不同研究條件對BALB/C小鼠強迫游泳實驗的影響

喬向陽，王曉英，劉宏云

（1.西安市第九醫院新豐精神病院，陜西 西安 710004；2.西安市東方醫院精神科，陜西 西安 710043）

抑郁癥動物模型有著與人類抑郁癥較高的相似性，被廣泛用于抑郁癥的基礎與臨床研究[1-2]。自從20世紀70年代Porsolt等設計并應用強迫游泳實驗研究藥物的抗抑郁效應以來，作為一種快速、簡便，具有較高可信度的動物模型，強迫游泳試驗被廣泛應用于抗抑郁藥的篩選和評價以及抑郁癥機制的研究中[3-4]。但是，目前實驗方法學和文獻對小鼠強迫游泳的實驗條件的研究報道并不統一。以往的研究表明：眾多因素例如性別、品系和實驗裝置都可能影響小鼠在強迫游泳模型中的表現，這給后續研究者帶來很大的不便。為此，本研究通過選擇近交系(BALB/C)小鼠對不同性別、晝夜間、不同水溫條件下強迫游泳行為的觀察，深入探討性別、晝夜節律以及水溫等因素對基礎狀態下小鼠強迫游泳模型的影響，為后續實驗提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 BALB/C小鼠共88只，其中雌性32只，雄性56只，每4只小鼠同籠飼養。小鼠隨機進行分組，每8只為一組，各組間的小鼠體重差異均無統計學意義。飼養條件：室溫（22±1）℃；日光燈采光，光暗周期12/12（光照時間為7：00 a.m.～19：00 p.m.）；動物自由獲取食物和水。實驗動物由西安交通大學醫學院動物中心提供。

1.2 實驗方法 實驗前5 d，實驗者每天抓摸小鼠6 min使其適應搬弄和觸摸。強迫游泳實驗前將小鼠放入實驗室適應30 min。強迫游泳實驗的時間為：白天8：30～11：30，夜間：20：30 ～23：30。實驗時，將小鼠放入缸底直徑15.8 cm、高24.5 cm、水深10 cm的透明有機玻璃缸中，水溫分別取（12±1）℃、（22 ±1）℃、（32±1）℃，每缸1只，缸周圍用不透明鐵框隔離。對小鼠在缸中游泳情況進行攝像，共6 min。實驗結束后觀察并記錄后4 min內小鼠的累計不動時間。不動時間是指小鼠在水中停止掙扎呈漂浮狀態，或者僅有細小的肢體運動以保持頭部在水面上。每只動物實驗結束后擦干小鼠并換水。對不同性別、水溫及晝夜間小鼠的不動時間進行比較時，只保證單一變量，其他非研究因素均相同。

1.3 統計學方法 應用SPSS13.0軟件包進行數據分析，采用t檢驗進行獨立樣本均數間的兩兩比較，采用One-Way ANOVA以及Bonferroni檢驗進行三個獨立樣本均數間的比較，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 性別對小鼠強迫游泳實驗結果的影響 體重相近BALB/C小鼠在保證晝夜節律、水溫等其他因素相同的情況下，進行強迫游泳實驗，結果表明雌雄小鼠之間不動時間差異無統計學意義（P＞0.05），見圖1。

圖1 性別對BALB/C小鼠強迫游泳實驗不動時間的影響

2.2 晝夜節律對BALB/C小鼠強迫游泳實驗結果的影響 體重無差異的BALB/C雄鼠和雌鼠在其他因素相同的情況下，分別在晝夜進行強迫游泳實驗，結果發現BALB/C雄鼠白天的不動時間明顯長于夜間（P＜0.05），見圖2。

圖2 晝夜節律對小鼠強迫游泳實驗不動時間的影響

2.3 水溫對小鼠強迫游泳實驗結果的影響 保證其他因素相同的情況下，對于體重相近的BALB/C雄鼠在晚上進行的、不同水溫條件下強迫游泳的實驗結果表明：水溫對BALB/C雄性小鼠的不動時間有顯著影響（P＜0.05）。BALB/C雄性小鼠在22℃水溫的不動時間長于其在12℃、32℃水溫的不動時間，見圖3。

圖3 水溫對小鼠強迫游泳實驗不動時間的影響。

3 討 論

小鼠強迫游泳實驗時，小鼠被迫在一個相對局限的空間內游泳，在一定時間內經歷不斷泳動試圖逃生到漂浮不動放棄逃脫（即“行為絕望”）的外顯行為類似于人類抑郁癥的臨床表現[5]。盡管強迫游泳實驗被廣泛應用于抑郁癥的基礎研究以及抗抑郁效應的評價，然而到目前為止，各個實驗室的實驗條件標準并不統一，為了增強抑郁小鼠行為的敏感性、有效性和可靠性，需要考慮的因素很多。本實驗采用的10 cm水深既能夠保證小鼠的后爪能夠剛剛接觸水底又不能使其支撐住身體，這樣的設計在保證動物身體平衡的條件下避免了溺水現象的出現。如果想深入研究小鼠游泳和爬壁時間，可以適當增加玻璃缸的直徑和水深[6]。另外，實驗中應保證各組間小鼠的年齡無明顯差異，年齡這一變量可用體重來間接反映。有研究表明青年小鼠與老年小鼠間的不動時間差異有統計學意義，且對抗抑郁藥的敏感性也有很大不同[6]。保證環境安靜也是強迫游泳實驗所必需，實驗小鼠之間宜用不透明鐵框相隔，未實驗的小鼠應與實驗小鼠隔離，每次實驗完畢均應換水并清洗玻璃缸，這些措施可以有效避免環境因素對實驗結果的影響[7]。除此以外，有研究表明限制動物飲食以及飼養方式對小鼠強迫游泳行為均有一定影響[8]。

本次實驗選擇水溫、晝夜節律和性別作為主要研究因素，觀察它們對強迫游泳實驗基礎數據的影響。本研究發現BALB/C小鼠在不同水溫下其不動時間有明顯的差異。12℃水溫下小鼠的抑郁行為出現的最早，這可能是由于低溫會抑制小鼠的中樞神經系統，同時小鼠為了保持體溫的穩定會盡量減少代謝，反映為在水中較早出現抑郁樣行為[6]。成年小鼠在生理情況下體溫保持37℃～39℃，而環境溫度改變時，動物體溫也會相應進行調節。在22℃水溫下，小鼠的不動時間明顯長于在32℃水溫下的不動時間。這可能是因為32℃與小鼠生理體溫相近，對小鼠的刺激較小，不動時間也相對較短。

本研究結果還表明，在沒有干預因素的狀態下，同品系中雄鼠的陽性結果明顯多于雌鼠。以往的研究也發現使用不同性別的動物會對強迫游泳實驗有一定的影響。丙咪嗪和帕羅西汀對雄鼠和雌鼠都具有抗抑郁效應，不過所需劑量有差異[9]。FVB雌鼠較雄鼠在同樣條件下漂浮時間更短[10]。究其原因，可能是由于雌鼠相比雄鼠而言有著更為復雜的生理周期，且易受該周期的影響。雌鼠的生理周期對實驗結果產生的干擾，使得實驗條件的單一變量對實驗的結果影響增大。本研究提示：要使強迫游泳的結果更加靈敏、穩定可靠，宜選擇雄鼠進行實驗。

小鼠屬于嚙齒類夜行性動物，神經內分泌因素導致其在白天的活動度明顯少于夜間。然而，以往生物節律因素對小鼠強迫游泳行為的影響存在爭議。有研究表明C3H/Hen小鼠在中午的強迫游泳不動時間明顯比早上和下午長[11]。而BALB/C小鼠和C57BL/6J小鼠在中午、初夜和午夜的不動時間無明顯差異[12]。根據以往的研究結果結合本次實驗發現認為，晝夜節律對小鼠會產生一定影響，小鼠白天的不動時間明顯長于夜間的不動時間，在白天小鼠更容易產生抑郁樣行為。晝夜節律對小鼠強迫游泳實驗的影響程度因小鼠品系不同而異。要增加小鼠強迫游泳的靈敏性，宜在白天進行實驗。

綜上所述，盡管強迫游泳實驗有一定的局限性，并受到多種因素的影響，但作為一種簡單易行的抑郁癥研究和抗抑郁藥篩選的動物模型仍具有很強的應用價值。本實驗針對影響小鼠強迫游泳行為的晝夜節律、性別、以及水溫等主要因素進行了一些有益的探索，后續還需研究品系間的差異。

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