情緒異常大鼠模型的曠場行為實驗在中醫藥領域的研究進展

張鵬橫，阮璐薇，卓澤偉，胡 柳，梁文娜*

(1.福建中醫藥大學中醫證研究基地，福州 350122； 2.福建省2011中醫健康管理協同創新中心，福州 350122； 3.福建省中醫健康狀態辨識重點實驗室，福州 350122)

大鼠是較為常用的實驗動物，曠場行為實驗是檢測動物情緒行為的一種常用的經典實驗方法[1]。大鼠曠場行為實驗是指將大鼠放置在一個封閉的平面區域中，該區域被分割成方塊，觀察并記錄大鼠一定時間內的活動情況。曠場行為實驗是判斷大鼠疾病模型的重要指標之一，曠場行為實驗的條件會引起大鼠生理心理狀態改變，影響大鼠行為的解讀，從而影響疾病模型的判定。選擇較適合大鼠曠場實驗條件，合理的行為解讀，能為后續疾病動物模型的病理機制研究提供更為可靠的支持。

1 大鼠曠場行為實驗的現狀

大鼠曠場行為實驗是近年的研究熱點。通過檢索主題為“大鼠與曠場”的近5年的文獻，發現各類文獻(包括學位論文、期刊論文、會議論文)總量474篇。其中，期刊文獻254篇，發表于核心期刊的文獻達136篇。通過知網可視化分析發于核心期刊的文獻，發現涉及曠場實驗的學科前四的有中藥學、基礎醫學、精神病學、中醫學；受到各種類基金支持，其中受到國家自然科學基金支持的文獻達80篇；年度發表文獻數量呈上升趨勢。提示運用中醫藥對精神疾病在基礎醫學方面的研究越來越熱門。這也間接證明了隨著社會進步，經濟發展，生活節奏加快，工作、家庭等各方面的壓力增加，會產生身體不適感和疾病，容易使情緒發生變化，會導致原有的疾病加重或發生新的疾病。隨著人民生活、收入水平的提高，對于精神健康越來越重視，渴望安全有效的治療，也越來越迫切。

2 大鼠曠場行為實驗的條件

大鼠曠場行為實驗的條件包括：曠場箱的規格尺寸、實驗時間、實驗環境、人員操作這幾方面。

2.1 曠場箱的規格尺寸

曠場箱的規格尺寸是指箱底長寬和邊墻高度，影響曠場行為信息量的主要是箱底長寬。易麗莎等[2]所用的曠場箱底邊長為40 cm × 40 cm；歐陽俊彥等[3]、余慶等[4]所用的曠場箱底邊長為50 cm × 50 cm的規格；鄭偉男等[5]所用的曠場箱底邊長為80 cm × 80 cm；劉瑩等[6]所用的曠場箱底邊長為105 cm × 105 cm的規格；多數所用的曠場箱底邊長為100 cm × 100 cm的規格[7-16]。成年大鼠的體長為18～20 cm，曠場箱規格太小不能從大鼠的曠場行為上獲得足夠可靠的信息；曠場箱過大，實驗拍攝和操作難度增加，困難因素增多，可能使大鼠產生急性應激。結合國內學者在國外雜志上發表的文獻[17-18]，筆者認為，可以采用底邊規格為100 cm × 100 cm的曠場箱對大鼠進行曠場行為學實驗。

2.2 曠場行為的實驗時間

曠場行為的實驗時間是指大鼠在進行曠場行為實驗檢測所持續的時間。王慧霞等[19]、胡海燕等[20]選取的時間是3 min，沙中瑋等[21]選取的時間是10 min，多數人選取的檢測時間為5 min[2-3,5-16,22-23]。實驗時間方面，因不同實驗的需要可以從幾分鐘到幾小時不等，不能硬性規定。在實際操作中，一個研究項目使用到大鼠的量至少有幾十只。因此，單只大鼠行為實驗所用的時間越長，整個大鼠曠場行為實驗的時間就越長。過長的實驗時間對實驗人員的考驗和要求就更高；前后進行實驗的大鼠產生時間間隔，可能導致一定影響或差異。而且大鼠具有較強的適應能力，結合文獻中常選擇使用的時間，可以根據實驗需求，選擇適合實驗的時間。

2.3 實驗環境與操作

實驗環境與操作是指大鼠在進行曠場行為實驗時燈光、噪音，以及實驗人員操作的注意事項。這些在文獻中提及較少，如歐陽俊彥等[3]在曠場實驗中提到燈光的瓦數40 W；蒲蜀湘等[9]在曠場實驗中提到燈照天花板反射試驗區，實驗人員遠離曠場箱，操作角度以看不到箱中的實驗動物為準。實驗常用的大鼠屬白化大鼠，對光和噪聲敏感，能使其神經內分泌系統發生變化。因此，實驗操作時應當避免光和噪聲的影響。

3 大鼠曠場行為解讀

大鼠曠場行為解讀是通過大鼠曠場行為實驗單位獲得的，如水平穿越格數或水平路程、垂直或站立次數、修飾或理毛次數、中央區停留時間、中央區穿越格數、平均速度等方面的數據進行整理、歸納、分析，判定大鼠疾病模型的一個過程。

3.1 大鼠焦慮抑郁的情緒模型

大鼠曠場行為實驗涉及的疾病多以精神類疾病或癥狀為主，其中又以焦慮和抑郁較為多。通過不同的模型建立方法模擬人類不同疾病，最終都會涉及到焦慮和抑郁，說明疾病所產生的癥狀和不適，可對人的精神和神經內分泌造成不同程度的影響。

在焦慮模型方面，大鼠的曠場行為結果有升高或個別項目升高，有降低或個別項目降低，從而產生不同的行為學解釋。如歐陽俊彥等[3]的曠場實驗結果中央區域的停留時間明顯減少，總運動距離和直立次數差異均無顯著性，作者認為焦慮水平高的動物傾向于停留在周邊區域，反之，中央區域的探究次數和時間越多，焦慮水平則越低；而沙中瑋等[21]的曠場實驗結果總路程減少，中央活動路程升高。宗紹波等[22]、劉瑩等[6]各自實驗中曠場行為總路程的升高，表明大鼠模型較好模擬了病證患者精神亢奮、急躁易怒樣臨床表現，具有明顯的焦慮樣行為；魏盛等[24]認為，曠場行為得分上升，是一種“怒”的表現，其中包括憤怒和郁怒。肝主疏泄，其志在怒。中醫理論認為，怒是肝失疏泄、氣機不暢的肝郁表現。因此，肝郁與焦慮存在一定的聯系。方錦穎等[14]、余慶等[4]的曠場實驗結果顯示模型組較正常組相比，曠場行為均降低，認為焦慮模型成功。筆者較為同意易麗莎等[2]的觀點，焦慮的曠場行為可能受造模時間的影響，短時間應激刺激可使大鼠出現焦慮樣癥狀，并認為焦慮與怒之間存在密切聯系。隨著應激天數的增加，逐漸出現興奮性下降，從而出現抑郁樣的行為。

在抑郁模型方面，大鼠的曠場行為結果較為一致，均呈現下降趨勢。水平穿越格總數、總平均速度減少反映了動物的活動度降低，中央區時間和中央區格數減少反映了大鼠對新鮮環境的好奇程度降低。胡海燕等[20]在其結果中表明慢性應激時間越長對大鼠造成的損害越發增加。這一點也印證了易麗莎等[2]的實驗。但也有實驗結果顯示模型組大鼠曠場實驗水平得分、垂直得分及總分下降，中央格停留時間增加，并認為該模型方法降低大鼠的興奮性和探究趨勢及認知功能[19]。在認知功能方面，中央格停留時間增加或減少具有一定的討論價值。

3.2 大鼠肝郁脾虛的證模型

在中醫病證研究中，大鼠曠場行為實驗常應用于肝郁證、脾虛證和肝郁脾虛證等大鼠模型。劉旭東等[23]的脾氣虛證大鼠曠場實驗結果顯示運動距離、速度和垂直次數都降低，中心活動時間增加。作者認為是大鼠對外界關注度、好奇度降低，反應遲鈍，提示脾氣虛證的“神疲乏力”主要是中樞結構損傷，肌肉失養。趙榮華等[16]的大鼠曠場實驗結果再次說明曠場行為受造模時間的影響。作者發現，造模2周時，在水平穿越格數、總路程數及垂直站立次數上，肝郁證和脾虛證大鼠均明顯升高，而肝郁脾虛證大鼠降低；在中央區時間上，肝郁證和肝郁脾虛證大鼠升高，脾虛證大鼠降低；在修飾上，肝郁證和肝郁脾虛證大鼠減少，脾虛證大鼠增加。造模4周時，在水平穿越格數和總路程數上，三個不同證模型的大鼠均減少；在垂直站立次數和修飾上，肝郁證和肝郁脾虛證模型大鼠均降低，脾虛證大鼠升高；在中央區時間上，肝郁證和肝郁脾虛證模型大鼠升高，脾虛證大鼠減少。作者認為，從2周和4周的曠場行為的前后變化分別來看，肝郁證和脾虛模型的大鼠早期存在一定的活動探究性的加強，呈現一種應激后焦慮的狀態；而肝郁脾虛證模型的大鼠活動減少，開始表現出抑郁狀態。但隨著造模時間的增加，三個不同證模型的大鼠均出現降低，肝郁證和脾虛證模型的大鼠呈現出興奮性由強轉弱的特點，最終表現為抑郁的狀態；肝郁脾虛證早期活動度降低，并隨著建立模型的時間延長從而進一步降低，呈現出抑郁狀態漸進加重的趨勢。

中醫的肝郁證包含焦慮或抑郁樣癥狀。建立肝郁證模型的方法多以慢性不可預見性刺激和慢性束縛應激，這兩種造模方式常用于抑郁模型的建立。陳錦鋒等[25]認為在臨床上，肝郁證的診斷必有情緒低落癥狀和肝經循行部位癥狀，而情緒低落癥狀對應抑郁狀態。而從曠場行為實驗的結果來看，抑郁模型較焦慮模型更為一致、穩定。因此，抑郁模型建立方法建立肝郁證模型可以更好更明顯地體現大鼠肝郁狀態。

根據中醫學理論，肝為將軍之官，謀慮出焉，喜調達，調暢氣機，在體合筋；脾主思，思者，神識之妙用也，又為后天之本，主運化，在體合肉。對于事物的認識與肝脾有著密切的關系，并所產生的反應行為有賴于筋肉的協調運動。氣機調暢，有助于脾之運化，水谷精微有源，人體四肢百骸、肌肉筋骨、臟腑經絡、精髓元神皆受所養。肝脾功能皆正常，則神識清靈，動作矯健；單一肝郁證，程度未傷及脾，或單一脾虛證，未使氣機受阻，則可以通過相應的調理，得到神識恢復；肝脾功能皆失常，神識受損則神識混沌，反應遲鈍，即使經過調理，活動度得到恢復，但神識不易恢復。因此，對于趙榮華等[16]的曠場實驗中肝郁脾虛組和肝郁脾虛干預組的中央停留時間一直居高不下，可以從肝脾病理狀態對腦功能影響來解釋。

綜合文獻，筆者認為，曠場行為水平格數或總路程可以反應大鼠的活動度，垂直站立次數可以反應大鼠探究行為，中央區時間可以反應大鼠認知行為，修飾可反應大鼠的警覺性。而焦慮樣行為和抑郁樣行為存在著應激程度和應激時間上的差異，是一個前后過程，并不存在矛盾。

4 大鼠曠場行為實驗的不足與展望

曠場行為實驗是檢測動物情緒行為的一種常用的經典實驗方法[1]。當前，大鼠曠場行為實驗在醫學基礎研究上的應用十分頻繁，但也存在一些混亂的現象。首先，用于大鼠行為實驗的曠場箱沒有一個統一的規格。其次，在大鼠曠場行為實驗的檢測持續時間沒有統一的標準。第三，未明確實驗條件和實驗操作規范。雖然大鼠曠場行為實驗已經進入使用自動化儀器和軟件時代，減少人為因素帶來的影響，但未達到無人化的全自動程度，仍需實驗人員參與整個過程，一些影響因素需要注意避免。最后，對于大鼠疾病模型的應用和行為解讀，有著不同的理解和看法。尤其是焦慮模型在判讀上，其原因可能是模型建立的方法多且不同，導致曠場行為實驗不能很好的準確的反應出大鼠肝郁狀態的情緒行為；或者是大鼠焦慮行為的穩定性存在一定探討空間。

西醫的疾病名稱和中醫的病證名稱存在著不同，原因是對疾病癥狀認識、分析的理論體系不同，導致最終的治療、防治的方法和措施也存在差異。但對于客觀存在的癥狀體征是不會因理論、認識的不同而改變的。因此，西醫和中醫存在一定的橋梁和聯系。可以通過對西醫疾病癥狀的還原，獲取中醫的病證；運用西醫建立和判定動物疾病模型的方法，確定中醫病證動物模型的建立和判定。中醫病證的動物模型建立，有利于中醫理論在情緒與腦功能等方面研究的應用和開展；可以驗證中醫藥的有效性，通過疾病機理的闡釋，證明中醫藥防治情緒方面疾病的科學性；有助于中醫藥的發展進步和走出國門，為世界所接受，為治療、預防疾病貢獻出中醫的力量。