化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
動物行為實驗方法硬核總結(jié)：強迫游泳實驗
閱讀：1790 發(fā)布時間：2020-8-3一、實驗原理
強迫游泳實驗（Forced Swimming Test，F(xiàn)ST）是Porsolt RD于1977年*建立，用來檢測抗抑郁藥物的作用。后來強迫游泳實驗就成為評價藥物抗抑郁作用的動物模型。該實驗方法是一種行為絕望實驗法，通過將動物置于一個局限的環(huán)境中（如水中），動物在該環(huán)境中拼命掙扎試圖逃跑又無法逃脫，從而提供了一個無可回避的壓迫環(huán)境，一段時間后，動物即表現(xiàn)出典型的“不動狀態(tài)”，觀察并記錄實驗動物產(chǎn)生絕望的不動狀態(tài)過程中的一系列參數(shù)，可以用來評價致抑郁劑和抗抑郁劑的作用效果。
二、實驗儀器
小鼠強迫游泳水桶直徑10cm，高度25cm，透明；
大鼠強迫游泳水桶直徑20cm，高度40cm；透明；
配置背光板系統(tǒng)，可以減少透明水桶水珠對實驗造成的影響，配合SuperFst強迫游泳分析軟件同步實驗，型號：XR-XQ202。
三、傳統(tǒng)與改良版的強迫游泳實驗方法
傳統(tǒng) FST將大鼠置于水深 15 ～ 18 cm的圓柱形透明容器(泳池)中, 進行15 min“前游泳” 。“前游泳 ” 對大鼠而言是一種不可逃避的應(yīng)激, 造成 “抑郁反應(yīng)”。然后將大鼠從泳池中取出、烘干, 進行干預(yù) (藥物或者治療), 干預(yù)后放回籠中飼養(yǎng)。“前游泳”應(yīng)激 24 h后, 將大鼠再次置于泳池中, 進行 5 min“測試游泳”并錄像, 測評大鼠游泳行為與不動行為 , 分析干預(yù)措施對大鼠行為的影響, 推測其抗抑郁活性。
通過傳統(tǒng) FST, 研究者發(fā)現(xiàn)三環(huán)類抗抑郁藥 物、單胺氧化酶抑制劑、電痙攣治療、快動眼期睡眠剝奪治療、跨顱磁刺激治療可以減少大鼠 “不動行為”, 或者延遲 “不動行為”的發(fā)生, 增加主動性逃跑行為;而精神興奮藥物可增加大鼠在 FST中所有運動行為。所以如果某種化合物可以減少大鼠在 FST中不動行為, 同時不增加所有運動行為, 則可能具有抗抑郁活性。遺憾的是,傳統(tǒng) FST不能證實選擇性 5 -羥色胺再攝取抑制劑 (SSRIs) 的抗抑郁活性。
（SuperFst強迫游泳實驗分析軟件）
在應(yīng)用傳統(tǒng) FST過程中, 研究人員對它不斷進行改進, 終形成了改良 FST。與傳統(tǒng) FST相比, 主要改進在于:
① 采用透明圓柱形 Pyrex游泳筒, 底部直徑21 cm, 高46 cm;
② 水溫 23 ～ 25℃;
③ 水深 30 cm;
④ 評價“測試游泳”階段大鼠 的游泳行為、攀爬行為、靜止不動行為, 分析在 “測試游泳 ” 階段的 300 s中每 5 s末各種行為出現(xiàn)的頻率。攀爬行為, 指大鼠在泳池中沿著泳池內(nèi)壁使用前爪向上攀爬的行為;游泳行為, 指大鼠在泳池內(nèi)水平面上、泳池內(nèi)四周游動;靜止不 動行為, 指大鼠除了為避免沒入水中而向上的主動運動外, 無其他行為。在評價過程中, 評定者不知道實驗動物接受的 干預(yù)和分組情況。
與傳統(tǒng) FST相比, 改良 FST有 2個主要優(yōu)點:
① 水深增加, 大鼠就不會因為碰到泳池的底部而產(chǎn)生 適應(yīng)性行為, 同時隨著水深增加, 大鼠靜止不動時間減少, FST敏感度加強。
② 傳統(tǒng) FST只記錄大鼠在泳池中出現(xiàn)的不動行為時間, 改良 FST記錄大鼠的 3 種行為, 這種行為學評價技術(shù)增加了 FST靈敏度, 能夠證實 SSRIs具有抗抑郁活性。
四、實驗注意事項
1、不同種系實驗動物在 FST中表現(xiàn)不一樣。瑞士小鼠對 作用于 5 -HT/NE神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)的抗抑郁藥物敏感, 而抗抑郁藥物對 DBA/2 小鼠無行為學效應(yīng), C57BL/6JRj品系小 鼠是唯yi對安非他酮敏感的小鼠 。說明要做到研究結(jié)果 的可比性, 必須選擇相同種系的實驗動物。盡管實驗用鼠品種相似, 使用客觀評價標準, 實驗動物 在 FST中表現(xiàn)仍有差異。
2、實驗室內(nèi)部標準與條件, 包括飼養(yǎng)條件、光照時間對研究結(jié)果都有影響。
3、在 FST中, 實驗動物行為會受到水溫影響, 在冷水中容易出現(xiàn)靜止不動行為;相反, 在溫度較高水中不動行為出現(xiàn)較晚。所以通常將水溫設(shè)定在 23 ～ 25℃。
4、水桶內(nèi)水的高度應(yīng)當盡量保證實驗動物的后肢不能支撐或者接觸到水桶底部。
5、計算動物絕望狀態(tài)的行為，通常以動物的后肢是否活動為判斷依據(jù)。
6、實驗時間不能太長，通常建議大鼠6min，小鼠5min左右。
歡迎推薦關(guān)注公眾號：bioviewer，專注于動物神經(jīng)科學與行為學實驗知識的視頻分享與交流。
?