曲書(shū)苑 龐寶興

(青島大學(xué)附屬醫(yī)院,青島大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院，青島 266003)

抑郁癥是一種常見(jiàn)的心理障礙疾病，隨著抑郁癥發(fā)病率的逐年上升，抑郁癥發(fā)病機(jī)制和治療方法已成為研究熱點(diǎn)，因而建立合理有效的抑郁動(dòng)物模型是進(jìn)行抑郁癥研究必不可少的一環(huán)。抑郁動(dòng)物模型按造模方法可分為應(yīng)激性模型、藥物誘導(dǎo)性模型和損傷模型，其中以應(yīng)激性模型最為常用。應(yīng)激抑郁動(dòng)物模型包括強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、懸尾?shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、?xí)得性無(wú)助(LH)模型、慢性不可預(yù)知輕度應(yīng)激(CUMS)模型等[1]。本文將圍繞表面效度，結(jié)構(gòu)效度和預(yù)測(cè)效度[2]三個(gè)方面對(duì)應(yīng)激性抑郁動(dòng)物模型常用的評(píng)價(jià)方法展開(kāi)綜述。

1 表面效度(Face validity)

表面效度為應(yīng)激性抑郁動(dòng)物模型與人類(lèi)抑郁癥現(xiàn)象學(xué)的相似程度。目前廣泛認(rèn)為，現(xiàn)象學(xué)的相似度僅包括行為和/或認(rèn)知方面，而不是生理和/或神經(jīng)基礎(chǔ)[3]，所以表面效度的評(píng)價(jià)常采用行為學(xué)測(cè)試的方法。研究表明各類(lèi)應(yīng)激性抑郁動(dòng)物模型均具有良好的表面效度[4]。

1.1 懸尾實(shí)驗(yàn)(Tail suspension test, TST)

懸尾實(shí)驗(yàn)既是一種應(yīng)激性抑郁動(dòng)物模型的造模方法，也是抑郁動(dòng)物模型最常用的檢測(cè)方法。用膠帶固定在小鼠尾末端2 cm左右，懸掛6 min，由攝像機(jī)記錄行為，并由一名實(shí)驗(yàn)人員記錄小鼠不動(dòng)時(shí)間[5]，其中小鼠不動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短反映了其絕望程度[6]。

1.2 強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)(forced swimming test, FST)

同懸尾實(shí)驗(yàn)一樣，強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)也是應(yīng)激性抑郁動(dòng)物模型的造模方法和最常用的檢測(cè)方法[7]。大鼠強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)分為訓(xùn)練和測(cè)試兩期。在訓(xùn)練期，令大鼠在一個(gè)狹窄的充滿足夠深度水的圓柱體中游泳15 min，保持溫度為(25±2)℃，不能接觸底部并保持頭部高于水面，使大鼠習(xí)慣裝置。在測(cè)試期，大鼠被迫在相同的裝置中游泳5 min，記錄大鼠游泳、攀爬和不動(dòng)時(shí)間。此外，小鼠的強(qiáng)迫游泳試驗(yàn)裝置與大鼠類(lèi)似，實(shí)驗(yàn)持續(xù)6 min，前2 min用于小鼠適應(yīng)裝置，最后4 min進(jìn)行行為記錄[8]。

1.3 曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)(open field test，F(xiàn)T)

曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)由Hall和Ballschey首先提出并使用，可用于評(píng)價(jià)各類(lèi)應(yīng)激性抑郁動(dòng)物模型的自主運(yùn)動(dòng)行為、探究行為和緊張度，從而反映抑郁程度。曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的具體操作方法為：將底面積為213.36 cm×213.36 cm的敞箱均分為49個(gè)方形區(qū)，中央的25個(gè)方形區(qū)用圓形絲網(wǎng)屏障隔離，分別將食物放入中央?yún)^(qū)和邊緣區(qū)，將嚙齒類(lèi)動(dòng)物放入特定區(qū)域，觀察其行為[9]。周波等應(yīng)用Matlab程序設(shè)計(jì)軟件結(jié)合數(shù)字圖像處理方法對(duì)曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)行為學(xué)視頻進(jìn)行分析，檢測(cè)嚙齒類(lèi)動(dòng)物于曠場(chǎng)總體、中央、周邊等不同部位的運(yùn)動(dòng)距離或時(shí)間[10]。

1.4 糖水偏好實(shí)驗(yàn)(sucrose preference test, SPT)

糖水偏好實(shí)驗(yàn)是慢性應(yīng)激性抑郁模型最常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)。動(dòng)物模型中出現(xiàn)蔗糖偏好下降的現(xiàn)象，并非由運(yùn)動(dòng)或感覺(jué)缺陷引起，而是快感缺失的表現(xiàn)，這是抑郁癥的一個(gè)核心癥狀[11]。具體操作為:第一天動(dòng)物可以自由飲用兩瓶1%蔗糖水，第二天用普通蒸餾水代替一瓶蔗糖水，在第二天禁食24 h后給動(dòng)物一瓶1%蔗糖水和一瓶蒸餾水(100 mL)，1 h后稱重瓶子計(jì)算消耗量。蔗糖偏好的計(jì)算公式為：蔗糖偏好=蔗糖消耗量/(蔗糖消耗量+耗水量)×100%[12]。

1.5 新奇物體探索實(shí)驗(yàn)(Novel object exploration test)

新奇物體探索實(shí)驗(yàn)反映動(dòng)物在新奇環(huán)境中的探究能力，抑郁癥動(dòng)物模型在新奇事物實(shí)驗(yàn)中探索行為減少屬于快感缺失的表現(xiàn)，多用于慢性應(yīng)激性模型或LH模型的評(píng)價(jià)。新奇物體探索實(shí)驗(yàn)的具體方法為：將一個(gè)2.5 cm×2.5 cm×4 cm表面具有復(fù)雜花紋的新奇物體固定于底面積為18 cm×20 cm塑料箱中心，保持光照強(qiáng)度為5 lx，再將小鼠放入箱中，用攝像機(jī)記錄15 min內(nèi)小鼠行為，評(píng)估小鼠對(duì)新奇物體探索的時(shí)長(zhǎng)[13]。

1.6 噴濺實(shí)驗(yàn)(splash test)

噴濺實(shí)驗(yàn)通過(guò)快感缺失和自我關(guān)心兩種機(jī)制測(cè)量抑郁樣行為，需要和其他行為測(cè)試合用來(lái)評(píng)價(jià)抑郁模型[14]。該實(shí)驗(yàn)需要在鼠背上噴灑10%的蔗糖溶液兩次，鼠毛被溶液弄臟后會(huì)觸發(fā)以舔毛為特征的梳理行為，觀察并記錄在噴灑蔗糖溶液后5 min內(nèi)梳理的頻率和時(shí)間[8]。

1.7 新奇抑制攝食實(shí)驗(yàn)(novelty-suppressed feeding test, NSFT)

陌生環(huán)境會(huì)誘發(fā)動(dòng)物食物攝取的延遲，屬于一種焦慮行為[15]。由于臨床上抑郁和焦慮常有共病現(xiàn)象，所以檢測(cè)抑郁動(dòng)物模型的焦慮程度可以在一定程度上反映模型的表面效度，但需要與其他行為學(xué)檢測(cè)方法合用。新奇抑制攝食實(shí)驗(yàn)共分 2 d：第一天為適應(yīng)期，給藥后 1 h，將動(dòng)物放入方形敞箱適應(yīng) 10 min。動(dòng)物禁食不禁水48 h后，在敞箱中心放置一食丸，將動(dòng)物背對(duì)食丸放入，保持每次同一位置、同一方向，觀察并記錄動(dòng)物自放入籠中至首次攝取食物的時(shí)間，每次 5 min，以動(dòng)物開(kāi)始咬食食丸為攝食標(biāo)準(zhǔn)[16]。

2 結(jié)構(gòu)效度(constructive validity)

結(jié)構(gòu)效度是指抑郁動(dòng)物模型與抑郁癥患者需要具有相同的病理生理學(xué)基礎(chǔ)和發(fā)病機(jī)制[17]，因此，結(jié)構(gòu)效度的評(píng)價(jià)主要依賴于實(shí)驗(yàn)室檢查。在應(yīng)激性抑郁動(dòng)物模型中，慢性應(yīng)激模型尤其是CUMS模型具有良好的結(jié)構(gòu)效度，而FST模型和TST模型的結(jié)構(gòu)效度較差[18]。

2.1 下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA軸)

HPA 軸功能亢進(jìn)被廣泛認(rèn)為是抑郁癥的發(fā)病機(jī)制之一，也是各類(lèi)應(yīng)激性抑郁動(dòng)物模型最常用的檢測(cè)指標(biāo)。HPA 軸活動(dòng)增高是抑郁癥患者常見(jiàn)的神經(jīng)生物學(xué)異常表現(xiàn)之一[19]。應(yīng)激引起大腦前額皮質(zhì)和海馬區(qū)域的神經(jīng)細(xì)胞萎縮與凋亡，并導(dǎo)致HPA軸興奮，促使皮質(zhì)酮為主的糖皮質(zhì)激素過(guò)度釋放，糖皮質(zhì)激素受體表達(dá)降低及功能失敏，不能正常進(jìn)行其負(fù)反饋抑制，損傷海馬組織等，引起學(xué)習(xí)記憶功能改變[20]。地塞米松通過(guò)激活大鼠垂體的Ⅰ型腎上腺類(lèi)固醇受體而抑制HPA軸功能，用于評(píng)估HPA軸的亢進(jìn)水平[21]。1989年， Greenberg等應(yīng)用地塞米松抑制實(shí)驗(yàn)(DST)對(duì)獲得性無(wú)助模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體方法為：在對(duì)大鼠進(jìn)行行為學(xué)測(cè)試后的第二天下午4∶00用二氧化二碳麻醉所有大鼠，經(jīng)心臟穿刺取2 mL血液，皮下注射地塞米松(100 μg/g)，24 h后重復(fù)采血測(cè)定，采用放射免疫分析法對(duì)血漿皮質(zhì)酮濃度進(jìn)行測(cè)定和分析[22]。

2.2 單胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)

單胺類(lèi)遞質(zhì)假說(shuō)也被認(rèn)為是抑郁癥發(fā)病機(jī)制之一。該假說(shuō)認(rèn)為腦內(nèi) 5-羥色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)、多巴胺(dopamine，DA)、去甲腎上腺素(norepinephrine，NE) 等神經(jīng)遞質(zhì)含量不足或功能低下可導(dǎo)致抑郁[23]。幾十年來(lái)，對(duì)LH模型的神經(jīng)化學(xué)機(jī)制的研究一直集中在單胺類(lèi)物質(zhì)上，單胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)檢測(cè)成為L(zhǎng)H模型的主要評(píng)價(jià)方法[24]，也可以用于其他慢性應(yīng)激性抑郁動(dòng)物模型的評(píng)價(jià)。具體方法為:各組大鼠末次給藥 30 min 后處死，冰上迅速剝離大腦皮層和海馬部位，稱重制備勻漿后離心，檢測(cè)5-HT、5-羥基吲哚乙酸(5-HIAA)、DA、高香草酸(HVA)、二羥基苯乙酸(DOPAC)和NE濃度[25]。

2.3 腦源性營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)

抑郁癥發(fā)病機(jī)制中，神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子假說(shuō)得到了越來(lái)越多證據(jù)的支持，許多抗抑郁藥物通過(guò)調(diào)節(jié)腦內(nèi)BDNF發(fā)揮作用[26]。在多數(shù)抑郁癥患者和抑郁動(dòng)物模型中，BDNF的含量均低于正常水平，但也有些研究發(fā)現(xiàn)在慢性應(yīng)激模型中BDNF水平?jīng)]有變化[27]，因此該指標(biāo)較少用于評(píng)價(jià)其結(jié)構(gòu)效度。BDNF水平測(cè)定的具體方法為：動(dòng)物使用氯胺酮麻醉，取海馬組織放在冰上，制備海馬組織勻漿。然后進(jìn)行勻漿離心，分離上清液，用ELISA試劑測(cè)定BDNF含量[28]。

2.4 炎癥因子

炎癥和神經(jīng)組織退化導(dǎo)致抑郁假說(shuō)由Maes等提出。該假說(shuō)認(rèn)為抑郁癥的神經(jīng)變性和神經(jīng)發(fā)生減少是由炎癥、細(xì)胞介導(dǎo)的免疫激活及其長(zhǎng)期后遺癥引起的[29]。應(yīng)激導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)中促炎細(xì)胞因子的表達(dá)增加和各種炎癥相關(guān)通路的激活，在慢性應(yīng)激性抑郁動(dòng)物模型中，可以檢測(cè)到IL-1β, IL-6 and TNFα水平增加[30]，在LH模型中可以檢測(cè)到IL1α, IL-1β, IL-6, TNF-α, IL-3,IL-10等水平增加[31]，故該指標(biāo)多用于評(píng)價(jià)這兩類(lèi)模型。

2.5 氧化應(yīng)激損傷

氧化應(yīng)激產(chǎn)生的自由基造成蛋白質(zhì)、核酸、膜脂質(zhì)等氧化，從而導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生退變甚至死亡，被認(rèn)為是抑郁癥發(fā)病機(jī)制之一[32]。通過(guò)常規(guī)生物化學(xué)方法測(cè)定動(dòng)物模型大腦皮質(zhì)丙二醛(MDA) 含量及超氧化物歧化酶(SOD) 和過(guò)氧化氫酶(CAT) 活力可以用于評(píng)價(jià)氧化應(yīng)激水平[33]，多與其他指標(biāo)聯(lián)合評(píng)價(jià)應(yīng)激性抑郁動(dòng)物模型。

2.6 非單胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)

目前多項(xiàng)研究表明，非單胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)在抑郁癥的發(fā)病機(jī)制中也起著重要作用。例如γ-氨基丁酸(GABA)[34]、谷氨酸[35]、肽類(lèi)[36]和大麻素[37]等，有望為應(yīng)激性抑郁動(dòng)物模型的結(jié)構(gòu)效度的評(píng)價(jià)提供新的生化指標(biāo)。

3 預(yù)測(cè)效度(perspective validity)

預(yù)測(cè)效度主要指抑郁動(dòng)物模型能夠很好地區(qū)分對(duì)抑郁的有效和無(wú)效治療。除測(cè)試動(dòng)物模型對(duì)經(jīng)典的三環(huán)類(lèi)抗抑郁藥物、單胺氧化抑制劑之外，還應(yīng)測(cè)試對(duì)電休克療法以及一些非典型的或第二代抗抑郁藥的反應(yīng)[38]。一系列研究表明：應(yīng)激性抑郁動(dòng)物模型都具有較好的預(yù)測(cè)效度。其中FST、TST和習(xí)得性無(wú)助(LH)模型對(duì)急性抗抑郁治療敏感，常用于抗抑郁藥物初篩。慢性不可預(yù)知輕度應(yīng)激(CUMS)模型對(duì)慢性抗抑郁治療敏感，常用于抑郁癥發(fā)病機(jī)制以及抗抑郁藥物作用機(jī)制的研究[39]。黃曉雪和張錦坤利用小鼠CUMS模型證明咖啡因?qū)π∈笠钟粜袨橛懈纳谱饔?，且該行為改善作用不是通過(guò)興奮大腦皮層所致，提示咖啡因具有潛在的抗抑郁性[40]。

綜上所述，由于目前應(yīng)用的應(yīng)激性動(dòng)物模型很難同時(shí)具有較高的表面效度、結(jié)構(gòu)效度和預(yù)測(cè)效度，造模時(shí)應(yīng)合理選擇動(dòng)物模型，并結(jié)合多種評(píng)價(jià)方法綜合評(píng)價(jià)，用以滿足實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)需要。目前，對(duì)抑郁癥相關(guān)的腦內(nèi)生物標(biāo)記物研究力度正在加強(qiáng)[41]，為應(yīng)激性抑郁動(dòng)物模型的結(jié)構(gòu)效度評(píng)價(jià)提供了新思路。隨著抑郁癥臨床治療和基礎(chǔ)研究的緊密結(jié)合發(fā)展，一方面將對(duì)抑郁癥的發(fā)病機(jī)制得到更深的認(rèn)識(shí)，開(kāi)發(fā)出新的抑郁藥物作用靶點(diǎn)；另一方面將進(jìn)一步完善抑郁動(dòng)物模型的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)出較為完美的抑郁動(dòng)物模型。