天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法及应用
阅读：1003发布：2020-06-14
专利汇可以提供天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法及应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法，通过音频播放器在实验鼠的听 力 范围内播放天敌猫叫音频，诱导出焦虑动物模型；在播放天敌猫叫音频的同时或随后的7天内，对实验鼠进行动物行为学测试，以评价其焦虑行为。本发明还公开了该构建方法得到的焦虑动物模型在筛选抗焦虑药物中的应用。本发明天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的效果显著、便捷和安全，所得到的实验结果的准确性高，可用于筛选 焦虑症 的药物和评价 治疗 焦虑症方法。，下面是天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法及应用专利的具体信息内容。
1.天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法，其特征在于，通过音频播放器在实验鼠听力范围内播放天敌猫叫音频5～10分钟，即可诱导出焦虑动物模型，且动物的焦虑行为可持续至少7天。
2.根据权利要求1所述的天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法，其特征在于，在播放天敌猫叫音频的同时或随后的7天内，对所述焦虑动物模型进行动物行为学测试，以评价其焦虑行为。
3.根据权利要求1所述的天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法，其特征在于，所述音频播放器与实验鼠的距离为2米以内。
4.根据权利要求1所述的天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法，其特征在于，所述的音频的强度为60～80dB。
5.根据权利要求2所述的天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法，其特征在于，所述的动物行为学测试方法为旷场试验和高架十字迷宫检测中一种或两种。
6.根据权利要求5所述的天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法，其特征在于，所述的旷场试验的步骤是：播放天敌猫叫音频的同时或者随后的7天内，将实验鼠放进旷场箱，通过动物视频监测系统观察和分析记录其在5min内平均速度、中央区路程百分率和中央区停留时间百分率。
7.根据权利要求5所述的天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法，其特征在于，所述的高架十字迷宫检测的步骤是：播放天敌猫叫音频的同时或者随后的7天内，将实验鼠放进高架十字迷宫，通过动物视频监测系统观察和分析记录其在5min平均速度、开臂区路程百分率和开臂区停留时间百分率。
8.根据权利要求1所述的天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法，其特征在于，所述实验鼠为大鼠。
9.根据权利要求1～8任一所述的构建方法得到的焦虑动物模型在筛选抗焦虑药物中的应用。
天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法及应用
技术领域
[0001] 本发明属于动物模型的构建方法及应用，特别涉及一种天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法及应用。
背景技术
[0002] 焦虑症(Anxiety disorders)是一类以发作性或持续性情绪焦虑，并伴有自主神经紊乱、肌肉紧张与运动不安等症状的精神性疾病。近年来，随着社会竞争的日趋激烈和生活压力的不断增加，焦虑症的发生率逐年上升，已经成为影响人们生活质量的主要精神疾病之一，给患者家属以及社会带来沉重的负担。焦虑症的病因仍不明确，而在临床中抗焦虑药因不良反应较多受到限制。因此，焦虑症以及抗焦虑新药成为科学研究的热点。焦虑动物模型是焦虑症发病机制研究和抗焦虑新药研发的重要载体，同时它能为焦虑症的诊断和治疗提供线索和理论指导。目前，焦虑动物模型多达30种，大多数是经过临床有效的抗焦虑药物检验后建立起来。其中，一些模型在维持动物焦虑状态和评价不同种类抗焦虑药等方面存在局限性，不利于焦虑症机制的探索和抗焦虑新药的研发。
[0003] 防御行为焦虑模型最初是通过受试动物与天敌动物的接触，造成受试动物的焦虑状态，但这种方法易致使受试动物躯体创伤，随后发展为只需暴露天敌的形象或气味引起受试动物焦虑反应的天敌暴露模型。该模型操作简便，对动物应激的时间短(10-15min左右)，但焦虑效应可持续1周以上，便于多个时间点和不同检测方法对动物模型进行综合研究。此外，该模型可用于评价包括苯二氮卓类和三环类等多种抗焦虑药。因此，它是一种比较全面地反映动物的行为表现及药物多方面的焦虑模型。然而在实际操作中，天敌动物的实验动物微生物控制等级难以达到啮齿类动物屏障系统的要求，给啮齿类动物在屏障系统中试验带来困难；而天敌气味操作失当容易影响其他试验的进行。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为了克服现有模型构建技术的缺陷，提供一种焦虑动物模型的构建方法及其应用，具体是天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法。该构建方法简单方便、构建成本低。采用本发明构建的焦虑动物模型可用于抗焦虑药物的筛选应用，极具研究价值。
[0005] 为实现本发明的目的，本发明提供了以下的技术方案：天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法，通过音频播放器在实验鼠的听力范围内播放天敌猫叫音频5～10分钟，即可诱导出焦虑动物模型，且动物的焦虑行为可持续至少7天。
[0006] 进一步地，在播放天敌猫叫音频的同时或之后的7天内，对所述焦虑动物模型进行动物行为学测试，以评价其焦虑行为。
[0007] 进一步地，所述音频播放器与动物的距离为2米以内。
[0008] 进一步地，所述的音频的强度为60～80dB。
[0009] 进一步地，所述的动物行为学测试方法为旷场试验和高架十字迷宫检测中的一种或两种。
[0010] 进一步地，所述的旷场试验的步骤是：播放天敌猫叫音频的同时或者随后的7天内，将实验鼠放进旷场箱，通过动物视频监测系统观察和分析记录其在5min内平均速度、中央区路程百分率和中央区停留时间百分率。
[0011] 进一步地，所述的高架十字迷宫检测的步骤是：播放天敌猫叫音频的同时或者随后的7天内，将实验鼠放进高架十字迷宫，通过动物视频监测系统观察和分析记录其在5min平均速度、开臂区路程百分率和开臂区停留时间百分率。
[0012] 进一步地，所述实验鼠为大鼠。
[0013] 本发明天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的构建方法得到的动物模型可在筛选抗焦虑药物中的应用。
[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明以天敌猫叫音频诱导构建焦虑动物模型，即在一定时间内，通过播放实验鼠听力范围内的天敌猫叫音频，诱导鼠焦虑情绪，并通过动物行为学测试评价实验鼠的焦虑行为，以此证明焦虑动物模型的成功建立。本发明天敌猫叫音频诱导焦虑动物模型的效果显著、便捷和安全，所得到的实验结果的准确性高，解决了现有焦虑实验动物模型制作繁琐等问题。本发明可应用于筛选焦虑症的药物和评价治疗焦虑症方法。附图说明
[0015] 下面结合附图中的具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
[0016] 图1为本发明的天敌猫叫音频的功率谱图；
[0017] 图2为本发明的天敌猫叫音频的波谱图；
[0018] 图3为大鼠旷场试验中旷场箱的俯视示意图；
[0019] 图4为大鼠高架十字迷宫测试中高架十字迷宫的俯视示意图。
具体实施方式
[0021] 实施例1
[0022] (1)焦虑动物模型的诱导
[0023] 在安静的动物行为测试室内，通过音频播放器在大鼠听力范围内，播放天敌猫叫音频。该音频主频率为2.541kHz，音频的功率谱图如图1所示，波谱图如图2所示。音频播放器距离大鼠2米内，音频的强度设置为60dB，持续5分钟。为避免测试前受到天敌猫叫音频的干扰，动物饲养间与测试实验室间隔较远的距离，每只动物直到测试才会进入测试实验室。
[0024] (2)旷场试验测试
[0025] 播放天敌猫叫音频的同时，把大鼠放置于方形敞口的旷场箱独立空间的右下角，头朝角落。旷场箱示意图如图3所示，它是由的中央区1和周边区2构成，尺寸为100×100×38cm，通过两个高30cm的挡板3，平均分为四个独立的立方空间，可同时检测4只大鼠的行为活动。旷场箱的顶部中央放置摄像机，与动物视频行为分析系统连接。通过动物视频监测系统观察和分析其在旷场箱内5min的自主活动情况。记录和分析的指标包括：平均速度、中央区(25×25cm)路程比例，中央区停留时间比例。平均速度作为评价动物自主活动的指标；中央区的路程和停留时间比例则是反映动物焦虑行为的指标，以上两个数值越小则说明动物的焦虑状态越严重。每次动物测试结束需清洗旷场装置，保证清洁无异味，避免影响下一只动物的测试结果。
[0026] (3)高架十字迷宫检测
[0027] 播放天敌猫叫音频的同时，把大鼠放进高架十字迷宫内。大鼠高架十字迷宫如图4所示，是由两个尺寸为50×10cm的开臂区4两个相对的尺寸为50×10×50cm的闭臂区5及尺寸为10×10cm的中央平台区6连接而成，其中闭臂区5中由挡块7包绕，高架十字迷宫离地面高度为50cm。高架十字迷宫中央平台区6的顶部中央放置摄像机，与动物视频行为分析系统连接。放置大鼠于中央平台区6，头朝闭臂，通过动物视频监测系统观察和分析记录其在5min内平均速度、开臂区路程百分率和开臂区停留时间百分率。平均速度作为评价动物自主活动的指标。开臂区路程百分率和停留时间百分率则是作为动物焦虑行为的指标，以上两个数值越小则提示动物越焦虑。每次动物测试结束需清洗旷场装置，保证清洁无异味，避免影响下一只动物的测试结果。
[0028] 实施例2
[0029] (1)焦虑动物模型的诱导
[0030] 在安静的室内，通过音频播放器在大鼠听力范围内，播放天敌猫叫音频，播放源距离大鼠2米内，音频的强度设置为80dB，持续7分钟。为避免测试前受到天敌猫叫音频的干扰，动物饲养间与测试实验室间隔较远的距离，每只动物直到测试才会进入测试实验室。
[0031] (2)旷场试验测试
[0032] 播放天敌猫叫音频的同时，把大鼠放置于旷场箱独立空间的右下角，头朝角落，通过动物视频监测系统观察和分析其在旷场箱内5min的自主活动情况，记录和分析的指标包括：平均速度、中央区路程比例，中央区停留时间比例。每次动物测试结束需清洗旷场装置，保证清洁无异味，避免影响下一只动物的测试结果。
[0033] (3)高架十字迷宫检测
[0034] 播放天敌猫叫音频的同时，将大鼠放置于高架十字迷宫中央平台区，头朝闭臂，通过动物视频监测系统观察和分析记录其在5min内平均速度、开臂区路程百分率和开臂区停留时间百分率。平均速度作为评价动物自主活动的指标。每次动物测试结束需清洗旷场装置，保证清洁无异味，避免影响下一只动物的测试结果。
[0035] 实施例3
[0036] (1)焦虑动物模型的诱导
[0037] 在安静的室内，通过音频播放器在大鼠听力范围内，播放天敌猫叫音频，播放源距离大鼠2米内，音频的强度设置为60dB，持续10分钟。为避免测试前受到天敌猫叫音频的干扰，动物饲养间与测试实验室间隔较远的距离。天敌猫叫音频刺激结束后，将大鼠放回饲养动物房内继续饲养7天。
[0038] (2)高架十字迷宫检测
[0039] 在刺激处理结束的第7天，将大鼠放置于高架十字迷宫中央平台区，头朝闭臂，通过动物视频监测系统观察和分析记录其在5min内平均速度、开臂区路程百分率和开臂区停留时间百分率。平均速度作为评价动物自主活动的指标。每次动物测试结束需清洗旷场装置，保证清洁无异味，避免影响下一只动物的测试结果。
[0040] 上述实施例一至三的动物的选择均为：雄性SD大鼠，体质量140～160g，购自北京维通利华实验动物技术公司。实验动物均在SPF级屏障环境设施中检疫、饲养和实验。饲养环境为人工照明，明暗各12小时，自由进食和饮水。实验室设定室温为20～26℃，日温差≤4℃，湿度为40％～70％。经检疫5天以上合格后，方进行正式实验。大鼠实验开始时体质量范围为200～220g。
[0041] 测试均在上午08:00～12:00之间进行。
[0042] 实验例1焦虑动物模型的建立以及行为验证
[0043] (1)动物分组和天敌猫叫音频诱导
[0044] 在安静的室内，播放天敌猫叫音频，该音频主频率2.541kHz，如附图2，在大鼠听力范围内，播放源距离大鼠2米，音频的强度设置分别为60dB和80dB，持续10分钟。将大鼠随机分为正常对照组、60dB和80dB天敌猫叫音频处理模型组，共三个组，其中正常对照组大鼠未受其他音频声音的影响，其余两组动物则选择对应的音频强度进行刺激，并同时进行动物行为学测试。为避免测试前受到天敌猫叫音频的干扰，动物饲养间与测试实验室间隔较远的距离，每只动物直到测试才会进入测试实验室。测试在上午08:00～12:00之间进行。
[0045] (2)旷场试验测试
[0046] 将大鼠放置于旷场箱独立空间的右下角，头朝角落，通过动物视频监测系统观察和分析其在旷场箱内5min的自主活动情况，记录和分析的指标包括：平均速度、中央区路程比例，中央区停留时间比例。每次动物测试结束需清洗旷场装置，保证清洁无异味，避免影响下一只动物的测试结果。
[0047] 测试结果如表1所示，未经处理的正常对照组和经过不同天敌音频强度处理组大鼠在旷场中的平均速度无显著性差异(P>0.05)，说明天敌音频不会干扰到大鼠的整体运动情况。与正常对照组相比，60dB和80dB的天敌音频诱发大鼠在旷场中央区路程百分率(P<0.05)和中央区停留时间百分率(P<0.01)显著下降，以上结果提示天敌音频能导致大鼠的焦虑产生。
[0048] 表1大鼠旷场试验(mean±SD，n＝8)
[0049]
[0050] 注：与正常对照相比，*:P＜0.05，**:P<0.01(ANOVA LSD)
[0051] (3)高架十字迷宫测试
[0052] 将大鼠放置于高架十字迷宫中央平台区，头朝闭臂，通过动物视频监测系统观察和分析记录其在5min内平均速度、开臂区路程百分率和开臂区停留时间百分率。平均速度作为评价动物自主活动的指标。每次动物测试结束需清洗旷场装置，保证清洁无异味，避免影响下一只动物的测试结果。测试结果如表2所示，未经处理的正常对照组和经过不同天敌音频强度处理组大鼠在高架十字迷宫中的平均速度无显著性差异(P>0.05)，说明天敌音频不会干扰到大鼠的整体运动情况。与正常对照组相比，60dB和80dB的天敌音频诱发大鼠在高架十字迷宫开臂区路程百分率(60dB：P<0.05；80dB：P<0.01)和开臂区停留时间百分率(P<0.01)显著下降，以上结果提示天敌音频能导致大鼠的焦虑产生。
[0053] 表2大鼠高架十字迷宫试验(mean±SD，n＝6)
[0054]
[0055] 注：与正常对照相比，*:P＜0.05，**:P<0.01(ANOVA LSD)
[0056] 实验例2抗焦虑药地西泮对焦虑模型大鼠的影响
[0057] (1)分组和给药
[0058] 将大鼠随机分为正常对照组、模型组、0.5mg/kg地西泮治疗组和1mg/kg地西泮治疗组。治疗组大鼠腹腔注射上述剂量的地西泮，正常对照和模型组给予等体积的生理盐水。
[0059] (2)天敌音频模型的诱导和行为学测试
[0060] 给药后1小时，模型组、0.5mg/kg地西泮治疗组和1mg/kg地西泮治疗组的大鼠进行天敌猫叫音频诱导，处理条件同实验例1中的(1)，同时分别进行动物行为学测试，包括旷场试验和高架十字迷宫测试，正常对照组大鼠则未经任何音频的刺激，动物行为学测试条件同实验例1中(2)和(3)。
[0061] 旷场试验的结果如表3，未经处理的正常对照组、经过60dB天敌音频强度处理模型组和地西泮治疗组大鼠在旷场中的平均速度无显著性差异(P>0.05)，说明天敌音频不会干扰到大鼠的整体运动情况。与正常对照组相比，60dB的天敌音频诱发大鼠在旷场中央区路程百分率(P<0.01)和中央区停留时间百分率(P<0.05)显著下降，提示60dB的天敌音频能诱发大鼠焦虑行为。0.5和1mg/kg地西泮治疗组大鼠在旷场中区路程百分率(0.5mg/kg DZP:P<0.01；1mg/kg DZP:P<0.05)和中央区停留时间百分率(0.5mg/kg DZP:P<0.05)较模型组均有显著提高，提示地西泮能有效抑制模型大鼠的焦虑行为，反映了该模型可用于抗焦虑药的筛选应用。
[0062] 表3大鼠旷场试验(mean±SD，n＝6)
[0063]
[0064] 注：与空白对照相比，*:P＜0.05(ANOVA LSD)；与模型相比，△△:P＜0.01(ANOVA LSD)
[0065] 高架十字迷宫测试结果如表4所示，未经处理的正常对照组、经过60dB天敌音频强度处理模型组和地西泮治疗组大鼠在高架十字迷宫中的平均速度无显著性差异(P>0.05)，说明天敌音频不会干扰到大鼠的整体运动情况。与正常对照组相比，60dB的天敌音频诱发大鼠在高架十字迷宫开臂区路程百分率和中央区停留时间百分率显著下降(P<0.01)，提示60dB的天敌音频能诱发大鼠焦虑行为。0.5和1mg/kg地西泮治疗组大鼠在高架十字迷宫开臂区路程百分率(0.5mg/kg DZP:P<0.05；1mg/kg DZP:P<0.01)和中央区停留时间百分率(1mg/kg DZP:P<0.01)较模型组均有显著提高，提示地西泮能有效抑制模型大鼠的焦虑行为，反映了该模型可用于抗焦虑药的筛选应用。
[0066] 表4大鼠高架十字迷宫试验(mean±SD，n＝10)
[0067]
[0068] 注：与正常对照相比，*:P＜0.05(ANOVA LSD)；与模型相比，△:P＜0.05,△△:P＜0.01(ANOVA LSD)
[0069] 实验例3该动物模型的焦虑行为持续时间测试
[0070] 在安静的室内，播放天敌猫叫音频，或者白色噪音音频(音频范围0-8kHz，在大鼠听力范围内)，播放源距离大鼠2米，音频的强度设置为60dB。将大鼠随机分为正常对照组、天敌猫叫音频模型组和白色噪音组，共三个组，其中正常对照组大鼠未受其他音频声音的影响，其余两组动物分别进行天敌猫叫音频和白色噪音的刺激处理，10分钟后，放回饲养动物房内继续饲养7天后，进行高架十字迷宫测试，条件同实验例1的(3)。
[0071] 测试结果结果见表5，未经处理的正常对照组、经过60dB天敌音频强度处理模型组和白色噪音处理组大鼠在高架十字迷宫中的平均速度无显著性差异(P>0.05)，说明天敌音频不会干扰到大鼠的整体运动情况。与正常对照组相比，60dB的天敌音频诱发大鼠在高架十字迷宫开臂区路程百分率(P<0.05)和中央区停留时间百分率显著下降(P<0.01)，提示60dB的天敌音频能诱发大鼠经过7天后仍然持续存在焦虑行为。白色噪音组大鼠则与正常对照组无统计学差异，提示60dB的白色噪音并不让小鼠产生焦虑行为。由此可见，60dB天敌音频能有效引起大鼠焦虑，并能持续不低于7天，而同样声音强度的白色噪音则无此效应。
[0072] 表5大鼠高架十字迷宫试验(mean±SD，n＝7)
[0073]
[0074] 注：与正常对照相比，*:P＜0.05，**:P<0.01(ANOVA LSD)
[0075] 以上实验例1-3实验动物的选择为：雄性SD大鼠，体质量140～160g，购自北京维通利华实验动物技术公司。实验动物均在SPF级屏障环境设施中检疫、饲养和实验。饲养环境为人工照明，明暗各12小时，自由进食和饮水。实验室设定室温为20～26℃，日温差≤4℃，湿度为40％～70％。经检疫5天以上合格后，方进行正式实验。大鼠实验开始时体质量范围为200～220g。数据分析均采用单因素方差检验进行统计分析，比较各组大鼠焦虑行为的测定指标的差异。
[0076] 以上实施例为本发明的部分实施方式，并不限制于本发明。对本领域技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下做出的若干改进和变型，也应视为本发明的保护范围。
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