药理研究中常用学习记忆障碍动物模型的行为学分析_郭德玉

收稿日期 :2006-05-25 ＊基金项目 :北京市科委 248 重大科技项目 :实验动物保障支撑体系的建立(H020220050390) 作者简介 :郭德玉 , 男 , 副研究员 。 研究方向 :人类疾病动物模型 。 电话 :010-63013355 转 2869
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实验动物科学
24 卷
1.4 仪器 1.4.1 通道式水迷宫[ 8] :中国医学科学院药物所研
1.5.2 旷场分析 :将动物放入正中格中 , 观察 5 min 莨菪碱组显著高于青年对照组(P <0.001), 基底前
内动物活动情况 。 室内为暗光 , 实验过程有轻微噪 脑损伤以及双侧颈总动脉结扎组显著高于假手术组
声 。每次实验后需将屎尿清除 。 采用单盲法 , 设两 位观察 者 , 分别观 察每组 50 %动物 。 观察 指标 包
格 , 其余为中央格 。
验各组间 两两比较 。 对 于旷场分析结 果采用 t 检 验 , 进行组间比较 。
2 结果
1.5 实验方法 1.5.1 动物学习记忆能力测定 :各模型及对照组动
2.1 四种动物模型水迷宫学习成绩结果 水迷宫游出时间越短反映动物学习记忆能力越
物依次进行水迷宫实验 , 第 1 d 路径包括 2 个盲端 , 强 。如表 1 所示 , 各组动物在水迷宫中的游出时间
旷场分析中的跨格次数反映动物的兴奋性 。 如 表 3 所示 , 其中老年动物组与青年对照组无显著性 差异(P >0.05);基底前脑损伤组与假手术 组无显 著性差异(P >0.05);东莨菪碱组显著高于 青年对 照组(P <0.05), 双侧颈总动脉结扎组与假 手术组 无显著性差异(P >0.05)。 四种动物模型组间方差 分析有极显著性差异(P <0.001), 东莨菪碱组 >双 侧颈总动脉结扎组 >老年动物组 >基底前脑 损伤 组。
表 1 大鼠水迷宫游出时间(s)
青年对照组 老年动物组 东莨菪碱注射组 基底前脑损伤假手术组 基底前脑损伤组 双侧颈总动脉结扎假手术组 双侧颈总动脉结扎模型组
动物数 8 7 8 8 7 8 8
第1d 46.3±40.0 98.5±25.0 120.0 ±0. 54.8±45.4 84.0±43.7 48.5±41.3 96.5±33.0
第2d 1.8 ±2.7 3.6 ±2.9 9.0 ±3.6 1.9 ±2.8 4.14 ±2.0 1.5 ±1.3 4.5 ±2.1
第3 d 1.2 ±1.1 1.8 ±1.9 6.1 ±3.1 3.0 ±2.9 4.9 ±2.6 0.9 ±1.2 4.6 ±2.7
第4d 0.1±0.3 1.5±1.5 2.3±2.3 1.2±1.4 4.5±3.9 0.7±0.5 1.4±1.3
各组动物在旷场分析中的粪粒数是动物紧张的 反映 。 老 年 动 物 组 显 著 多 于 青 年 对 照 组 (P < 0.05), 基底前脑损伤组 与假手术 组无显著 性差异 (P >0.05), 东莨菪碱组显著低于青年对照组(P < 0.05), 双侧颈总动脉结扎组与假手术组无显著性差 异(P >0.05)。四种动物模型组间方差分析有极显 著性差异 (P <0.01), 老年动物组 >双侧颈总动脉 结扎组 >基底前脑损伤组 >东莨菪碱组 。
1 .5.3 统 计 学 分 析 :以 上 实 验 结 果 均 使 用 STATISTICA 软件(美国 , StatSofi , Inc)完成 。 对于水
制 。由黑色有机玻璃制成(2.1 m ×1.7 m ×0.6 m), 水深 40 cm , 水温控制在 22 ℃～ 25 ℃之间 。 本装置
旷场分析中的站立次数反映动物的兴奋性 。如 表 3 所示 , 老年动物组与青年对照组站立次数无显 著性差异(P >0.05), 基底前脑损伤组与假手术组 无显著性差异(P >0.05), 东莨菪碱组显著高于青 年对照组(P <0.05)), 双侧颈总动脉结扎组与假手 术组无显著性差异(P >0.05)。 四种动物模型组间 方差分析有极显著性差异(P <0.001), 东莨菪碱组 >双侧颈总动脉结扎组 >老年动物组 >基底前脑损 伤组 , 与跨格次数表现非常相似 。
青年对照组 老年动物组 东莨菪碱注射组 基底前脑损伤假手术组 基底前脑损伤组 双侧颈总动脉结扎假手术组 双侧颈总动脉结扎模型组
动物数
8 7 8 8 7 8 8
表 2 大鼠水迷宫错误次数
第1d 2.5±2.6 4.5±2.3 10.1±3.0 2.8±2.9 4.9±3.2 3.0±2.5 5.8±2.5
(P <0.001), 两种假手术组与青年对照组无显著性 差异(P >0.05)。 四种动物模型组间进行方差分析
括 :方格穿行次数(三爪以上跨入邻格的次数)、中央 有显著性差异(P <0.05), 东莨 菪碱组 >基底前脑
格内停留时间 、站立次数(两前肢离地 1 cm 以上)和 粪便粒数 。
损伤组 >老年动物组 >双侧颈总动脉结扎组 。
扎组显著高于假手术组(P <0.001), 东莨菪碱组显 著高于青年对照组(P <0.001), 两种假手术组与青 年对照组无显著性差异(P >0.05)。四种动物模型 组间有极显著性差异(P <0.001), 东莨菪碱组 >基 底前 脑 损伤 组 >老 年动 物 组 >双 侧 颈总 动 脉结 扎组 。
第 1期
郭德玉等 :药理研究中常用学习记忆障碍动物模型的 行为学分析
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2.2 四种动物模型旷场分析结果 旷场分析的中央格停留时间是动物空间认知能
力的反映 。 如表 3 所示 , 老年动物组与青年对照组 无显著性差异(P >0.05), 基底前脑损伤组 极显著 高于假手术组(P <0.01), 东莨菪碱组显著 高于青 年对照组(P <0.05), 双侧颈总动脉结扎组 与假手 术组无显著性差异(P >0.05)。因此 , 各组中以基 底前脑损伤组动物的中央格停留时间最为显著 。
第 24 卷 第 1 期 2007 年 2 月
研究·论著
实验动物科学 LABORwk.baidu.comTORY ANIMAL SCIENCE
Vol .24 No .1 February 2007
药理研究中常用学习记忆障碍动物模型的行为学分析 ＊
郭德玉1 王 钜2 李 林1 李 斌3
(1.首都医科大学宣武医院, 教育部神经变性病学重点实验室 , 北京 100053) (2.首都医科大学实验动物中心 , 北京 100054) (3.New York State Institute for Basic Research in Developmental Disabi li ty , New York 10314)
第2 d有 3 个盲端 , 第 3 、4 、5、6 d 均为 4 个盲端 。每天 组间有极显著性差异(P <0.001), 并随训练天数的
训练两次 , 记录每只动物在游泳中进入盲端的次数及 游出时间 , 如果 120 s 内未上岸 , 按 120 s 计算 。
增加 , 游出时间减少(P <0.05)。其中老年动物组 各天游出时间明显高于青年对照组(P <0.001), 东
迷宫项指标首先采用多因素方差分析(因素包括各 处理组 、观测天数)对所有数据进行分析 , 如果各处
共设 4 个盲端 , 终点有台阶 , 动物可通过台阶上岸躲 理组间有显著性差异 , 再采用 post_Hoc Fisher LSD 检
避溺水威胁 。 1.4.2 旷场分析箱[ 9] :铝合金箱 1 m ×1 m ×0.4 m , 箱底划成 25 方格(20 cm ×20 cm), 沿墙格称为外周
第2d 37.7 ±33.1 83.3 ±37.5 109.6 ±26.8 34.5 ±39.6 96.4 ±39.6 46.3 ±31.2 76.6 ±36.9
第3 d 17.1 ±4.2 70.84 ±52.5 92.3 ±42.6 47.1 ±42.3 95.6 ±40.6 27.5 ±14.2 58.2 ±20.1
1 材料和方法
1.1 动物 SD 大鼠 , 雄性 , 由北京实验动物研究中心提供
(许可证编号 SCXK(京)2002 -2003)。 1.2 试剂
氢 溴 酸 东 莨 菪 碱 注 射 液 (Scopolamine hydrobromide)为上海禾丰制药有限公司产品(批号 : 950901), 鹅 膏 覃 氨 酸 (Ibotenic acid , IBO)为 美 国 Sigma 公司产品 。 1.3 模型制备 1.3.1 老年动物组 :正常 24 月龄雄性 SD 大鼠 ;青 年对照组为 3 月龄大鼠 。 1.3.2 基底 前脑损伤大鼠 :采用 3 月 龄 SD 大鼠 , 1 %戊巴比妥钠麻醉 , 脑立体定位仪固定 , 平颅头位 , 按大鼠脑 定位图谱[ 7] , 在 AP(前囟后):0.8 mm ;ML (中线旁):3.0 mm ;DV(自脑表面深度):7.0 mm ;双 侧注射 1 μL 鹅膏覃氨酸(10 μg μL , 溶 于生理盐水 中)。假手术对照组注射等量生理盐水 , 手术后 1 个 月进行实验 。 1.3.3 东莨菪碱模型 :3 月龄大鼠 , 按 5 mg kg 体重 于实验前 20 min 腹腔注 射氢溴酸 东莨菪碱 溶液 。 以上述青年对照组为对照 。 1.3.4 双侧颈总动脉 结扎大鼠模型 :采用 3 月龄 SD 大鼠 , 1 %戊巴比妥钠麻醉 , 分离双侧颈总动脉 , 用丝线结扎 , 缝合皮肤 。 雄性动物在该体重下的死 亡率约为 20 %, 假手术对照组 , 分离颈总动脉后即 缝合皮肤 。 存活动物术后一个月进行实验 。
第4d 18.4 ±8.3 54.4 ±37.3 83.1 ±44.2 19.0 ±14.7 79.1 ±49.3 17.7 ±9.6 49.4 ±38.3
动物在水迷宫中错误次数越少反映学习记忆能 力越强 。 如表 2 所示 , 各组动物的错误次数组间有 极显著性差异(P <0.001), 并随训练天数的增加 , 错误次数减少(P <0.05), 与游出时间的情 况非常 相似 。老年动物组各天错误次数明显高于青年对照 组(P <0.001), 基底前脑损伤以及双侧颈总动脉结
摘要 :目的 本研究对老年 、基底前脑损伤 、东莨菪碱注射和双侧颈 总动脉结扎大鼠四种药 理研究中 常用的学习 记 忆障碍动物模 型的行为学表现进行了分析 。 方法 采用水 迷宫及 旷场分 析法对 上述四 种动物模 型组及 正常青 年 对照和假手术组进行了研究 , 数据采用多因素方 差分析法 处理 。 结 果 发现 老年动 物学习 记忆能 力减弱 , 对新 环 境的紧张程度 增强 , 但空间认知能力及兴奋性无明显 改变 ;基底前 脑损伤 动物的 学习记 忆及空间 认知能 力明显 下 降 , 但兴奋性及情绪反应正常 ;东莨菪碱动物模型不但学 习记忆 及空间 认知能 力明显 下降 , 而且兴 奋性异 常增强 ; 双侧 颈总动脉结扎动物的学习记忆及空间认知能力明显下降 , 但兴奋性及情绪反应正 常 。 结论 从 行为学角度 将 上述四种动物模型进行了比较 , 为药理学研究应 用这些模型提供了背景资料 。 关键词 :老年性痴呆 ;动物模型 ;行为学 中图分类号 :R965.1 文献标识码 :A 文章编号 :1006-6179(2007)01-0001-05
老年痴呆主要包括 Alzheimer' s 病和血 管性痴 呆 , 是老年人致残最严重的疾病之一 , 并且随着人口 的老龄化 , 患者日益增多 , 将给家庭和社会带来沉重 的负担[ 1 ～ 3] 。 因此对老年性痴呆药物的寻求和研究 是当前医学界的一个紧迫问题 。良好的动物模型是 进行该病研究的基础 。目前作为老年痴呆的药理学 研究常用动物模型主要有 :M 受体阻断剂东莨菪碱 或樟柳碱致动物学习记忆障碍模型 , 兴奋性氨基酸 基底前脑注射致动物学习记忆障碍模型 , 正常老年 动物模型[ 4] , 以及双 侧颈总动 脉结扎动 物模型[ 5 , 6] 等 。为更好地了解这四种模型动物的行为学表现 , 我们采用了水迷宫及旷场分析方法对这四种动物模 型进行了比较观察 , 水迷宫是一种较好地评定动物 空间学习记忆能力的方法 , 而旷场分析能对动物对 新异环境的兴奋性 、适应性 、探究 、紧张 、记忆等行为 进行评价 。