创伤后应激障碍模型大鼠的强迫性和攻击性行为观察

冯清源,张芯悦,何梁超,方文灿,王冠男,汪萌芽

(皖南医学院 1.细胞电生理研究室；2.启明星小组；3.法学教研室,安徽 芜湖 241002)

创伤后应激障碍(post-traumatic stress disorder,PTSD)是一种延迟性心因性反应，具有创伤性体验反复重现、持续回避相关刺激、消极改变与持续警觉性增高的特点[1]，属于精神障碍，不在可减轻或免除刑事处罚的精神疾病范围内[2]。近几年随着多起与精神障碍类疾病有关的刑事案件的发生，PTSD逐渐成为精神病学和临床心理学的研究热点。而现行刑事诉讼程序中没有明确对PTSD患者的具体鉴定标准，导致PTSD患者可能失去进行司法鉴定程序的权利。本研究通过制备PTSD大鼠模型、强迫症(obsessive-compulsive disorder,OCD)大鼠模型、攻击大鼠模型，并与正常大鼠的强迫性行为和攻击性行为进行对比，探究两种行为之间的关联性，可能为刑事案件中精神病司法鉴定程序的启动标准提供实验参考[3]。

1 材料和方法

1.1 实验动物 SPF级别体质量180～200 g成年雄性SD大鼠24只，21天龄雄性SD大鼠20只，由南京青龙山动物繁殖场提供[许可证号SCXK(苏)2017-0001]；动物实验操作均遵照《实验动物管理条例》进行。

1.2 仪器和药品 44 cm×44 cm×47 cm大鼠旷场反应箱(Panlab,USA)，15 cm×15 cm×50 cm高架十字迷宫(安徽正华生物仪器设备有限公司)，自制44 cm×44 cm×47 cm离巢返巢试验场[4]，SMART视频监控系统(San Diego Instruments,USA)，喹吡罗(Quinpirole,QNP,美国Sigma)。

1.3 动物模型制备

1.3.1 实验分组 将24只成年SD大鼠分为正常组(n=8)、PTSD组(n=9)、OCD组(n=7);将20只21天龄SD大鼠均分为攻击组、工具鼠组。所有大鼠在同一实验室环境下饲养，正常组、PTSD组、OCD组、工具鼠组均按每组一笼饲养，攻击组为独笼饲养，均自由摄食水。攻击组预养2周，其余组预养1周，按正常日节律适应饲养。正常组与工具鼠组正常群养，不予干预处理，给予充分食物与水。

1.3.2 PTSD大鼠造模 采用单次延长应激(single-prolonged stress,SPS)方法，包括：连续束缚2 h、强迫游泳15 min、乙醚麻醉10 s、电刺激40 min。此后第8天用行为学指标进行模型检测[5]。

1.3.3 OCD大鼠模型制备 对OCD组大鼠每周两次进行0.5 mL/kg QNP颈背部皮下注射，共5周。在第10次注射完成后采用行为学指标进行模型检测[6]。

1.3.4 攻击大鼠模型制备 攻击组大鼠独笼饲养2周后开始昼夜颠倒，8：00～20：00置于暗处不给光照，20：00～次日8：00置于亮处给予充分光照，同时每天进行5 min居住入侵试验，将工具鼠组随机1只放入攻击组笼中，5 min后拿出，均持续3周。在造模结束后第2天采用行为学指标进行模型检测[7]。

1.4 模型鉴定与行为学检测

1.4.1 PTSD大鼠模型鉴定 实验中旷场和高架十字迷宫试验数据的采集与分析均通过SMART动物行为视频跟踪分析系统完成。

1.4.1.1 旷场试验 对PTSD组大鼠在SPS刺激后第8天进行。试验时将大鼠放入旷场反应箱中心，持续记录5 min，每次同步测1～4只。若PTSD组大鼠行走总路程、跨格数和中央区域停留时间显著低于正常组，则判断为成功模型[8]。

1.4.1.2 高架十字迷宫试验 在旷场试验后1 d进行。试验时将PTSD组大鼠放入高架十字迷宫中央，持续记录5 min，每次1只。若PTSD组大鼠运动总路程与进入开放臂时间百分比显著低于正常组，则判断为成功模型[9]。

1.4.2 强迫性检测 OCD组第10次注射QNP后进行离巢返巢试验。试验前被试大鼠生活垫料持续3 d不更换。试验时将大鼠放入自制的离巢返巢试验场中央，在试验场中划分4个固定边角区域放置大鼠生活垫料，其中1个区域放置被试大鼠饲养用过的生活垫料，将这个区域定义为大鼠的“家”，其他3个区域分别放置饲养其他大鼠用过的生活垫料与新垫料。应用SMART动物行为视频跟踪分析系统跟踪大鼠的行踪，持续记录55 min，每次1只。若OCD组大鼠的活动总路程显著低于正常组，回家停留时间显著高于正常组，则判断为成功模型[10]。

1.4.3 攻击性检测 在攻击组造模后进行居住入侵试验与拒缚反射评分来判断大鼠的愤怒情绪与攻击性行为。先进行居住入侵试验，将工具鼠随机放入被试验鼠笼中，采用肉眼并录像的方式观察大鼠的攻击总数(搏击次数+威胁次数+攀压次数)、攻击要害部位次数、屈服后继续攻击次数、攻击时间与攻击潜伏期进行评分。再进行拒缚反射评分，在大鼠平静状态下用手抓取大鼠，记录并视频拍摄大鼠的攻击行为，由观察者观看录像后评分：0分为很容易被抓取；2分为尖叫、躲避；4分为尖叫并回避；6分为逃脱；8分为逃脱并尖叫；10分为试图撕咬手套；12分为主动跃起攻击。若攻击组大鼠的评分显著高于正常组，判断为成功模型[11]。

2 结果

2.1 PTSD模型鉴定 PTSD组造模后行为学指标显示，与正常组相比，PTSD组旷场总路程(t=2.186)、跨格数(t=2.204)、中央区域停留时间(t=2.446)均减少(P<0.05)(图1)；高架十字迷宫总路程(t=3.394,P<0.01)、进入开放臂时间百分比(t=2.242，P<0.05)均减少(图2)，提示PTSD大鼠模型造模成功。

正常组(Normal,n=8)、PTSD组(n=9)；独立样本t检验：*P<0.05。

正常组(Normal,n=8)、PTSD组(n=9)；独立样本t检验：*P<0.05,**P<0.01。

2.2 强迫性行为对比 在离巢返巢试验中，运动总路程(图3)3组间差异有统计学意义(F=4.457，P<0.05)，OCD组、PTSD组均较正常组减少(P<0.05)；回家停留时间(图3)3组间差异有统计学意义(F=26.404，P<0.01)，且OCD组、PTSD组均较正常组增加(P<0.01)，且PTSD组与OCD组均相似，提示OCD大鼠模型造模成功，PTSD组有类似于OCD组的强迫性行为。同时记录大鼠运动轨迹(图4)，发现与正常组相比，PTSD组与OCD组运动轨迹较为规律。

正常组(Normal,n=8)、PTSD组(n=9)、OCD组(n=7);单因素方差分析，#P<0.05,##P<0.01；LSD两两对比检验，与正常组相比aP<0.05,bP<0.01。

A.正常组运动轨迹;B.PTSD组运动轨迹;C.OCD组运动轨迹。

2.3 攻击性行为对比 居住入侵试验评分显示(图5)，3组间差异有统计学意义(F=8.809，P<0.01)，攻击组、PTSD组、OCD组均较正常组增高(P<0.01)，但攻击组、PTSD组和OCD组均相似；拒缚反射评分表明(图5)，3组间差异有统计学意义(F=17.694，P<0.01)，与正常组相比攻击组(P<0.01)、PTSD组(P<0.05)、OCD组(P<0.05)均增高，PTSD组和OCD组低于攻击组(P<0.01)，但PTSD组与OCD组相似。提示攻击大鼠模型造模成功，且PTSD组与OCD组具有攻击性行为。

正常组(Normal,n=8)、PTSD组(n=9)、OCD组(n=7)、攻击组(PA,n=10)，单因素方差分析，##P<0.01；LSD两两对比检验，与正常组相比aP<0.05,bP<0.01;与攻击组相比cP<0.01。

2.4 强迫性与攻击性行为的相关性 根据PTSD组与OCD组的强迫性和攻击性行为检测结果，表明PTSD组和OCD组大鼠的强迫性行为与攻击性行为均存在正相关(P<0.05，P<0.01，图6)。

PTSD组(n=9)，OCD组(n=7)。

3 讨论

本研究采用PTSD、OCD和攻击大鼠模型制备及其行为学鉴定方法开展实验，结果显示PTSD组大鼠可能具有类似于OCD组的强迫性行为，同时呈现类似于攻击组的攻击性行为，且两种行为之间存在正相关关系。

动物模型的制备由心理、生理和外部应激构成[12]。SPS是通过以疲倦为环境条件建立PTSD大鼠模型的方法，能够模拟PTSD临床患者应激过程及发病后的症状。本研究PTSD模型鉴定在一定程度上模拟了对PTSD患者运动迟缓症状与焦虑情绪状态的判断。QNP是制备强迫症动物模型的常用药物，可以诱导大鼠做出典型的仪式样动作，本研究离巢返巢试验模拟了对OCD临床患者所表现的强迫性检查行为的观察。有研究结果表明[13]，PTSD患者在应激状态下，下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴(hypothalamic-pituitary-adrenal axis,HPA)系统被激活，血清中的皮质酮为主的糖皮质激素经血脑屏障进入大脑，从而影响人类和动物的行为。海马区的突触可塑性捕捉记忆信号，将其传递给杏仁核完成整个恐惧记忆的形成。应激致海马神经元损伤，最终导致海马体积缩小，海马体的缩小可能破坏了杏仁核-皮质环路，杏仁核-皮质环路在强迫症中发挥着重要的作用，特定刺激可以使强迫症患者的杏仁核产生非常大的反应，进而可能出现一系列强迫症症状。

应激源性攻击是以自小孤笼饲养与昼夜颠倒刺激等通过对躯体的刺激而构建的攻击大鼠模型，模拟了人类产生攻击性行为的自然病理过程。有研究[14]发现OCD大鼠的发病与5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)系统功能失调有关，5-HT受体基因5-HT1Dβ的多态性与强迫症之间存在一定的关联性，说明5-HT系统功能与强迫症的发生有关。同时5-HT被公认为是在神经环路中调控攻击行为的关键神经递质，在强迫性与攻击性行为相关性分析中，PTSD组与OCD组的强迫性行为与攻击性行为均存在一定正相关关系。涉及OCD患者的神经心理学研究结果表明[15]，OCD患者额叶功能中相关额叶下皮层结构有关的认知能力存在缺陷，如执行功能中对制止的认知缺乏、运动功能中对冲动的认知缺乏，可能产生一系列自身无法辨别控制的攻击性行为。在应激状态下PTSD患者5-HT系统功能会出现异常，5-HT受体激动剂可以导致患者PTSD症状明显。提示PTSD患者5-HT系统出现异常有可能导致其出现一系列攻击性行为。

综上所述，本研究观察到的PTSD模型大鼠强迫性与攻击性行为之间的正相关关系，可能为PTSD患者认知能力、强迫性和攻击性行为等指标提出鉴定建议，为临床研究PTSD患者的精神状态与行为表现提供实验基础，亦可能成为刑事案件中启动精神病司法鉴定程序的考量因素之一。