抑郁癥動(dòng)物模型的概述及研究進(jìn)展

摘要：抑郁癥（depression）是一種廣泛傳播，使人衰弱，嚴(yán)重危害人類身心健康的全球性的主要精神疾病，具有較高的發(fā)病率和死亡率。這種疾病的特點(diǎn)是情緒低落、失去興趣或愉悅、內(nèi)疚或無(wú)價(jià)值感、睡眠或食欲不振、精力不足、注意力不集中甚至有自殺意念等。隨著整個(gè)社會(huì)生活節(jié)奏的加快和人們的精神壓力的增加，導(dǎo)致抑郁癥發(fā)病率逐年上升。如今，已經(jīng)建立起許多的抑郁癥動(dòng)物模型來(lái)闡明抑郁癥的病理生理及發(fā)病機(jī)制，并用于測(cè)試新的抗抑郁治療方案。該文闡述了常用的幾類抑郁癥動(dòng)物模型，并對(duì)模型的原理和應(yīng)用作了介紹以及陳述了新型的斑馬魚抑郁癥動(dòng)物模型，為抑郁癥的研究提供了理論參考。

關(guān)鍵詞：抑郁癥；動(dòng)物模型；斑馬魚；綜述

隨著生活環(huán)境和心理環(huán)境的變化，抑郁癥的發(fā)病率在全世界范圍內(nèi)逐年增加，一生中存在抑郁體驗(yàn)的人群大約在13%～20%，終身患病率大約在5%左右。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，截止2013年全世界患有抑郁人群比例大約占12.8%，高居疾病負(fù)擔(dān)前列[1]，預(yù)計(jì)到2020年，抑郁癥將超過(guò)心血管疾病成為威脅人類健康的第二大疾患[2]。抑郁癥的病因復(fù)雜，可由多種不同因素引發(fā)，一般認(rèn)為與生物化學(xué)、遺傳、社會(huì)、和環(huán)境因素有關(guān)，但到目前為止還沒(méi)有統(tǒng)一的結(jié)論。在上世紀(jì)90年代，人們主要的觀點(diǎn)是低水平的單胺類神經(jīng)遞質(zhì)如5-羥色胺（5-HT）、去甲腎上腺素（NE）、多巴胺（DA）等導(dǎo)致抑郁癥的發(fā)生。近年來(lái)，學(xué)者們花大量的人力物力通過(guò)研究表明，抑郁癥是一種與多種神經(jīng)遞質(zhì)、腦區(qū)和環(huán)路相關(guān)的一種疾病，此外抑郁癥的病理生理與腦內(nèi)多種生化物質(zhì)以及體內(nèi)菌類有關(guān)。目前人們加大對(duì)抑郁癥的臨床研究，其中抑郁癥動(dòng)物模型的應(yīng)用是研究抑郁癥發(fā)病機(jī)制及抗抑郁藥研究的關(guān)鍵。如今，已有20多種方法可用于抑郁癥動(dòng)物模型的建立，大批科研工作者致力于尋找治療抑郁癥的新靶點(diǎn)，較好模擬抑郁患者各類癥狀的新型動(dòng)物模型出現(xiàn)，為抑郁癥及抗抑郁藥的研究提供了更多的幫助。

1、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

目前用于構(gòu)建抑郁癥模型的動(dòng)物主要有（Spraguedawley，SD）大鼠、天生對(duì)應(yīng)激敏感的（Wistar kyoto， WKY）大鼠、天生嗜酒（Fawn-Hooded， FH ）大鼠、具有遺傳抑郁的（Flinder Sensitive Line， FSL）大鼠[3-4]、腦內(nèi)5-羥色胺受體活力低下的 （Tryon Maze Dul， TMD）大鼠、以及小鼠、地鼠、靈長(zhǎng)類的動(dòng)物、斑馬魚等。

2、抑郁癥動(dòng)物模型參照原則

大部分人類疾病動(dòng)物模型主要參照以下4個(gè)原則：（1）行為表型與臨床癥狀之間的相似性（面部有效性）； （2）通過(guò)臨床有效抗抑郁治療改善或減弱，反之亦然，臨床無(wú)效治療人類疾病沒(méi)有改變（預(yù)測(cè)有效性）；（3）動(dòng)物病理生理學(xué)改變與疾病具有相似性（病因有效性）；（4）類似的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)（構(gòu)造有效性）。基于這四項(xiàng)原則中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，研究人員建立了多種抑郁癥動(dòng)物模型。

2.1應(yīng)激模型

2.1.1強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)

強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)（Forced Swimming Test， FST）是一種常用于藥物抗抑郁樣活性篩選的動(dòng)物模型，根據(jù)嚙齒動(dòng)物對(duì)不愉快環(huán)境的反應(yīng)來(lái)評(píng)估絕望，將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物置于狹窄水缸游泳使其不能逃脫從而誘導(dǎo)抑郁狀態(tài)[5]。在最初的逃生導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)后，嚙齒動(dòng)物在充滿水的不可避免的水缸中迅速采用特征性的固定姿勢(shì)即相對(duì)不動(dòng)的狀態(tài)，這種狀態(tài)被稱為“絕望”[6]。FST是最常用的“行為絕望”實(shí)驗(yàn)，易于操作，并已在實(shí)驗(yàn)室中證明了其可靠性，該模型與抑郁癥類似，并對(duì)大多數(shù)抗抑郁藥物敏感，因此FST被廣泛用于抗抑郁藥物的初選。

實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)分兩天進(jìn)行，第一天將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物置于注水的玻璃缸中游泳15分，要確保動(dòng)物不能逃脫泳缸。15分后將動(dòng)物取出在溫室晾干，然后放回籠子里。第二天在相同的條件下，強(qiáng)迫動(dòng)物游泳5分。當(dāng)動(dòng)物停止掙扎并保持頭在水面上的時(shí)候，記錄不動(dòng)的時(shí)間。在行為學(xué)的干預(yù)下，動(dòng)物不活動(dòng)時(shí)間將會(huì)明顯縮短。FST不僅是研究人類抑郁癥藥理學(xué)與發(fā)病機(jī)制，也是篩選和觀察抗抑郁藥物的可靠實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀ST的主要的特點(diǎn)是抗抑郁藥物作用的特異性高，實(shí)驗(yàn)成本低，易于操作并能夠很好的區(qū)分抗抑郁和抗焦慮以及強(qiáng)安定類藥物，且多數(shù)抗抑郁藥的效應(yīng)與臨床效價(jià)有顯著關(guān)系。

2.1.2獲得性無(wú)助模型

獲得性無(wú)助模型（Learned helplessness， LH）是由美國(guó)心理學(xué)家Seligman等[7]在20世紀(jì)70年代模擬抑郁癥的一些主要特征建立的。最初將狗置于無(wú)法逃避的電擊籠里，對(duì)他們的爪子給予連續(xù)的非控制性的令其厭惡的刺激（電擊），通過(guò)反復(fù)多次電擊后，即使將動(dòng)物置于可逃脫的壞境中，如穿梭逃脫，壓桿逃脫等，動(dòng)物不出現(xiàn)逃避行為，處于無(wú)動(dòng)或無(wú)助的狀態(tài)，同時(shí)還伴有運(yùn)動(dòng)減少、體重減輕、攻擊性降低等行為改變。目前多數(shù)實(shí)驗(yàn)以大鼠替代狗來(lái)建造此模型。

實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)采用微機(jī)程序控制的大鼠穿梭箱反應(yīng)儀，第 1、2天給予大鼠60次無(wú)法逃避的足部電擊（0.8mA），每次電擊持續(xù) 15 秒。間歇期24秒。第3天對(duì)大鼠進(jìn)行回避訓(xùn)練，用于評(píng)估大鼠逃避及回避行為。將大鼠逐一置于穿梭箱一端，給它們30次的可逃避電擊，每次電擊持續(xù)3秒，間歇期24秒。在經(jīng)過(guò)多次訓(xùn)練周期后，獲得性無(wú)助模型建成[8]。該模型是一種復(fù)雜的抑郁癥動(dòng)物模型，具有良好的構(gòu)造和預(yù)測(cè)有效性，比較全面的模擬了抑郁癥的癥狀，已逐漸被用來(lái)研究抗抑郁藥物的作用機(jī)制。

2.1.3母子分離模型

母子分離（Maternal separation，MS）是一種理想的有效自然應(yīng)激，通過(guò)使用環(huán)境剝奪方式的誘導(dǎo)建立的抑郁癥動(dòng)物模型。該模型是將母鼠從籠子里取出3小時(shí)，在分離期間，把幼崽放在不同的籠子，以阻止幼崽與母鼠通過(guò)超聲發(fā)聲法進(jìn)行交流[9]。

實(shí)驗(yàn)方法：不同的實(shí)驗(yàn)使用不同的分離時(shí)間，從幾小時(shí)到幾天不等。一般幼崽出生后第2～14天，每天將幼崽與母鼠進(jìn)行分離3小時(shí)，之后將母鼠移回原籠。在此期間對(duì)照組動(dòng)物不進(jìn)行任何處理。在第21天，觀察動(dòng)物行為學(xué)表現(xiàn)并對(duì)行為學(xué)測(cè)試。

母子分離模型已被廣泛的用于抑郁癥動(dòng)物模型。有研究表明此模型會(huì)使幼崽在長(zhǎng)大后發(fā)生精神類疾病的可能性顯著增高[10]，并且它可以導(dǎo)致神經(jīng)元功能障礙以及抑郁樣行為加重（如身體卷曲、活動(dòng)減少、面部絕望表情等）。

2.1.4慢性不可預(yù)見(jiàn)性應(yīng)激模型

慢性不可預(yù)見(jiàn)性應(yīng)激模型（Chronic unpredictable stress， CUS）起初由Katz[11]等人提出并逐漸發(fā)展而成。大鼠長(zhǎng)期處于應(yīng)激狀態(tài)，對(duì)大鼠給予28天不同的未知刺激，包括：禁水、禁食、強(qiáng)光刺激、晝夜顛倒、噪音、電擊、冰水游泳等，大鼠可表現(xiàn)出自發(fā)運(yùn)動(dòng)減少、體力下降、學(xué)習(xí)記憶能力下降的一系列明顯探究行為與血漿中皮質(zhì)激素升高等改變。此外，CUS模型大鼠的睡眠結(jié)構(gòu)也會(huì)有改變，如延長(zhǎng)了快動(dòng)眼相的時(shí)間，增加了REM密度，尤其是REM潛伏期的縮短與內(nèi)源性的抑郁癥患者表現(xiàn)相似。CUS模型表明動(dòng)物的應(yīng)激反應(yīng)機(jī)制和行為學(xué)特征與抑郁癥臨床表現(xiàn)和病理生理過(guò)程具有一定相似性。

CUS是目前公認(rèn)的最經(jīng)典模型之一，該模型可以真實(shí)地模擬抑郁癥患者的一些病因及癥狀，與抑郁癥患者具有相似的行為，被廣泛應(yīng)用于探究抑郁癥的病理生理機(jī)制與新型的抗抑郁藥研究，是目前應(yīng)用較多的抑郁癥動(dòng)物模型。

2.2激素誘導(dǎo)模型

2.2.1高皮質(zhì)醇模型

海馬損傷是抑郁癥發(fā)病的重要環(huán)節(jié)，眾多研究發(fā)現(xiàn)雌激素能夠保護(hù)海馬，而皮質(zhì)醇是引起海馬損傷的重要因素，因此維持正常的雌激素與皮質(zhì)醇的分泌至關(guān)重要[13]。Brummelte 等[14，15] 通過(guò)在母鼠妊娠期間，產(chǎn)后或者橫跨妊娠期，皮下給予母鼠低劑量（10mg/kg） 或高劑量（40mg/kg）的CORT，與正常組比較發(fā)現(xiàn)給予高劑量CORT會(huì)使母鼠體重和對(duì)幼崽的主動(dòng)看護(hù)減少（離窩時(shí)間延長(zhǎng)，哺乳時(shí)間減短），在FST和OFT 中出現(xiàn)抑郁樣行為。另外，妊娠期或產(chǎn)后給予持續(xù)高水平的CORT會(huì)減少產(chǎn)后母鼠海馬齒狀回內(nèi)細(xì)胞的增值和樹突復(fù)雜性[16]。該模型的一般操作是在母鼠產(chǎn)后2～24天，每天每只皮下注射CORT。相比其他物理或社會(huì)應(yīng)激模型，該模型的優(yōu)勢(shì)是避免了母子分離等對(duì)后代暴露的影響，使母鼠在一個(gè)可控的激素水平里，個(gè)體差異性更小。

2.3藥物誘導(dǎo)模型

2.3.1利血平模型

利血平最初用于高血壓的治療，是一種中樞鎮(zhèn)靜劑。若患者長(zhǎng)期服用利血平將會(huì)出現(xiàn)抑郁癥狀。利血平可使單胺類神經(jīng)遞質(zhì)如去甲腎上腺素（NE）、腎上腺素（E）、5-羥色胺（5-HT）等耗竭。通過(guò)使用利血平誘導(dǎo)出的小鼠表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)不能、腹瀉、上瞼下垂、心動(dòng)過(guò)緩等現(xiàn)象相似于臨床抑郁癥狀。此模型作為傳統(tǒng)的藥物誘導(dǎo)模型相比電刺激、嗅球摘除等其他抑郁癥模型其簡(jiǎn)單，可靠，應(yīng)用較多且較成熟，并可對(duì)起效慢，起效快以及持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的抗抑郁藥加以區(qū)分。一般建立利血平抑郁模型的合適劑量為4 mg/kg的注射劑量[17]。

2.3.2阿撲嗎啡模型

高劑量阿撲嗎啡模型是由Schelkunov首先提出，阿撲嗎啡是DA受體拮抗劑，皮下注射高劑量阿撲嗎啡（6.0mg/kg）作用中樞去甲腎上腺素能機(jī)制從而引起動(dòng)物的體溫下降。該模型反映了藥物對(duì)NA重?cái)z取，可用于篩選抑制去甲腎上腺素的重?cái)z取或能激活α1和β-腎上腺能受體的抗抑郁藥。除此之外，通過(guò)藥物誘導(dǎo)的抑郁模型還有增強(qiáng)育亨賓毒性作用、苯丙胺增強(qiáng)、5-羥色氨酸誘發(fā)抑郁行為等。阿撲嗎啡模型是通過(guò)藥物干預(yù)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這與多數(shù)人類抑郁癥的發(fā)病機(jī)制有差距，如今僅用于抗抑郁藥的初步篩選，很少單獨(dú)使用[18]。

2.4嗅球切除術(shù)模型

鼠的嗅球左右對(duì)稱，位于的端腦前，與大腦皮層和皮層下腦的神經(jīng)結(jié)構(gòu)聯(lián)系密切，是唯一一個(gè)通過(guò)使用神經(jīng)變性的方式構(gòu)建的抑郁模型。嗅球與邊緣系統(tǒng)功能有關(guān)，影響行為、情緒、內(nèi)分泌等。通過(guò)切除鼠的嗅球，可以改變不同腦區(qū)5-羥色胺，從而使鼠的一系列行為改變，如學(xué)習(xí)衰退，味覺(jué)下降以及去甲腎上腺和谷氨酸的水平降低等。嗅球的去除誘導(dǎo)神經(jīng)化學(xué)，神經(jīng)解剖學(xué)，生理學(xué)，內(nèi)分泌和行為的改變，這與患有嚴(yán)重抑郁癥人類患者的癥狀相似[19]。這些變化可被抗抑郁藥逆轉(zhuǎn)，包括具有5-HT1A受體激動(dòng)劑活性的化合物和選擇性NA再攝取抑制劑等。臨床研究還表明[20]，抑郁癥患者對(duì)嗅覺(jué)的敏感性顯著降低，降低的程度與癥狀的嚴(yán)重程度相關(guān)。因此，嗅覺(jué)系統(tǒng)功能障礙與抑郁行為之間存在密切聯(lián)系。 該模型效果明顯，抑郁動(dòng)物的病理生理學(xué)的改變與人類抑郁癥相似，常用于抗抑郁藥的次篩選以及作用機(jī)制的研究。

2.5斑馬魚模型

斑馬魚（Danio rerio）正迅速成為生物醫(yī)學(xué)中有用的新型模式生物，其作為生物模型系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)可能超過(guò)小鼠和果蠅，斑馬魚模型正在迅速成為神經(jīng)科學(xué)研究中的一種有價(jià)值的工具，因?yàn)樗鼈兣c哺乳動(dòng)物具有高度的遺傳和生理性。最近才被用于抑郁癥研究。目前對(duì)斑馬魚抑郁癥的建模主要集中在（1）開發(fā)轉(zhuǎn)化斑馬魚模型（2）鑒定抑郁癥的遺傳決定因素和新型生物標(biāo)志物。與許多嚙齒動(dòng)物模型一樣，斑馬魚神經(jīng)行為模型也被用于實(shí)驗(yàn)，淺灘試驗(yàn)是一種常用的試驗(yàn)，給于急性應(yīng)激會(huì)影響斑馬魚種群行為。除急性應(yīng)激外，慢性應(yīng)激模型還引起斑馬魚的致病狀態(tài)，誘發(fā)內(nèi)分泌和細(xì)胞因子缺陷等各種行為。越來(lái)越多研究表明斑馬魚作為一種獨(dú)特的新型模式物種，它的潛在用途可以更全面地探究抑郁癥發(fā)病機(jī)制[21]。

2.6轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型

研究表明，抑郁癥有遺傳傾向，故其發(fā)病機(jī)制的因素在于基因序列以及表達(dá)的改變。Fawn-Hooden（FH）大鼠的顯著特點(diǎn)是嗜愛(ài)酒精，生長(zhǎng)較緩慢。乙醇的攝入量可用于抗抑郁癥實(shí)驗(yàn)的一個(gè)指標(biāo)。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[22]，F(xiàn)H大鼠皮質(zhì)酮水平偏高，抗抑郁藥物使其反轉(zhuǎn)，胰島素樣生長(zhǎng)因子I水平較低， 表明該鼠的下丘腦-垂體-甲狀腺軸和下丘腦-垂體-腎上腺軸功能活動(dòng)異常，與其生長(zhǎng)緩慢的特征相吻合。FH可以作為抗抑郁藥研究和篩選已愈來(lái)愈多被用于抑郁癥發(fā)病機(jī)制及其抗抑郁藥的研究。

Flinder sensitive line（FSL）是一種遺傳抑郁模型，F(xiàn)SL大鼠的適應(yīng)性差，皮質(zhì)邊緣5-HT受體和海馬腦神經(jīng)肽的含量偏低，對(duì)膽堿能激動(dòng)劑超敏感，具有較高的晝夜節(jié)律。FSL大鼠符合抑郁癥的膽堿能和晝夜節(jié)律模型的標(biāo)準(zhǔn)，因此具有良好的構(gòu)建效度。關(guān)于面部有效性，F(xiàn)SL大鼠與人類抑郁癥表現(xiàn)相似，如活動(dòng)減少、體重減輕、食欲下降、REM睡眠增加、學(xué)習(xí)困難等。丙咪嗪可以糾正一些抑郁癥狀，如使大鼠活動(dòng)增加和反應(yīng)能力提高等。此外，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型還有研究抑郁癥病因的Tryon Maze Dull（TMD）大鼠模型；模擬非典型抑郁癥的Swim Low-active Model（SWLO）大鼠模型以及Wistar Kyoto（WKY）大鼠模型等。

3、展望

目前，隨著分子生物與基因在抑郁癥的研究緊密聯(lián)系，抑郁癥已經(jīng)越來(lái)越多地建立在基因動(dòng)物模型上。轉(zhuǎn)基因作為一種新的模型其最大的特點(diǎn)就是更接近人類的特征。如今，人們患有抑郁癥比重愈來(lái)愈大，通過(guò)建立基因動(dòng)物模型，可以更好的去探究抑郁癥的病因，病理生理，以及為新型抗抑郁藥研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。對(duì)于即將進(jìn)行的研究課題，主要研究抑郁癥與非穩(wěn)態(tài)負(fù)荷關(guān)聯(lián)性，長(zhǎng)期給予應(yīng)激，抑郁癥的患病風(fēng)險(xiǎn)會(huì)明顯升高。通過(guò)抑郁癥動(dòng)物模型的建立，以研究非穩(wěn)態(tài)負(fù)荷和抑郁癥的發(fā)病機(jī)制間的潛在聯(lián)系。總之，隨著科技不斷的發(fā)展，新技術(shù)的創(chuàng)新，一定會(huì)有新的抑郁癥動(dòng)物模型發(fā)現(xiàn)，為抑郁癥機(jī)制的研究與新藥的研發(fā)帶來(lái)新的前景。

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作者簡(jiǎn)介：馬廷（1994.4- ），男，蒙古族，籍貫：內(nèi)蒙古巴彥淖爾市人，內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，17級(jí)在讀研究生，碩士學(xué)位，專業(yè)：藥理學(xué)，研究方向：精神分裂。