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行为实验指南之悬尾实验(Tail suspension test)

更新时间:2023-11-21       点击次数:930

实验介绍     

悬尾实验(Tail suspension test, TST)是一种经典而又能快速评价抗抑郁药物、兴奋药物、镇静药物药效的方法。该动物模型将实验动物的尾部进行固定,使其头部向下悬挂,动物在该环境中挣扎,企图摆脱该困境,在经过努力仍无法摆脱后,出现间断性不动,显示“行为绝望”状态。实验动物在该环境中拼命挣扎试图逃跑又无法逃脱,从而提供了一个无可回避的压迫环境,一段时间的实验后,记录处于该环境的动物产生绝望的不动状态过程中的一系列参数,动物的表现出的这种典型的“不动状态”,反映了一种被称之为“行为绝望状态”,这种行为绝望模型与抑郁症类似,而且对绝大多数抗抑郁药物敏感,而且其药效与临床药效显著相关,所以被广泛用于抗抑郁药物的初选。

 

     实验工具     

 

悬尾装置,医用胶带,VisuTrack摄像跟踪系统以及分析软件(上海欣软)。推荐使用塑料悬尾实验箱,尺寸通常为55cm高* 60cm*宽* 11.5cm深。为了防止动物之间的观察或相互作用,实验箱中间有一个挡板实验动物隔开。同时保证每只动物的隔间足够宽敞,让动物碰不到悬尾箱的箱壁。每个隔间的尺寸建议不低于:55cm高* 15cm*宽* 11.5cm深这个尺寸。小鼠的鼻子和实验室箱子的地板之间的大致距离建议为20-25厘米。分析软件推荐使用VisuTrack动物行为分析软件软件可任意截取视频,准确性高。悬尾实验与旷场实验等测试不同,不应该跟踪动物的质心/重心。VisuTrack动物行为分析软件(上海欣软)通过调查小鼠四肢的真实动作,实时分析小鼠摇摆(绝望状态)、挣扎行为等指标,自动存储原始实验视频并可进行分析,减少了人为误差

 

     测试方法与指标     

 

测试方法:

1)  将已在动物房适应了三天的动物从SPF动物房中拉入实验室。SPF级动物房应设置的参数为室温(22±2℃),湿度(40±20℃)%,12 h 昼夜交替灯光使动物有正常昼夜节律,实验动物在此环境可自由摄取食物和水。

2)  将动物轻柔地从笼中拿出来,以最快的速度将其尾巴固定好,不得给小鼠造成多余的压力和应激状态。具体操作为用医用胶带粘在距离尾巴尖-端 1 cm,以便将动物的尾巴从装置悬挂杆上悬吊下来。动物尾巴尖-端与地面之间的高度约为 30 cm,使小鼠呈头倒式位。

3)  摄像镜头需提前调好,将其调到水平对准小鼠身体的位置,以便录像可呈现完-全的视野。

4)  实验总共需录视频 6 min,录像记录动物实验期间的行为,但记录后4min动物的不动时间。

5)  记录时长完成后,撕去医用胶布将实验动物小心取下来,并放回原笼中做好记录。

6)  所有动物测试完成后,及时清理仪器中的粪便和尿液。

主要的指标及行为学意义:

1)  肢体不动:当动物停止挣扎时,身体保持垂直倒悬状态,静止不动,这个指标可视为实验动物出现习得性无助后放弃挣扎的行为表现。动物在悬尾实验中的不动时间越长,表明动物的抑郁程度越重。

2)  挣扎行为:当动物出现企图挣扎、起身时的行为,动物的挣扎时间越短,表明动物的抑郁程度就更重。

数据如何统计:

记录实验动物的挣扎行为和不动时间,一般换算为以秒为单位的计量。通过与对照组进行对比,一般使用T检验即可,至于是否选择配对或未配对则需要跟自己的实验目的来选择,此处不展开说明。

 

     实验注意事项     

 

(测试时长、是否可重复、大小鼠的差异、品系)

1.胶带要缠在接近动物尾巴尖-端的地方,不要缠在靠近尾巴根部的地方,这样会影响动物的活动。若太靠下动物的挣扎与活动会受到限制,影响实验结果。

2.背景板要与动物的颜色形成强烈反差,以便软件识别,推荐使用白光背光板例如用白色小鼠时,需要选用黑色的背景板,以便视频录制清晰,易分辨;反之亦然用黑色的c57小鼠进行实验时,则需要考虑用白色的背景板来完成衬托和凸显

3.不同品种的小鼠悬尾实验表现不同:例如空白对照c57小鼠不动时间较长,均值多大于100s; 空白对照组的ICR 小鼠不动时间均值多小于100 s; 抑郁行为判断标准:不动时间与对照组相比有显著性增加(P < 0. 05)即可,并不需要单纯比较不动时长。

4.悬尾实验不建议用较重的大鼠,因为大鼠只能通过它们的尾巴来支持它们的体重,这对大鼠来说是痛苦的。同样的道理,应该注意避免使用异常重的小鼠(例如用于模拟肥胖的小鼠),在这种情况下,实验者应该寻找替代性的测试,例如强迫游泳实验。

5.动物从饲养环境带入实验环境应适应一段时间,通常至少一个小时以上

6.实验环境应保持安静,突然大或者一直持续的噪音会使实验动物惊慌失措。

7.小鼠悬尾实验持续时间通常为6分钟。与强迫游泳实验不同,小鼠在实验初期更容易表现出不动。

8. 底部建议放置一个可拆卸的拖盘,收集粪便或尿液。

9. 悬挂后动物鼻尖与设备地板之前的参考距离在 20~25 cm 左右。

10.短时间不建议将此实验重复第二遍,以免对实验动物的心理状态产生影响。

11.测试中,前肢只有小鼠运动,后肢不动,视为动物的绝望状态

12.由于运动的惯性,小鼠的钟摆式活动也需要视为动物的绝望状态

13.悬尾与强迫游泳实验相比,该实验没有因浸泡在水中而导致体温降低的风险。这两个实验在灵敏度和性能上有各种重要的差异,一个实验的结果可能无法在另一个实验中重复故应理性看待实验结果

14.悬挂用的胶带应牢固地粘贴在小鼠尾部和悬挂杆上,并且足够坚固以承受正在测试的小鼠的重量。但是,胶带不应该过于粘滞应保证既可以顺利固定动物,又不至于在实验结束后难以实验动物尾部移除胶带尺寸可尽量统一

15.实验结束后(通常是 6 分钟),将动物放回鼠笼,应轻轻将胶带从尾巴上拉下来,不要从尾巴上撕扯胶带,避免给动物带来痛苦

16.清洁用品,每次实验完成,收集粪便和尿液,彻-底擦拭悬挂盒等仪器设备。

17.在实验前几天和后几天推荐测试动物的行动能力,如自发活动等。目的是为了排除动物自身运动能力的影响,而更加说明是动物的抑郁程度不同而产生不动或挣扎样行为。

18.本实验在短期内不建议重复,若必须重复一般建议两次实验间隔半个月以上。

19.若是多只动物同一时间段做实验,则需要注意每只动物的间隔,以及动物与动物之间需要用不透明的挡板隔开,防止出现干扰。

 

     实验心得和经验     

 

悬尾实验步骤简单,时间短,在一段时间内出数据的效率很高。比起强迫游泳,关于温度没有什么太需要注意的地方,但一定要注重动物福利的落实和准确识别不动状态,做到识准、记准。

进一步探讨与展望:

悬尾试验非常适合测量引起急性抑郁。各种类型的抗抑郁药物,如三环类药物、选择性血清素再摄取抑制剂 (SSRI) 和单胺氧化酶抑制剂 (MAOI)、精神兴-奋-剂、精神安定药、抗焦虑药等,都已使用悬尾试验进行了测试该模型和强迫游泳模型一样可靠,在抑郁等药物评价体系中占有不可替代的位置。

 

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