21 d， 接近 100% 地?fù)p毀了中縫背核中的5-經(jīng)色胺能神經(jīng)元，在中縫背核中只剩下少量不規(guī)則纖維。 其他的實(shí)驗(yàn)中顯示中縫背核中5-經(jīng)色胺神經(jīng)元消失，而被星型膠質(zhì)細(xì)胞所充填。 近年來的研究認(rèn)為膠質(zhì)細(xì)胞在抑郁癥的發(fā)病和**中也承擔(dān)重要角色，但是其具體作用目前尚在研究之中。

在 21 d 的生存時間中，5-經(jīng)色胺損毀組小鼠體質(zhì)量增加明顯緩于另外兩個對照組。 在蔗糖攝取實(shí)驗(yàn)中，表現(xiàn)出蔗糖攝取的明顯減少，表明對獎賞的反應(yīng)下降。 當(dāng)然不能完全排除由于體質(zhì)量增加減慢帶來的攝取量的減少。而在強(qiáng)制游泳實(shí)驗(yàn)和懸尾實(shí)驗(yàn)中，“ 無動時間”的延長反映其“ 無助”的表現(xiàn)。 本實(shí)驗(yàn)中小鼠模型在體質(zhì)量改變、蔗糖攝取實(shí)驗(yàn)、懸尾實(shí)驗(yàn)和強(qiáng)制游泳實(shí)驗(yàn)中均表現(xiàn)出與慢性應(yīng)激模型類似的行為學(xué)表現(xiàn)。

大量研究發(fā)現(xiàn)5-PI -色胺缺乏與抑郁心境、食欲減退、**、晝夜節(jié)律紊亂、***功能紊亂、性功能障礙、不能應(yīng)付應(yīng)激、活動減少等癥狀有關(guān)。 54 A r色胺活動的不足，是引起抑郁的高危因子;其依據(jù)包括:①5-經(jīng)色胺能活動的**經(jīng)常導(dǎo)致一些抑郁的癥狀:情緒，食欲，活動，性，認(rèn)知障礙及**。②在志愿者研究發(fā)現(xiàn)干擾 5-9 色胺的合成或儲存可以引起抑郁門 ，尤其是有抑郁癥家族史的志愿者。 而抑郁癥患者**后，如果耗竭色氨酸，會增加在 12 個月中復(fù)發(fā)率。 對于用5-輕色胺特效的抗抑郁****后的患者，耗竭5-經(jīng)色胺而保留去甲腎上腺素也會引起復(fù)發(fā), ③抑郁患者出現(xiàn)5-經(jīng)色胺活動的異常，包括5-輕色胺前體一 L-色胺酸減少，5-經(jīng)色胺合成，釋放，重?cái)z取及代謝的障礙，以及其突觸后受體的異常。 ④抗抑郁**，尤其是SSRI，往往是通過提高5-輕色胺含量而發(fā)揮作用。 現(xiàn)有的一些體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)也支持抑郁患者確實(shí)存在 5-經(jīng)色胺功能障礙， 例如抑郁患者血漿色氨酸水平低、腦脊液 5-經(jīng)色胺代謝物也低， **者額葉皮質(zhì)中5-色胺受體密度增高， 都說明抑郁癥與5-經(jīng)色胺關(guān)系密切 。

本實(shí)驗(yàn)中兩種模型表現(xiàn)出相似的行為學(xué)改變，都復(fù)制出部分抑郁癥狀。 很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示持續(xù)應(yīng)激可以引起 5-經(jīng)色胺和促腎上腺皮質(zhì)素釋放**一 皮質(zhì)醇系統(tǒng)的改變。 但是在 5-經(jīng)色胺損毀組中的小鼠其體質(zhì)量改變、蔗糖攝取實(shí)驗(yàn)、懸尾實(shí)驗(yàn)和強(qiáng)制游泳實(shí)驗(yàn)中的無動時間的變化比慢性應(yīng)激小組的變化更顯著。 提示慢性應(yīng)激引起抑郁的機(jī)制可能不止涉及 5- 色胺系統(tǒng)。 而5-經(jīng)色胺的減少的作用主要是導(dǎo)致抑郁癥狀，還存在抑制抑郁癥狀發(fā)生的其他因素。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也提示后一模型可以模擬出抑郁癥的某些癥狀， 本實(shí)驗(yàn)室正在應(yīng)用此模型進(jìn)一步研究 5-輕色胺含量的減少在抑郁癥發(fā)生中的作用。