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动物模型建立详细方法第十五期|小鼠抑郁症模型
发布时间:2025-10-24 发布者: 浏览次数:

动物模型建立详细方法第十五期(上)|小鼠抑郁症模型

ScienceBench Science Bench
2025年10月09日 22:40

在微观世界中,模拟人类心灵的阴霾,是神经科学领域一场精心设计的科学挑战。


🎯 先定方向:选模型前的 4 个问题

  1. 你的核心机制是什么?(慢性压力/社交失败/炎症/HPA 轴/嗅球切除/发育早期)

  2. 受试群体设定?(品系、性别、年龄;雄性常用于CSDS,雌性有替代范式)

  3. 时间与资源?(CSDS 10 天、CUMS 4–8 周、CORT 3–4 周、LPS 1–3 天)

  4. 下游读出?(行为 + 激素 + 分子 + 组织学;是否需抗抑郁药“预测效度”验证)


🧰 模型总览

研究问题
首选模型
适用要点
周期
慢性压力与快感缺失CUMS/CUS
(慢性不可预见轻度应激)
多种轻度且多样应激随机组合,突出“不可预见性”;强在快感缺失慢病程
4–8 周
社交失败与亚群差异CSDS
(慢性社交失败应激)
公鼠对公鼠的攻击-回避;得到易感/韧性两亚群;强在社交回避/焦虑
10 天 + 隔离
行为绝望/逃避学习LH
(习得性无助)
不可逃避电击→次日逃避学习测试;适合前额叶-纹状体回路研究
2 天
HPA 轴持续激活CORT
(外源性皮质酮)
饮水给药,模拟慢性糖皮质激素升高;与突触/神经发生研究匹配
3–4 周
炎症相关抑郁LPS
(内毒素)
急性先病感行为后出现短暂抑郁样;用于免疫-脑轴研究
24–72 h
手术/神经环路OBX
(嗅球切除)
侵入性;表型稳定,适于抗抑郁药筛选与环路学
2–4 周
早期逆境母婴分离(MS)
PND1–14 每日分离 3 h(MS180);成体表型与应激易感相关
发育期模型


今天我们先介绍两套常用模型!


🧱 两套常用模型 SOP(可直接上台)


1) CUMS|慢性不可预见轻度应激

核心:轻度、多样、不可预测。避免强烈/重复单调刺激,防止适应。

对象:C57BL/6J,8–10 周,雌雄均可(雌性注意动情期记录)
周期:4–8 周(≥4 周常能诱导 SPT 下降)

常用应激池(举例,单次 2–12 h 为宜)

  • 笼倾斜 45°、潮湿垫料(如 200–300 mL 水洒垫材)、灯光昼夜倒置、空笼(无垫材)、群拥/单笼、异味(天敌气味低剂量,短时)、短时束缚(≤2 h)、温和冷水游泳(18–20℃,3–5 min)、温度轻度降低(~18℃)、食物/水短时撤除(≤12 h)等。

避免:极端低温、长时禁食禁水、强电击等高伤害刺激。

一周范例排程(仅示意,实际需随机打乱与交替强度)

  • 周一:笼倾斜(12 h) → 暗转亮(6 h)

  • 周二:湿垫料(8 h)

  • 周三:单笼(过夜)

  • 周四:冷水游泳(4 min) → 温干毛

  • 周五:轻度束缚(1 h)

  • 周末:昼夜颠倒(24 h)

读出:每周或隔周做SPT;末期做FST/NSF/SIT/OFT;采血测皮质酮;脑区(HIP/PFC/NAc)测BDNF、PSD95、Iba1、GFAP等。

避坑:

  • SPT 需基线值对照运动/饮水量;瓶位要交叉换位

  • CUMS 强在“流程质量控制”:应激强度分级+随机表、操作者一致性、时间点固定。


2) CSDS|慢性社交失败应激

核心:连续遭遇攻击者;形成易感/韧性亚群,合适做机制与个体差异。

对象雄性 C57BL/6J(应激鼠) 8–12 周;雄性 CD-1(攻击鼠)筛选出有攻击性个体。
范式10 天循环。

每日:

  1. 5–10 分钟面对面攻击(监控,防止严重外伤);

  2. 随后与攻击鼠隔栅共居 24 h(视觉/嗅觉/听觉接触),第二天更换攻击鼠。
    对照:等条件同品系同笼对照(无攻击)。


社交回避测试(SIT)

  • 两阶段:无目标(空网笼)→有目标(放入 CD-1 于网笼内);记录 150–300 s 内在“交互区”的停留时间。

  • 社交互动比(SI):有目标/无目标 时间比值;常用阈值 SI<1 判定为易感
    其他读出:SPT、FST、OFT、体重与伤情评分。


安全与伦理:

  • 预筛攻击鼠(潜伏期<30 s);实时看护,出现持续追打/咬颈/出血立即隔离;必要时缩短对打时长

  • 雌性可用“目击社交失败(vicarious defeat)”或调整范式(但效果、机制略有差异)。


🧪 生物学读出(配行为,更有说服力)

  • 激素/HPA:血清/唾液皮质酮,CRH/ACTH(必要时)

  • 炎症:血/脑组织 IL-6、TNF-α、IL-1β;微胶质 Iba1、星形胶质 GFAP

  • 可塑性/神经发生:海马BDNF、TrkBBrdU/DCX 标记;突触蛋白 PSD95、Synapsin

  • 回路学:c-Fos、在体钙成像/纤维光度,或光/化遗传操控(如 PFC–NAc、VTA–NAc 回路)


📏 统计与实验设计清单

  • 样本量估算(预期效应大小、功效≥0.8);随机分组盲法评估

  • 行为顺序预注册:OFT→SPT→SIT→NSF→FST/TST(从低到高应激);

  • 混杂控制:体重/饮水/运动能力;测试时段固定在明相位或暗相位的同一时间

  • 重复性:不同批次复现实验;清楚报告环境变量(温度、湿度、光照、噪音、垫料、饲料批号)。


🧑‍⚕️ 伦理与动物福利

  • 开始前通过伦理审批(IACUC/等同)

  • 最小可行刺激强度与时长,避免疼痛/恐惧长期累积;

  • 设定人道终止标准(体重下降>20%、外伤、低体温、持续不动等);

  • CSDS/LH/OBX 等高负荷范式,术前术后镇痛与护理要规范。


🧠 结语

没有“通吃”的抑郁模型,只有“对题”的实验设计。合适的范式合适的读出,再把伦理与质量控制做好,数据自然更可信。



动物模型建立详细方法第十五期(下)|小鼠抑郁症模型


3 行快读

  1. 常用抑郁样模型分三大类:慢性应激类(CUMS/CSDS)学习与激素/免疫驱动(LH、CORT、LPS)手术/发育窗模型(OBX、母婴分离)

  2. 评价不靠单一行为:快感缺失(SPT)+行为抑制(FST/TST/NSF)+社交回避(SIT)+运动控制(OFT),再配生理与分子指标做三重验证。

  3. 先问科学问题再选模型:压力易感?炎症通路?HPA 轴?社交应激?不同问题对应不同模型与读出。


🧪 行为学“金三角”:别靠单项结论

  • 快感缺失蔗糖偏好试验(SPT)(1–2%蔗糖,48h双瓶、换位;计算蔗糖摄入/总摄入×100%)。

  • 行为抑制/行为节能强迫游泳(FST)悬尾(TST)新奇抑制摄食(NSF)(前者敏感于三环类/SSRIs;NSF增加焦虑成分)。

  • 社交回避/动机社交互动(SIT)(有/无攻击鼠气味的两个阶段,计算 SI 比值)。

  • 运动控制:开放场(OFT)总路程/中心时间,排除运动不足导致的假阳性。

  • 补充:毛发评分(coat state)、自我梳理(splash test)、轻度认知(Y 迷宫)等。


最佳实践同一只鼠低应激→高应激顺序做测试;行为+生理/分子双证据;必要时加入抗抑郁药对照验证预测效度(如氟西汀/米帕明/氯胺酮不同时间窗的效应)。

🧱 两套常用模型 SOP(下)

1) LH|习得性无助(不可逃避 → 逃避缺陷)

核心:经历一段不可逃避轻度电击,次日转到可逃避环境,表现为逃避延迟或失败↑。

对象:C57BL/6J 8–12 周,雌雄皆可;严格伦理审批与设备校准
Day 1 不可逃避阶段:随机间隔给予低-中等强度短时电刺激(例如 0.3–0.6 mA、<1 s,数量与间隔随机化;总时长~1 h)。
Day 2 逃避学习:穿梭箱,两侧交替电击,反应窗口内越箱则终止电击;记录失败次数与潜伏期
读出:失败率↑、潜伏期↑;配合 SPT/NSF。
注意避免高强度/长时刺激;用弱到中等强度即可产生表型;设备需定期校准电流。

2) CORT|慢性皮质酮给药

核心:模拟HPA 轴长期激活
做法:在饮水中加入皮质酮(CORT)(常配以少量β-环糊精助溶),持续 3–4 周;对照为载体水。
表型:SPT↓、NSF 潜伏↑、FST/TST 不动时间↑,海马神经发生↓(BrdU/双皮质蛋白)、突触蛋白下调。
注意

  • 每日/隔日更换药水,记录饮水量估算摄入剂量;

  • 避免因口感差导致总体摄水量下降(可先短期适口性预实验)。


🔍 炎症与手术类(简述)


  • LPS(内毒素):单次低剂量引发急性病感行为(6–24 h)→出现短暂的抑郁样表型(24–48 h)。适合研究免疫-脑通路(IL-1β/IL-6/TNF-α、微胶质)。解释时需区分病感 vs 抑郁。

  • OBX(嗅球切除):在麻醉与镇痛下双侧切除嗅球;2–4 周后出现过度活动、焦虑样与快感缺失。侵入性强,术后镇痛/护理必须到位。

  • 母婴分离(MS):PND1–14 每日 3 h 分离,成年后应激易感、SPT/FST异常概率↑;适合发育窗与跨生命周期研究。


🧯 常见“翻车点”与解决


  • SPT 没变化:基线差异大/瓶位未交叉/饮水总量下降 → 先做基线 SPT,固定糖浓度与时长交叉换位

  • FST/TST 假阳性:运动降低或镇静药物 → 加强 OFT 控制;

  • CSDS 伤情重:攻击鼠未筛/超时对打 → 预筛+缩短对打时间+实时干预

  • CUMS 无效:刺激过强或过弱/可预测 → 建立强度分级+随机表,避免重复同一刺激;

  • CORT 摄入不足:口感差→β-环糊精助溶、定期换液并记录摄水量。


🧑‍⚕️ 伦理与动物福利


  • 开始前通过伦理审批(IACUC/等同)

  • 最小可行刺激强度与时长,避免疼痛/恐惧长期累积;

  • 设定人道终止标准(体重下降>20%、外伤、低体温、持续不动等);

  • CSDS/LH/OBX 等高负荷范式,术前术后镇痛与护理要规范。

结语

构建一个小鼠抑郁症模型,是一场精心设计的科学模拟。它不是在创造“悲伤”的小鼠,而是在可控的条件下,重现导致抑郁的核心生物学特征——慢性压力、奖赏系统失调和应激反应失衡。理解每种模型的原理、优势与局限,严谨地进行构建与评估。


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