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基本信息
- 項目名稱：
- 兩種品系小鼠在地西泮抗焦慮作用中的差異性研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 焦慮癥是一種以持續(xù)性緊張、擔(dān)心、恐懼或發(fā)作性驚恐為特征的精神疾病。隨著焦慮癥發(fā)病率逐年升高，防治本病已成為當(dāng)前醫(yī)學(xué)界關(guān)注的重要課題。由于缺乏全面系統(tǒng)的動物焦慮樣行為學(xué)評價方法和實驗動物選擇的不正確等造成抗焦慮藥物研究中臨床試驗效果難以令人滿意。因此，我們通過對動物品系的選擇的研究，使我們今后在抗焦慮藥物的研究中能更系統(tǒng)的考慮動物品系的差異，為選擇合適的實驗動物品系提供很好的實驗基礎(chǔ)。
- 詳細介紹：
- 焦慮癥是一種以持續(xù)性緊張、擔(dān)心、恐懼或發(fā)作性驚恐為特征的精神疾病。隨著焦慮癥發(fā)病率的逐年升高，人們對心理健康的要求提高，防治本病已成為當(dāng)前醫(yī)學(xué)界關(guān)注的重要課題。在抗焦慮藥物研究中，雖然有很多藥物在動物實驗中證明有效，但臨床試驗效果難以令人滿意。其中，缺乏全面系統(tǒng)的動物焦慮樣行為學(xué)評價方法和實驗動物選擇的不正確是主要原因之一。因此，我們采用多種行為學(xué)方法對常用的用于抗焦慮藥物研究的兩種品系小鼠進行研究。 該作品主要采用多種綜合的行為學(xué)方法對兩種常用于抗焦慮藥物的研究的小鼠品系進行系統(tǒng)的研究其差異的特點。多種行為學(xué)方法采用視頻跟蹤的方法，運用相應(yīng)的軟件進行科學(xué)地計算，減少了主觀因素對實驗的影響，使結(jié)果科學(xué)、可信。與以往的研究相比，該作品采用的多種不同特點的行為學(xué)方法，能多方面地探討動物品系在抗焦慮藥物研究中的特征。 目的：研究兩種品系小鼠對藥物抗焦慮作用的差異，為抗焦慮藥物研究中動物品系的選擇提供依據(jù)。方法：以地西泮作為陽性對照，在ICR小鼠和BALB/c小鼠兩種品系中，以1-(3-氯苯基)哌嗪單鹽酸鹽（mCPP）誘導(dǎo)焦慮模型。實驗共分生理鹽水組、生理鹽水+mCPP組、地西泮+mCPP組，行為學(xué)檢測前30 min給藥。采用開場自發(fā)活動、明暗穿箱實驗、高架十字迷宮實驗和懸尾實驗等多種方法比較兩種品系小鼠對藥物抗焦慮作用的差異。結(jié)果：正常組和焦慮組BALB/c小鼠較相應(yīng)的ICR小鼠總路程增加，地西泮組BALB/c小鼠使中央路程比值增加；焦慮組小鼠明暗穿箱次數(shù)和暗箱停留時間均減少，地西泮組ICR小鼠增加，BALB/c小鼠較ICR小鼠顯著降低；兩種不同品系的焦慮小鼠開臂進入的次數(shù)均減少，地西泮組增加，BALB/c小鼠較ICR小鼠比較則顯著減少；焦慮組和地西泮組的BALB/c小鼠在開臂內(nèi)停留時間和開臂內(nèi)停留時間百分比較ICR組均延長；焦慮型的ICR小鼠靜止時間縮短，地西泮組的兩種品系小鼠靜止時間均延長，但是兩種品系小鼠之間無顯著性差異。結(jié)論：不同品系的小鼠在不同的藥物抗焦慮作用的行為學(xué)方法中敏感性不同。 焦慮癥(anxiety)是一種嚴重威脅人們健康的精神疾病。它不僅危及人們的正常生活，引發(fā)其他身心疾病，如高血壓、心臟病、胃腸疾病等，還會導(dǎo)致殘疾，甚至是造成自殺等嚴重社會問題。上世紀(jì)60年代，苯二氮卓類藥物的出現(xiàn)是抗焦慮治療的一大革命，并迅速成為抗焦慮首選藥而廣泛的應(yīng)用于臨床。然而，苯二氮卓類藥物的不良反應(yīng)眾多，最大缺點是易產(chǎn)生耐受性，長期應(yīng)用可產(chǎn)生依賴性。全面探索焦慮癥的產(chǎn)生機制，尋求其它有效的藥物治療途徑已成為一項迫切需要解決的課題。 焦慮癥往往是患者曾經(jīng)經(jīng)歷嚴重的心理應(yīng)激事件而產(chǎn)生的[1]。以恐懼、擔(dān)心、緊張等精神癥狀為主要表現(xiàn)，同時多伴有心悸、多汗、手腳發(fā)冷等植物神經(jīng)功能紊亂，其核心癥狀為擔(dān)憂[2]。由于動物所表現(xiàn)的恐懼樣反應(yīng)與人類的焦慮反應(yīng)是相似的，動物行為學(xué)研究具有資源相對易獲得、操作性強、涉及倫理道德問題相對較少等優(yōu)點，它們已經(jīng)成為抗焦慮研究中重要的藥效評價工具。抗焦慮藥物的行為學(xué)評價模型就是將動物置于一系列應(yīng)激性事件中（潛在的或?qū)嶋H的威脅，急性的或慢性的），使其產(chǎn)生情緒障礙，然后應(yīng)用特定的手段來檢測行為學(xué)和生理學(xué)指標(biāo)，從而探討此情緒障礙的深入機制，并鑒定和篩選抗焦慮藥物[3]。目前常用的焦慮樣行為學(xué)評價實驗主要是一些探究性行為實驗，包括開場實驗、孔板實驗、高架十字迷宮實驗、明暗穿箱實驗、鏡像室實驗、群居接觸實驗，此外還有一些條件和非條件反射實驗[4]。通過總結(jié)這些實驗方法應(yīng)用的現(xiàn)狀和特點，初步歸納一套完整可行的抗焦慮藥物的行為學(xué)評價體系，可為今后在神經(jīng)科學(xué)、藥物開發(fā)和遺傳學(xué)研究領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。本文主要討論開場自發(fā)活動實驗、埋珠實驗、明暗穿箱實驗和高架十字迷宮實驗在抗焦慮藥物行為學(xué)評價中的應(yīng)用。 1 開場自發(fā)活動實驗（the open-field test） 開場自發(fā)活動實驗是目前最常用的抗焦慮藥物行為學(xué)評價方法。1934年， Hall最先將開場實驗應(yīng)用于大鼠情緒變化的研究。目前，開場實驗已經(jīng)廣泛用于動物心理學(xué)研究[5]，并已延伸到更多的物種，包括牛、豬、羊、兔、雞、靈長類、非洲猴類、蜜蜂和龍蝦[6]。在開場實驗中，有兩個主要因素可以引起動物的焦慮樣行為：社交孤立（將動物從其社會群體中分離出來）和廣場恐懼（開場區(qū)域遠大于動物的飼養(yǎng)環(huán)境或自然生活環(huán)境）。在這些因素作用下，嚙齒類動物本能地喜歡在開場周邊區(qū)活動，而不喜歡在中央?yún)^(qū)域活動。如果中央?yún)^(qū)域的活動路程或停留時間增加，特別是垂直探究活動的減少表明具有抗焦慮作用。相反，中央路程和時間的減少，及垂直探究活動的增加則表明有致焦慮作用。此外，動物的焦慮樣反應(yīng)增加也表現(xiàn)在排尿、排便次數(shù)明顯增加，梳理次數(shù)增加等[6]。Prut & Belzung (2003)在總結(jié)了以往研究的具有或潛在具有抗焦慮作用的藥物，包括作用于GABAA五聚體的化合物，5-羥色胺類藥物以及神經(jīng)肽配體類藥物之后得出結(jié)論：開場實驗可能是測試嚙齒類動物的正常焦慮的模型，只對經(jīng)典的苯二氮卓類藥物和5-羥色胺受體激動劑產(chǎn)生的抗焦慮作用敏感，但對臨床上稱為“焦慮癥”的具有抗焦慮樣作用的藥物不敏感[6]。這一結(jié)論表明了開場自發(fā)活動實驗研究的局限性，提示有必要選擇合適的行為學(xué)評價方法來研究抗焦慮藥物。 2 高架十字迷宮實驗（the elevated plus maze test） 高架十字迷宮實驗由于其經(jīng)濟、設(shè)計簡單、不需要長期訓(xùn)練，以及對藥物具有雙向敏感性等優(yōu)勢，是目前最有效而且廣泛運用的研究動物焦慮樣行為模型之一[7]。簡單的說，這個實驗將動物置于迷宮的中央?yún)^(qū)，然后在一定的時間內(nèi)觀察動物分別進入開臂和閉臂的時間和次數(shù)。由于開臂和外界相通，對動物來說具有一定的新奇性同時又具有一定的威脅性，動物在產(chǎn)生探究好奇心的同時也會產(chǎn)生焦慮反應(yīng)[8]。如果焦慮水平高，則動物會離開開臂退縮到閉臂中；反之，則在開臂停留時間延長，對開臂的探究次數(shù)也增多。在這個實驗中，新奇事物、高度和實驗的開闊場地是致焦慮的三個潛在因素，其中又以開闊場地為刺激焦慮產(chǎn)生的主要原因[8]。目前應(yīng)用高架十字迷宮實驗的藥物研究表明，苯二氮卓類和谷氨酸類化合物具有顯著有效的實驗結(jié)果，而一些調(diào)節(jié)5-羥色胺受體的藥物在此類實驗中證明無效[9]。此外，研究表明高架十字迷宮實驗的結(jié)果受實驗環(huán)境和實驗過程的影響十分顯著[10]，如實驗動物的行為可以受臂的寬度、顏色明暗、開臂停留時間、閉臂透明度等的影響[8]。這就要求在實驗過程中控制產(chǎn)生這些變量的主要因素，以達到運用高架十字迷宮進行動物焦慮樣行為學(xué)研究的理想狀態(tài)[10]。 3 明暗穿箱實驗（the light-dark exploration test） 利用與開場實驗相似的原理，Crawley等人則利用動物對明亮地方具有天然的厭惡和好奇建立了明暗穿箱實驗。藥物所致的動物在明亮區(qū)域停留時間延長表明其具有抗焦慮作用。在這個實驗中，動物的穿箱運動是探索性行為的表現(xiàn)，它們在明/暗環(huán)境中所停留的時間是其厭惡程度的反映[11]。Hascoet & Bourin(1998)認為分別計算動物在明暗箱運動和探索行為時間的百分率來評價焦慮樣行為是最有效的方法[12]?，F(xiàn)有的明暗穿箱實驗的研究對象基本上均為雄鼠，種類、年齡和體重不同的小鼠具有不同的實驗結(jié)果。此外，有研究認為只有經(jīng)典的藥物如苯二氮卓類和一些新的抗焦慮化合物如血清素配體、 神經(jīng)肽等可用于明暗穿箱實驗的研究[13]。 4 埋珠實驗（the marble-burying test） 埋珠實驗是另一個抗焦慮藥物行為學(xué)評價方法。嚙齒類動物選擇性抑制埋珠行為被認是抗焦慮藥物作用的結(jié)果[14]。在這個實驗中，玻璃珠被看作一個不熟悉的、具有潛在威脅的物體，實驗鼠將這些威脅物清除的埋珠行為是本能的焦慮樣反應(yīng)的表現(xiàn)[15]。但Thomas et.al.(2009) 最新研究認為，埋珠行為是嚙齒類動物先天性的重復(fù)的挖埋行為，而與所謂的焦慮樣反應(yīng)的產(chǎn)生無關(guān)[16]。事實上，Njung’e & Handley (1990)在將地西泮和齊美定等藥物運用于埋珠實驗后，就已經(jīng)提出埋珠實驗?zāi)Ｐ透m合被看作是一個抗焦慮藥物的篩選實驗，而非將其作為一個單純的動物焦慮模型來進行研究[15]。目前，許多藥物已在埋珠實驗為模型的抗焦慮樣行為研究中證明有效。這些藥物包括：地西泮、氯氮卓和戊巴比妥類[14]。此外，需要強調(diào)的是，嚙齒類動物的埋珠行為是一種被動的行為，它會因為5-羥色胺攝取抑制劑的作用而減少，這為研究人類強迫性精神官能癥提供了有利的依據(jù)[17]。 綜上所述，抗焦慮藥物的行為學(xué)評價方法在臨床和基礎(chǔ)研究中具有重要意義。每種行為學(xué)實驗各有其優(yōu)勢和局限，但衡量一個實驗?zāi)Ｐ统晒εc否的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是一致的，即應(yīng)具有預(yù)期效度（前瞻性）、表面效度（針對性）和結(jié)構(gòu)效度（構(gòu)想效度）[18]。目前很少有行為學(xué)實驗?zāi)軌蛲耆线@三個標(biāo)準(zhǔn)。有些實驗具有較好的表面效度，例如在開場實驗中可觀察到的動物避開危險區(qū)域的行為，這在人類中也可以看到。但它對一些治療焦慮癥有效的藥物的作用卻不敏感[6]，因此不能很好的反應(yīng)其預(yù)期效度。此外，目前的抗焦慮藥物行為學(xué)評價方法忽略了性別等重要因素[19]。因此，發(fā)展和建立一個完整的切實可行的抗焦慮藥物的行為學(xué)評價體系，可為更深入的研究焦慮癥的遺傳機制、環(huán)境機制和藥理機制提供有利條件。 References: 1. File SE. Recent developments in anxiety, stress, and depression. Pharmacol Biochem Behav, 1996, 54:3-12. 2. Nutt DJ. Neurobiological mechanisms in generalized anxiety disorder. J Clin Psychiatry, 2001, 62:22-28. 3. Bartolomucci A, Palanza P, Gaspani L, et al. Social status in mice: behavioral, endocrine and immune changes are context dependent. Physiology & Behavi,2001, 73: 401-410. 4. Kalueff AV, Wheaton M, Murphy DL. What’s wrong with my mouse model? Advances and strategies in animal modeling of anxiety and depression. Behavioural Brain Research, 2007,179: 1-18. 5. Belzung C. Measuring exploratory behavior. In: The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors: a review. European Journal of Pharmacology,1999, 463 (2003):3-33. 6. Prut L, Belzung C. The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors: a review European Journal of Pharmacology, 2003, 463: 3-33. 7. Rodgers RJ, Dalvi A. Anxiety, defence and the elevated plus-maze. Neurosci Biobehav Rev, 1997, 21:801-810. 8. V?ikar V. Evaluation of methods and applications for behavioural profiling of transgenic mice. 2006. University of Helsinki, at the site 9. Menard J, Treit D. Effects of centrally administered anxiolytic compounds in animal models of anxiety. Neurosci Biobehav Rev, 1999, 23,591-613. 10. Carobrez AP, Bertoglio LJ. Ethological and temporal analyses of anxiety-like behavior: The elevated plus-maze model 20 years on. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 2005, 29: 1193-1205. 11. Belzung C, Misslin R, Vogel E, et al. Anxiogenic effects of methyl-h-carboline-carboxylate in a light/dark choice situation. Pharmacol Biochem Behav, 1987, 28: 29-33. 12. Hascoe¨t M, Bourin M. A new approach to the light/dark procedure in mice. Pharmacol Biochem Behav, 1998, 60: 645- 653. 13. Michel B, Martine H. The mouse light/dark box test European Journal of Pharmacology, 2003, 463:55- 65. 14. Treit D, Pinel JP, Fibiger HC. Conditioned defensive burying: A new paradigm for the study of anxiolytic agents. Pharmacol Biochem Behav, 1981, 15:619-626. 15. Njung’e K, Handley SL. Evaluation of Marble-Burying Behavior as a Model of Anxiety. Pharmacology Biochemistry & Behavior, 1990, 38: 63-67. 16. Thomas A, Burant A, Nghiem B, et al. Marble burying reflects a repetitive and perseverative behavior more than novelty-induced anxiety. Psychopharmacologia, 2009, 204: 361-373. 17. Murphy DL, Zohar J, Benkelfat C, et al. Obsessive-compulsive disorder as a 5-HT subsystem-related behavioural disorder. Br. J. Psychiatry, 1989, 155:15-24. 18. Willner P. Validation criteria for animal models of human mental disorders: learned helplessness as a paradigm case. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 1986,10(6):677-690. 19. Palanaza P. Animal model of anxiety and depression: how are females different? Neuroscience and biobehavioral, 2001, 25: 219-233.
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 焦慮癥是一種以持續(xù)性緊張、擔(dān)心、恐懼或發(fā)作性驚恐為特征的精神疾病。隨著焦慮癥發(fā)病率的逐年升高，防治本病已成為當(dāng)前醫(yī)學(xué)界關(guān)注的重要課題。由于缺乏全面系統(tǒng)的動物焦慮樣行為學(xué)評價方法和實驗動物選擇的不正確等造成抗焦慮藥物研究中臨床試驗效果難以令人滿意。因此，我們通過對動物品系的選擇的研究，使我們今后在抗焦慮藥物的研究中能更系統(tǒng)的考慮動物品系的差異，為選擇合適的實驗動物品系提供很好的實驗基礎(chǔ)。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 該作品主要采用多種綜合的行為學(xué)方法對兩種常用于抗焦慮藥物的研究的小鼠品系進行系統(tǒng)的研究其差異的特點。多種行為學(xué)方法采用視頻跟蹤的方法，運用相應(yīng)的軟件進行科學(xué)地計算，減少了主觀因素對實驗的影響，使結(jié)果科學(xué)、可信。與以往的研究相比，該作品采用的多種不同特點的行為學(xué)方法，能多方面地探討動物品系在抗焦慮藥物研究中的特征。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 在抗焦慮藥物研究中，動物品系的選擇是很重要的，通過該作品的研究，使我們今后在抗焦慮藥物的研究中能更系統(tǒng)的考慮動物品系的差異，為選擇合適的實驗動物品系提供很好的實驗基礎(chǔ)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 目的：研究兩種品系小鼠對藥物抗焦慮作用的差異，為抗焦慮藥物研究中動物品系的選擇提供依據(jù)。方法：以地西泮作為陽性對照，在ICR小鼠和BALB/c小鼠兩種品系中，以1-(3-氯苯基)哌嗪單鹽酸鹽（mCPP）誘導(dǎo)焦慮模型。實驗共分生理鹽水組、生理鹽水+mCPP組、地西泮+mCPP組，行為學(xué)檢測前30 min給藥。采用開場自發(fā)活動、明暗穿箱實驗、高架十字迷宮實驗和懸尾實驗等多種方法比較兩種品系小鼠對藥物抗焦慮作用的差異。結(jié)果：正常組和焦慮組BALB/c小鼠較相應(yīng)的ICR小鼠總路程增加，地西泮組BALB/c小鼠使中央路程比值增加；焦慮組小鼠明暗穿箱次數(shù)和暗箱停留時間均減少，地西泮組ICR小鼠增加，BALB/c小鼠較ICR小鼠顯著降低；兩種不同品系的焦慮小鼠開臂進入的次數(shù)均減少，地西泮組增加，BALB/c小鼠較ICR小鼠比較則顯著減少；焦慮組和地西泮組的BALB/c小鼠在開臂內(nèi)停留時間和開臂內(nèi)停留時間百分比較ICR組均延長；焦慮型的ICR小鼠靜止時間縮短，地西泮組的兩種品系小鼠靜止時間均延長，但是兩種品系小鼠之間無顯著性差異。結(jié)論：不同品系的小鼠在不同的藥物抗焦慮作用的行為學(xué)方法中敏感性不同。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- 1開場自發(fā)活動實驗 2高架十字迷宮實驗 3明暗穿箱實驗 4懸尾實驗
同類課題研究水平概述
- 1開場自發(fā)活動實驗開場自發(fā)活動實驗是目前最常用的抗焦慮藥物行為學(xué)評價方法。在開場實驗中，有兩個主要因素可以引起動物的焦慮樣行為：社交孤立（將動物從其社會群體中分離出來）和廣場恐懼（開場區(qū)域遠大于動物的飼養(yǎng)環(huán)境或自然生活環(huán)境）。在這些因素作用下，嚙齒類動物本能地喜歡在開場周邊區(qū)活動，而不喜歡在中央?yún)^(qū)域活動。如果中央?yún)^(qū)域的活動路程或停留時間增加，特別是垂直探究活動的減少表明具有抗焦慮作用。相反，中央路程和時間的減少，及垂直探究活動的增加則表明有致焦慮作用。2高架十字迷宮實驗:由于其經(jīng)濟、設(shè)計簡單、不需要長期訓(xùn)練，以及對藥物具有雙向敏感性等優(yōu)勢，是目前最有效而且廣泛運用的研究動物焦慮樣行為模型之一。簡單的說，這個實驗將動物置于迷宮的中央?yún)^(qū)，然后在一定的時間內(nèi)觀察動物分別進入開臂和閉臂的時間和次數(shù)。由于開臂和外界相通，對動物來說具有一定的新奇性同時又具有一定的威脅性，動物在產(chǎn)生探究好奇心的同時也會產(chǎn)生焦慮反應(yīng)。如果焦慮水平高，則動物會離開開臂退縮到閉臂中；反之，則在開臂停留時間延長，對開臂的探究次數(shù)也增多。3明暗穿箱實驗:利用與開場實驗相似的原理，Crawley等人則利用動物對明亮地方具有天然的厭惡和好奇建立了明暗穿箱實驗。藥物所致的動物在明亮區(qū)域停留時間延長表明其具有抗焦慮作用。在這個實驗中，動物的穿箱運動是探索性行為的表現(xiàn)，它們在明/暗環(huán)境中所停留的時間是其厭惡程度的反映。4埋珠實驗:埋珠實驗是另一個抗焦慮藥物行為學(xué)評價方法。嚙齒類動物選擇性抑制埋珠行為被認是抗焦慮藥物作用的結(jié)果。在這個實驗中，玻璃珠被看作一個不熟悉的、具有潛在威脅的物體，實驗鼠將這些威脅物清除的埋珠行為是本能的焦慮樣反應(yīng)的表現(xiàn)。事實上，Njung’e & Handley 在將地西泮和齊美定等藥物運用于埋珠實驗后，就已經(jīng)提出埋珠實驗?zāi)Ｐ透m合被看作是一個抗焦慮藥物的篩選實驗，而非將其作為一個單純的動物焦慮模型來進行研究.綜上所述，抗焦慮藥物的行為學(xué)評價方法在臨床和基礎(chǔ)研究中具有重要意義。每種行為學(xué)實驗各有其優(yōu)勢和局限，但衡量一個實驗?zāi)Ｐ统晒εc否的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是一致的，即應(yīng)具有預(yù)期效度（前瞻性）、表面效度（針對性）和結(jié)構(gòu)效度（構(gòu)想效度）.目前很少有行為學(xué)實驗?zāi)軌蛲耆线@三個標(biāo)準(zhǔn)。因此，發(fā)展和建立一個完整的切實可行的抗焦慮藥物的行為學(xué)評價體系，可為更深入的研究焦慮癥的遺傳機制、環(huán)境機制和藥理機制提供有利條件。
