PhenoTyper与Diazepam(地西泮)药效测试

模型小鼠在研究疾病的神经基础领域广泛使用。同时也可以让研究人员更深入的认识基因-表型关系。虽然大量文献和测试证明了模型小鼠的行为表型非常重要。但测试结果仍易受一些偏差影响,如在一个新的环境中进行测试,通常需要一些额外的人为操作,以控制实验动物尽快适应新的环境,而这种人为操作的偏差将直接导致实验结果不准确。

鼠类家居行为活动观测箱(PhenoTyper)

而在鼠类家居行为活动观测箱中进行此类实验将不存在上述问题。实验动物在较为熟悉的环境内进行实验,可以很大程度上减少测试前动物适应全新环境时带来的影响。无论是对动物福利,还是测试效果,以至于对操作效率的提高,鼠类家居行为活动观测箱都是一款理想的实验工具。

Emmeke Aarts等相关研究人员也这样认为。他们通过鼠类家居行为活动观测箱,开发并验证一种新型测试焦虑的方法。在家居行为活动观测箱中进行测试,不仅可以避免新环境和操作对小鼠及实验带来的影响偏差,甚至还可以用小鼠以前测试的基准行为作为评控实验的对照行为数据。

聚光灯下

他们开发的测试叫聚光灯测试(a light spot test),充分利用了老鼠的避光天性。老鼠是夜行性动物。Aarts等研究人员主要利用老鼠的避光及喜夜间活动的自然天性来开展实验,并把对饲养箱的直接光束照射作为该实验的厌恶刺激,而在遮蔽盒外的停留时间的减少则(相对之前的行为基准)作为老鼠焦虑表现的衡量尺度。同时,研究人员也开展了学习记忆实验来验证是否会影响光照实验效果。

在家居行为活动观测箱中,可以进行持续多天的实验,第一个实验中,Aaert 以及他的同事们进行了为期4天的实验。前三天让小鼠适应新的居住环境,第四天夜间开始进行光照实验。
在前三天适应期间,研究人员会测定出一定的基本行为标准,这样,小鼠也可以成为自己的对照组。而另外一组的研究小鼠将完全不经历光照实验,作为外部的对照组。而聚光灯也的确使得小鼠更多待在遮蔽盒里。当光线关闭后,小鼠像是回去弥补缺失的时间,花更多的时间待在外面。也许他们饿了?

在第二个实验中,Diazepam主要是用来验证是否有明确的抗焦虑效果。Diazepam是一种被人熟知的抗焦虑药物,所以用药后的老鼠,在光斑下理应表现出较小的焦虑。实验也证实,相对于没有任何用药的小鼠,服用抗焦虑药物的模型鼠在光照条件下停留的时间更长。但是即使这样,药物也不能完全消退聚光灯使老鼠产生的焦虑反应。因为即使服用Diazepam后,老鼠也不愿意在遮蔽盒外停留更久。 尤其在重复多次有光照夜晚的实验后,Diazepam的效果也变得微乎其微了. 因此,虽然Diazepam对行为有着明显的影响效果,但是数据上仍没有显著差异。

自行服药

值得注意的是侵入式药物施用难免会对行为产生影响。为了避免这种状况,研究人员将药物混入了多脂可口的食物中,让小鼠自主摄入。

连续测试

第三个实验持续了6天,和以往实验一样,前三天为习惯适应与基准行为方式的测量阶段。第四个晚上,老鼠开始学习任务即跳上遮蔽盒以获取食物。第五晚需要进行的是回避测试。小鼠将面对一个问题,如果他从两个较为偏爱的入口进入穿遮蔽盒内,将会触发遮蔽盒内的照明开关,引起聚光灯的强烈照射。为了避免光照,小鼠必须做出选择:由另一侧进入遮蔽盒或留在外面。第六晚要重复第五晚的光照实验流程。除了第六晚的光照实验外,对照组也要进行一样流程的实验。

毫无疑问,试验的顺序效应显而易见:学习任务直接改变了小鼠的昼夜节律,从而形成与以往实验的不同效果。实验过后,聚光灯测试不在会对小鼠行为产生直接影响。小鼠也会更多的待在遮蔽盒外面。

实验的意义与未来

研究表明鼠类家居行为活动观测箱中进行的聚光灯测试,同传统的焦虑测试一样有效,并且还能排除一些干扰因素,比如对小鼠的操作和新环境的影响。而且在该实验中,厌恶刺激较为温和并有生态效度。而将来的研究重点将主要用于区分基因突变与野生型鼠在同等条件刺激下的行为差异。