航天失重效應模擬尾吊大鼠模型

給予動物鼠籠傾斜、潮濕墊料、高溫、噪音、束縛、電擊、游泳、晝夜節律顛倒等不同刺激因子，且刺激因子安排為多變性和不可預測，可誘導性是模型制造成功的關鍵。該模型被廣泛用于抑郁癥神經生物學機制及抗抑郁藥物的研究，以及伴發的焦慮、學習記憶障礙及防護藥物研究。

本研究中，通過水迷宮實驗、避暗實驗結果可以看CUMS模型組水迷宮尋臺潛伏期顯著性延長，避暗錯誤次數顯著性增加、避暗潛伏期顯著性減少等，這些行為學結果，提示大小鼠CUMS模型成功。此外本實驗還對CUMS模型的機制進行了基礎研究，認為CUMS模型會導致動物皮層的5-HT、DA、Ach、NE等神經遞質水平顯著性降低（P<0.05）。因此我們認為采用慢性不可預測應激，35天可以造成大鼠和小鼠學習記憶障礙。

模型技術難點在于對于CUMS刺激因子的選擇，刺激因子的選擇可能影響實驗模型的成功與否，常用的刺激因子有禁食(12 h)、禁水(12 h)、冷水游泳(4 °C，5 min)、熱水游泳(42 °C，5 min)、動物叫聲(0.5 h)、束縛(使用自行研發的小鼠行為限制器，長20 cm，直徑7 cm)、晝夜顛倒、配對飼養、濕籠、傾籠等。每日選擇2~3 種刺激，并盡量使應激程序符合不可預測的特點，以避免動物產生適應性。相同的刺激因子應該隔3-7日再進行。

本研究通過不同的刺激因子對老鼠造成慢性不可預測應激模型，通過水迷宮、避暗等經典行為學指標，以及5-HT、DA、Ach、NE等神經遞質基礎機制指標，表明了慢性不可預測應激誘導老鼠學習記憶損傷模型的成功，并且該模型對于大小鼠具有相同的效果，本模型可用于進一步的改善學習記憶藥物的藥效學評價。

本實驗采用健康成年SPF級老鼠。飼料墊料均為高壓滅菌產品，購自北京維通利華實驗動物有限公司，動物用水均經過除菌處理。實驗動物以完整的包裝直接進入實驗室，觀察適應5天后無異常情況，方進行實驗。實驗過程中動物操作均符合動物倫理學規范，對環境和生態影響等符合國家相關法律規定。

1. 尾吊對攝食飲水的影響

如表1 所示，在實驗開始前各組之間攝食飲水量均無統計學差異。造模3 周后各組大鼠攝食飲水量也無統計學差異。

2. 尾吊對體重的影響

如表2 所示，大鼠體重在實驗前無統計學差異，體重變化率在實驗后1 周出現顯著性變化( P ＜0. 05) ，假尾吊組和尾吊組大鼠體重顯著低于對照組( P ＜ 0. 05) ，這種差異持續到第3 周，且有逐步增大的趨勢。假尾吊組和尾吊組之間大鼠體重無統計學差異。

3. 不同時間段尾吊大鼠運動狀態的變化

由圖3 所示，在各個時段對照組大鼠運動時間都少于假尾吊組和尾吊組; 假尾吊組和尾吊組大鼠運動時間無顯著性差異，但在造模1 ～ 10 d 假尾吊運動狀態不穩定，個體差異也很大，10 d 之后運動狀態趨于穩定。

1、實驗耗材

傷濕止痛膏、醫用橡皮膏

2、實驗儀器和環境

模擬失重尾部懸吊實時監測的裝置.

圖1 尾吊裝置圖及軟件界面圖

（中國醫學科學院藥用植物研究所、中國航天員中心聯合研制）

3. 實驗方法

3.1 造模方法

動物適應3-7后開始造模，將動物尾巴距尾根部約1cm處纏上傷濕止痛膏與醫用橡皮膏，通過金屬鏈條將其與尾吊儀相連。具體操作如下：將傷濕止痛膏剪成大鼠約長7cm，寬約1cm（小鼠長5cm,寬約0.5cm）的長條狀，將其中間段1/3長度延長軸對疊，兩頭端1/3處粘在大鼠距尾根部約1cm處，使其成一個環形結構，將醫用橡皮膏螺旋形包裹在其外部，避免滑脫。將一頭帶鉤的金屬鏈條鉤住環狀膏藥，另一頭連接尾吊儀微動開關的環形掛圈，根據需要調節鏈條長度，并用金屬夾將鏈條固定。尾吊模型動物尾部懸吊，前肢著地，后肢離地，身體與水平面成30-60°。

圖2 大鼠尾吊圖

3.2、檢測方法

根據模擬失重尾部懸吊實時監測裝置使用規范調節儀器，開始檢測，大鼠自由飲食飲水，全天24小時不間斷造模、檢測，造模時間依據實驗目的而定，通常為14天。14天后進行行為學檢測，行為學檢測期間應保持大鼠處于造模的尾平/尾吊狀態，在行為學檢測時應盡量減少動物的非尾吊時間，取下后及時檢測，檢測完后及時尾吊。具體實驗測試方法、檢測模式和評價標準見實驗方法。

4. 注意事項

4.1.尾吊會造成尾部的血液不循環，纏膏藥時若使用力度不合適，易導致尾巴逐漸紅腫、疼痛。尾吊時在纏尾部的膏藥時注意掌握力度，適時調整。

4.2.尾吊動物多偏狂躁，取掛時應異常小心，取掛時候可以一只手握住動物身體，防止其轉頭，另一只手將其從尾吊掛鉤上取下。

4.3.尾吊期間要保持尾吊環境的干凈整潔、室內溫濕度的適宜，以及室內的安靜，以保證結果的真實可靠。

5.1 行為學檢測

動物按相應分組在模擬失重尾部懸吊實時監測裝置中造模3 周，造模期間每天8: 00pm 提取當天被監控動物( 8: 00am ～ 12: 00am) 、( 2: 00pm ～ 6:00pm) 、( 8: 00am ～ 8: 00pm) 、( 8: 00pm ～ 8: 00am) 、24 h 等5 個時段自主活動數據。同時，每周檢測動物攝食飲水量和體重變化。攝食飲水量測定: 造模前一天和造模第7、14、21 天分別測定一次。測量當天上午8: 00 每只動物給予200 g 飼料，200 mL 水，第二天同一時刻收集剩余飼料和飲水，攝食飲水量以食物飲水消耗絕對值來評定。體重變化測定: 在造模前一天和造模第7、14、21 天分別稱量體重并計算體重變化率，體重變化率= ( 第N 周體重－ 實驗前1 天體重) /實驗前1 d 體重。?

2016年我國天宮二號空間實驗室和神舟十一號飛船成功發射、對接、分離成功和神舟十一號飛船的順利返回，標志著中國的載人航天戰略步伐已從短期飛行邁入中長期在軌駐留階段。人類50多年的航天飛行經驗表明，中長期航天飛行過程中，航天員處于持續失重暴露下的高負荷頻繁的出艙作業、交流受阻的狹小活動空間，導致心血管功能障礙、失重骨丟失和肌肉萎縮的同時，誘發出焦慮、抑郁，認知功能降低，甚至造成重大操作失誤。NASA（NationAmerica Space Agency美國航天局）在針對21世紀航天發展路線圖作出的風險評估報告中指出，未來國際空間站、月球飛行和火星飛行任務中，航天員對復雜操作作業能力的下降，是直接影響航天員健康和工作任務完成的主要原因。俄羅斯的航天飛行實踐表明航天員在飛行的頭半個月，出現記憶能力減退、近期記憶受損等現象。NASA于1998年就啟動了神經實驗室計劃（NeurolabMission），希望通過對失重條件下神經系統變化的研究尋找到有效的增強航天員認知能力的措施。

由于航天飛行耗費巨大，目前國際科學界是在地面模擬失重環境，開展航天失重科學研究。除人體頭低位模擬外，大鼠/小鼠尾部懸吊（6-10），因其穩定、易于復制而作為國際上公認的模擬失重動物模型在航天醫學界得到廣泛應用。