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)物模型來闡明抑郁癥的病理生理及發(fā)病機(jī)制，并用于測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，學(xué)者們花大量的人力物力通過研究表明，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）通過臨床有效抗抑郁治療改善或減弱，反之亦然，臨床無效治療人類疾病沒有改變（預(yù)測有效性）；（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)物對不愉快環(huán)境的反應(yīng)來評估絕望，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即相對不動(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獲得性無助模型

獲得性無助模型（Learned helplessness， LH）是由美國心理學(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。最初將狗置于無法逃避的電擊籠里，對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，處于無動(dòng)或無助的狀態(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天對大鼠進(jìn)行回避訓(xùn)練，用于評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)過多次訓(xùn)練周期后，獲得性無助模型建成[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)測有效性，比較全面的模擬了抑郁癥的癥狀，已逐漸被用來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)并對行為學(xué)測試。

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)見性應(yīng)激模型

慢性不可預(yù)見性應(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。大鼠長期處于應(yīng)激狀態(tài)，對大鼠給予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)使母鼠體重和對幼崽的主動(dòng)看護(hù)減少（離窩時(shí)間延長，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)勢是避免了母子分離等對后代暴露的影響，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單，可靠，應(yīng)用較多且較成熟，并可對起效慢，起效快以及持續(xù)時(shí)間長的抗抑郁藥加以區(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藥物干預(yù)的方式來實(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]，抑郁癥患者對嗅覺的敏感性顯著降低，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)勢可能超過小鼠和果蠅，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)是嗜愛酒精，生長較緩慢。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愈大，通過建立基因動(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，長期給予應(yīng)激，抑郁癥的患病風(fēng)險(xiǎn)會(huì)明顯升高。通過抑郁癥動(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)帶來新的前景。

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作者簡介：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。