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小鼠強迫游泳實驗測試“大揭秘”,不懂的同學快來看!

強迫游泳實驗(Forced Swimming Test,FST)是Porsolt RD于1977年**建立,用來檢測抗抑郁**的作用。后來強迫游泳實驗就成為評價**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境中(如水中),動物在該環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境,一段時間后,動物即表現出典型的“不動狀態”,觀察并記錄實驗動物產生絕望的不動狀態過程中的一系列參數,可以用來評價致抑郁劑和抗抑郁劑的作用效果。


強迫游泳試驗是一種嚙齒動物行為試驗,用于評估抗抑郁**、新化合物的抗抑郁功效以及旨在呈現或預防抑郁樣狀態的實驗操作。將小鼠放入一個不可避免的裝滿水的透明容器中,并測量其與逃逸相關的活動能力。強迫游泳測試簡單可靠,只需要*少的專業設備。強制游泳試驗的成功實施需要遵守某些程序細節,并將對小鼠的不必要壓力降至*低。在方案描述和隨附視頻中,我們解釋了如何進行此測試的小鼠版本,重點說明了可能對結果解釋有害的潛在陷阱以及如何避免這些陷阱。此外,我們還解釋了如何評估測試中表現出的行為。


水箱/水桶



我們實驗室的小鼠強迫游泳測試 (FST) 所需的圓柱形水箱(高 30 厘米 x 直徑 20 厘米)由透明有機玻璃制成,因為這種材料能夠比玻璃更好地承受水箱的頻繁移動和事故。水位距底部 15 厘米,應在水箱上標記,以確保小鼠的水量一致。理想情況下,水箱的數量應至少是一次測試小鼠數量的兩倍,以便在使用**組水箱時可以填充**組水箱。水箱尺寸的選擇應使小鼠在游泳測試期間無法用腳或尾巴接觸水箱底部。水箱的高度應足夠高,以防止老鼠從水箱中逃脫。請注意,水箱直徑和水深是可以調整以改變小鼠行為的重要參數(有關這些問題的詳細分析,請參閱以下文獻):

Hascoét M, Bourin M. In Mood and Anxiety Related Phenotypes in Mice. 2009;42:85–118.


溫度計


*好使用防水紅外溫度計,因為快速測量溫度可以減少進行測試所需的時間。然而,玻璃水銀溫度計也足以完成這項任務。


強迫游泳實驗分析軟件


強迫游泳實驗分析軟件的核心算法選擇也很重要,與曠場實驗等測試不同,強迫游泳測試不應該追蹤動物的質心/重心。VisuTrack動物行為分析軟件(上海欣軟)通過考察小鼠四肢的真實運動情況,實時分析小鼠漂浮不動(絕望狀態)、掙扎行為、游泳狀態等指標,自動存儲原始實驗視頻。


實驗箱/隔間


在我們的實驗室中,我們有兩組分隔器(高 35 厘米 x 寬 22 厘米 x 深 22 厘米)。這些是具有三個墻壁的矩形,用作背景和水箱之間的分隔物,以防止老鼠在測試過程中看到彼此并可能改變它們的行為。一套可以是黑色的,用于白化病和淺色動物;另一組可以為深色動物使用淺色,以呈現高對比度。實驗者應確保分隔器的表面不會過度反射,以便它們改變相機圖像,或呈現照明水平之間的主要差異。


白噪聲發生器


這在實驗室環境中是必需的,在這些環境中可以聽到可能會嚇到動物的突然響亮的噪音。噪聲發生器將掩蓋這種斷斷續續的干擾聲音。白噪聲發生器的音量級別應選擇為高于其他環境和意外噪聲。在我們的實驗室中,環境噪聲水平(未激活白噪聲發生器)為 60 dB。在放置水箱的位置激活白噪聲發生器后的總噪聲水平為 70-72 分貝。但需要注意的是,這些數字僅作為示例提供,每個實驗室應根據其獨特的環境和情況選擇合適的噪音水平。


烘干紙和加熱燈


在將動物放回籠子之前,重要的是用紙巾輕輕擦干它們,使用加熱燈(確保暴露溫度不超過 32°C)有助于防止體溫過低。



行為程序/測試步驟


1、將相機和隔板放置到位,相機應盡可能靠近,以獲得盡可能高的小鼠分辨率。

2、水箱應注入設定在室溫 (23-25°C) 下的自來水至確定的水位,該水位標在水箱壁上。用紅外線溫度計檢查水溫。

3、啟動白噪聲發生器,白噪聲的水平應該只足以掩蓋外部噪聲。避免高音量,并確保所有動物使用相同水平的白噪聲。

4、將動物帶入測試室。如果動物所在的群居室與試驗室相鄰或非常接近,環境條件相似,籠子移動過程中的干擾*小,則不需要適應期。否則,將動物放在測試室適應一段時間(通常至少一小時)。如果需要一個適應期,確保適應的動物不會受到在同一房間同時測試的小鼠的影響。請注意,嗅覺和超聲波提示可以被放置在同一房間的其他動物感知。

5、抓住動物的尾巴,輕輕緩慢地放入水中。一旦老鼠在水中,慢慢地釋放尾巴。

6、開啟VisuTrack軟件,按照預先設置好的參數,自動錄像和實時分析行為指標數據。

7、小鼠的通常測試長度為 6 分鐘。在測試期間,請確保與動物保持合理的距離,并且不要做出任何可能被動物注意到的動作或噪音。

8、測試期結束時停止記錄。

9、按照放入動物的相同順序將動物的尾巴從水中取出,然后用干燥紙輕輕擦干,然后放回它們的籠子里。


實驗“解密”


1、在 FST 中,小鼠的通常測試長度為 6 分鐘,不宜過長。

2、與大鼠相比,小鼠通常不會在 FST 期間潛水,但在潛水時應將小鼠從水箱中取出。

3、行為分析*重要的方面,通常也是 FST 中觀察者之間差異的*大來源,是正確識別被視為有效活動性的運動。我們在 FST 中對活動性的操作定義是除了平衡身體和保持頭部高于水面所需的動作之外的任何動作。老鼠通常很容易漂浮在水中,但它們仍然會表現出小動作來平衡身體并將頭部保持在水面上。這些行為不是試圖逃跑,也不應該被視為“活動狀態”。此外,在一次移動之后,由于浮力慣性,即使基本上不動,老鼠仍然可以由于動量而在水中漂流。這些動作也不應該被計為“活動狀態”。

4、遺傳上不同的近交系和遠交系小鼠品系之間強迫游泳實驗存在顯著差異。并非所有小鼠品系都適合 FST,例如 Black Swiss、NIH Swiss 和 FVB/NJ 。

5、雖然我們使用的分隔器可以防止老鼠在測試過程中看到彼此,并且白噪聲發生器可以抑制發聲,但并不能完全阻止所有超聲波或嗅覺信號的傳輸,這些可能仍會影響小鼠的行為。唯壹的解決方案是單獨測試每只動物。但需要注意的是,一次測試一只老鼠會將實驗延長到數小時,從而可能導致老鼠在晝夜節律周期的不同時間進行測試。

6、FST 已被證明可用于與情緒障礙的神經生物學和遺傳學相關的基礎研究。然而,FST 并不是人類抑郁癥的全譜模擬。

7、不需要對小鼠進行訓練,但是如果做大鼠FST測試,需要提前**將大鼠暴露在水箱中適應一下。具體原因,可參考文獻:

8、任何可能影響整體活動水平的操作都可能會改變 FST 中的不動性,從而導致虛假結論

9、任何可能影響整體活動水平的操作都可能會改變 FST 中的不動性,從而導致虛假結論。因此,實驗之前配合曠場實驗測試是非常有必要的。



動物行為分析軟件:

1. VisuTrack軟件

2. SuperMaze軟件

3. FishTrack斑馬魚分析軟件

動物行為儀器:

1. 自身給藥、條件恐懼、斯金納、震驚反射(PPI)、跑步機、各類經典迷宮等

2、動物抓撓分析儀、動物震顫行為分析儀、動物捕食行為分析儀

3、動物主動步態分析、動物被動步態分析、動物自由步態分析(內測中)

4、睡眠剝奪儀、體溫維持儀、智能熱板儀、轉棒疲勞儀、鼠尾光照測痛儀等

神經電生理:

1、光遺傳、無線光遺傳

2、光纖記錄系統(單通道、多通道)

3、電生理信號采集系統(腦電、肌電等)




滬公網安備 31011202007432號

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