足底电击应激时程对大鼠焦虑样行为的影响分析

【摘要】目的：观察足底电击应激时程对大鼠高架十字迷宫及开场实验焦虑样行为的影响。方法选取成年雄性SD大鼠按照体重分层随机分为对照组和足底电击组，每组12只。足底电击组予以不可逃避性足底电击（0. 8mA，电击10 s，休息20 s，共5min 1次/d）结合孤养建立大鼠焦虑模型。分别在足底电击7d及14 d后测高架十字迷宫和开场实验，评估大鼠的焦虑行为。结果7d及14 d足底电击后，足底电击组焦虑样行为增加，差异具有显著意义(p<0.01)，入臂总次数明显低于对照组，运动活性降低。开场实验足底电击组进入中心区次数及中心区逗留时间低于对照组(P<0.01)，运动总距离、直立次数及理毛次数足底电击组均明显低于对照组(P<0. 01)，运动探索活性降低。比较7天及14天足底电击组行为学结果，可见随着造模天数的增加，大鼠闭臂时间比及闭臂次数比呈现下降趋势(P<0.05)，焦虑程度降低。开场实验运动总距离、直立次数及理毛次数14 d低于7d，差异具有显著性(P < 0. 05 )，提示大鼠运动探索行为进一步减少，自我关注度降低，抑郁样行为增加。结论不同时程的足底电击应激导致大鼠焦虑样行为，影响大鼠运动探索活性。随着造模天数的增加，大鼠行为可能从焦虑样向抑郁样改变。足底电击应激焦虑模型造模时程的选择7d优于14 d。

焦虑障碍在现今社会非常普遍，病程缓慢，与众多负面结果相关，如自杀风险更大，合并内科病，并且当与抑郁共病缓解率低。焦虑障碍的研究需要动物模型的支持。虽然啮齿类动物焦虑样行为与人类临床焦虑定义有所区别，二者相似的受累脑区，以及人类抗焦虑药物对啮齿类动物行为学的改善，说明啮齿类动物焦虑样行为的研究可以对人类的焦虑问题研究提供线索，应激在神经变性疾病和精神疾病相关的众多病理生理过程中扮演重要角色。过度的应激反应与焦虑相关。己有研究显示短期的慢性应激可导致大鼠焦虑样行为。足底电击应激是经典应激方式的一种，广泛地应用于条件恐惧相关研究。焦虑与恐惧关系密切，己有不少研究采用不可避免足底电击应激制造焦虑抑郁动物模型。但目前缺少不同时程的足底电击应激对大鼠焦虑样行为影响的研究。我们将成年SD大鼠足底电击不同时程后，观察不同程度的慢性应激刺激对大鼠高架十字迷宫及开场实验所示焦虑样行为的影响，目的是寻找到足底电击焦虑模型的最佳造模时间节点，为研究典型焦虑样行为提供实验基础。

1材料和方法

1. 1材料

1. 1. 1动物及分组

SPF级SD雄性大鼠24只，体重为200一220 g ,6周龄，由上海实验动物资源中心(西普尔州必凯)提供。动物饲养在大鼠通风鼠笼中，环境温度控制在21一23度，湿度为50%左右，食水自由。实验于南京中医药大学实验动物中心内进行。实验过程中对动物的处置严格遵守我国科技部2006年颁布的《关于善待实验动物的指导性意见》。动物适应饲养一周后，按体重分层随机分为对照组(control group ，12只)、足底电击组(footshock group,FS, 12只)。

1. 1. 2仪器与设备

实验器材:足底电击箱(上海欣软信息科技有限公司);大鼠通风鼠笼（上海欣软信息科技有限公司);Supermaze动物行为学分析软件（上海欣软信息科技有限公司）

1. 2方法

1. 2. 1实验方案

为避免大鼠间气息交流影响情绪状态，本实验足底电击组均采用孤养，大鼠通风鼠笼设备可避免大鼠间气息交流。对照组群养，每日抚摸数分钟，余不作任何处理。足底电击组每日接受一次足底电击，电击参数:0. 8 mA，电击10 s，体息20 s，共5min。在足底电击7 d及14 d后测高架十字实验(10:00一42:30)、开场实验(14:00一15:00，评估大鼠的焦虑行为。

1.2.2高架迷冒实验

高架十字迷宫(Elevated plus maze } EPM)装置(Supermaze动物行为学分析软件)由两条相对开放臂(50 cm x 10 cm)和两条相对闭合臂(50 cm x 10 cm x 40 cm)及中央区(10 cmx 10 cm)连接而成，距离地面50 cm。实验前将大鼠搬至实验室适应环境1h以上，保持室内安静，暗光。实验开始时将大鼠从中央格面向闭合臂放入迷宫，记录5  min内的活动情况。观察大鼠进入开臂和闭臂的次数及停留时间。每只大鼠实验结束后取出，将各臂清理干净，并用75%的酒精去除气味。行为学结果(1)闭臂时间比=闭臂时间/(开臂时间+闭臂时间);(2)闭臂次数比=闭臂次数/(开臂次数+闭臂次数)。(3)入臂总次数=闭臂次数+开臂次数。行为学结果应用SPSS软件箱式图法剔除离群值。

1.2.3开场实验

本实验敞箱长x宽x高为:100 cm x100 cm x40 cm，内面及底面均为蓝色，中央区正上方安置摄像头。实验第8天及第15天时，每组大鼠分别进行旷场实验，实验前把动物提前1h搬进测试室适应环境，实验开始后，将大鼠放到中央区固定位置，每次放置头部固定朝向一侧。每只大鼠测量5 min测量指标包括运动总距离、中央区停留时间、中央区进入次数、直立次数及理毛次数，随后用75%酒精清洁箱内环境，等酒精挥发无味后，再进行下1只。

2结果

2. 1高架十字迷宫行为学结果比较

足底电击组闭臂次数比、闭臂时间比均较对照组明显增加，入臂总次数低于对照组(P<0.01)，显示足底电击致大鼠焦虑样行为，导致大鼠运动活性下降。14 d与7d比较时发现，足底电击组14 d闭臂次数比及闭臂时间比较7d降低(P < 0. 05 )，对照组两时间点无差异。

2. 2开场行为学结果

足底电击7d和14 d与对照组相应时程对比，中央区进入次数、中央区停留时间及运动总距离显著低于对照组(P <0.01,P <0.05)。足底电击14 d与足底电击7d相比，运动总距离进一步下降，大鼠直立次数及理毛次数显著减少(P < 0. 05 )，而中央区停留时间及进入次数两电击天数之间的差异不大。对照组两时间点比较，除理毛次数外，其余开场行为学结果未见明显差异。

3讨论

关于如何建立起较为合理的焦虑动物模型，目前应用的造模方法有很多种，包括:高架十字迷宫、空瓶刺激、天敌暴露、饮水冲突等等，但是仍然存在很多不确定因素和干扰因素。应激是精神疾病的重要基础，与焦虑抑郁密切相关，慢性应激焦虑模型可作为焦虑模型的一种。

综上所述，足底电击结合孤养可致大鼠焦虑样行为，可作为慢性应激焦虑模型的一种。14 d大鼠的焦虑程度较7d有所下降，然而大鼠运动探索活性及自我关注度进一步降低，抑郁样行为增加。可以认为足底电击应激焦虑模型造模时程的选择，7d较14d更优。我们的实验结果从行为学角度进一步支持应激时程影响动物焦虑抑郁样行为的观点，研究应激相关精神疾病应重视应激的时程、强度以及应激类型的差别，这与临床实际情况更加接近，并且时程影响背后的机制仍需进一步研究。