抑郁癥快感缺失研究：糖水偏好實(shí)驗(yàn)方法介紹

抑郁癥伴隨多種行為表型，其中一個(gè)重要表現(xiàn)是快感缺失（Anhedonia），即個(gè)體無(wú)法從獎(jiǎng)勵(lì)或愉快的活動(dòng)中體驗(yàn)到快樂(lè)。在動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)中，通常用糖水偏好實(shí)驗(yàn)（Sucrose preference test，簡(jiǎn)稱SPT）來(lái)測(cè)試快感缺失癥狀。

實(shí)驗(yàn)原理:
糖水偏好實(shí)驗(yàn)的原理在于，嚙齒類(lèi)動(dòng)物天生對(duì)甜食有強(qiáng)烈的欲望，當(dāng)給它們提供可自由選擇即分別含有蔗糖溶液和普通水的兩個(gè)飲水裝置時(shí)，它們會(huì)有選擇地喝甜味的蔗糖溶液。然而，當(dāng)嚙齒類(lèi)動(dòng)物處于以慢性應(yīng)激導(dǎo)致的抑郁模型時(shí)，它們不會(huì)傾向性去喝蔗糖溶液。因此檢測(cè)動(dòng)物對(duì)蔗糖溶液的偏好程度可作為評(píng)估動(dòng)物快感缺失癥狀及抑郁程度的有用手段。許多研究表明，1%-2%蔗糖溶液是區(qū)分小鼠或大鼠是否有快感缺失及抑郁的最佳濃度（參考文獻(xiàn)1-4）。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備:
整個(gè)實(shí)驗(yàn)需要用到一個(gè)Lickometer三聯(lián)舔舐行為測(cè)試箱體（如圖所示），整個(gè)箱體為聚碳酸酯材料，一端是不銹鋼食槽，另一端有3個(gè)帶有不銹鋼小口的50mL聚碳酸脂飲水管子，上面有刻度讀取相應(yīng)溶液的體積，且易于取出進(jìn)行清洗、測(cè)量和裝溶液。箱體底部為不銹鋼底板，為整個(gè)系統(tǒng)的舔舐行為的計(jì)數(shù)檢測(cè)提供閉合回路。箱體外側(cè)的三個(gè)計(jì)數(shù)器分別用于監(jiān)測(cè)每個(gè)飲水管子單獨(dú)的舔舐次數(shù)。如實(shí)驗(yàn)所需的舔舐液體種類(lèi)少于三種，可用擋板進(jìn)行隔開(kāi)。
 

實(shí)驗(yàn)流程（參考文獻(xiàn)5-6）:
整個(gè)糖水偏好實(shí)驗(yàn)包括適應(yīng)、基線測(cè)定、測(cè)試和數(shù)據(jù)分析四個(gè)階段，共耗時(shí)8天。(動(dòng)物造模、給藥等時(shí)間需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究目的額外考慮）

適應(yīng)(第1天-第4天)：
在此階段中，裝1%蔗糖溶液和普通水的兩個(gè)飲水裝置在動(dòng)物飼養(yǎng)籠或?qū)嶒?yàn)測(cè)試箱體的對(duì)應(yīng)位置，應(yīng)每天更換，以避免動(dòng)物產(chǎn)生位置偏好。

1. 蔗糖溶液適應(yīng)：將分別含有1%蔗糖溶液和普通水的兩個(gè)飲水瓶放置于老鼠的飼養(yǎng)籠中，連續(xù)放置48小時(shí)（第一天5:00pm—第三天5:00pm）。
2. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備準(zhǔn)備：在第三天，用70%乙醇或無(wú)味消毒水提前清潔實(shí)驗(yàn)測(cè)試箱體，晾干后，在每個(gè)箱體的兩個(gè)飲水瓶中分別放置新鮮1%蔗糖溶液和普通水，在食槽中放置適量食物。兩個(gè)瓶子的位置應(yīng)每天更換，以避免動(dòng)物形成位置偏好。
3. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備適應(yīng)：第三天5:00pm，將第1步中適應(yīng)好蔗糖溶液的老鼠從飼養(yǎng)籠中拿出放置到準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)測(cè)試箱體中，此時(shí)老鼠能自由地接觸兩種不同的溶液（1%蔗糖溶液和普通水）以及食物。該步驟持續(xù)時(shí)間為一天（第三天5:00pm—第四天5:00pm），之后將小鼠放回原飼養(yǎng)籠（第四天5:00pm），給以普通的水和食物。

基線測(cè)定：
4. 提前準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)測(cè)試箱體（分別放置新鮮1%蔗糖溶液和普通水于兩個(gè)飲水管子中，并在食槽中放置適量食物）。
5. 在第四天9:00pm，將上述實(shí)驗(yàn)鼠從飼養(yǎng)籠放置到實(shí)驗(yàn)測(cè)試箱體中，記錄12小時(shí)（至第五天9:00am）內(nèi)動(dòng)物對(duì)兩種溶液的舔舐次數(shù)；將動(dòng)物放回飼養(yǎng)籠，給以普通的水和食物；清潔實(shí)驗(yàn)測(cè)試箱體，以備后續(xù)使用。
6. 在第五天9:00pm，將上述實(shí)驗(yàn)鼠從飼養(yǎng)籠放置到實(shí)驗(yàn)測(cè)試箱體中（為避免位置偏好，應(yīng)更換兩個(gè)飲水管子的位置），再次記錄12小時(shí)（至第六天9:00am）內(nèi)動(dòng)物對(duì)兩種溶液的舔舐次數(shù)，結(jié)束后將動(dòng)物放回飼養(yǎng)籠，給以普通的水和食物。
7. 記錄上述基線測(cè)試得出的2輪數(shù)據(jù)，用于后續(xù)數(shù)據(jù)的對(duì)比和分析。

測(cè)試：
測(cè)試前一天，將動(dòng)物進(jìn)行饑餓處理，即從第六天晚上9點(diǎn)到第七天晚上9點(diǎn)，把所有的食物和水瓶從動(dòng)物飼養(yǎng)籠子里拿走。
8. 提前準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)測(cè)試箱體（分別放置新鮮1%蔗糖溶液和普通水于兩個(gè)飲水管子中，并在食槽中放置適量食物）。
9. 在第七天9:00pm，將上述實(shí)驗(yàn)鼠從飼養(yǎng)籠放置到實(shí)驗(yàn)測(cè)試箱體中，記錄12小時(shí)（至第八天9:00am）內(nèi)動(dòng)物對(duì)兩種溶液的舔舐次數(shù)。

數(shù)據(jù)分析：
快感缺失被定義為，在糖水偏好測(cè)試中，動(dòng)物對(duì)蔗糖偏好的降低。采用我們的Lickometer三聯(lián)舔舐行為測(cè)試箱體，測(cè)的是動(dòng)物對(duì)兩種溶液的舔舐次數(shù)，而舔舐次數(shù)和溶液攝入量成正相關(guān)，因此我們可以直接比較舔舐次數(shù)：與普通水相比，蔗糖溶液的舔舐次數(shù)多則代表有蔗糖偏好；蔗糖溶液的舔舐次數(shù)減少則代表蔗糖偏好的降低，即表現(xiàn)出快感缺失，指示抑郁狀態(tài)。

另外在沒(méi)有舔舐次數(shù)計(jì)數(shù)裝置的情況下，可以通過(guò)嚴(yán)格測(cè)量每次飲水管子內(nèi)的溶液體積或者質(zhì)量，計(jì)算出蔗糖偏好比：蔗糖偏好比=（蔗糖攝入量/總攝入量)100%（總攝入量為蔗糖溶液攝入量與普通水?dāng)z入量之和）。

注意事項(xiàng):
1. 由于晝夜節(jié)律影響小鼠的飲水行為，選擇固定的SPT時(shí)間很重要。本實(shí)驗(yàn)方案中所有的基線測(cè)試和最終測(cè)試均選在夜間。
2. 為避免其他因素對(duì)結(jié)果造成影響，建議使用蔗糖偏好比而不是絕對(duì)攝入量作為SPT的指示性參數(shù)。
3. 建議使用本方案中提到的舔舐行為測(cè)試箱體，可以避免飲水管子泄漏導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)誤差；同時(shí)因?yàn)閯?dòng)物每次的飲水量很有限，在特定檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)若無(wú)法看出絕對(duì)攝入量的顯著區(qū)別，統(tǒng)計(jì)舔舐次數(shù)或許會(huì)有數(shù)據(jù)差異。
4. 為避免動(dòng)物飲水量異常，應(yīng)嚴(yán)格控制蔗糖溶液的濃度和測(cè)試時(shí)長(zhǎng)等因素。

應(yīng)用拓展:
將該實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化之后，整套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還適用于成癮藥物的依賴性檢測(cè)。

【參考文獻(xiàn)】
1. Goshen, I. et al. Brain interleukin-1 mediates chronic stress-induced depression in mice via adrenocortical activation and hippocampal neurogenesis suppression. Mol. Psychiatry 13, 717–728 (2008).
2. Zhou, Q. G. et al. Hippocampal telomerase is involved in the modulation of depressive behaviors. J. Neurosci.31, 12258–12269 (2011).
3. Sobrian, S. K., Marr, L. & Ressman, K. Prenatal cocaine and/or nicotine exposure produces depression and anxiety in aging rats. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry 27, 501–518 (2003).
4. Huang, H. J. et al. Ghrelin alleviates anxiety- and depression-like behaviors induced by chronic unpredictable mild stress in rodents. Behav. Brain Res. 326, 33–43 (2017).
5. Liu, M. Y. et al. Sucrose preference test for measurement of stress-induced anhedonia in mice. Nat Protoc 13, 1686-1698, doi:10.1038/s41596-018-0011-z (2018).
6. Schalla, M. A. et al. Sucrose Preference and Novelty-Induced Hypophagia Tests in Rats using an Automated Food Intake Monitoring System. J Vis Exp, doi:10.3791/60953 (2020).