脑卒中后抑郁的动物模型及其观测指标研究进展

脑卒中后抑郁的动物模型及其观测指标研究进展

李伟1，张春红2*，黄武言1

(1.天津中医药大学研究生院，天津 300193；2.天津中医药大学第一附属医院，天津 300193)

摘要：研究显示脑卒中后抑郁(PSD)的发病机制主要分为两大类:即“原发性内源性学说”和“反应性机制学说”。原发性内源性学说即PSD的生物学机制,反应性机制学说认为PSD是社会心理生物因素综合作用的结果。临床主要从药物、针灸、康复训练、心理干预、音乐、低能量激光、重复经颅刺激等方面进行治疗。现基础研究显示先制备缺血性、出血性脑卒中动物模型，再联合慢性刺激复合可制备成PSD模型，其行为学与神经功能评定等方面的研究表明PSD动物存在快感消失、学习及记忆受损、行为绝望，神经功能受损较重等。

关键词：脑卒中;抑郁;动物模型;行为学测试;神经功能评定

DOI:10.13463/j.cnki.cczyy.2015.06.078

中图分类号：R255.2文献标志码：A

文章编号：2095-6258(2015)06-1313-04

基金项目：国家中医药管理局资助项目“调神开窍针刺法治疗卒中后抑郁的疗效评价及推广研究”(201407001)。

作者简介：李伟(1988-)，女，硕士研究生，主要从事针灸治疗脑血管病疾病研究。

收稿日期:(2015-03-19)

*通信作者：张春红，博士，主任医师，硕士研究生导师，电话-13821537799,电子信箱-drzch1113@163.com

Animal models of post stroke depression and its observations

LI Wei1, ZHANG Chunhong2*, HUANG Wuyan1

(1. Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193, China；

2. The First Teaching Hospital of Tianjin University of TCM, Tianjin 300193, China)

Abstract：The present study shows that PSD pathogenesis is mainly divided into two categories : the biological mechanisms of primary endogenous theory namely the PSD, reactive mechanism theory of PSD is a result of the combined action of biological factors of social psychology. The clinical treatment methods are mainly drugs, acupuncture, rehabilitation training, psychological intervention, music, low energy laser, repeat the cranial stimulation and so on. Now basic research shows that ischemic stroke and hemorrhagic stroke should be first established, and then combined with chronic stimulation of compound into PSD model. The behavioral and neurological assessment study shows the PSD animals pleasure disappeared, learning and memory impairment, behavioral despair, nerve function damaged heavily. This article mainly reviews the domestic animal models of PSD and its observations in recent 10 years

Keywords：post-stroke;depression; animal model; behavioral tests; neurologic evaluation

脑卒中是引起机体机能障碍的越来越普遍的原因之一，目前可选用的治疗措施有限[1]，而后遗症诸多种，流行病学研究发现近30%的卒中患者在卒中后早期或后期发展为脑卒中后抑郁[2]，其临床表现多为情绪低落，心境抑郁，快感缺失，睡眠障碍，记忆力减退，焦虑，甚至绝望等情感行为的变化。目前临床文献报道较多，而基础研究较之落后。

1脑缺血性卒中后抑郁动物模型

1.1大脑中动脉栓塞法联合慢性温和性刺激1.1.1大脑中动脉线栓致缺血再灌注法大脑中动脉是颈内动脉的直接延续，走行迂曲，管壁薄[3]，主干栓塞引起由近及远的大片脑梗死[4]，其供血区的缺血是临床最为常见的脑缺血类型[5]，临床表现的差异与其侧支循环的形成开放相关[6]，卒中病灶与PSD的发生存在一定的相关性[7]。许波等[8]制备小鼠缺血再灌注模型，行腹腔麻醉，在阻断左侧大脑中动脉血液60 min后将栓塞的线拔除，实现缺血后再灌注，术后24 h,参照Komine-Kobayashi等[9]标准，将动物行为神经功能评分在1~3级的小鼠视为局灶性缺血性脑卒中成功模型，术后1周，在此基础上联合束缚应激处理制备成PSD模型。苏巧尔等[10]采用雌性大鼠，在PSD造模前，行卵巢切除术，排除雌激素的影响，再对大鼠行大脑中动脉栓塞，90 min后取出线栓，血流再灌注，根据Bederson[11]评分，选取有神经功能缺损的大鼠入组，叠加慢性不可预见性温和刺激。研究显示，分别于大鼠左右大脑中动脉行该实验方法，左侧缺血程度、神经元缺损、梗死体积均明显大于右侧[12]。1.1.2大脑中动脉永久性线栓法陈建强等[13]将尼龙线尾端由颈内动脉入颅，阻断血液进入大脑中动脉,引起局灶性脑缺血。大鼠清醒后回笼进行28 d孤养，在卒中模型成功后第8天给予温和不可预见应激处理：电击脚底、寒冷刺激、热刺激、摇晃、夹尾、24 h禁水、禁食、昼夜颠倒，每日2种不同刺激，共7 d，见大鼠精神萎靡不振、毛色晦暗、活动及饮食减少、糖水消耗量降低、体质量减轻等现象，即标志PSD模型成功。但永久性缺血模型较缺血再灌注模型，不仅病死率高，而且结果不稳定，模型不理想[14]。1.2大脑中动脉电凝法曹云燕等[15]对大鼠行腹腔麻醉，取左眼外眦距外耳道连线中点于颧骨前下紧邻颧弓前份上缘的部位，用开颅钻，在手术显微镜下找到大脑中动脉，以烧灼的金属针凝闭位于嗅束和大脑下静脉间的主干，阻断血流。予防感染、缝合、消毒措施后，回笼自由进食水。造成缺血性卒中模型后，再在此基础上慢性应激刺激结合孤养[16]制备PSD模型。1.3颈总动脉结扎法1.3.1单侧颈总动脉结扎法脑部主要血供来源于颈动脉的供养，结扎颈动脉后，可造成脑缺血，出现卒中状态。孙培养等[17]对健康雄性大鼠行腹腔麻醉，颈部备皮，消毒，切开，钝性分离出单侧颈总动脉，用9号线不全结扎单侧颈总动脉，缝合。在此脑卒中模型成功的基础上加以慢性不可预见的温和性应激：夹尾1 min、禁水24 h、禁食24 h、45 ℃环境5 min、昼夜颠倒24 h、水平振荡30 min、4 ℃冰水游泳5 min,7种刺激每日选其一，3周后结束刺激而进行孤养。龚燕等[18]亦用9号丝线对大鼠单侧颈总动脉不全结扎制备局灶性脑缺血模型，再联合孤养结合利血平注射法以建立PSD模型。钱海兵等[19]将健康雄性大鼠称重、麻醉、固定、备皮、切开、钝性分离出单侧颈总动脉、9号丝线永久性结扎单侧颈总动脉、缝合，采用敞养动物与限制动物接触等复合刺激法建立PSD模型。1.3.2双侧颈总动脉结扎法沈晓明等[20]暴露大鼠双侧颈总动脉、分离迷走神经、9号丝线永久性结扎颈总动脉、缝合、术后连续3 d用青霉素钠4万U抗感染，选取成功脑缺血模型，每天10：00—16：00任选2 h将大鼠限制在特制的观察笼里，予行为限制，连续7 d，制备成PSD模型。王旭生等[21]用9号线永久性结扎双侧颈总动脉，先造成脑缺血性卒中模型，再加以慢性不可预知的中度刺激：夹尾1 min、禁水24 h、禁食24 h、昼夜颠倒24 h、热刺激(45 ℃，10 min)、禁锢2 h、水平振荡15 min(300次/min)共计7种刺激，每天用一种刺激，用3次，共21 d，并孤养，制备成PSD模型。邢东明等[22]分离双侧颈总动脉、手术线反复阻断血流若干时间、中间松线恢复灌注、缝合、回笼，将脑缺血再灌注后的小鼠每天进行强迫游泳和悬尾应激。强迫游泳：每天13：00—15：00，将小鼠放在16 cm的筒内，水温(25±2)℃，游泳时间6 min,累计后4 min内不动时间；悬尾应激：每天8：00—10：00，尾端夹子固定，倒悬箱内，悬挂6 min，累计后4 min内不动的时间，造成PSD模型。1.4去皮层缺血手术法去除皮层，可定向模拟缺血灶及其大小，减少大脑血供，形成局灶性脑缺血。徐向青等[23]将大鼠麻醉，通过在颅骨左侧开6个孔，在解剖显微镜下将沾有生理盐水的棉签轻试软脑膜上的血管，制备成脑缺血模型，再以七种不可预知慢性应激刺激，每天予一种不同刺激，共21 d，形成PSD模型。

2脑出血性卒中后抑郁动物模型

临床的脑卒中以缺血性多见，实验研究也相应较多，但出血性卒中实验报道少之又少。唐启盛等[24]选用雄性Wistar大鼠，麻醉，消毒，固定于SN-2型脑立体定位仪上，颅骨钻孔，定位尾壳核，用微量注射器垂直缓慢注入0.5 μL胶原酶到脑组织左侧尾壳核内，注射完毕留针3~5 min，造成出血性卒中模型后，再结合慢性不可预见的温和应激：1 min夹尾、24 h禁水、24 h禁食、5 min 45 ℃环境、明暗颠倒、30 min水平振荡、5 min 4 ℃冰水游泳，随机每日采取1种方法刺激，连续21 d，每种刺激都3次，建立PSD模型。

3观测指标

目前文献报道的观测指标，主要从行为学实验及神经功能评定两大方面进行观测评判。3.1行为学实验评价PSD模型，可参考其行为的变化，常用的行为学实验有：体质量的减轻、蔗糖水实验、旷野实验、强迫游泳等。吴凡等[25]运用蔗糖水的饮用量反映大鼠快感反应，在慢性应激第1、8、15、22天禁水，次日予蔗糖水实验，测定禁水24 h后饮用量多少，表明大鼠快感的程度；旷野实验：将大鼠置于长宽均为80 cm、高40 cm的周壁为黑色的敞箱里，地面划分为大小相等的25块，以动物穿越地面方块数记为水平得分，反应大鼠的运动活动性水平，以直立次数记为垂直得分，反应其兴趣的高低。王少华等[26]亦选用蔗糖水偏好实验及旷野实验，蔗糖水偏好实验：在禁食水后20 h，将盛有水和1%蔗糖水的两个瓶子随机放在笼子的两侧，自由饮用1 h，30 min后将瓶子拿走称重，再放回瓶子而位置颠倒，继续观察。侯秀娟等[27]除了采用蔗糖水实验和旷野实验外，还进行了Morris水迷宫测定，测试程序包括：定位航行试验和空间探索试验，测试结果表明脑卒中后抑郁动物存在学习能力和记忆能力的显著受损。强迫游泳，利用动物无法逃出困境而出现行为绝望[28]。3.2神经功能评定脑卒中后导致一些神经功能的缺损，从而引起相应的症状，卒中后的神经功能障碍与PSD症状之间存在正关性，神经功能的相对完整性可降低PSD的发生[29-31]。刘福友等[32]对神经功能缺陷大鼠用Longa5分法的量化分级方法予以评定，从0~4分，分数越低表明神经功能缺陷越小；进行木棒实验，将大鼠置于一根水平放的圆木棒上，固定于离地面50 cm处，正常大鼠可在其上持续3 min以上，评定时间点为卒中后第1、3、5天[33]。AGGARWAL等[34]采用倾斜木棒行走法，将鼠放在一根与水平面成60°角的木棒上自由行走，按其表现评分(0~4分)。0分：能轻松通过木棒，1、2、3分，分别表明通过木棒的困难程度为轻度、中度、重度，4分：完全无法在目标上行走。

4讨论

尽管临床和基础研究对卒中后抑郁认识逐渐重视，但是其发生机制仍不明确，目前认为的主要发病机制是：“原发性内源性学说”和“反应性机制学说”。近期报道的新的病因假说包括谷氨酸能障碍，抑郁症患者谷氨酸-谷氨酰胺循环障碍，谷氨酸递质失衡[35]。为了进一步揭示发病机制，尚需要完善相关实验研究。目前的实验方法尚存在一些不足之处：1)大脑中动脉线栓法，鼠的血管细而软，病死率较高，对操作者的要求较高；电凝法及去皮层缺血法，操作难度较大，对大鼠脑部的创伤较大。2)抑郁症的表现是以快感缺失为核心的症候群，上述的复合型模型中造成的这些症状是应激刺激一过性的，还是持续性的变化，不明确。3)脑出血性卒中后抑郁模型研究很少，出血量和形成的血肿大小不易估量，对实验后期检测指标带来较大影响。4)行为学测试，在不同的模型里，测试的方法组合各异，而哪种组合或者哪种方法能更好的模拟人的卒中后抑郁症状，尚未明确。5)神经功能评定，参考不一，缺乏选取依据，不能充分说明哪种能更好的模拟临床卒中后抑郁患者的症状。6)术后何时开始接受慢性温和性刺激，文献报道不一，缺乏标准。7)一些实验研究在方法学上进行改良，模拟的模型可靠性有待考量。期待基础实验能有进一步的突破，降低发病率，提高治愈率，减轻患者、家庭、社会的负担。

参考文献：

[1]SWARDFAGER W, WINER D A, HERRMANN N, et al. Interleukin-17 in post-stroke neurodegeneration[J]. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 2013, 37(3): 436-447.

[2]JONATHAN R T, DAVIDSON M D, ZHANG W. Treatment of post-stroke depression withAntidepressants[J]. The Journal of Alter and Complementary Medicine, 2008,14(7): 795-796.

[3]韩晓红,李晓鹏,李培,等.大脑中动脉M1段的显微解剖与血管造影对照观测及临床意义[J].中国临床解剖学杂志,2013,31(2):154-157.

[4]叶海鸣,莊高明,陈汉威,等.单侧大脑中动脉主干栓塞引起超急性期脑梗死CT表现演变过程及血流动力学改变研究[J].中国CT和MRI杂志,2014,12(6):22-26.

[5]崔景军,何娇君,李晶,等.大鼠大脑中动脉梗死模型的评价标准探讨[J].天津中医药,2013,30(1):33-35.

[6]马瑞,白向东,余新艳,等.大脑中动脉狭窄患者侧枝循环开放相关因素分析及其对预后的影响[J].宁夏医学杂志,2014,36(4):317-319.

[7]何春艳,杨平生,伍苏方.首发脑卒中后抑郁与脑卒中部位的关系[J].中国当代医药,2014,21(16):169-170, 175.

[8]许波,张良成,马超,等.脑卒中后抑郁小鼠模型的建立[J].西南国防医药,2010,20(7):727-729.

[9]KOMINE-KOBAYASHIM K, CHOU N, MOCHIZKI H, et al. Dual role of Fcγreceptor in transient focal cerebral ischemia in mice[J]. Stroke, 2004, 35(4): 958-963.

[10]苏巧尔,邵蓓,金坤林,等.雌激素对脑卒中后抑郁大鼠抑郁行为学及前额叶BDNF表达的影响[J].中国临床神经科学,2012,20(1):43-47.

[11]BEDERSON J B, PITTS L H, TSUJI M, et al. Rat middle cerebral artery occlusion: evaluation of the model and development of a neurologic examination[J]. Stroke, 1986, 17(3): 472-476.

[12]高焕民,刘丽丽,齐明山,等.大鼠左右大脑中动脉缺血再灌注模型比较[J].中华老年心脑血管病杂志,2014,16(8):863-866.

[13]陈建强,任绪东.郁可舒胶囊对脑卒中后抑郁模型大鼠脑内单胺类递质的影响[J].中国中医急症,2010,19(5):818-819, 827.

[14]展淑琴,高亚亚,张凌峰,等.大鼠大脑中动脉永久性缺血和缺血再灌注模型的比较[J].陕西医学杂志,2013,42(6):643-646.

[15]曹云燕,蔡圣朝,崔倩倩,等.行气调神针刺疗法对缺血性脑卒中后抑郁模型大鼠脑左前皮质及海马cAMP含量、PKA和PKC活性的影响[J].甘肃中医学院学报,2013,30(4):1-4.

[16]WILLNER P, TOWELL A, SAMPSON D, et al. Reduction of sucrose preference by chronic unpredictable mild stress, and its restoration by a tricyclic antidepressant[J]. Psychopharmacology, 1987, 93(3): 358-364.

[17]孙培养,储浩然,李佩芳,等.通督调神针法对脑卒中后抑郁模型大鼠血浆单胺类神经递质的影响[J].针灸临床杂志,2013,29(11):33-36.

[18]龚燕,王延武.电针对脑卒中后抑郁模型大鼠行为学和脑组织NE、5-HT含量的影响[J].中国中医药科技,2009,16(3):163-164.

[19]钱海兵,王毅,黄国钧.温郁金水提物对卒中后抑郁大鼠行为及血管新生的影响[J].时珍国医国药,2012,23(7):1709-1711.

[20]沈晓明,韩宁,马云枝,等.舒郁颗粒对卒中后抑郁大鼠模型海马单胺类神经递质及炎症细胞因子的影响[J].中国实验方剂学杂志,2011,17(19):177-180.

[21]王旭生,宋景贵.卒中后抑郁大鼠的多导睡眠图研究[J].中风与神经疾病杂志,2010,27(6):518-520.

[22]邢东明,国月英,炎彬,等.缺血再灌卒中后抑郁小鼠模型的建立[J].中国比较医学杂志,2009,19(3):14-19.

[23]徐向青,唐启盛,侯秀娟,等.卒中后抑郁大鼠受体后信号转导的变化及中药的干预作用[J].中国中医基础医学杂志,2005,11(5):345-347.

[24]唐启盛,罗斌,司银楚,等.脑出血后抑郁状态动物模型的建立[J].北京中医药大学学报,2006,29(1):16-19.

[25]吴凡,金秋.脑卒中后抑郁状态动物模型的建立[J].中国误诊学杂志,2009,9(16):3849-3850.

[26]WANG Shaohua, ZHANG Zhijun, GUO Yijing, et al. Involvement of serotonin neurotransmission in hippocampal neurogenesis and behavioral responses in a rat model of post-stroke depression[J]. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 2010, 95(1): 129-137.

[27]侯秀娟,唐启盛,司银楚,等.脑卒中后抑郁状态模型大鼠学习和记忆水平的Morris水迷宫测定[J].中国临床康复,2005,9(12):134-136.

[28]HOLMES P V. Rodent models of depression: reexamining validity without anthropomorphic inference[J]. Critical Reviews in Neurobiology, 2003, 15(2): 143-174.

[29]孙燕,王运良.脑卒中后抑郁症状与卒中前特点关系的研究[J].中国实用神经疾病杂志,2014,17(14):6-8.

[30]闵希瑞,张明波.脑卒中后抑郁与神经功能缺损相关性研究[J].北方药学,2013,10(6):77-77, 78.

[31]叶海霞,李世林.卒中后患者抑郁情绪调查及相关因素分析[J].中国实用神经疾病杂志,2014,17(12):1-3.

[32]刘福友,杨石,陈卫垠,等.脑卒中后抑郁大鼠模型的建立[J].中国临床康复,2006,10(42):91-94.

[33]李云,郭旭,李永刚.脑卒中后抑郁大鼠额前皮质脑源性神经营养因子和酪氨酸激酶受体B蛋白的表达变化[J].中华行为医学与脑科学杂志,2013,22(6):507-509.

[34]AGGARWAL A, GAUR V, KUMAR A. Nitric oxide mechanism in the protective effect of naringin against post-stroke depression (PSD) in mice[J]. Life Sciences, 2010, 86(25/26): 928-935.

[35]岳莹莹,袁勇贵,张志.卒中后抑郁新的病因假说——谷氨酸能障碍[J].中国卒中杂志,2014,9(1):38-42．.