脑声常谈︱动物行为实验指南之大小鼠强迫游泳实验（Forced Swimming Test，FST）

抑郁症是一种危及生命的精神疾病，也是世界范围内的一个主要公共卫生问题，发病率为5%，终生患病率为15-20%。抑郁症与残疾、生活质量下降、与健康相关的费用增加有关，并被认为是许多疾病的主要危险因素，包括心血管、代谢和神经精神疾病。目前的药物治疗治疗方法的疗效有限，并与许多有害的副作用相关。因此，更好地了解这种疾病的病理生理学，以及发展创新和改进的治疗方法仍然是至关重要的。因此，动物模型对于推进这一领域的研究至关重要。有许多模型用于研究这种疾病，而强迫游泳试验（Forced Swimming Test，FST）是最常用的分析方法之一。

强迫游泳测试是研究啮齿类动物抑郁样行为的最常用的分析方法之一。FST基于这样的假设：当把动物放在装满水的容器中时，它首先会努力逃跑，但最终会表现出静止不动，这可能被认为反映了行为绝望的程度。因为它涉及到动物暴露在压力中，这被证明在严重抑郁症的倾向中起作用。此外，FST已被证明具有一些受人类抑郁症影响或改变的因素，包括食物消费的变化、睡眠异常和药物戒断引起的快感缺乏症。该程序的主要优点是它相对容易执行，其结果易于分析和快速。此外，它对广泛的抗抑郁药物的敏感性，使其成为一个合适的筛选试验，这是导致其高预测效度的最重要的特征之一。但也有许多缺点。首先，慢性增强的问题在这个测试中是有问题的，因为在现实生活中，患者需要至少接受几周的治疗，才能得到任何症状的缓解。最后，由于FST的厌恶性，如果要按照这个程序进行大脑分析，那么考虑到它对大脑结构/功能可能产生的影响是很重要的。

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在FST期间，动物被放置在一个装满水的容器中，使它无法逃脱。动物首先会试图逃跑，但最终会表现出不动。首先，它涉及到动物暴露在压力中，这被证明在重度抑郁症的倾向中起着重要作用。此外，抑郁症通常被视为缺乏应对压力的能力。第二，在试验前使用抗抑郁药物进行药物治疗已被证明可以减少FST的静止状态。因此，它经常被用作对具有潜在抗抑郁药物特性的新化合物的筛选试验。此外，FST已被证明具有一些受人类抑郁症影响或改变的因素，如食物消费的变化、睡眠异常和药物戒断引起的快感缺乏症。这也是为什么该测试有时被用于评估突变小鼠的抑郁样行为，随着基础静止状态的增加或减少。

测试流程

一、强迫游泳试验的准备工作

1、使用两个相邻的房间。使用一个房间作为“候室”，在行为测试前饲养动物，另一个房间用于进行程序。

2、准备透明的圆柱形玻璃容器，容器高为50厘米，直径为20厘米。注意：可以在同一个房间里同时测试几只动物，用暗屏幕将容器分开，这样动物在这个过程中就不会看到彼此。

3、在容器前准备好摄像机，这样每个摄像机都能捕捉到一个或多个容器，以便能够在稍后观看视频时清楚地观察到动物的行为。

4、为已完成手术过程的动物准备清洁的干燥笼、加热灯和加热垫，以避免体温过低。确保笼子的底部有吸墨纸，一旦湿了就换一下。不要将笼子放在试验室内。

注意：动物放在不同的家笼里，一定不要在短暂的干燥笼子里。

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二、测试前的动物处理

把动物安置在一个有12小时的光/暗循环的房间里。

在实验过程中，动物可以自由地获得食物和水，除了在手术室中度过的特定时间。

当使用大鼠时，在实验程序开始前5天，每天处理动物约2 min。

三、适应程序

注意：对于小鼠和大鼠，都要在水中随时观察它们。如果动物出现严重的痛苦，请将动物从水中移走，并将其排除在实验之外。

1、为了使小鼠适应测试环境，在行为测试之前将至少30 min的动物运送到候诊室。

2、以25°C的自来水填充钢瓶，并根据鼠标的大小调整水深，使其不能用后腿接触到容器的底部。

3、在圆筒上标记上动物编号，以便稍后在观看录像时识别动物。

4、打开摄像机，然后将每个鼠标放入充水圆筒容器中6 min。

5、经过6 min后，关闭相机，将鼠标从容器中取出，放入瞬时干燥笼中，上方有加热灯，下方有加热垫。小鼠在笼子中恢复时，应进行密切和持续监测。为此目的，可以在小鼠的水平上放置一个温度计，以确保笼子里的温度不超过37°C。另外，放置笼子，不是所有的笼子都落在灯下或垫上；如果需要，这使得鼠标可以移动到更冷的区域。

6、每次测试后都要更换水，以避免对下一个鼠产生任何影响。

注意事项

对于小鼠，有两个疗程，间隔24小时。第一个阶段是测试前阶段，第二个阶段是测试阶段。

为了让大鼠适应测试环境，在行为测试前将它们在至少30 min的家笼里的动物运送到测试房间。

加入23 ± 1°C的自来水，根据小鼠的大小调整水深，使其不能用后腿接触容器底部

在圆筒上标记上动物编号，以便稍后在观看录像时识别动物。

将每只小鼠放入充满水的钢瓶容器中放置15 min。

经过15 min后，将大鼠从容器中取出，并将其放入瞬时干燥笼中，上面有热灯，下面有热垫。当大鼠在笼中恢复时，应对其进行密切、持续的监测。为此目的，可以在小鼠的水平上放置一个温度计，以确保笼子里的温度不超过37°C。另外，把笼子放好，不是所有的笼子都落在灯下或垫上；如果需要，这让小鼠可以移动到更凉爽的区域。

每次测试后换水，避免对下一只小鼠产生任何影响。

测试指标

1、如果鼠没有任何移动，则将花费的时间编码为“不移动”的时间，除了保持鼻子露出水面所必需的时间。

2、如果观察到前肢的快速运动，使前爪破坏水面，则将持续时间编码为“挣扎/攀爬”的时间。

3、如果观察到前肢或后肢以划桨方式的运动，则花费的时间为“游泳”。注意：可以使用另一种方法来解释这些行为，这包括一个时间采样方法。将游泳、挣扎或不活动评定为在整个测试过程中间隔5秒的发作频率。

结果示例

成年ICR雌性小鼠在使用选择性5-羟色胺再摄取抑制剂艾司西酞普兰或新型草药抗抑郁和抗焦虑治疗治疗3周后，对成年ICR雌性小鼠进行了测试。单向方差分析显示，该治疗减少了FST中的抑郁样行为。艾司西酞普兰或NHT治疗均可减少FST中的抑郁样行为。该治疗还增加了FST中的挣扎行为。艾司西酞普兰治疗增加了FST中的挣扎行为。该治疗对游泳行为没有影响。

优缺点分析

FST用于监测类似抑郁的行为，并基于静止反映行为绝望的假设。该方法的主要优点是操作相对简单，结果较快。此外，它对广泛的抗抑郁药物的敏感性使其成为一个合适的筛选试验，这是导致其高预测效度的最重要的特征之一。重要的是，该测试还可以区分非针对治疗抑郁症的药物，如苯二氮卓类药物，它们已被证明具有抗焦虑作用。FST在抑郁症研究中的价值的另一个例子，也有助于其表面效度，是抑郁症易感性模型被发现影响静止行为。例如，在基因研究中，它被用作抑郁样行为的标志。静止是由一种遗传特征决定的，有一些动物在FST中表现出天生的高静止。此外，不基于FST表现的基因模型也被发现成功地为研究抑郁样行为提供了有效的模型。除了遗传学研究之外，FST中的静止行为已被证明在一些动物模型中受到影响，这些动物模型与抑郁症的倾向有关，如早期暴露于压力、临床糖尿病和急性药物停药。

在这个测试中，慢性增强的问题是有问题的，因为在现实生活中，患者需要至少接受几周的治疗才能从症状的任何缓解。这就提出了一个问题：即FST中的静止和抑郁症是否具有相同的神经回路的长期适应性变化，这是抗抑郁药对人类影响的基础。另一个备受讨论的问题是，静止行为作为一种反映抑郁症症状的衡量指标的确切意义。这些测试中的不活动似乎是由于无法或不愿保持努力的结果，而不是普遍的活动不足。这一点特别重要，因为抑郁症患者表现出精神运动障碍，特别是在那些需要持续努力时间的测试中。在这个模型中，主动行为可能会导致逃跑，从而减少压力，而被动行为可能会在等待可能的逃跑时保持能量。动物对行为的选择是不同的，并取决于许多因素。SSRIs已经被证明可以推迟从主动应对策略到被动应对策略的转变，而与抑郁症相关的因素则加速了这种转变。此外，很少有人提出关于静止是一个学习的过程，这意味着动物可能了解到最好的解决办法是被动的，等待从水中移走，这被描述为学习的静止。此外，较长的静止时间与应激激素之间没有发现负相关关系。

另一个重要的概念是在FST过程中的活动行为的作用。具体来说，增加血清素能神经传递的抗抑郁药导致更长的游泳时间，而那些增加胆固醇胺能神经传递的抗抑郁药导致更长的挣扎时间。这可能有助于在不同的实验中区分这种行为背后的神经机制。此外，由于一些抗抑郁药减少运动活动和药物如精神运动兴奋剂被发现减少静止FST，但不是有效治疗抑郁症，需要排除基础活动水平因素。此外，由于FST的厌恶性，那么考虑到它可能对大脑结构/功能产生的可能的影响是很重要的。此外，在进行一些行为测试时，如果其他范式不是有压力的，建议FST将是放在最后一次测试。

参考文献

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