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文章来源说明
小鼠悬尾实验
实验介绍
是一种经典而又能快速评价抗抑郁药物、兴奋药物、镇静药物药效的方法。该动物模型将实验动物的尾部进行固定,使其头部向下悬挂,动物在该环境中挣扎,企图摆脱该困境,在经过努力仍无法摆脱后,出现间断性不动,显示“行为绝望”状态。实验动物在该环境中拼命挣扎试图逃跑又无法逃脱,从而提供了一个无可回避的压迫环境,一段时间的实验后,记录处于该环境的动物产生绝望的不动状态过程中的一系列参数,动物的表现出的这种典型的“不动状态”,反映了一种被称之为“行为绝望状态”,这种行为绝望模型与抑郁症类似,而且对绝大多数抗抑郁药物敏感,而且其药效与临床药效显著相关,所以被广泛用于抗抑郁药物的初选。
实验工具
悬尾装置,医用胶带,摄像跟踪系统以及分析软件。推荐使用塑料悬尾实验箱。小鼠的鼻子和实验室箱子的地板之间的大致距离建议为20-25厘米。
测量方法
- 将动物轻柔地从笼中拿出来,以最快的速度将其尾巴固定好,不得给小鼠造成多余的压力和应激状态。具体操作为用医用胶带粘在距离尾巴尖端 1 cm,以便将动物的尾巴从装置悬挂杆上悬吊下来。动物尾巴尖端与地面之间的高度约为 30 cm,使小鼠呈头倒式位。
- 摄像镜头需提前调好,将其调到水平对准小鼠身体的位置,以便录像可呈现完全的视野。
- 实验总共需录视频5min,录像记录动物实验期间的行为,但记录后4min动物的不动时间。
- 记录时长完成后,撕去医用胶布将实验动物小心取下来,并放回原笼中做好记录。
- 所有动物测试完成后,及时清理仪器中的粪便和尿液。
主要的指标及行为学意义
- 肢体不动:当动物停止挣扎时,身体保持垂直倒悬状态,静止不动,这个指标可视为实验动物出现习得性无助后放弃挣扎的行为表现。动物在悬尾实验中的不动时间越长,表明动物的抑郁程度越重。
- 挣扎行为:当动物出现企图挣扎、起身时的行为,动物的挣扎时间越短,表明动物的抑郁程度就更重。
注意事项
- 胶带要缠在接近动物尾巴尖端的地方,不要缠在靠近尾巴根部的地方,这样会影响动物的活动。
- 背景板要与动物的颜色形成强烈反差,以便软件识别。
- 不同品种的小鼠悬尾实验表现不同
- 悬尾实验并不建议用较重的大鼠
- 动物从饲养环境带入实验环境应适应一段时间,通常至少一个小时以上。
- 实验环境应保持安静,突然大或者一直持续的噪音会使实验动物惊慌失措。
- 小鼠悬尾实验持续时间通常为5分钟。
- 底部建议放置一个可拆卸的拖盘,收集粪便或尿液。
- 悬挂后动物鼻尖与设备地板之前的参考距离在20~25cm左右。
- 短时间不建议将此实验重复第二遍,以免对实验动物的心理状态产生影响。
- 测试中,前肢只有小鼠运动,后肢不动,可视为动物的绝望状态。
- 由于运动的惯性,小鼠的钟摆式活动也需要视为动物的绝望状态。
- 本实验在短期内不建议重复,若必须重复一般建议两次实验间隔半个月以上。
小鼠强迫游泳实验
实验介绍
强迫游泳实验的原理主要是让动物被迫在一个局限且无法逃脱的空间游泳,由于啮齿类动物先天对水的厌恶,它们在水中会拼命挣扎游动,并试图逃离水环境,一段时间后,发现逃离无望时动物停止挣扎表现出“行为绝望”状态(漂浮不动状态) 。
实验动物选择
昆明小鼠或者Wistar大鼠。强迫游泳实验一般需要 10 只以上小鼠或 6-8只大鼠。实验应根据实际情况调节水深, 避免动物后爪支撑身体而影响药效预判。实验方案设计时也应考虑生物钟的影响,尽量避免在 3 月、10 月、11 月等难以显示出行为结果的时间进行实验。
实验方法
实验期间保持安静,光线无明显变化,室温保持在 20~25℃。该实验在装有 10cm水(23 + 2℃)的透明有机玻璃圆筒中进行。实验开始时将小鼠放入水中,持续时间为 5min,视频记录整个过程。在测试结束时,将动物从水中移出并放回笼中,双盲记录每只小鼠后4min的累积不动时间。
注意事项
1. 实验前调节测试箱内水温,水温应为 23 ~ 25℃。水深应根据动物体重进行调整,动物尾巴与测试箱底面保持一定距离。
- 同时进行多只动物实验,每两只动物间应用不透明挡板隔开。
- 大鼠强迫游泳实验,应在实验前1d预游,24h后进行强迫游泳实验。记录5min内动物的不动时间、游泳时间及攀爬时间。
- 小鼠强迫游泳实验,应在检测当天进行,小鼠游泳时间应为5min,记录后4min的游泳时间、不动时间及攀爬时间。
评价指标
- 不动(immobility):动物在水中停止挣扎,呈漂浮状态,仅有轻微的肢体运动以保持头部浮在 水面。不动时间越长表明抑郁程度越重。正常小鼠不动时间在检测时间的40%~80%内;正常大鼠不动时间在检测时间的30%~70%内; 抑郁行为判断标准:不动时间与对照组相比显著性增加(P<0.05)
- 游泳( swimming) : 动物进行流畅、协调的运动,动物四肢始终在水面以下。游泳时间和游泳距离越少,表明抑郁程度越重。
- 攀爬( climbing) : 动物四肢强有力伸出水面,并沿测试箱壁做剧烈的上下动作。5min检测期内,SD大鼠攀爬时间60~130s。攀爬时间越少,表明动物抑郁程度越重。
小鼠旷场实验
实验介绍
又称敞箱实验,是一种评价啮齿类实验动物自主运动行为、探究行为与紧张度的一种方法,现己经广泛应用于帕金森病、抑郁症、焦虑症等神经、精神疾病以及中枢药物评筛的研究中,通过旷场实验观察实验动物的焦虑水平,其中,水平活动、中央格停留时间、梳毛次数反映动物的焦虑情况,垂直活动反映动物对周围环境的不确定性和对周围环境中可能存在的危险性的观察。
实验动物
大鼠或小鼠。
实验装置
整套旷场实验系统由旷场箱体、摄像系统和视频记录分析软件共同构成。实验时将动物放入旷场中的特定位置,用摄像系统来监测动物在旷场中的活动情况,通过分析软件来进行动物的轨迹追踪和数据采集分析。
实验步骤
- 实验装置安装好后,将动物从饲养笼里取出,背向实验者放置到旷场的中央区域,实验者迅速离开,任其动物在实验箱自由活动。
- 迅速开启软件的视频采集或摄像系统的视频录制,记录动物在旷场中6min的活动情况;统计后5min的情况
- 实验监测时间结束后将小鼠取出并且放回饲养笼内,对旷场反应箱底部、放置物以及侧壁进行彻底清洁,以免本次动物余留的信息(如动物的大小便、气味)影响下次测试结果,大部分研究采用乙醇进行清洁,乙醇浓度亦各不相同用75%酒精或实验用消毒水清理整个旷场箱体,等待晾干后更换小鼠继续重复以上实验。
实验应用
评估自主运动能力
当旷场实验用于评估动物的自主运动能力时,主要观察动物静止(低于100 cm/s)、缓慢运动(100~300 cm/s)和快速运动(300~500 cm/s)三种运动状态所占据的绝对时间和时间比,通过比较这三种状态的时间,得出动物运动能力的差异。此外也可通过比较动物的平均速度、轨迹线和总运动距离等反应动物的活动能力。
评估动物焦虑
当旷场实验用于评估动物焦虑行为时,主要记录动物在旷场中不同区域所待的时间及尿便次数、直立次数等行为。通常来说,小鼠因为趋触性(thigmotaxis)喜欢紧贴墙壁,即更多的在外围活动,这在有焦虑样行为的小鼠中更为明显:焦虑程度较低的小鼠倾向于在旷场的中央即开放区域停留更多的时间。此外还有如下三种结果参数:直立次数:又称垂直得分、站立次数,指鼠一对前足均腾空或攀附箱壁,站立后双爪放下为直立一次。直立次数反映鼠的探索行为及对新环境的好奇程度。排便次数:又称粪便粒数,反映动物对陌生环境的紧张和恐惧程度。人们普遍认为排便次数反映啮齿类动物的焦虑程度。修饰次数:又称理毛次数,指鼠对面部、四肢、躯干和生殖器的清洗行为。鼠的修饰次数是对新异环境产生的应激行为,说明此时鼠兴奋度较高。
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