脑声问答（53）期丨创伤后应激障碍模型构建与行为学评估

创伤后应激障碍（PTSD）是一种精神疾病，表现为多种症状和功能受损。症状包括易怒、攻击性行为、警觉过度等，并持续一个月以上。PTSD与创伤事件相关联，但不同因素如遗传、环境和社会支持也会影响其发生和发展。动物模型被广泛用于研究PTSD的神经生理机制和治疗方法。不同类型的动物模型可以模拟PTSD的不同方面，例如急性压力、社会压力和自然压力。精神疾病的成因和表现形式复杂，但哺乳动物对强烈刺激的生物性行为和神经生物学反应为利用小鼠模型提供了基础。小鼠模型通过改变压力类型、强度、持续时间和频率来模拟PTSD的发展，主要采用物理、社会和心理压力刺激。几种常用的压力模型，包括电击、约束、水中创伤、单次长时间压力、社交失败和社会观察失败等。

Fig1 PTSD相关动物模型及评估示意图

• 单程长时刺激模型(single prolonged stress，SPS)

是第一个能够模拟人类PTSD患者模型。先将动物束缚2h，随后动物在24℃左右的水中进行20min的强迫游泳，休息15min后，用乙醚蒸汽麻醉直至其失去意识，最后将动物放置在安静的环境下7～14d。SPS模型主要是以啮齿类动物为造模对象，具有良好的拟合度，其中大鼠模型更为常见。水下创伤模型(underwater trauma，UWT)将大鼠放入撤去平台的水迷宫中游泳1min，随后，用金属网将大鼠从水中捞起使之不能随意游动。水下创伤不同于强迫游泳，该模型模拟了生活中“溺水”这一应激源的创伤性事件。

• 社交相关应激

生命早期应激模型(early life stress，ELS)表现出焦虑水平的提高，更容易PTSD。社交失败模型(social defeat stress，SDS)广泛用于研究经历反复多次应激的个体行为反应及生理机制。社会隔离模型(social isolation，SI)很好的模拟PTSD患者对应激事件的回避行为。

• 束缚应激模型(restraint stress，RS)

束缚应激虽然经常被作为SPS中的一部分，但是，仅通过束缚应激就可以产生PTSD样焦虑症状。根据束缚时间不同，大致分为急性应激模型和慢性应激模型。

• 足底电击模型(foot-shock，FS)

是一种能影响身体和情绪的复杂应激源。该模型诱导的行为能够满足PTSD动物模型的表面效度，例如持续的恐惧反应，情绪淡漠、社交回避等症状。

PTSD小鼠造模：小鼠适应性喂养7ｄ后，随机分为对照组和模型组。模型组小鼠首先进行连续5d的足底电击刺激，第６日将小鼠束缚2ｈ，强迫游泳20min，游泳器具为圆形游泳池，内壁光滑，直径10cm，水深20cm，水温20～25℃。休息10min后，乙醚麻醉小鼠至无意识，待小鼠苏醒后将其送回原饲养环境中，无干扰喂养７ｄ。对照组小鼠按常规喂养，不加干预。

行为学评估：

• 旷场实验

在安静的环境下，将小鼠放入箱内底面中心，同时点击软件开始计数和摄像，观察１５min后停止，利用软件计算小鼠在中央活动时间和中央运动路程等指标。每次实验结束后用乙醇清洗箱子内壁及底面，除去小鼠大小便及遗留气味，避免影响下次测试结果，然后更换小鼠，继续实验。

• 高架十字迷宫实验

将小鼠从笼中取出，尽量背向实验操作者，将小鼠轻轻地放在高架仪器的中央区域，小鼠头部朝向开臂。实验人员迅速安静离开，同时打开行为分析软件，跟踪小鼠在高架十字迷宫仪器内的运动轨迹，观察时长为５min，计算开臂时间和闭臂时间。

小鼠高架十字迷宫，型号：XR-XG201，上海欣软

• 条件恐惧实验

①条件性场景恐惧记忆实验：将小鼠放入条件恐惧箱中，自由活动5min，记录小鼠活动轨迹；②条件性声音恐惧记忆实验：将小鼠放入改变内壁及底面颜色环境的条件恐惧箱中，适应３min，给予５次声音信号，采用与造模时电击程序相同但电流为0mA的程序设定，刺激间隔设置60s自由活动时间。每次实验结束后用乙醇擦拭箱底，以避免残留气味对后续实验小鼠的影响。

除此之外，多种用于研究动物行为和心理的测试方法，包括光照箱、水迷宫、强迫游泳等。这些测试方法可以用来评估动物的认知能力、学习能力、记忆能力以及情绪状态等方面的表现。同时，一些与心理健康相关的疾病模型，如抑郁症、焦虑症等，一些与应激反应有关的行为学指标需要关注，如社交互动、嗅觉识别等，这些指标可以帮助研究人员更好地了解动物在不同情境下的应激反应。

文献引用：

1．Verbitsky A, Dopfel D, Zhang N. Rodent models of post-traumatic stress disorder: behavioral assessment. Transl Psychiatry. 2020 May 6;10(1):132.

2. Liberzon I，Krstov M，Young EA． Stress-restress: effects on ACTH and fast feedback［J］． Psychoneuroendocrinology，1997，22( 6) : 443-45

3．Richter-Levin G． Acute and long-term behavioral correlates of underwater trauma-potential relevance to stress and post-stress syndromes［J］． Psychiatry Ｒes，1998，79( 1) : 73-83．

4. Marsden CA，King MV，Fone KC． Influence of social isolation in the rat on serotonergic function and memory－-relevance to models of schizophrenia and the role of 5-HT ( 6) receptors［J］．Neuropharmacology，2011，61( 3) : 400-407．

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