焦慮癥是精神障礙中極為常見的一種,臨床實(shí)踐中,它經(jīng)常與其他類型的精神障礙共同存在。根據(jù)2019年全球病疾負(fù)擔(dān)研究的發(fā)現(xiàn),焦慮癥在10至24歲青少年中,是導(dǎo)致傷殘調(diào)整生命年的第六大主要病疾。明暗箱實(shí)驗(yàn)(LDB)作為評(píng)價(jià)狀態(tài)焦慮動(dòng)物模型行為學(xué)的經(jīng)典方法,已被廣泛應(yīng)用于焦慮癥的發(fā)病機(jī)制研究和藥篩選中。在嚙齒類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中,LDB所引發(fā)的焦慮情緒主要源于明暗光線的刺激沖突,而其行為模式則受到多種因素的影響,包括實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)(如形狀、材質(zhì)、尺寸等)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的特性(如品系、年齡、性別等)以及實(shí)驗(yàn)操作的具體細(xì)節(jié)(如起始位置、記錄時(shí)間、重測(cè)測(cè)量以及周期節(jié)律等)。因此,本研究基于LDB作為狀態(tài)焦慮動(dòng)物模型的評(píng)價(jià)方法和原理,深入探討了晝夜節(jié)律、光照面積、光照顏色以及光照強(qiáng)度等因素對(duì)昆明小鼠在LDB中行為模式的影響,旨在篩選出更加穩(wěn)定可靠的實(shí)驗(yàn)條件,以優(yōu)化LDB作為狀態(tài)焦慮動(dòng)物模型的評(píng)價(jià)方法。
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 選用雄性昆明小鼠,實(shí)驗(yàn)環(huán)境控制在室溫(20±2)℃,并設(shè)置12小時(shí)黑暗(6:00~18:00)和12小時(shí)光照(18:00~6:00)的循環(huán),小鼠可自由獲取食物和水。經(jīng)過一周的環(huán)境預(yù)適應(yīng)后,選取體重在(20±2)g的小鼠進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)裝置 為明暗箱,尺寸為45cm×27cm×27cm,由木質(zhì)材料制成。明暗箱分為三部分:大面積箱體(27cm×27cm×27cm),底部分成9個(gè)面積相等的方格(9cm×9cm);小面積箱體(18cm×27cm×27cm),底部分成6個(gè)面積相等的方格(9cm×9cm);以及兩箱體之間的可移動(dòng)隔板中央通道(7cm×7cm)。明箱區(qū)采用30W白燈泡,距離箱底40cm高處照明;暗箱區(qū)則采用30W紅燈泡(或其他實(shí)驗(yàn)用彩色燈泡),同樣距離箱底40cm高處照明。
明暗箱/黑白箱/light-dark box,XR-XB120,上海欣軟
實(shí)驗(yàn)操作 過程如下:操作者將昆明小鼠置于大面積箱體的正中央方格,并使用攝像系統(tǒng)記錄小鼠在5分鐘內(nèi)的行為變化。記錄的行為參數(shù)包括兩箱停留時(shí)間、水平運(yùn)動(dòng)、垂直運(yùn)動(dòng)、穿梭次數(shù)以及糞便粒數(shù)。水平運(yùn)動(dòng)記錄為小鼠四只爪子均進(jìn)入一格的次數(shù),垂直運(yùn)動(dòng)記錄為小鼠兩前爪騰空或攀附墻壁的次數(shù)。納入實(shí)驗(yàn)分析的參數(shù)包括明區(qū)停留時(shí)間百分率(Ltime%)、明區(qū)水平運(yùn)動(dòng)百分率(Lcross%)、明區(qū)垂直運(yùn)動(dòng)百分率(Lrear%)、水平運(yùn)動(dòng)總得分(Cross)、垂直運(yùn)動(dòng)總得分(Rear)、總得分(Total = Cross + Rear)、穿梭次數(shù)(Transition)以及兩區(qū)糞便粒數(shù)(Lfbs,Dfbs)和糞便總粒數(shù)(Fbs = Lfbs + Dfbs)。
影響評(píng)估 為了完整評(píng)估昆明小鼠在明暗箱(LDB)實(shí)驗(yàn)中的行為模式,并探討不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)其行為的影響,我們?cè)O(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)主要考察晝夜節(jié)律、光照面積、光照顏色以及光照強(qiáng)度等因素對(duì)小鼠行為的影響。
首先,晝夜節(jié)律是一個(gè)重要的影響因素,我們將其分為白天周期(18:00~6:00,標(biāo)記為Day)和黑夜周期(6:00~18:00,標(biāo)記為Night)兩個(gè)時(shí)段,以觀察小鼠在不同時(shí)間段內(nèi)的行為變化。
其次,光照面積也是一個(gè)關(guān)鍵因素。我們將明箱區(qū)分為大面積箱體(L3/5)和小面積箱體(L2/5)兩種條件,以探究不同光照面積對(duì)小鼠行為模式的影響。
為了更完整地了解光照對(duì)小鼠行為的影響,我們還設(shè)計(jì)了光照顏色和光照強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)。在光照顏色實(shí)驗(yàn)中,我們選擇了黃色、綠色、藍(lán)色和紅色四種不同顏色的燈光,以觀察小鼠對(duì)不同顏色光照的反應(yīng)。而在光照強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)中,我們?cè)O(shè)置了15W、25W、40W、60W和100W五種不同的光照強(qiáng)度,以探究光照強(qiáng)度對(duì)小鼠行為模式的影響。
在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上,我們采用了析因設(shè)計(jì)的方法。對(duì)于晝夜節(jié)律與光照面積的交互效應(yīng),我們?cè)O(shè)置了四個(gè)實(shí)驗(yàn)組:Day-L3/5、Day-L2/5、Night-L3/5和Night-L2/5,每個(gè)組包含6只小鼠。對(duì)于光照顏色實(shí)驗(yàn),我們?cè)诤谝怪芷谙逻M(jìn)行,分別使用黃色、綠色、藍(lán)色和紅色燈光,每組同樣包含6只小鼠。對(duì)于光照強(qiáng)度實(shí)驗(yàn),我們也在黑夜周期下進(jìn)行,分別設(shè)置15W、25W、40W、60W和100W五種光照強(qiáng)度,每組包含6只小鼠。
通過記錄和分析小鼠在LDB實(shí)驗(yàn)中的行為參數(shù),如明區(qū)停留時(shí)間百分率、水平運(yùn)動(dòng)百分率、垂直運(yùn)動(dòng)百分率、穿梭次數(shù)以及糞便粒數(shù)等,我們可以完整評(píng)估不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)小鼠行為模式的影響。這將有助于我們篩選出更加穩(wěn)定可靠的實(shí)驗(yàn)條件,以優(yōu)化LDB作為狀態(tài)焦慮動(dòng)物模型的評(píng)價(jià)方法。
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