焦慮狀態(tài)動物模型之高架十字迷宮的實驗方法
瀏覽次數(shù):1244 發(fā)布日期:2022-4-2
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隨著工作、生活節(jié)奏加快,壓力增大,焦慮是臨床常見癥狀,過度焦慮可導致
焦慮癥、抑郁癥等心理 疾病,嚴重影響人們的生活質量和健康水平。焦慮狀態(tài)動物模型的制作對進一步研究疾病十分重要。
高架十字迷宮(elevated plus maze,EPM)實驗是利 用動物對新異環(huán)境的探究特性和對高懸敞開環(huán)境的 恐懼形成矛盾沖突行為來考察動物的焦慮狀態(tài),是動物焦慮行為學研究中較為經典的測試。但目前對于 EPM實驗的應用并無統(tǒng)一標準。本文通過檢索以往應用這項實驗評價大鼠焦慮狀態(tài)的研究,并進行整理分析,以期為后續(xù)使用該方法評價焦慮大鼠模型提供參考。
01高架十字迷宮的裝置
常用的高架十字迷宮多在溫度、濕度相對穩(wěn)定、進行過遮光處理、安靜的房 間里設置4個高于地面的十字交叉窄臂。十字臂距離地面的高度通常為40-70cm,其中50cm的較多,一般不超過75cm。2條開放臂的尺寸 多為45cm以上的長度、寬度為10cm 或15cm,邊 為1cm的臂高。另外兩條多為長寬與開放臂相 同的封閉臂,其臂高多為30cm 或40cm 以上, 僅發(fā)現(xiàn)一項研究中封閉臂的臂高為12cm。4條 臂之間的中央連接區(qū)多為15cm×10cm 或10cm ×15cm的正方形,如圖,A:十字臂距地面的高度 B:開放臂長度 C:開放臂寬度 D:開放臂臂高 E封閉臂臂高 F:中央連接區(qū)
02將大鼠放置入EPM的初始狀態(tài)
高架十字迷宮開始時多將單只實驗大鼠置于迷宮中央平臺區(qū),大 鼠頭朝向其中一個開放臂或封閉臂,也有研究開始時將大鼠放置于其中一個開放臂,頭朝中央?yún)^(qū)域。
03大鼠提前進入實驗環(huán)境時間
一般提前15min將大鼠放入EPM 實驗房間,使其適應環(huán)境,也有實驗提前1h或2h。
04實驗時長
大多數(shù)文獻中每只大鼠在EPM 實驗時間為5min,少數(shù)研究將時間延長到10min,甚至更長時間。
05高架十字迷宮實驗結果評判方法
EPM實驗過程中,通常由操作者人工或通過迷宮上設置的攝像、
使用VisuTrack動物行為分析跟蹤設備(上海欣軟)記錄大鼠進入開放臂次數(shù) (open arm entry,OE)、開放臂停留時間(open arm time,OT)、進入封閉臂次數(shù) (closed arm entry, CE)及封閉臂停留時間(closed arm time,CT),并計算進入開放臂次數(shù) 百分比 [OE% = OE/(OE +CE)×100%]以及在開放臂 停留時間百分比 [OT%=OT/(OT+CT)×100%]。OE及OT減少反映大鼠焦慮情緒加重。
也有研究在此基礎上增 加了各臂的總出入次數(shù)這一評判指標,以幫助判斷受試大鼠的活動水平。各臂總出入次數(shù)減少表明大鼠活動水平降低,在排除其他因素后,可推測大鼠的 焦慮情緒加重。
06焦慮模型大鼠造模成功實驗結果
在大多數(shù) 使用慢性應激方法制造焦慮模型大鼠的研究中,造 模結束后多將焦慮造模后的大鼠與未進行造模的空白大鼠同時進行EPM 實驗檢測,通過焦慮模型組大鼠在 EPM中的表現(xiàn)與同期空白組對比分析,判定是否造模成功。
07注意事項
- 高架十字迷宮實驗基于大鼠對于開放、無保護以及高懸環(huán)境的恐懼、對新事物的好奇以及天生對黑暗環(huán)境的傾向,形成“探究-規(guī)避”行為沖突,模仿人類的焦慮狀態(tài)。
- 測試過程中若大鼠對開放環(huán)境的探究減少則表明焦慮情緒增加,是經典的動物焦慮行為 測試儀器。但在操作過程中,由于設備以及操作細節(jié)的差別造成實驗結果未能有客觀統(tǒng)一標準,多靠 造模前后比較或與空白組數(shù)據(jù)比較以判斷造模后的大鼠是否存在焦慮情緒。
- 高架十字迷宮距離地面較高,相當于人站在峭壁上, 使實驗大鼠產生恐懼和不安心理。其中高架十字迷宮中的 封閉臂因有一定的遮擋,形成在高懸環(huán)境中的相對 保護,并對光線起一定遮蔽效果,滿足大鼠的嗜暗性傾向;開放臂則造成了大鼠對高懸敞開明亮環(huán)境的 懼怕 與探究天性的矛盾。

在高架十字迷宮實驗中,焦慮狀態(tài)越嚴重的大鼠,對高懸敞開環(huán)境的懼怕愈盛,探究性行為愈少。高架十字迷宮中十字交叉窄臂的寬度會決定開放臂的敞開環(huán)境以及封閉臂的安全感,影響這兩者的差別程度,同時也會決定中央連接區(qū)的面積,間接影響大鼠在中央
連接區(qū)的等待時間。開放臂與封閉臂的差別在于封閉臂的臂高,結合大鼠的自身高度考慮,臂高需要達到一定的高度才能形成封閉環(huán)境,給予大鼠安全感,誘導大鼠的探究行為以完成實驗。
將大鼠放置進入高架十字迷宮的初始位置為中央連接區(qū),頭朝封閉臂則開始實驗時就使其傾向躲避,進入保護環(huán)境,但這一操作可能會使實驗大鼠在實驗全程錯過開放臂。而在初始時大鼠面向開放臂,使高 懸敞開環(huán)境對大鼠起到一定的新奇刺激,讓其陷入 探究與回避的矛盾,更有利于通過進入開放臂的時 間及次數(shù)客觀評價其焦慮程度。若初始狀態(tài)時就將 大鼠放置于開放臂,則高懸敞開環(huán)境可能放大大鼠的懼怕,進而造成實驗結果失真。在進行實驗之前, 大鼠應當提前進入實驗的房間,適應其溫度、濕度以 及光線等環(huán)境情況,避免大鼠突然進入新的實驗環(huán) 境造成的不適影響實驗結果。在高架十字迷宮實驗中,如果實驗時間過短,未等實驗大鼠適應環(huán)境就提取數(shù) 據(jù),可能造成實驗結果不真實;而實驗時間過長,可能導致大鼠對開放環(huán)境的新奇度降低,也可能由于拉長整個實驗的觀察時長,導致大鼠因生活節(jié)律影響造成差別。
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