情绪应激造模方法

2016-02-01王慧霞詹向红刘胜利王有杰

中国老年学杂志 2016年10期

王慧霞　詹向红　李　伟　刘胜利　王有杰

(河南中医学院，河南　郑州　450008)

情绪应激造模方法

王慧霞1詹向红李伟刘胜利王有杰

(河南中医学院，河南郑州450008)

〔关键词〕情绪应激；动物造模；行为学

社会应激事件频发引发的情绪问题日益增多，情绪冲突已成为多种疾病发病率升高的重要原因之一，并在引起衰老、导致疾病的过程中起重要作用。由于伦理学的限制，动物实验是较为理想的研究疾病发生机制的方法。但情绪的主观性和复杂性使情绪动物模型的制备和评估存在较大难度，本文对近几年常用的情绪应激动物模型进行简要综述。

1社会应激法

传统的情绪应激动物模型将动物置于一系列不可逃避的物理或化学应激环境中，通过建立动物之间短暂的不良社会关系，从而诱发负性情绪心理反应及行为，更多地考虑到动物的社会属性，是一种更加纯粹的心理应激造模方法，但模型的复制成功率较低，需对两种动物的品系、月龄及周围环境等因素严格控制。

1.1社交失败模型最早是Mine等〔1〕设计的,实验者将一批雄性大鼠单独饲养以诱发其攻击行为倾向。一旦另一受试动物进入笼内,就会受到大鼠的猛烈攻击。但采用其描述方法复制实验效果并不理想，研究〔1〕表明，不同品系的动物在社交失败应激中反应有差异。

王静等〔2〕采用树鼩建立社会竞争失败病因学模型，持续21 d。其中争斗失败者被称为服从者，表现出逃跑、恐惧、顺从等从属性特征。这个过程可导致每天1 h的直接社交冲突和23 h的间接相互影响(比如通过气味、视觉等)。与正常对照相比,失败者21 d之后显示体重、自主活动、躲避行为、尿液皮质醇水平等的变化,并且这种改变可持续至少2 w以上。吴晓等〔3〕将攻击性CD-1小鼠与C57小鼠放于同一环境中建立小鼠社交失败模型并分析该模型的行为学变化特征，结果显示应激组C57小鼠在角落区域停留时间延长，而在社交区域停留轨迹明显减少。2005年德国哥廷根大学〔4〕选用性情凶猛、攻击性强的Lister Hooded雄鼠攻击Wistar雄鼠，成功制备出与临床表现吻合的抑郁症动物模型，被击败动物糖皮质激素和促肾上腺皮质激素(ACTH)水平升高，免疫功能及对疾病的抵抗力下降，且有不同脑区的多巴胺、γ-氨基丁酸(GABA)、谷氨酸和5-羟色胺(HT)结合受体逆转改变，但Lister Hooded品系大鼠的获取很难〔5〕。

社交失败模型是一种社会性应激，它模拟人类在正常交往中遇到挫折并孤立无助的情景，通过引起动物成员之间的社会冲突产生应激，在大鼠中由一个侵略雄性所引起的社交失败是一种自然应激因子，该种应激能引起分子、生理及行为变化，这种变化有时会很持久，包括自发及探索活动减少，侵略行为及性行为减少，服从行为及焦虑增加；同时文献报道显示，社交失败应激对奖赏系统产生影响〔6〕，从而引起动物兴趣下降及快感缺失，这恰恰与抑郁症的核心症状相似。

2间接刺激法

此类造模方法并非直接对实验动物进行负性躯体刺激如足底电击、束缚、禁食禁水或冷刺激产生应激，而是以另一批动物为依托，实验者对其施加各种电击等刺激，同时将模型组动物与直接应激动物置于同一环境中，以此诱发动物的心理应激反应。该类方法在一定程度上降低了模型的躯体应激成分，是一种较为理想的情绪应激动物模型，但其所诱发的情绪成分复杂，尚不够明确。

2.1旁观电击法Katsura等〔7〕设计的旁观电击小鼠方案作为小鼠的心理应激模型。被电击小鼠(电击电流为2 mA，周期5 s，间歇55 s)产生惊叫、惊跳，甚至便失禁；实验应激组小鼠不受电击，而是旁观电击小鼠遭受电击的过程，通过视觉、听觉等产生心理应激。实验后期有些动物在电击鼠惊叫惊跳时身体转向另一侧，毫无反应，这与动物在此过程中心理产生的适应性有关；同时，有的实验动物为逃避足底电击,会爬到箱壁和顶部；动物的排泄物可能导致电流减小或消失等,尝试通过增加电流的强度和延长电击时间来克服这些问题。

2.2间接电击法课题组〔8〕前期的实验提出一种新的情绪诱发方法——间接电击激怒法，实验过程中人为地用电极触碰攻击鼠胸腹部，攻击鼠受电击后被激怒，对应激组大鼠发起攻击，双方互相撕咬、对峙，产生愤怒心理和行为。该法的优点在于诱发的愤怒情绪较为理想，很大程度上减少躯体应激成分。

3直接刺激法

直接刺激法的种类较多，是目前情绪应激动物模型最常用的方法，特点是将动物置于一种不可避免的应激环境，给予一种或多种刺激，如足底电击、束缚等，模型制作过程相对简单易操作，对实验条件要求较低，更容易实现；但不可避免地存在躯体应激，若合理控制则较为成功。

3.1足底电击、束缚等很多文献以足底电击结合声音或光照作为应激条件，结果显示:应激对照组与心理应激组受到的躯体刺激相同,但后者无法根据光信号预见电刺激,因此较前者更紧张,心理应激程度更高〔9〕。研究〔10〕采用光电结合方法对糖尿病大鼠进行应激。结果显示糖尿病大鼠血糖明显升高，光电结合应激抑制大鼠的反应，并对糖尿病大鼠的行为、血糖产生影响。

束缚是一种纯粹的挫折应激，短时间的束缚应激可成功制作动物焦虑模型，随着束缚应激时程的增长，动物更多地表现出嗜睡、兴趣降低等抑郁样行为。但不同的束缚方式所引起的躯体应激差异大。贺立娟等〔11〕运用慢性束缚应激结合孤养法建立肝气郁结证大鼠模型，研究发现,给予大鼠慢性束缚21 d后，模型组 ACTH、皮质酮(CORT)水平显著升高，柴胡疏肝散给药干预后可显著降低其水平，该结果提示此模型的中医病理机制与肝失疏泄有关。此外,噪音刺激、强迫游泳、冷热刺激等也可引发不可逃避性应激模型。

3.2慢性不可预知性心理应激近几年来国内外研究多采用多重复合应激法诱发动物的情绪反应，慢性不可预见性心理应激方法诱导动物抑郁等复合负性情绪行为，此种应激模型中应激因子多样化且不可预测，能避免单一刺激所引起的适应性，可应用于慢性心理应激的神经生物学和行为心理学研究。它包括一系列不可预知的低强度应激,如束缚、强迫游泳、禁食禁水、摇晃等,从病因学角度模拟抑郁症的环境诱因,以旷场行为反应及动物糖水消耗量作为观测指标,经过特异性及可信性评价,被认为是经典的慢性抑郁模型〔12〕。富文俊等〔13〕发现逍遥散可通过下调慢性不可预知性心理应激损伤大鼠下丘脑室旁核区ACTH释放激素(CRH)mRNA表达而部分恢复慢性应激大鼠下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)负反馈功能，结果提示此动物模型的预测效度较优。研究〔14〕显示，慢性不可预知性心理应激上调多巴胺D2受体表达，下调前额皮质蛋白激酶A,转录因子环磷酸腺苷(cAMP)反应原件结合蛋白(CREB)、p-CREB、cAMP 和蛋白激酶A水平下降，这与临床上抑郁患者的发现一致，初步提示多巴胺系统功能失调在应激相关的抑郁症等精神障碍疾病中起到核心作用。Mahar等〔15〕将抑郁症和抗抑郁药物作用的血清素和神经性假设联系起来，发现慢性不可预知性应激显著地减弱5-HT 神经递质和5-HT1A 自受体的敏感性，并且通过减少神经再生减轻海马对HPA轴的抑制，使应激轴过度活跃恶化。

4基于条件反射的造模方法

4.1惩罚性饮水惩罚性饮水模型是将动物的饮水行为和不确定的电击结合起来，动物如果想满足饮水的需要就可能会受到电击的创伤，由此造成动物在饮水和避免电击之间的趋避冲突，产生焦虑反应。这种造模方法是从动物的本能需要出发，当动物的本能遭到威胁时，它们在心理上产生趋避反应冲突，诱发焦虑情绪〔16〕。此种动物模型有较好的预测效度，是研究抗焦虑药物药理学机制的良好模型。

在实施这种造模方法前，必须禁水足够时间，同时要将大鼠置于电击箱中适应4～5 h，才能达到理想效果；由于不同性别甚至不同动物个体在饮水需求方面的差异，它们所遭受的电击程度不一，造成个体所诱发的焦虑程度不一；这与Basso等〔17〕的研究结果一致，当与雄性大鼠同等体重匹配时，雌性大鼠受到更少的惩罚反应，更少的饮水摄入量，雌性大鼠比雄性大鼠对足底电击有更低的疼痛阈值，不同的抗焦虑药物在两种性别中显示出的抗焦虑样作用有较大差异。Pisua等〔18〕研究显示，喹硫平对C57BL6/N 饮水冲突模型大鼠显示出一种抗焦虑作用，可以认为惩罚性饮水模型大鼠血浆中5-HT含量的变化与模型所诱发的负性情绪反应有一定的相关性。这些提示5-HT系统在焦虑情感障碍模型中的重要作用。

4.2空瓶应激空瓶应激法是以不确定性空瓶饮水刺激作为应激源，训练动物在特定的时间段饮水，当动物感受到缺水应激之后，只给予动物一个没有水的空瓶,动物吸吮空瓶而得不到水,从而产生挫折感，进而诱发动物的情绪反应。

王玮文等〔19〕发现不同时程的空瓶应激激活HPA和交感-肾上腺髓质系统(SNS)轴(肾上腺素、去甲肾上腺素和CORT水平升高)的程度不同,这可能与持续的慢性应激后SNS反应出现一定程度的适应性相关。欧阳俊彦等〔20〕采用不确定性空瓶应激制作焦虑大鼠模型，发现GABA与焦虑大鼠额叶皮质的一氧化氮(NO)合酶(NOS)及NO均呈剂量-效应关系，提示GABA可能通过调节焦虑大鼠额叶皮质中的NO含量发挥抗焦虑作用。

5问题与展望

情绪应激动物模型尝试在实验动物上复制人类精神障碍疾病的特征，此模型相关的生理和行为变化需符合特定情绪状态(表面效度)、疾病的病因学(结构效度)及药理学治疗反应(预测效度)。但情绪应激的发生是一个复杂过程，应激反应因应激原种类、动物种属、性别、生理状态、周龄、应激状态、应激持续时间的不同而有所差异,在一定程度上解释了各种情绪应激所导致的结果不一致性，但存在着一个基本的趋势：SNS和HPA是应激反应的重要环节,而血清儿茶酚胺和糖皮质激素含量的上升被视为应激反应的标志〔9〕。应激所引起的个体反应是由神经-内分泌-免疫等系统网络共同作用的，究竟哪些系统在情绪应激发生过程中发挥关键作用，在应激的哪一进程起作用，有待进一步证实。

另外认知在应激发生和发展过程中起着重要的中介作用，不同认知水平及性格特质个体产生的应激反应不同，且应激的病理生理改变涉及多个脑区，考察动物的基线认知水平，并将其加入情绪应激动物模型的考虑因素中，会使情绪应激动物模型更接近人类情绪障碍疾病的发生机制，例如在实验之前，采用水迷宫筛选认知水平接近的动物参与造模。

因此，发展有效、客观的情绪应激动物模型，优化实验设计、指标选择，系统全面地认识指标的变化，将会对进一步明确情绪应激过程的各个生理反应，深入分析情绪的心理学发生机制及探讨中医情志疾病起因和发病机制有重要指导意义。

6参考文献

1Mine K,Noda T,Fujiwara M,etal.Autonomic drug effects and gastric secretion in a new experimental model of stress ulcers in rats〔J〕.Pharmacol Biochem Behav,1983;19(2):359-64.

2王静，周启心，吕龙宝，等.社会竞争失败病因学的抑郁症树鼩模型〔J〕.动物学研究，2012；33(1):92-8.

3吴晓，吴金峰，董竞成.社交应激动物模型的建立及其效果评价〔J〕.中国中西医结合杂志,2013；33(6):800-4.

4Rygula R，Abumaria N，Flugge G，etal.Anhedonia and motivational deficits in rats:impact of chronic social stress〔J〕.Behav Brain Res，2005;162(1):127-34．

5魏盛，王海苹，乔明琦.慢性束缚应激及居住入侵法制备经前期综合征肝气郁证大鼠模型的行为学观测与分析〔J〕.世界科学技术(中医药现代化),2012;14(4)：1848-52.

6Rygula R,Abumaria N,Domenici E，etal.Effects of fiuoxetine on behavioral deficits evoked by chronic social stress in rats〔J〕.Behav Brain Res，2006;174(1):188-92．

7Katsura M,Mohri Y,Shuto K，etal.Psychological stress,but not physical stress,causes increase in diazepam binding inhibitor(DBI)mRNA expression in mouse brains〔J〕.Brain Res Mol Brain Res，2002;104(1):103-9．

8刘胜利.慢性愤怒应激对大鼠脑老化的影响及其神经内分泌机制〔D〕.郑州：河南中医学院，2010.

9曹碧茵，施建蓉，童瑶，等.心理应激动物模型的研制及其应用〔J〕.中国行为医学科学,2005;14(2):191-2.

10叶茂茂，李慧吉，武成，等.光电结合应激法对糖尿病大鼠心理应激病证结合模型制作的实验研究〔J〕.中国中医基础医学杂志,2013;19(3):274-5，279.

11贺立娟，王玉来，郭蓉娟，等.肝气郁结证大鼠模型的建立及评价〔J〕.北京中医药大学学报(中医临床版),2013;20(6):10-3.

12Willner P,Towell A,Sampson D,etal.Reduction of sucrose preference by chronic unpredictable mild stress,and its restoration by a tricyclic antidepressant〔J〕.Psychopharmacology(Berl),1987;93(3):358-64.

13富文俊，敖海清，孙琪,等.逍遥散对慢性应激损伤大鼠促肾上腺皮质激素释放激素表达的影响〔J〕.中国实验方剂学杂志，2011;17(19):216-8.

14Chen C,Yang JM,Hu TT,etal.Elevated dopamine D2 receptor in prefrontal cortex of CUMS rats is associated with downregulated cAMP-independent signaling pathway〔J〕.Can J Physiol Pharmacol,2013;91(9):750-8.

15Mahar I,Bambico FR,Mechawar N，etal.Stress,serotonin,and hippocampal neurogenesis in relation to depression and antidepressant effects〔J〕.Neurosci Biobehav Rev,2014;38:173-92.

16Vogel JR,Beer B,Clody DE.A simple and reliable conflict procedure for testing anti-anxiety agents〔J〕.Psychopharmacologia，1971;21(1):1-7.

17Basso AM,Gallagher KB,Mikusa JP,etal.Vogel confiict test:sex differences and pharmacological validation of the mode〔J〕.Behav Brain Res,2011;218(1):174-83.

18Pisua C,Pira L,Pani L.Quetiapine anxiolytic-like effect in the Vogel conflict test is serotonin dependent〔J〕.Behav Pharmacol,2010;21(7)：649-53.

19王玮文，邵枫，林文娟.不同时程应激对大鼠行为、免疫和交感神经系统反应的影响〔J〕.心理学报,2007;39(2):292-8.

20欧阳俊彦，胡卓炎，禇玥,等.γ-氨基丁酸对情绪应激大鼠额叶皮质一氧化氮合酶和一氧化氮水平的影响〔J〕.第三军医大学学报,2013;35(5):385-9.

〔2015-04-30修回〕

(编辑苑云杰/王一涵)

基金项目：国家自然科学基金资助项目(30973695，81173148)

通讯作者：詹向红(1963-)，女，博士，教授，博士生导师，主要从事情志与衰老相关疾病的理论及应用研究。

〔中图分类号〕R33

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202(2016)10-2530-03；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.10.105

1河南医学高等专科学校