PTSD大鼠模型的实验研究

王 芳

创伤后应激障碍(posttraumatic stress disorder，PTSD)是指受到亲身经历或目睹的异乎寻常的威胁性、灾难性事件所致的心理创伤，导致出现长期持续性精神障碍［1］。在竞争日益激烈的现代社会，应激事件日趋增多，PTSD的发生呈明显上升趋势，对PTSD的研究，可有效降低应激人群PTSD的发生，促进应激人群的身心健康。反复发生的闯入性体验的病理性重现和不自主地反复回想是PTSD最具特征性的症状，关于这一病理性记忆增强的神经和分子机制目前尚不明确。PTSD除具有一般精神疾病症状外，其患者血清皮质醇往往处于较低水平［2］。本研究采用SPS方法建立PTSD大鼠模型，测定大鼠行为学改变和血清皮质醇浓度，验证PTSD模型的准确性。

1 材料和方法

1.1 实验动物和主要仪器设备试剂

成年雄性Wistar大鼠20只，体重160±20g，由中国医科大学实验动物中心提供。动物在用于实验前先适应性饲养1w。Morris水迷宫，中国医学科学院药物研究所。皮质醇化学发光法测定试剂盒，南京建成生物公司。

1.2 实验方法

1.2.1 PTSD模型的建立 随机将大鼠分为对照组(10只)和模型组(10只)。采用SPS方法建立PTSD模型:在适应性饲养1w后，对大鼠进行连续3次的不同刺激，分别为:禁锢2h、强迫性游水20min(水深40cm，水温25℃)和乙醚麻醉至大鼠意识丧失，其中强迫游泳和乙醚麻醉间隔15min。麻醉后将大鼠置于通风处至自然苏醒，放回饲养笼，无干扰喂养，常规饮食。

1.2.2 高架十字迷宫(elevated plus maze，EPM)实验OF实验后，进行EMP实验。将大鼠置于高架十字迷宫中央区，头朝开臂。通过上方的摄像机记录5min内大鼠的活动情况。每只大鼠测试完毕后彻底清理迷宫。测量开臂进入次数百分比和开臂滞留时间百分比。

1.2.3 水迷宫(Morris water mace，MWM)实验 EPM实验结束后，对大鼠进行MWM实验，水温24℃。首先进行获得性训练4d，于5d时进行的MWM测试，前4d仅用于对动物的训练。取d5的测试成绩作为动物的空间学习记忆成绩。

1.2.4 恐惧记忆的行为测定(僵立行为测定) 另取两组大鼠各5只，于造模7d后，放入游泳用的玻璃缸内，测4min僵立行为。每10s测1次，表现为僵立行为为阳性，所得阳性次数之和占总次数的百分比为僵立时间百分比。

1.2.5 血清皮质醇浓度监测 僵立行为测定完成后，经大鼠心采血3～5ml，3000r/min离心10min，收集血清。用化学发光法检测血清皮质醇浓度。

1.2.6 统计学分析 所得数据使用SPSS13.0统计分析软件。计量资料用平表示。采用t检验进行统计学检验，P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 EMP 实验结果

EMP结果表明，大鼠活动符合大鼠趋暗的自然属性，即大鼠趋向于在光线暗处活动。大鼠在闭臂内活动时间和路程显著多于开臂。随着大鼠对环境的逐渐适应，大鼠向开臂内的探究行为逐渐增多。模型组和对照组大鼠在开臂内停留时间所占总臂内停留时间比分别为11.9±1.3和18.7±1.7，模型组显著低于对照组，差异具有统计学意义(t=6.837，P＜0.01)。模型组和对照组大鼠进入开臂次数占总进臂次数的百分比分别为 21.3 ±2.2 和37.8 ±2.9，模型组显著低于对照组，差异有统计学意义(t=10.295，P＜0.01)。

2.2 MWM 实验结果

对照组与模型组大鼠平均逃避潜伏期分别为5.63s±1.06s、20.76s±3.24s，模型组显著高于对照组，差异具有统计学意义(t=9.932，P ＜0.01)

2.3 僵立行为测定结果

模型组大鼠再次放入玻璃缸中后(重新面临恐惧情景时)，大鼠表现为明显的僵立行为:活动明显减少，主要表现为刻板的蹲伏行为，仅头部有轻微的转动，背部拱起。同时大鼠还表现出全身情绪唤起的其他表现(例如可见大鼠全身毛发竖立)。对照组大鼠重新面临恐惧情景时，行为模式与模型组显然不同。表现为自由运动，出现探究、理毛等行为。分析结果显示，对照组僵立行为百分比为12.5±4.2，模型组为60.0 ±7.6，两组之间差异有统计学意义(t=12.275，P ＜0.01)。

2.4 血清皮质酮浓度

对照组与模型组大鼠血清皮质酮浓度分别为1.26μg/dl±0.17μg/dl和 0.54 μg/dl± 0.13μg/dl，差异有统计学意义(t=7.34，P ＜0.01)。

3 讨论

PTSD的基础研究应用啮齿类动物做了一些动物模型，包括海马惊厥阈下电刺激模型、单次强烈应激模型(包括电击、溺水伤害、外伤、应激-再应激、捕食者应激等单独使用以及多种应激序列使用等)、使用外源性皮质激素等［3～5］。其中强烈应激模型更能模拟人类PTSD。SPS是一种PTSD动物模型，能表现PTSD的临床症状和神经内分泌改变，是国际公认的 PTSD 动物模型［6，7］。Liberzon等人报道，SPS小鼠表现出于PTSD患者同样的HPA轴的抑制现象［8］。

本实验应用高架十字迷宫实验、Morris水迷宫实验、僵立行为实验等，验证SPS大鼠的行为学改变。EMP实验是进行焦虑研究的较新方法。其原理是啮齿类动物有探究行为，放入高架十字迷宫后会主动探究开臂，但又惧怕开臂中高悬敞开的环境。动物出现焦虑时，开臂探究活动减少。本研究EMP实验结果表明，大鼠在闭臂内活动时间和路程显著多于开臂。随着大鼠对环境的逐渐适应，大鼠向开臂内的探究行为逐渐增多。模型组大鼠在开臂内停留时间百分比和进入开臂次数百分比显著低于对照组。结果和OF实验结果一致，均提示SPS能增加大鼠的焦虑状态。MWM实验是一种强迫实验动物游泳，学习寻找隐藏在水中平台的一种实验，主要用于测试实验动物对空间位置觉和方向觉的学习记忆能力。本实验结果表明，模型组大鼠寻找平台的逃避潜伏期显著高于对照组，说明SPS应激能损伤大鼠的空间记忆能力。僵立行为是一种普遍见于啮齿类动物的防御行为，是大鼠在负性刺激无法避免时的一种防御反应，表现为刻板的蹲伏行为，全身除呼吸外其余肌肉运动均消失。本实验结果显示，模型组大鼠放入玻璃缸后，表现为典型的僵立行为，即刻板的蹲伏行为、仅头部有轻微转动、背部拱起、全身毛发竖立。对照组则表现自由活动，出现探究、理毛等行为。统计分析结果显示模型组僵立行为百分比显著高于对照组。表明SPS可使大鼠获得对恐惧情景的记忆，说明该模型较好地模拟了PTSD的核心症状——病理性恐惧记忆增强。研究表明，PTSD患者血清皮质醇往往处于较低水平［2］，这是PTSD的一个主要的神经内分泌指标。本实验测定了大鼠血清皮质酮浓度，结果表明模型组血清皮质酮浓度显著低于对照组。

由此可见，SPS应激能诱发大鼠活动习性明显改变，获得对恐怖情景的记忆，并且有显著的神经内分泌改变。这些基本符合PTSD主要的临床表现，说明模型复制成功。

［1］Li S，Murakami Y，Wang M，et al.The effects of chronic valproate and diazepam in a mouse model of posttraumatic stress disorder［J］.Pharmacol Biochem Behav，2006，85(2):324 －331.

［2］Yehuda R，Bierer LM，Schmeidler J.Low cortisol and risk for PTSD in adult offspring of holocaust suirivors［J］.Am J Psychiatry，2000，157(8):1252－1259.

［3］Wakizono T，Sawamura T，Shimizu K，et al.Stress vulnerabilities in an animal model of post-traumatic stress disorder［J］.Physiol Behav，2007，90(4):687 －695.

［4］Cohen H，Kaplan Z，Matar MA，et al.Anisomycin，a protein synthesis inhibitor，disrupts traumatic memory consolidation and attenuates posttraumatic stress response in rats［J］.Biol Psychiatry，2006，60(7):767－776.

［5］Cohen H，Kaplan Z，Matar MA，et al.Long-lasting behavioral effects of juvenile trauma in an animal model of PTSD associated with a failure of the autonomic nervous system to recover［J］.Eur Neuropsychopharmacol，2007，17(6 －7):464 －477.

［6］Kohda K，Harada K，Kato K，et al.Glucocorticoid receptor activation is involved in producing abnormal phenotypes of single-prolonged stress rats:A putative post-traumatic stress disorder model［J］.Neuroscience，2007，148(1):22 －33.

［7］Yamamoto S，Morinobu S，Fuchikami M，et al.Effects of single prolonged stress and D-cycloserine on contextual fear extinction and hippocampal NMDA receptor expression in a rat model of PTSD［J］.Neuropsychopharmacology，2008，33(9):2108 －2116.

［8］Liberzon I，López JF，Flagel SB，et al.Differential regulation of hippocampal glucocorticoid receptors mRNA and fast feedback:relevance to post-traumatic stress disorder［J］.J Neuroendocrinol，1999，11(1):11－17.