抑郁癥是一種危及生命的精神疾病，也是世界范圍內(nèi)的一個主要公共衛(wèi)生問題，發(fā)病率為5%，終生患病率為15-20%。抑郁癥與殘疾、生活質(zhì)量下降、與健康相關(guān)的費(fèi)用增加有關(guān)，并被認(rèn)為是許多疾病的主要危險因素，包括心血管、代謝和神經(jīng)精神疾病。目前的藥物治療治療方法的療效有限，并與許多有害的副作用相關(guān)。因此，更好地了解這種疾病的病理生理學(xué)，以及發(fā)展創(chuàng)新和改進(jìn)的治療方法仍然是至關(guān)重要的。因此，動物模型對于推進(jìn)這一領(lǐng)域的研究至關(guān)重要。有許多模型用于研究這種疾病，而強(qiáng)迫游泳試驗（Forced Swimming Test，F(xiàn)ST）是最常用的分析方法之一。

強(qiáng)迫游泳測試是研究嚙齒類動物抑郁樣行為的最常用的分析方法之一。FST基于這樣的假設(shè)：當(dāng)把動物放在裝滿水的容器中時，它首先會努力逃跑，但最終會表現(xiàn)出靜止不動，這可能被認(rèn)為反映了行為絕望的程度。因為它涉及到動物暴露在壓力中，這被證明在嚴(yán)重抑郁癥的傾向中起作用。此外，F(xiàn)ST已被證明具有一些受人類抑郁癥影響或改變的因素，包括食物消費(fèi)的變化、睡眠異常和藥物戒斷引起的快感缺乏癥。該程序的主要優(yōu)點(diǎn)是它相對容易執(zhí)行，其結(jié)果易于分析和快速。此外，它對廣泛的抗抑郁藥物的敏感性，使其成為一個合適的篩選試驗，這是導(dǎo)致其高預(yù)測效度的最重要的特征之一。但也有許多缺點(diǎn)。首先，慢性增強(qiáng)的問題在這個測試中是有問題的，因為在現(xiàn)實生活中，患者需要至少接受幾周的治療，才能得到任何癥狀的緩解。最后，由于FST的厭惡性，如果要按照這個程序進(jìn)行大腦分析，那么考慮到它對大腦結(jié)構(gòu)/功能可能產(chǎn)生的影響是很重要的。

- 強(qiáng)迫游泳實驗系統(tǒng)，型號：XR-XQ202,上海欣軟 -

在FST期間，動物被放置在一個裝滿水的容器中，使它無法逃脫。動物首先會試圖逃跑，但最終會表現(xiàn)出不動。首先，它涉及到動物暴露在壓力中，這被證明在重度抑郁癥的傾向中起著重要作用。此外，抑郁癥通常被視為缺乏應(yīng)對壓力的能力。第二，在試驗前使用抗抑郁藥物進(jìn)行藥物治療已被證明可以減少FST的靜止?fàn)顟B(tài)。因此，它經(jīng)常被用作對具有潛在抗抑郁藥物特性的新化合物的篩選試驗。此外，F(xiàn)ST已被證明具有一些受人類抑郁癥影響或改變的因素，如食物消費(fèi)的變化、睡眠異常和藥物戒斷引起的快感缺乏癥。這也是為什么該測試有時被用于評估突變小鼠的抑郁樣行為，隨著基礎(chǔ)靜止?fàn)顟B(tài)的增加或減少。

測試流程

一、強(qiáng)迫游泳試驗的準(zhǔn)備工作

1、使用兩個相鄰的房間。使用一個房間作為“候室”，在行為測試前飼養(yǎng)動物，另一個房間用于進(jìn)行程序。

2、準(zhǔn)備透明的圓柱形玻璃容器，容器高為50厘米，直徑為20厘米。注意：可以在同一個房間里同時測試幾只動物，用暗屏幕將容器分開，這樣動物在這個過程中就不會看到彼此。

3、在容器前準(zhǔn)備好攝像機(jī)，這樣每個攝像機(jī)都能捕捉到一個或多個容器，以便能夠在稍后觀看視頻時清楚地觀察到動物的行為。

4、為已完成手術(shù)過程的動物準(zhǔn)備清潔的干燥籠、加熱燈和加熱墊，以避免體溫過低。確?；\子的底部有吸墨紙，一旦濕了就換一下。不要將籠子放在試驗室內(nèi)。

注意：動物放在不同的家籠里，一定不要在短暫的干燥籠子里。

強(qiáng)迫游泳實驗分析軟件，推薦上海欣軟的VisuTrack系統(tǒng)，特有的算法跟蹤大小鼠四肢活動情況，與實驗員人工統(tǒng)計數(shù)據(jù)偏差小。

二、測試前的動物處理

把動物安置在一個有12小時的光/暗循環(huán)的房間里。

在實驗過程中，動物可以自由地獲得食物和水，除了在手術(shù)室中度過的特定時間。

當(dāng)使用大鼠時，在實驗程序開始前5天，每天處理動物約2 min。

三、適應(yīng)程序

注意：對于小鼠和大鼠，都要在水中隨時觀察它們。如果動物出現(xiàn)嚴(yán)重的痛苦，請將動物從水中移走，并將其排除在實驗之外。

1、為了使小鼠適應(yīng)測試環(huán)境，在行為測試之前將至少30 min的動物運(yùn)送到候診室。

2、以25°C的自來水填充鋼瓶，并根據(jù)鼠標(biāo)的大小調(diào)整水深，使其不能用后腿接觸到容器的底部。

3、在圓筒上標(biāo)記上動物編號，以便稍后在觀看錄像時識別動物。

4、打開攝像機(jī)，然后將每個鼠標(biāo)放入充水圓筒容器中6 min。

5、經(jīng)過6 min后，關(guān)閉相機(jī)，將鼠標(biāo)從容器中取出，放入瞬時干燥籠中，上方有加熱燈，下方有加熱墊。小鼠在籠子中恢復(fù)時，應(yīng)進(jìn)行密切和持續(xù)監(jiān)測。為此目的，可以在小鼠的水平上放置一個溫度計，以確?；\子里的溫度不超過37°C。另外，放置籠子，不是所有的籠子都落在燈下或墊上；如果需要，這使得鼠標(biāo)可以移動到更冷的區(qū)域。

6、每次測試后都要更換水，以避免對下一個鼠產(chǎn)生任何影響。

注意事項

對于小鼠，有兩個療程，間隔24小時。第一個階段是測試前階段，第二個階段是測試階段。

為了讓大鼠適應(yīng)測試環(huán)境，在行為測試前將它們在至少30 min的家籠里的動物運(yùn)送到測試房間。

加入23 ± 1°C的自來水，根據(jù)小鼠的大小調(diào)整水深，使其不能用后腿接觸容器底部

在圓筒上標(biāo)記上動物編號，以便稍后在觀看錄像時識別動物。

將每只小鼠放入充滿水的鋼瓶容器中放置15 min。

經(jīng)過15 min后，將大鼠從容器中取出，并將其放入瞬時干燥籠中，上面有熱燈，下面有熱墊。當(dāng)大鼠在籠中恢復(fù)時，應(yīng)對其進(jìn)行密切、持續(xù)的監(jiān)測。為此目的，可以在小鼠的水平上放置一個溫度計，以確保籠子里的溫度不超過37°C。另外，把籠子放好，不是所有的籠子都落在燈下或墊上；如果需要，這讓小鼠可以移動到更涼爽的區(qū)域。

每次測試后換水，避免對下一只小鼠產(chǎn)生任何影響。

測試指標(biāo)

1、如果鼠沒有任何移動，則將花費(fèi)的時間編碼為“不移動”的時間，除了保持鼻子露出水面所必需的時間。

2、如果觀察到前肢的快速運(yùn)動，使前爪破壞水面，則將持續(xù)時間編碼為“掙扎/攀爬”的時間。

3、如果觀察到前肢或后肢以劃槳方式的運(yùn)動，則花費(fèi)的時間為“游泳”。注意：可以使用另一種方法來解釋這些行為，這包括一個時間采樣方法。將游泳、掙扎或不活動評定為在整個測試過程中間隔5秒的發(fā)作頻率。

結(jié)果示例

成年ICR雌性小鼠在使用選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑艾司西酞普蘭或新型草藥抗抑郁和抗焦慮治療治療3周后，對成年ICR雌性小鼠進(jìn)行了測試。單向方差分析顯示，該治療減少了FST中的抑郁樣行為。艾司西酞普蘭或NHT治療均可減少FST中的抑郁樣行為。該治療還增加了FST中的掙扎行為。艾司西酞普蘭治療增加了FST中的掙扎行為。該治療對游泳行為沒有影響。

優(yōu)缺點(diǎn)分析

FST用于監(jiān)測類似抑郁的行為，并基于靜止反映行為絕望的假設(shè)。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是操作相對簡單，結(jié)果較快。此外，它對廣泛的抗抑郁藥物的敏感性使其成為一個合適的篩選試驗，這是導(dǎo)致其高預(yù)測效度的最重要的特征之一。重要的是，該測試還可以區(qū)分非針對治療抑郁癥的藥物，如苯二氮卓類藥物，它們已被證明具有抗焦慮作用。FST在抑郁癥研究中的價值的另一個例子，也有助于其表面效度，是抑郁癥易感性模型被發(fā)現(xiàn)影響靜止行為。例如，在基因研究中，它被用作抑郁樣行為的標(biāo)志。靜止是由一種遺傳特征決定的，有一些動物在FST中表現(xiàn)出天生的高靜止。此外，不基于FST表現(xiàn)的基因模型也被發(fā)現(xiàn)成功地為研究抑郁樣行為提供了有效的模型。除了遺傳學(xué)研究之外，F(xiàn)ST中的靜止行為已被證明在一些動物模型中受到影響，這些動物模型與抑郁癥的傾向有關(guān)，如早期暴露于壓力、臨床糖尿病和急性藥物停藥。

在這個測試中，慢性增強(qiáng)的問題是有問題的，因為在現(xiàn)實生活中，患者需要至少接受幾周的治療才能從癥狀的任何緩解。這就提出了一個問題：即FST中的靜止和抑郁癥是否具有相同的神經(jīng)回路的長期適應(yīng)性變化，這是抗抑郁藥對人類影響的基礎(chǔ)。另一個備受討論的問題是，靜止行為作為一種反映抑郁癥癥狀的衡量指標(biāo)的確切意義。這些測試中的不活動似乎是由于無法或不愿保持努力的結(jié)果，而不是普遍的活動不足。這一點(diǎn)特別重要，因為抑郁癥患者表現(xiàn)出精神運(yùn)動障礙，特別是在那些需要持續(xù)努力時間的測試中。在這個模型中，主動行為可能會導(dǎo)致逃跑，從而減少壓力，而被動行為可能會在等待可能的逃跑時保持能量。動物對行為的選擇是不同的，并取決于許多因素。SSRIs已經(jīng)被證明可以推遲從主動應(yīng)對策略到被動應(yīng)對策略的轉(zhuǎn)變，而與抑郁癥相關(guān)的因素則加速了這種轉(zhuǎn)變。此外，很少有人提出關(guān)于靜止是一個學(xué)習(xí)的過程，這意味著動物可能了解到最好的解決辦法是被動的，等待從水中移走，這被描述為學(xué)習(xí)的靜止。此外，較長的靜止時間與應(yīng)激激素之間沒有發(fā)現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。

另一個重要的概念是在FST過程中的活動行為的作用。具體來說，增加血清素能神經(jīng)傳遞的抗抑郁藥導(dǎo)致更長的游泳時間，而那些增加膽固醇胺能神經(jīng)傳遞的抗抑郁藥導(dǎo)致更長的掙扎時間。這可能有助于在不同的實驗中區(qū)分這種行為背后的神經(jīng)機(jī)制。此外，由于一些抗抑郁藥減少運(yùn)動活動和藥物如精神運(yùn)動興奮劑被發(fā)現(xiàn)減少靜止FST，但不是有效治療抑郁癥，需要排除基礎(chǔ)活動水平因素。此外，由于FST的厭惡性，那么考慮到它可能對大腦結(jié)構(gòu)/功能產(chǎn)生的可能的影響是很重要的。此外，在進(jìn)行一些行為測試時，如果其他范式不是有壓力的，建議FST將是放在最后一次測試。

參考文獻(xiàn)

[1] Yankelevitch-Yahav R , Franko M , Huly A, et al.The forced swim test as a model of depressive-like behavior [J]. Journal of visualized experiments : JoVE, 2015, 97):

[2] Caspi A , Sugden K , Moffitt TE, et al.Influence of life stress on depression: moderation by a polymorphism in the 5-HTT gene [J]. Science (New York, NY), 2003, 301(5631): 386-389.

[3] Cryan JF , Valentino RJ , Lucki I. Assessing substrates underlying the behavioral effects of antidepressants using the modified rat forced swimming test [J]. Neuroscience and biobehavioral reviews, 2005, 29(4-5): 547-569.

[4] Park SK , Nguyen MD , Fischer A, et al.Par-4 links dopamine signaling and depression [J]. Cell, 2005, 122(2): 275-287.

[5] Molina-Hernández M , Téllez-Alcántara NP. Antidepressant-like actions of pregnancy, and progesterone in Wistar rats forced to swim [J]. Psychoneuroendocrinology, 2001, 26(5): 479-491.

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