CN109907000A

CN109907000A - 制备抑郁症动物模型的装置及方法

Info

Publication number: CN109907000A
Application number: CN201910184406.2A
Authority: CN
Inventors: 贺文彬; 李钦青; 田雅娟; 柴金苗; 徐飞飞
Original assignee: Shanxi University of Traditional Chinese Mediciine
Current assignee: Shanxi University of Chinese Mediciine; Shanxi University of Traditional Chinese Mediciine
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2019-06-21

Abstract

本发明公开了一种制备抑郁症动物模型的装置及方法，该装置包括箱体、托盘、调温单元、光照单元、噪音单元和控制系统。采用本发明的制备抑郁症动物模型的装置及方法，对动物进行随机、温和地刺激，更加贴近模拟人类大多数抑郁症的形成状态。

Description

制备抑郁症动物模型的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种制备抑郁症动物模型的装置及方法。

背景技术

抑郁症是一种包括多种精神症状和躯体症状的复杂的情感性精神障碍疾病。临床表现主要有心境低落、兴趣丧失、思维迟缓、自我评价过低等精神症状。据世界卫生组织预测，2020年抑郁症将会成为仅次于心脏病的第二大危害性疾病。因此针对抑郁症的预防及治疗展开的研究势在必行，而建立合理的可操作性的抑郁症模型是研究的基础。

目前抑郁症动物模型的建立主要有三种方式：一是采用药物，如阿扑吗啡、利血平或5-HT等药物进行药物造模，二是破坏脑损伤造模，三是应激造模。应激造模方法包括行为绝望(BD)、慢性束缚应激(CRS)、获得性无助(LH)、新奇环境诱导食欲减退(NIH)以及慢性不可预见性温和应激(CUMS)等。其中，CUMS抑郁模型采用强度较低的多种刺激源对动物进行不可预料的刺激，该法广泛应用于抑郁症发病机制和抗抑郁药物作用机制的研究。但是，该法需要的刺激源种类较多，对实验室设备的要求较高，造模时间长，增大了研究者的工作强度。

CN207897731U公开了一种动物抑郁诱导仪，包括单片机控制系统，该本发明公开了动物抑郁诱导仪，包括单片机控制系统，该单片机控制系统分别和温度控制模块、声光刺激模块、温度刺激模块、震动倾斜模块以及电压刺激模块相信号连接；温度刺激模块和温度。本抑郁诱导仪可自动模拟产生电刺激、声光刺激、高温环境以及震荡倾斜刺激等抑郁症动物模型建模过程所用到的实验手段，并将各种刺激源集为一体。申请人认为，该发明采用了多种应激方法，其中电刺激、闪光刺激以及震荡倾斜刺激等直接接触动物身体的应激方法都可能对小鼠造成接触性身体伤害，这种伤害可能使小鼠身体处于疲劳状态，从而在行为学测试评价(比如悬尾实验与敞箱实验)中并非完全由于绝望而出现不动状态，从而造成抑郁症测试评价结果不可靠。另外，现代人多数抑郁症患者往往并非由于身体上受到直接的物理性刺激伤害而导致精神抑郁，因此该模型并不能很好的模拟人类的抑郁症。

因此需要一种装置和采用该装置制备动物抑郁症模型的方法，能够实现慢性不可预见性温和应激，且更加贴近模拟人类大多数抑郁症的形成状态。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种集多种温和应激方式于一体的制备抑郁症动物模型的装置，其可对动物进行随机、温和地刺激，更贴近模拟人类大多数抑郁症的形成状态。进一步地，本发明装置的抑郁症动物模型的建模时间较短。

本发明的另一个目的在于提供一种采用上述装置制备动物抑郁症模型的方法，为高效制备抑郁症动物模型提供有效方法。具体地，本发明包括以下内容。

一方面，本发明提供一种制备抑郁症动物模型的装置，其包括：

本发明提供一种制备抑郁症动物模型的装置，所述装置包括箱体、托盘、调温单元、光照单元、噪音单元和控制系统；所述箱体的下部设有漏粪网，所述托盘位于所述漏粪网的下方，所述漏粪网用于承载动物，并使动物的排泄物漏到所述托盘内；所述调温单元用于调节所述箱体内部温度；所述光照装置用于向箱体内提供持续性光照；所述噪音单元用于向箱体内施以噪音；所述控制系统用于控制所述调温单元、光照单元和噪音单元的工作。

根据本发明的装置，通过控制系统控制调温单元、光照单元以及噪音单元工作，对动物进行没有身体接触伤害的刺激，营造出与多数人类患抑郁症的环境因素相类似的氛围。进一步地，控制系统通过无规律地改变应激种类，昼夜不停地对箱体内的动物进行温和刺激，大大缩短了模型的建立时间。

根据本发明的装置，优选地，所述调温单元包括制冷制热风扇、输气管道和温度计，所述输气管道的第一端口与所述制冷制热风扇连接，所述输气管道的第二端口插接于所述箱体的顶壁并与所述箱体的内部连通，所述温度计置于所述箱体内部，用于测定所述箱体内部的温度。本发明中，所述输气管道的第二端口与所述箱体的顶壁的连接方式为焊接或者通过连接件连接，优选为通过连接件连接。所述连接件可以选自法兰或者螺纹，优选为螺纹，根据本发明的一个优选实施方式，所述箱体顶壁开设有开口，所述开口与所述输气管道的第二端口通过螺纹连接。根据本发明的装置，优选地，所述制冷制热风扇的可调温度为0～70℃，优选为4～60℃。本发明的制冷制热风扇安装于箱体外部，并通过输气管道与所述箱体连接，使冷风或热风稳定地传输至箱体内，有所缓冲，防止大风力的冷风或热风近距离地作用于动物身体而造成伤害。根据本发明的实施方式，所述制冷制热风扇与所述控制系统连接，控制系统可以根据需要随机控制温度以及启停，让动物无规律地感受到冷、热，造成动物焦燥和绝望情绪。

根据本发明的装置，优选地，所述噪音单元包括蜂鸣器和分贝仪，二者均设置于所述箱体内。所述蜂鸣器的最大相对响度为120分贝。根据本发明的优选实施方式，所述蜂鸣器体积较小，不过多占用箱体内部空间，所述蜂鸣器可设置在箱体顶角处，可以防止被动物触碰。本发明中，所述蜂鸣器与所述控制系统电连接，可以控制蜂鸣器的启停，可选地可调节其相对响度，对动物施以噪音刺激，以模拟人类身处噪音环境导致的焦躁等情绪。

本发明中，光照单元为照明灯，其可提供持续性光照。根据本发明的实施方式，所述照明灯可设置在箱体顶角处，以防止被动物触碰。根据本发明的优选实施方式，所述照明灯与所述控制系统电连接，可以控制照明灯的启停，不定时的对昏暗的箱体内部进行正常、持续光照。例如可以颠倒动物的昼夜节律，使之更贴近人类熬夜、晚起等昼夜节律失调行为导致的焦虑等情绪。

本发明中，所述控制系统与所述调温单元、噪音单元和光照单元电连接，用于控制上述单元的工作。所述控制系统可以认为设定各单元的操作顺序和时间，也可以设定为各单元无规律地工作，增强刺激的不可预见性，使实验动物不能预见到刺激的方式和时间，从而更容易产生焦躁情绪。

本发明中，所述箱体的形状不限，优选为长方体，例如正方体。根据本发明的装置，优选地，所述箱体采用半透明黑色材质(例如塑料或玻璃)，用于营造箱体内部的昏暗环境，从而有利于控制箱体内的光照时间。所述箱体的下部设有漏粪网。所述漏粪网的材质可以选自塑料、金属或纤维中的至少一种，并优选为塑料或金属，更优选为金属。根据本发明的装置，优选地，所述漏粪网上的单个网格的面积小于等于0.5×0.5cm，优选小于等于0.4×0.5cm，更优选小于等于0.4×0.4cm。这样设置不仅可以使动物排泄物穿过网格漏到托盘上，还能够保证动物在漏粪网上行走时不会卡在网格中而受伤。

本发明中，所述托盘位于所述漏粪网的下方。所述托盘的底部与所述漏粪网的距离为0.5～3cm，优选为0.8～2.5cm，更优选为1.0～2.0cm。根据本发明的一个实施方式，所述箱体的下部的两个相对的侧壁上设有水平的条形卡槽，用于供所述托盘的插入和抽出。具体地，所述箱体的一个侧壁的下部开设有条形开口，且与条形开口纵向两端相邻的两个相对的侧壁上分别设置有卡槽，所述卡槽沿条形开口向箱体内部延伸，两条卡槽高度相等且平行设置，所述托盘从条形开口插接于箱体的内部且架设于所述卡槽上。根据本发明的另一个实施方式，所述托盘的四角处设置有第一支撑柱，每个所述第一支撑柱顶面设置有凹槽，所述箱体底部设置有第二支撑柱，所述第二支撑柱与凹槽匹配的同时箱体的底部边缘恰好与托盘的顶端边缘相接合。所述托盘用于盛放湿垫料，所述垫料可以为常规使用的那些，例如杨木刨花、玉米芯、纸屑或松木等，优选为松木或玉米芯。湿垫料用于营造箱体内部潮湿环境。

根据本发明的装置，优选地，所述箱体包括第一侧壁和与所述第一侧壁相邻的第二侧壁，所述第一侧壁设置有可开合的第一箱门，所述第一箱门的面积占所述第一侧壁面积的1/2～4/5，优选为2/3～3/4。所述第一箱门可用于放入或取出实验动物、箱体内部清洁等。优选地，所述第一箱门与箱体的材质相同，均为黑色半透明材质，例如黑色半透明的塑料或玻璃等。所述箱体的第二侧壁上设置有第二箱门，所述第二箱门的面积为所述第二侧壁面积的1/4～1/2，优选为1/3～1/2。所述第二箱门用于实验人员观察动物、投放饲料和饮用水等操作。所述第二箱门为透明材质(例如塑料或玻璃)，以方便观察。所述箱体内靠近所述第二箱门处设有食槽和水槽，例如所述食槽和水槽可以设置在漏粪网靠近第二箱门处，以方便操作。

另一方面，本发明提供一种采用上述装置制备抑郁症动物模型的方法，具体如下：将动物置于所述箱体内，对所述动物不间断地施加刺激，所述刺激选自调温单元施加的高温环境或低温环境刺激、光照单元施加的持续光照刺激、噪音单元施加的噪音环境刺激、托盘提供的潮湿垫料刺激、断水或断食；同一时间内对动物施加的刺激的种类为一种或两种，且相邻刺激的种类不同。

本发明中，所述动物选自小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠、长爪沙鼠和棉鼠中的一种，优选为小鼠、大鼠或豚鼠，这些动物是临床上常用的抑郁症动物模型采用的动物。

根据本发明的方法，优选地，调温单元施加的高温环境刺激的温度为40～45℃，优选为41～43℃；施加的低温环境刺激的温度为0～6℃，优选为2～5℃。光照单元施加的持续光照刺激的光照强度为300～400lux，优选为330～370lux。噪音单元施加的噪音的相对响度为70～100分贝，优选为75～90分贝。托盘中潮湿垫料使箱体内的相对湿度为60％-80％，优选为65％-75％。这样条件设置，特别是优选的条件设置，保证对动物的刺激相对温和，不会使动物由于接触到高强刺激而造成接触性伤害，更加符合多数人类抑郁症的形成因素。

根据本发明的一个优选实施方式，所述制备抑郁症动物模型的装置中的调温单元施加的高温环境刺激的温度为优选为41～43℃，施加的低温环境刺激的温度为2～5℃；光照单元施加的持续光照刺激的光照强度为330～370lux；噪音单元施加的噪音的相对响度为75～90分贝；托盘中潮湿垫料使箱体内的湿度为65％-75％。

根据本发明的方法，优选地，动物造模所需刺激的持续时间为8～15天，优选为9～13天，更优选为10～11天；每天对动物进行2～6次刺激，优选为2～4次刺激，更优选为2～3次刺激。每次刺激的持续时间为2～12h，优选为5～10h。本发明中，采用上述造模时间和频率能够顺利获得抑郁症动物模型，造模时间较短。根据本发明的一个优选实施方式，对动物进行温和刺激的持续时间为10天，每天对动物进行2次刺激，白天、夜晚各一次，每次刺激的持续时间为12h，且持续光照刺激的时间均设定在夜晚，从而模拟使鼠类实验动物的昼夜节律颠倒。优选地，所述实验动物为小鼠。

根据本发明的一个具体实施方式，抑郁症动物造模方案参见下表，

天数/d	白天/7:00-19:00	夜晚/19:00-次日7:00
			1	噪音环境	持续光照
2	潮湿垫料	噪音环境
			3	高温环境	低温环境
4	断水	断食断水
			5	噪音环境	高温环境
6	低温环境	潮湿垫料
			7	断食断水	断水
8	潮湿垫料	持续光照
			9	高温环境	噪音环境
10	断食	低温环境

根据本发明的另一个具体实施方式，抑郁症动物造模方案参见下表，

天数/d	白天/7:00-19:00	夜晚/19:00-次日7:00
			1	断食断水	噪音环境
2	潮湿垫料	持续光照
			3	断水	断食
4	噪音环境	断食断水
			5	高温环境	噪音环境
6	断食	潮湿垫料
			7	断食断水	高温环境
8	潮湿垫料	低温环境
			9	高温环境	噪音环境
10	低温环境	持续光照

根据本发明的再一个具体实施方式，抑郁症动物造模方案参见下表，

天数/d	白天/7:00-19:00	夜晚/19:00-次日7:00
			1	高温环境	噪音环境
2	潮湿垫料	低温环境
			3	噪音环境	持续光照
4	断水	断食断水
			5	噪音环境	高温环境
6	潮湿垫料	低温环境
			7	断食	断水
8	潮湿垫料	持续光照
			9	低温环境	潮湿垫料
10	断食断水	高温环境

附图说明

图1为本发明的实施例1中的一种制备抑郁症动物模型的装置。

附图标记说明如下：

11-箱体、12-第一箱门、13-第二箱门、20-托盘、30-漏粪网、40-蜂鸣器、50-照明灯、60-调温单元、61-制冷制热风扇、62-输气管道。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。除非另有说明，否则本发明的各部件或装置均采用本领域已知的部件或装置。

实施例1

一种制备抑郁症动物模型的装置，如图1所示，包括箱体11、托盘20、漏粪网30、蜂鸣器40、照明灯50、调温单元60以及控制系统。箱体11为30cm×20cm×20cm的长方体，材质为半透明黑色玻璃。

所述箱体11的一个侧壁的下部开设有条形开口，且与条形开口纵向两端相邻的两个侧壁上分别贴合设置有卡槽(未示出)，卡槽沿条形开口向箱体11内部延伸，两条卡槽高度相等且平行设置。托盘20从条形开口插接于箱体11内部且架设于卡槽上。托盘20底部盛放有湿垫料，所述垫料为杨木刨花。

箱体11内设有漏粪网30，其位于托盘20的上方，漏粪网30与托盘20底部的距离为1.0cm。漏粪网30的网格大小为0.4×0.4cm。

箱体11的一个顶角处安装有蜂鸣器40和分贝仪(未示出)，另一个顶角处安装有照明灯50。蜂鸣器40的最大相对响度为120分贝。蜂鸣器40、分贝仪和照明灯50的体积较小。

调温单元60包括制冷制热风扇61、输气管道62和温度计(未示出)，制冷制热风扇61的可调温度为4～60℃。制冷制热风扇61开启后向输气管道62的第一端口输送冷风或者热风，输气管道62的第二端口通过法兰与箱体11的顶壁连通。温度计置于箱体11内部，用于测定箱体11内部温度。

箱体11包括第一侧壁和与所述第一侧壁相邻的第二侧壁，所述第一侧壁设置有可开合的第一箱门12，所述第一箱门12的面积占所述第一侧壁面积4/5。第一箱门12与箱体11的材质相同，为半透明黑色玻璃。所述箱体11的第二侧壁上设置有第二箱门13，所述第二箱门13的面积为所述第二侧壁面积的1/2。所述第二箱门材质为透明玻璃。漏粪网30靠近第二箱门13处设有食槽和水槽(均未示出)。

控制系统与蜂鸣器40、照明灯50、制冷制热风扇61电连接。

实施例2

将小鼠放置于实施例1中的制备抑郁症动物模型的装置的箱体中并对其不间断地施加刺激。所述装置中的制冷制热风扇对动物施加的高温环境刺激的温度为43℃，低温环境刺激的温度为4℃，照明灯的持续光照强度为350lux，蜂鸣器的相对响度为80分贝，潮湿垫料使箱体内的相对湿度为70％。具体的小鼠抑郁症造模方案参见表1。

表1

实施例3

将小鼠放置于实施例1中的制备抑郁症动物模型的装置的箱体中并对其不间断地施加刺激。所述装置中的制冷制热风扇对动物施加的高温环境刺激的温度为43℃，低温环境刺激的温度为4℃，照明灯的持续光照强度为350lux，蜂鸣器的相对响度为80分贝，潮湿垫料使箱体内的相对湿度为70％。具体的小鼠抑郁症造模方案参见表2。

表2

实施例4

将小鼠放置于实施例1中的制备抑郁症动物模型的装置的箱体中并对其不间断地施加刺激。所述装置中的制冷制热风扇对动物施加的高温环境刺激的温度为43℃，低温环境刺激的温度为4℃，照明灯的持续光照强度为350lux，蜂鸣器的相对响度为80分贝，潮湿垫料使箱体内的相对湿度为70％。具体的小鼠抑郁症造模方案参见表3。

表3

实验例1

1、动物造模及实验方法

动物采用C57BL/6小鼠，筛选体重为18～22g小鼠实验。

将48只小鼠平均分配为空白对照组、第一模型组、第二模型组、第三模型组，每组12只。每组小鼠平均放置于两个实施例1的制备抑郁症动物模型的装置中，每个装置中放置6只小鼠。空白对照组在正常环境下饲养，温度为22℃，湿度为50～60％，白天光照强度为200lux，夜晚黑暗环境，无噪音，正常供应饲料和水。第一模型组按照实施例2的方案进行造模，第二模型组按照实施例3的方案进行造模，第三模型组按照实施例4的方案进行抑郁模型的建立。

模型建立结束后，对各组小鼠进行悬尾实验与旷场实验的行为学测试。

悬尾实验是将小鼠先悬尾2分钟，使其处于绝望状态，然后记录其在4分钟内摇摆、挣扎与攀爬时间占总实验时间的百分比，得到小鼠摇摆即不动时间百分比数据，分析各组小鼠绝望程度。

旷场实验是将小鼠置于九格敞箱中，由于对陌生环境的恐惧，小鼠在敞箱内不断活动，记录水平得分。水平得分是指小鼠穿越每个格子的总次数，穿越一格记一分。最终取各组小鼠水平得分平均值进行组间比较。

2、统计方法

以下所有实验数据以均值±标准差表示，采用SPSS 20.0统计软件进行数据处理，组间比较采用方差分析及LSD-t检验，P<0.05为差异，有统计学意义。

3、实验结果

各组小鼠的悬尾实验结果以及旷场实验结果参见表4，悬尾实验中的百分比为小鼠摇摆即不动时间百分比，旷场实验中的得分为水平得分。其中，^*表示与空白对照组比较，P<0.05，^**表示与空白对照组比较，P<0.01。

表4

编号	悬尾实验(％)	旷场实验(分)
			空白对照组	77.40±4.88	64.40±6.35
第一模型组	87.60±2.19**	54.40±4.34**
			第二模型组	84.60±3.29*	56.00±2.92*
第三模型组	86.60±3.78**	54.20±2.39**

如表4所示，第一模型组、第二模型组以及第三模型组的不动时间百分比相较于空白对照组而言明显增多，其中第一模型组以及第二模型组具有极显著差异(P<0.01)，第二模型组具有显著差异(P<0.05)。第一模型组、第二模型组以及第三模型组的旷场实验测试水平得分相较于空白对照组而言更少，其中第一模型组以及第二模型组具有极显著差异(P<0.01)，第二模型组具有显著差异(P<0.05)，说明小鼠抑郁症模型造模成功。采用第一模型组以及第三模型组的抑郁症造模方法相较于第二模型组的抑郁症造模方法而言效果更佳。由此可见采用本发明制备动物抑郁症模型的装置以及方法可以成功的制备出动物抑郁症模型。

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims

1.一种制备抑郁症动物模型的装置，其特征在于，所述装置包括箱体、托盘、调温单元、光照单元、噪音单元和控制系统；所述箱体的下部设有漏粪网，所述托盘位于所述漏粪网的下方，所述漏粪网用于承载动物，并使动物的排泄物漏到所述托盘内；所述调温单元用于调节所述箱体内部温度；所述光照装置用于向箱体内提供持续性光照；所述噪音单元用于向箱体内施以噪音；所述控制系统用于控制所述调温单元、光照单元和噪音单元的工作。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调温单元能够将所述箱体的温度在0～70℃范围内调节。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述调温单元包括制冷制热风扇、输气管道和温度计，所述输气管道的第一端口与所述制冷制热风扇连接，所述输气管道的第二端口插接于所述箱体的顶壁并与所述箱体的内部连通，所述温度计置于所述箱体内部，用于测定所述箱体内部的温度。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述噪音单元包括蜂鸣器和分贝仪，所述蜂鸣器和分贝仪均位于所述箱体内，所述蜂鸣器的最大相对响度为120分贝，所述分贝仪用于测定所述蜂鸣器的相对响度；

所述光照装置为照明灯，所述照明灯位于所述箱体的侧壁的上部或者顶壁；

所述箱体内部设有食槽和水槽。

5.采用根据权利要求1～4任一项所述的装置制备抑郁症动物模型的方法，其特征在于，将动物置于所述箱体内，对所述动物不间断地施加刺激，所述刺激选自调温单元施加的高温环境或低温环境刺激、光照单元施加的持续光照刺激、噪音单元施加的噪音环境刺激、托盘提供的潮湿垫料刺激、断水或断食；同一时间对动物施加的刺激的种类为一种或两种，且相邻刺激的种类不同。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述高温环境刺激的温度为40～45℃，所述低温环境刺激的温度为0～6℃，所述持续光照刺激的光照强度为300～400lux，所述噪音环境刺激的噪音的相对响度为70～100分贝。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述动物选自小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠、长爪沙鼠和棉鼠中的任一种；随机选择或固定设定对所述动物施加的刺激的种类和顺序。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对动物进行刺激的持续时间为8～15天，每天进行2～6次刺激，每次刺激的持续时间为2～12h。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对动物进行刺激的持续时间为10天，每天进行2次刺激，白天、夜晚各一次，每次刺激的持续时间为12h；且持续光照刺激的时间均设定在夜晚。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法为：

天数/d 白天/7:00-19:00 夜晚/19:00-次日7:00 1 噪音环境持续光照 2 潮湿垫料噪音环境 3 高温环境低温环境 4 断水断食断水 5 噪音环境高温环境 6 低温环境潮湿垫料 7 断食断水断水 8 潮湿垫料持续光照 9 高温环境噪音环境 10 断食低温环境

或者

天数/d 白天/7:00-19:00 夜晚/19:00-次日7:00 1 断食断水噪音环境 2 潮湿垫料持续光照 3 断水断食 4 噪音环境断食断水 5 高温环境噪音环境 6 断食潮湿垫料 7 断食断水高温环境 8 潮湿垫料低温环境 9 高温环境噪音环境 10 低温环境持续光照

或者

天数/d 白天/7:00-19:00 夜晚/19:00-次日7:00 1 高温环境噪音环境 2 潮湿垫料低温环境 3 噪音环境持续光照 4 断水断食断水 5 噪音环境高温环境 6 潮湿垫料低温环境 7 断食断水 8 潮湿垫料持续光照 9 低温环境潮湿垫料 10 断食断水高温环境。