构建抑郁小鼠模型的研究进展*

李子豪 赵 岩

佳木斯大学临床医学院，黑龙江省佳木斯市 154003

随着生活节奏日益加快，人们面对的压力不断加大，抑郁症导致的自杀及自杀倾向比例逐年增高，人们心理问题较少被挖掘并逐渐演化为抑郁。但我国对抑郁症的医疗防治及研究仍处于低关注的状态，开展抑郁症的相关研究工作已经成为另一个新的风向标。在目前的抑郁症研究上，动物性实验不仅可以抛开道德伦理问题，因为动物供应量充足、实验可重复性高等特点，还可以获得研究所需的足够样本量。因此，对动物模型的研究已经成为抑郁症研究主要方法之一[1-2]。本文就实验动物常用的抑郁症动物模型、研究进展以及抑郁症模型验证指标做一描述。目前用动物模型建立的抑郁症研究方法有20多种[3]，且大多数都是以Spraguedawley(SD)大鼠[4]、Wistar Kyoto(WKY)大鼠、FawnHooded(FH)大鼠、Flinder Resistant Line(FSL)大鼠、脑内5-羟色胺受体活力低下的Tryon Maze Dull(TMD)大鼠、C57BL/6J小鼠、灵长类动物、鸡等建立的模型[5]，建立模型的耗时长。而动物模型模拟人类疾病状态的程度直接影响实验研究结果的价值。

1 常用的几种动物模型及研究进展

1.1 慢性轻度不可预见性应激抑郁模型 慢性轻度不可预见性应激抑郁模型(CUMS)造模手段被认为是最适合人们长期遇到的压力和挫折后导致抑郁症的动物模型[6]，也是目前最常用的抑郁症动物模型。在啮齿类动物中能够很大程度上模拟出抑郁样症状[7]，如糖水偏爱程度下降(快感缺乏)，此为抑郁症的核心症状。在抑郁症的动物模型中，可体现抑郁的症状包括活动减少、焦虑、接受某种刺激时表现出绝望。此实验模型的缺点为选用成年雄性C57BL/6J小鼠，该小鼠价格昂贵导致实验成本偏高以及实验的周期较长[8]。老鼠在经历噪音、强光刺激、长时间的行动限制等一系列严格压力因素后，活动能力会下降。在实验全程中应用几种不同的压力因子，循序随机，使得动物无法预测刺激的发生。主要模拟了人类抑郁症的核心症状——快感缺失，同时也模拟了其他严重抑郁症的症状：运动能力和社交交流能力低下、探索行动能力低下、攻击能力缺陷、性行为能力低下等。可持续几个月，基本符合抑郁症模型要求，是目前国外文献中广泛使用的模型。

1.2 行为绝望模型 行为绝望模型简单、快速、敏感，常用于抗抑郁药的快速检测。它主要包括两种动物模型。一是大鼠和小鼠的强迫游泳：大鼠和小鼠被迫在有限的空间里游泳，它们先是拼命游泳来试图逃跑，然后漂浮于静止状态，只显漏出鼻孔来维持呼吸、偶尔有移动的成员但不沉的会被标注，身体一动不动的状态被称为逃跑的动物，其实是放弃希望。二是把老鼠尾巴挂在克服异常姿势和活动的斗争活动，但一段时间后，出现间歇性动弹不得，展示“绝望”的状态，大多数抗抑郁药物可有效缩短间歇静止小鼠的状态。该模型常用于抗抑郁药物效果的初筛，抑郁症状可由抗抑郁药物反转。

1.3 获得性无助模型 此模型建立为动物受到无法逃避的厌恶性应激刺激后，当再次刺激时产生逃避欠缺的现象，即表现获得性无助。同时可伴有食欲下降、体重减轻、运动方面活动减少等行为的改变。此现象发生于动物脑内5-羟色胺能和多巴胺能神经活动调节异常，尤其是与下丘脑5-羟色胺受体密度降低有关[9]。该模型最早是用狗建立的，近年来多采用大鼠进行研究。此模型的优点包括将动物的认知能力和相关行为表现紧密联系起来，加强了对抑郁症症候学[10]的了解和深入研究。除此之外也可以比较不同鼠种的逃脱行为，用于筛选易于产生抑郁症的鼠种以及检测易感性的抑郁基因。此模型最大的不足之处在于模型的成功建立需要强刺激因子来诱导进而引发伦理问题。同时，部分症状在刺激终止后持续时间太短，效果不具备可持续性。获得性无助是一种逃避行为缺陷的现象，当大鼠暴露于无法控制或不可预测地厌恶刺激时，可能伴有食欲减退、体重减轻、运动活动减少、攻击性下降等。例如，电击，并放置在可以避免电击的环境中。各种有效抗抑郁症药物和临床治疗可以扭转“获得性无助”现象。该模型对抗抑郁症药物高度敏感，药理作用时间与临床兼容。这是抑郁症研究的理想模型，它不仅可以用于筛查抗抑郁药物，还可以研究这些药物的作用机制和抑郁症的神经生物学。

1.4 慢性中等强度应激模型 该模型是在慢性较强应激模型的基础上改进而来。因为应激刺激过于严重，导致工作强度过大且不符合动物福利要求，后逐渐被更温和的刺激所替代[11]。此模型主要的缺点是劳动强度密集、耗时过长、结果不稳定，且不同种系的动物对刺激的敏感度不同，进而影响实验结果。这种方法允许老鼠在适度紧张的环境中(电击刺激足底、夜间照明、禁止投喂水和食物、经常更换笼子喂养、昼夜更迭)。特点是抑郁症，失去兴趣，缺乏乐趣和变化，在某种程度上类似于日常临床顺序和精神状态失去兴趣。这是目前最流行的经典模型之一，广泛用于研究药物的病理生理机制和影响机制以及各种治疗抑郁症的方法。

1.5 社会挫败应激模型 社会挫败应激是一种高等生物都会经历的慢性应激，大多数人在经历社会挫败后会呈现情绪低落、焦虑以及逃避社交等抑郁表现[12]。该模型最初在1993年由Tornatzky和Miczek利用大鼠建立，他们将雄性老鼠人工结合在同一个环境中。这些雄性老鼠之间存在着“强”和“弱”的部分，当“强”老鼠的体重减少、自主权减少、HPA轴和神经感官亢奋。他们利用一批较为强壮的成年鼠中放入入侵者，入侵者因弱小被攻击而表现出屈服顺从，从而逐渐建立抑郁模型，且因为该模型的症状是可以逆转的，所以比较适合抗抑郁药物的筛选。对抗抑郁药可以用来治疗抑郁症的病理生理机制和影响机制的研究是目前更广泛应用和研究的抑郁症模型。但是该模型仍然存在缺点，比如该模型雌性个体仅在哺乳期有较强的攻击性，所以难以造模成功，但是人群中女性患病率却高于男性，所以日后抑郁模型的建立应更倾向于使用雌性动物，同时此模型造模时间过长也是值得考虑的问题。

1.6 嗅球摘除模型 嗅觉与生命活动的多种基本活动功能密切相关，主要是经嗅上皮接受刺激，最终传递至嗅觉皮层，它是可以通过中枢神经系统影响动物的学习记忆、情绪以及睡眠等生命活动，同时还与抑郁、焦虑状态有关，嗅球摘除常用来模拟抑郁症症状。经典的嗅球摘除术是大鼠麻醉后暴露三缝和二囟，在前囟适当位置用电动骨钻钻两个2mm左右的孔，随后利用特制的注射器捣毁嗅球并吸出。黄刚利用小鼠脑前特异性敲除PS1基因及全身敲除PS2基因的方法发现此法还可以加速小鼠随年龄增长性嗅觉减弱进程，此外通过化学药物或物理损伤嗅黏膜的方法也可以造模[13]。但是海马区域的损伤不能通过抗抑郁药物(氟西汀)逆转。因此该模型被认为并不适用于抗抑郁药的活性筛选[14]。

1.7 研究进展 在小鼠抑郁症模型建立方面，国外的研究已经比较成熟，并可通过多种方法建立小鼠抑郁症的动物模型。但模型建立方法复杂、实验周期长、难度大，且在国内少有采用。国内的模型研究起步较晚但有所突破，例如2016年上海交通大学Bio-X研究院、脑科学与技术研究中心的李卫东团队的博士研究生储锡霞构建了新型抑郁症小鼠模型[15]，该动物模型造模过程简便，产生的抑郁相关表型稳定，其研究采用C57BL/6J小鼠，为抑郁症研究提供了新的重要模型动物。但此模型的C57BL/6J小鼠价格昂贵以致实验成本高。

2 抑郁症模型的检验方法

2.1 蔗糖偏好模型 这种测试方法是基于失去快感的老鼠的抑郁行为。蔗糖偏好测试是一种确定反应是否缺乏欣快感的测试。缺乏欣快感是对奖励刺激缺乏兴趣，是情绪障碍的一种表现，包括抑郁。蔗糖优选实验包括两部分：适应性训练部分和测试部分。训练期间，两瓶1%的蔗糖溶液被放入老鼠笼子24h，然后将一瓶改为净化水24h以后。调整结束后开始24h内禁食水，随后开始进行12h的初次测试。在实验过程中，大鼠只能选择两个预先称重的烧瓶，一个是1%蔗糖溶液，另一个是纯净水，空腹禁食。12h后，取出两瓶称量，记录老鼠的液体消费、糖水消费和纯净水消费。糖水偏好指数计算公式：糖水偏好指数(%)=糖水消耗量/(糖水消耗量+纯水消耗量)×100%。

2.2 强迫游泳 强迫游泳实验是在1978年Porsolt的团队创造的，研究者们常常将其应用于潜在抗抑郁药物的基础研究和筛选，也是评价抑郁小鼠动物模型最常用的实验之一。将小鼠放入装有纯净水的圆柱容器内，水深30cm，水温(25±1)℃，强迫小鼠游泳。在强迫小鼠游泳6min后的4min内用摄像系统记录不动状态持续时间。小鼠最初表现为水中游动、挣扎剧烈，并尝试逃脱，当感到不可能逃脱后停止挣扎，头部漂浮于水面，四肢在水面或水下处于漂浮和相对静止状态，不动状态是指动物放弃主动挣扎，躯体处于漂浮不扭动状态，此时判断为“行为绝望状态”。此时，使用抗抑郁药时，老鼠不移动，被动漂浮在水面上，处于微微弯曲但垂直状态，鼻子在水面上，静止时间较短，说明药物的抗抑郁效果更强。

2.3 旷场实验 旷场试验是评价实验动物在陌生环境中自主行为、探究行为与紧张度的一种方法，可以用跨格数和中央区域运动时间、理毛数、站立数作为观察指标。测试小鼠自发活动行为和探索行为的行为学实验方法。基于小鼠有害怕空旷场地的特性，其活动具有一定局限性，趋利避害。另外，小鼠对于新地方有一定的好奇心，其活动范围可以扩大到陌生的中心区域。相反，若小鼠在周边区域活动时间越长越能说明处于焦虑抑郁状态。

2.4 悬尾实验 悬尾实验是一种经典的行为绝望体验，类似于强迫游泳体验。老鼠的尾巴是固定的，这样它的头就垂下来了。在这种环境下，老鼠开始挣扎，因为没有条件反射，试图摆脱这种困难的情况。一段时间后，老鼠疲惫挣扎着，表现出一种相对静止的状态，间歇性不动，表现出一种“行为绝望”的状态。此外，它对大多数抗抑郁药敏感，其疗效与临床疗效密切相关，因此被广泛应用于抗抑郁药的初级选择。

3 展望

当前国内对于小鼠抑郁模型的建立研究较少，对于此模型稳定的建立仍有研究和发展的空间。因此探究其模型建立的最适条件也十分重要，然而，抑郁症的发病机制非常复杂和不确定。主导假说主要包括单胺假说、神经内分泌假说、神经营养因子假说、表观遗传假说等，其中5-羟色胺单胺假说是最深入的研究，其次是最新的神经营养因子假说。单胺假说表明，血清素和多巴胺等单胺神经递质的含量降低，会引起中枢神经系统功能失调，如睡眠不足、体温失调、情绪失落等。而单胺假说中5-羟色胺功能低下又被公认为是抑郁症的生物学基础，动物实验和临床数据均表明抑郁症下5-羟色胺含量降低[16],但是还有哪些指标更能反映抑郁情况，还有待考量。不同的抑郁动物模型适用于不同的研究方向，研究人员需要根据自己的研究目的择优选择，用适当的实验指标来确定动物模型是否成功，并且及时监测实验动物是否抑郁[17]。建立有效的小鼠抑郁模型可以缩短有关的实验周期、减少实验成本、降低实验技术难度和提高抑郁模型的成功率，为日后实验工作者在研究抑郁相关实验时提供可行性高的实验技术支持。