抑郁癥動(dòng)物模型概述

徐雪嬌，李天英，馬蕓瑄，喬延盈，羅文彬，蒲羿彤

(黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，哈爾濱 150040)

抑郁癥是指由各種原因引起的以顯著而持久的情緒低落為主要特征的一種精神障礙，主要表現(xiàn)有心境低落、思維遲緩、意志活動(dòng)減退和認(rèn)知功能損害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)自殺行為。流行病學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，抑郁癥已成為世界范圍內(nèi)嚴(yán)重威脅人類健康的第二大疾病[1]。近年來隨著經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，人們的生活和精神壓力也逐漸增大，抑郁癥的發(fā)病率逐漸升高，不僅對(duì)患者個(gè)人造成損害，影響其工作、學(xué)習(xí)、生活和社交，同時(shí)對(duì)家庭和社會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，因此抑郁癥越來越受到人們的關(guān)注。

抑郁癥致病因素復(fù)雜，發(fā)病機(jī)制不詳，可能與遺傳、生物學(xué)和社會(huì)心理等因素相關(guān)，其發(fā)病機(jī)制和治療方法已成為全球性研究熱點(diǎn)。抑郁模型動(dòng)物表現(xiàn)出抑郁和認(rèn)知功能障礙等行為學(xué)變化，可以很好地模擬人類抑郁癥狀[2]。抑郁模型動(dòng)物表現(xiàn)是探究抑郁癥發(fā)生機(jī)制以及篩選抗抑郁藥物的基礎(chǔ)，因此建立合理有效的抑郁動(dòng)物模型是抑郁癥研究必不可少的環(huán)節(jié)[3]。現(xiàn)就常用的抑郁癥動(dòng)物模型予以綜述，以期為抑郁癥動(dòng)物模型的選擇和建立提供參考。

1 應(yīng)激模型

1.1行為絕望模型 行為絕望模型是一種使動(dòng)物無法逃逸出惡劣環(huán)境，從而產(chǎn)生絕望情感的模型。該模型通過低水平、中慢性的應(yīng)激源造成短暫的抑郁癥狀[4]。具體制備方法包括小鼠的懸尾和大小鼠的強(qiáng)迫游泳[5-6]。上述模型的行為學(xué)改變能夠被治療藥物有效逆轉(zhuǎn)，兩者均具有較好的預(yù)測效度，對(duì)抗抑郁藥敏感，大多數(shù)抗抑郁藥能夠有效縮短懸尾和強(qiáng)迫游泳的不動(dòng)時(shí)間，在進(jìn)行抗抑郁藥物評(píng)價(jià)時(shí)兩者可聯(lián)合應(yīng)用[7]，但應(yīng)注意動(dòng)物模型異質(zhì)性。綜上可知，行為絕望模型可用于抗抑郁藥的初篩，在需要短暫抑郁癥狀的實(shí)驗(yàn)中具有較好的可用性。

1.2習(xí)得性無助模型 習(xí)得性無助模型是大鼠接受無法控制或預(yù)知的厭惡性刺激后，再次重置于該環(huán)境，表現(xiàn)出的逃避行為欠缺現(xiàn)象，刺激使單胺類神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)生顯著改變，激活并致敏5-羥色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)神經(jīng)元，去甲腎上腺素釋放減少，多巴胺信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)降低[8-10]。

蒲俊材[11]通過比較習(xí)得性無助組與非應(yīng)激對(duì)照組大鼠前額皮質(zhì)代謝分子的表達(dá)水平發(fā)現(xiàn)，抑郁癥與氨基酸代謝紊亂相關(guān)。因此，習(xí)得性無助模型可用于快速抗抑郁藥篩選以及抑郁癥機(jī)制的研究，具有良好的藥理學(xué)預(yù)測性。習(xí)得性無助模型要求具有較強(qiáng)的應(yīng)激源，僅對(duì)急性治療敏感，不適于篩選周期較長的抗抑郁藥。

1.3社會(huì)應(yīng)激模型

1.3.1社會(huì)失敗應(yīng)激模型 連續(xù)給予C57BL/6小鼠社會(huì)失敗心理應(yīng)激的研究，通過探究社會(huì)失敗應(yīng)激模型的可行性及有效性，為該模型的建立提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)[12]。在社會(huì)失敗應(yīng)激模型的建立與行為學(xué)評(píng)價(jià)中，判斷社會(huì)失敗應(yīng)激模型造模成功的兩個(gè)核心指標(biāo)為糖水偏愛率與社會(huì)交往率[13]。但該應(yīng)激對(duì)探索與絕望行為無明顯影響[14]。

祁可可等[15]證實(shí)，樹鼩社會(huì)失敗應(yīng)激模型可用來探究抑郁癥對(duì)認(rèn)知功能的損傷。樹鼩的親緣關(guān)系與靈長類最接近(約93.4%)，其社會(huì)失敗模型可能具有更好的表象一致性、疾病同源性以及藥物預(yù)見性[16]，可能是模擬人類抑郁癥的理想模型之一。社會(huì)失敗應(yīng)激模型是抑郁癥較為常用的動(dòng)物模型，可模擬人類的抑郁癥成因，值得推廣使用。

1.3.2孤養(yǎng)模型 孤養(yǎng)模型是一種通過模擬人類因缺乏或脫離社會(huì)交往而產(chǎn)生抑郁狀態(tài)的模型。該模型常結(jié)合其他模型聯(lián)合應(yīng)用，包括早期的應(yīng)激模型、群居大鼠的孤養(yǎng)以及雌雄配對(duì)的大鼠分離等。

早期的應(yīng)激模型通過對(duì)嚙齒及靈長類動(dòng)物早期的環(huán)境應(yīng)激使動(dòng)物成年期出現(xiàn)抑郁樣行為，包括母嬰分離模型以及靈長目動(dòng)物母仔分離模型。母仔分離可引起成年大鼠下丘腦內(nèi)5-HT代謝率提高，但對(duì)海馬內(nèi)5-HT代謝率無顯著影響，其海馬CA1區(qū)5-HT1A受體和5-HT1B受體水平均顯著升高[17]。母仔分離模型常用于抗抑郁藥物的初篩以及早期應(yīng)激對(duì)成年后動(dòng)物行為與生理病理影響的研究[18-19]。以上模型的缺點(diǎn)是尚不明確幼兒抑郁樣癥狀的具體機(jī)制，故仍需進(jìn)一步確證[20]。研究表明，一些靈長目類動(dòng)物母仔分離后極易引起幼仔情感變化，出現(xiàn)激越、哀鳴等抑郁樣行為，靈長目動(dòng)物母仔分離模型目前僅用于部分抗抑郁藥物的初篩[21-22]。無論是幼年時(shí)期缺少親人陪伴或成年后獨(dú)居均對(duì)人的心理造成不同程度的影響，嚴(yán)重者甚至危及社會(huì)。近年來，這類問題特別是青少年成長問題已經(jīng)成為全社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。孤養(yǎng)模型在科學(xué)研究中愈發(fā)重要，有待科研工作人員進(jìn)一步研究探討。

1.4慢性應(yīng)激模型

1.4.1慢性束縛應(yīng)激(chronic restraint stress，CRS)模型 CRS模型可模擬抑郁癥的核心癥狀即興趣缺失，具有可操作性強(qiáng)、重復(fù)性好的特點(diǎn)[23]。劉博等[24]通過CRS模型探討深部腦磁刺激治療作用的研究顯示，深部腦磁刺激可改善抑郁樣行為。觀察服用小柴胡湯CRS模型抑郁大鼠的行為學(xué)改變，證實(shí)小柴胡湯對(duì)抑郁癥具有良好的療效[25]。目前該模型尚存在造模方法各異、造模工具不統(tǒng)一的問題[26]，這也是慢性應(yīng)激模型存在的共性問題。CRS模型造模時(shí)通過將模型動(dòng)物控制在固定空間使其無法掙脫模擬發(fā)達(dá)地區(qū)人們生活節(jié)奏快、活動(dòng)空間小的社會(huì)環(huán)境，以此模擬生活空間狹小對(duì)人類心理的影響，從病因角度模擬抑郁癥的發(fā)病。

1.4.2慢性不可預(yù)見性刺激(chronic unpredictable stress，CUS)模型 CUS模型能夠較好地模擬社會(huì)環(huán)境中多變的外源性刺激，誘導(dǎo)抑郁癥的發(fā)生[27]。伏簫燕等[28]采用CUS結(jié)合孤養(yǎng)連續(xù)刺激建立大鼠抑郁癥模型，探究大鼠抑郁行為與炎癥因子表達(dá)關(guān)系的研究顯示，抑郁行為的發(fā)生可能與腦內(nèi)炎癥因子表達(dá)增加并誘導(dǎo)吲哚胺2,3-雙加氧酶過表達(dá)相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，CUS所引起的動(dòng)物行為學(xué)改變可很好地模擬人類應(yīng)激狀態(tài)下所產(chǎn)生的抑郁、失眠、焦慮等病癥以及下丘腦-垂體-腎上腺(hypothalamic-pituitary-adrenal，HPA)軸紊亂[29]。CUS模型是國內(nèi)外探究抑郁癥發(fā)病機(jī)制常用的動(dòng)物模型之一，但存在實(shí)際操作難度大、應(yīng)激因子強(qiáng)度大、需特殊儀器設(shè)備的缺點(diǎn)。

1.4.3慢性溫和應(yīng)激(chronic mild stress，CMS)模型 CMS模型因具有高度有效性及預(yù)測效度而廣泛使用，該模型的慢性病程可用來篩選抗抑郁藥物和抗焦慮藥物。有研究表明，雄性小鼠對(duì)慢性溫和刺激較雌性小鼠更敏感，可能與睪酮水平的差異相關(guān)[30]。陳永新等[31]的研究顯示，解郁安神方中的醇提物能夠改善CMS抑郁大鼠模型的學(xué)習(xí)記憶功能。CMS模型對(duì)慢性抗焦慮抑郁藥物敏感，但再現(xiàn)性較弱，且造模結(jié)果不穩(wěn)定，這可能與不同品系動(dòng)物對(duì)刺激的敏感度不同有關(guān)。

1.4.4慢性不可預(yù)知溫和應(yīng)激(chronic unpredictable mild stress，CUMS)模型 CUMS模型由Willner等[32]提出，在CUS模型的基礎(chǔ)上發(fā)展而來。通過將嚙齒類動(dòng)物長期置于溫和的不可預(yù)知的應(yīng)激環(huán)境中，引起其快感缺失癥狀。通過篩查CUMS模型與母仔隔離應(yīng)激抑郁模型小鼠海馬的全基因組表達(dá)譜發(fā)現(xiàn)，c-Jun氨基端激酶1可能是抑郁癥發(fā)病的關(guān)鍵信號(hào)分子[33]。CUMS模型具有與人類抑郁癥相似的行為表現(xiàn)，通過作用于HPA引發(fā)激素分泌異常，使腦內(nèi)活性物質(zhì)改變，進(jìn)而誘發(fā)動(dòng)物行為學(xué)的變化[34-35]。CUMS模型廣泛用于抗抑郁藥物篩選以及抑郁癥相關(guān)機(jī)制研究。造模刺激因素主要包括外界環(huán)境改變和生理刺激兩類，但該模型存在造模耗時(shí)較長、難重復(fù)，且投入大、造模強(qiáng)度難以掌握、結(jié)果不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。

2 手術(shù)造模

2.1嗅球切除(olfactory bulbectomy，OBX)模型 OBX模型是通過破壞或切除嗅球阻斷嗅球與皮質(zhì)、海馬和杏仁核等腦區(qū)神經(jīng)聯(lián)系的一種經(jīng)典造模方法。暢洪昇等[36]利用OBX模型研究枳術(shù)寬中膠囊對(duì)HPA功能及海馬神經(jīng)遞質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)枳術(shù)寬中膠囊能夠抵抗OBX導(dǎo)致的海馬5-HT減少，改善HPA紊亂。OBX模型與抑郁癥相似度高，表現(xiàn)為學(xué)習(xí)記憶能力減退、易激怒、應(yīng)激反應(yīng)能力增強(qiáng)以及單胺類神經(jīng)系統(tǒng)功能失調(diào)[37]。此模型適用于次篩抗抑郁藥物及探究藥物作用機(jī)制。OBX模型的缺點(diǎn)為手術(shù)一致性難以控制且術(shù)后恢復(fù)時(shí)間較長，與臨床抑郁癥發(fā)病原因差距較大[38]。本模型尚需建立統(tǒng)一的手術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為造模參照。

2.2腦卒中后抑郁(post-stroke depression，PSD)模型 PSD模型既有腦卒中特點(diǎn)又有抑郁癥特點(diǎn)，近1/3腦卒中后患者表現(xiàn)出抑郁相關(guān)癥狀。目前構(gòu)建PSD模型方法主要有大腦中動(dòng)脈線拴法、去皮質(zhì)血管法、單側(cè)頸總動(dòng)脈結(jié)扎法和雙側(cè)頸總動(dòng)脈結(jié)扎法等[39-40]。目前傾向于將腦卒中模型與孤養(yǎng)或CUMS模型相結(jié)合構(gòu)建PSD模型。唐啟盛等[41]采取去除大鼠腦左側(cè)皮質(zhì)血管建立缺血模型，并與CUMS以及孤養(yǎng)法相結(jié)合的方式制備PSD模型，該造模方法的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)物偏癱程度輕、手術(shù)難度小、死亡率低，且模型患病后狀態(tài)與人類相似，但可造成腦脊液外流、腦組織受損。PSD的發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜，目前主要存在生物醫(yī)學(xué)學(xué)說與社會(huì)心理學(xué)說，其中神經(jīng)遞質(zhì)學(xué)說占重要地位[42]。隨著腦血管事件發(fā)病率的逐年增高，腦血管事件相關(guān)并發(fā)癥的治療顯得尤為重要，腦血管病變恢復(fù)較慢，易出現(xiàn)語言和行動(dòng)不便所致的交流和生活障礙，導(dǎo)致抑郁相關(guān)癥狀甚至自殺，給患者和家庭帶來沉重的負(fù)擔(dān)，因此建立有效的PSD模型十分必要。

3 藥物造模

3.1利血平誘導(dǎo)抑郁模型 利血平是最早的經(jīng)典抑郁誘導(dǎo)藥物，通過耗竭中樞單胺類遞質(zhì)而引起抑郁狀態(tài)[43-44]。實(shí)驗(yàn)室多采用利血平(4 mg/kg)建立急性抑郁模型[45]。崔廣智和金樹梅[46]探究芍藥苷對(duì)利血平所致抑郁的影響發(fā)現(xiàn)，芍藥苷可對(duì)抗利血平化效應(yīng)，使腦內(nèi)去甲腎上腺素、5-HT水平升高，拮抗單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的耗竭，從而興奮中樞神經(jīng)系統(tǒng)。利血平誘導(dǎo)抑郁模型的造模時(shí)間短、操作簡單、應(yīng)用范圍較廣，但藥物作用針對(duì)性較差，易產(chǎn)生假陽性反應(yīng)，如多巴胺、苯丙胺具有拮抗利血平的作用。

3.2糖皮質(zhì)激素重復(fù)注射誘導(dǎo)抑郁模型 糖皮質(zhì)激素重復(fù)注射誘導(dǎo)抑郁模型是通過持續(xù)注射糖皮質(zhì)激素持續(xù)激活實(shí)驗(yàn)動(dòng)物HPA，使腎上腺分泌大量糖皮質(zhì)激素，可用于探究抑郁癥發(fā)生機(jī)制，具有操作簡單、造模周期短、可控性好的優(yōu)點(diǎn)。過量的糖皮質(zhì)激素使海馬神經(jīng)元細(xì)胞發(fā)生退行性改變，引起與臨床抑郁患者一致的情感、認(rèn)知、學(xué)習(xí)記憶障礙[47]。同時(shí)，糖皮質(zhì)激素的持續(xù)分泌造成糖皮質(zhì)激素受體長期處于激活狀態(tài)，引起功能紊亂[48]。

3.3其他藥物模型

3.3.1高劑量阿撲嗎啡模型 皮下高劑量阿撲嗎啡注射可破壞中樞去甲腎上腺素系統(tǒng)的平衡，導(dǎo)致焦慮或抑郁樣行為產(chǎn)生[49-51]。高劑量阿撲嗎啡模型適用于可興奮去甲腎上腺素受體或抑制去甲腎上腺素再攝取的抗抑郁藥物的篩選，常與其他模型結(jié)合用于抗抑郁藥物的篩選和評(píng)價(jià)，但不適用于抑郁癥發(fā)病機(jī)制的研究。

3.3.25-羥色氨酸誘導(dǎo)的甩頭行為 5-羥色氨酸在機(jī)體內(nèi)經(jīng)脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)?-HT而發(fā)揮作用，5-羥色氨酸注射后，可出現(xiàn)因5-HT致神經(jīng)元異常放電而產(chǎn)生的甩頭行為[52]。單胺類氧化酶可抑制5-HT代謝，若再次給予上述抗抑郁藥，可使5-HT蓄積，增強(qiáng)其特征性癥狀——甩頭行為[53]。張森品等[54]探究桑葉提取物的抗抑郁作用及其機(jī)制發(fā)現(xiàn)，桑葉提取物可顯著增加小鼠甩頭次數(shù)，具有潛在抗抑郁作用，其抗抑郁機(jī)制可能與5-HT功能增強(qiáng)有關(guān)。此模型可以用來篩選作用于中樞5-HT或去甲腎上腺素的抗抑郁藥。

3.3.3育亨賓毒性增強(qiáng)模型 育亨賓可抑制腎上腺素受體，當(dāng)育亨賓與抑制去甲腎上腺素重?cái)z取的藥物聯(lián)合應(yīng)用時(shí)致死作用顯著增強(qiáng)[54-55]。故可用于觀察抗抑郁藥物對(duì)去甲腎上腺素能神經(jīng)傳遞的作用以及抗抑郁藥物的作用機(jī)制。育亨賓毒性增強(qiáng)模型操作簡便、快捷，可結(jié)合其他模型應(yīng)用，但其藥物作用時(shí)程與臨床不一致。

3.3.4內(nèi)毒素誘導(dǎo)模型 內(nèi)毒素為一種免疫激活劑。經(jīng)單次或多次外周或中樞注射可引起動(dòng)物強(qiáng)迫游泳時(shí)間增加等抑郁樣行為[56]，其機(jī)制可能與激活色氨酸代謝酶(吲哚胺2,3-雙加氧酶)并誘導(dǎo)炎癥因子有關(guān)[57]。盧永穎等[58]采用內(nèi)毒素與CUMS聯(lián)合制備小鼠抑郁模型，探究人參皂苷Rb1的抗抑郁機(jī)制，得出CUMS+內(nèi)毒素能成功誘導(dǎo)小鼠抑郁模型，且人參皂苷Rb1能顯著改善模型小鼠的抑郁狀態(tài)。因此，內(nèi)毒素誘導(dǎo)是快速制備抑郁癥動(dòng)物模型的方法之一，方法簡單便捷，重復(fù)性好。

4 遺傳模型

遺傳模型是通過現(xiàn)代生物技術(shù)將某種特定基因轉(zhuǎn)入動(dòng)物基因中，從而產(chǎn)生特定的生物性狀，其腦內(nèi)發(fā)生機(jī)制與抑郁癥患者相似。FSL(Flinders sensitive rat line)大鼠[59]對(duì)膽堿能受體敏感，其抑郁癥狀具有遺傳效應(yīng)，表現(xiàn)為快速動(dòng)眼睡眠增強(qiáng)、強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)靜止時(shí)間延長、食欲減退、活動(dòng)能力下降等，可用于模擬人類抑郁樣癥狀，也可以用于探究膽堿能神經(jīng)遞質(zhì)對(duì)抑郁癥的影響。WKY(Wistar-Kyoto)大鼠先天對(duì)應(yīng)激刺激敏感，表現(xiàn)為精神活動(dòng)異常、反應(yīng)能力減退、自主活動(dòng)減少及快感缺失[60]，這與人類在黑暗條件下活動(dòng)度減少、對(duì)光線敏感度下降相似，可用于抑郁癥基因方面的研究。FH(Fawn-Hooded)大鼠大腦皮質(zhì)5-HT含量較高，與情感障礙有關(guān)的海馬周圍腦神經(jīng)肽含量較低。FH大鼠具有嗜酒的特點(diǎn)[61]，故可根據(jù)此特點(diǎn)研究與嗜酒相關(guān)抑郁癥。此外，還有SwLo(Swim Low-active Model)大鼠模型、TMD(Tryon Maze Dull)大鼠模型以及糖皮質(zhì)激素受體基因突變的轉(zhuǎn)基因小鼠模型等遺傳型模型。

5 結(jié) 語

抑郁癥動(dòng)物模型在新型抗抑郁藥物開發(fā)與抑郁癥發(fā)病機(jī)制研究中都是不可或缺的。通過對(duì)抑郁動(dòng)物模型的分類及綜述，明確各模型適用范圍。應(yīng)激模型中的行為絕望模型與習(xí)得性無助模型常用于抗抑郁藥的篩選；社會(huì)應(yīng)激模型與慢性應(yīng)激模型能較好地模擬抑郁癥狀，可用于探究抑郁癥病因及抗抑郁藥物作用機(jī)制；藥物誘導(dǎo)模型與遺傳模型在應(yīng)用過程中具有一定的局限性。在具體實(shí)驗(yàn)操作中，單一模型易產(chǎn)生假陽性結(jié)論，建議根據(jù)不同研究方向與研究角度使用兩種及以上模型來提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。隨著抑郁癥研究的不斷深入，抑郁模型的建立與評(píng)價(jià)指標(biāo)將逐漸得到完善。