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小鼠出现淡漠样行为表型(apathy-like phenotypes in mice),这类表型通常包括:动机下降、探索行为减少、对奖赏反应减弱、自发活动降低等,在肿瘤恶病质、抑郁或神经退行性疾病模型中常见。

造模实验方法

为研究癌症恶病质对动机行为的影响,采用皮下接种C26结肠腺癌细胞的小鼠模型。雄性BALB/c小鼠在无特定病原体条件下饲养,适应环境7天后,于侧腹部皮下注射2×10⁶个活的C26腺癌细胞;年龄匹配的对照组不进行接种。

小鼠在肿瘤接种后约20–40天内发展出典型恶病质表型,表现为显著体重下降、摄食减少、脂肪与肌肉组织大量丢失并伴随呼吸交换率(RER)降低及肌肉萎缩标志物表达上调。实验终点依据预设标准确定:体重较峰值下降≥15%、肿瘤最长径超过2 cm或出现动物恶病质评分(ACASCO)定义的临床不适症状。

动机评估采用多任务行为范式

累进比率范式(a progressive ratio schedule):

首先,在饲养笼内使用FED3设备实施闭合经济渐进比率(progressive ratio, PR)任务:小鼠需通过鼻触有效端口获取20 mg无粉尘食丸,每次奖励所需操作次数从1开始逐次递增(1, 2, 3…),连续30分钟无响应则重置为1。断点(breakpoint)定义为放弃前获得单粒食丸所需的最大操作次数,用以衡量努力相关动机。

所有行为数据均以恶病质前期(终点前−15至−12天)为基线进行归一化。为排除单纯体重下降或体力衰竭的混杂影响,另设食物限制对照组:健康小鼠经人工限食将体重降至峰值85%,随后在PR任务中测试其动机表现。

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去-留觅食决策任务(stay-or-leave foraging decision task):

是评估癌症恶病质小鼠努力敏感性与动机水平的核心行为学实验之一,其设计灵感源于经典 “最优觅食理论”,旨在模拟动物在自然环境中 “留在资源耗尽的斑块(如食物源)还是转向新斑块” 的决策过程,从而精准量化恶病质对 “奖励-努力权衡” 行为的影响。

奖励递减规则:模拟 “斑块资源耗尽”,小鼠进入同一水端口(代表 “斑块”)时,获得的水量随重复进入次数呈指数递减(衰减系数 ξ=0.8);

努力成本可控:模拟 “移动到新斑块的代价”—— 通过调节两个水端口之间的 “可调高度桥梁”,改变小鼠在端口间切换的物理努力(桥越高,努力成本越高);

决策量化指标:通过记录小鼠 “是否离开当前端口”“何时离开”“切换端口的频率”,评估其对 “奖励递减” 和 “努力成本” 的敏感性,进而反映动机水平。

核心组件:直线轨道上的两个相对水端口(A 和 B),端口间设有可升降的桥梁(高度 0-5cm 可调),每个端口连接自动控水系统与行为记录装置(如红外传感器、视频追踪系统);

奖励设置:初始进入端口时,小鼠获得随机大小的 “满额奖励”(3 种规格:6μl、12μl、18μl,概率均等),后续重复进入同一端口时,奖励按 ξ=0.8 的系数递减(如 18μl→14.4μl→11.52μl…),切换到另一端口则奖励重置为满额。

实验流程:

训练阶段:对水剥夺小鼠(维持 90% 峰值体重)进行 3-5 天训练,使其熟悉 “端口触发奖励”“切换端口重置奖励” 的规则,直至行为稳定(每日完成≥50 次端口选择);

测试阶段:从肿瘤植入早期(预恶病质期)至恶病质终点,每日进行 30 分钟测试。

同步记录:桥梁高度(根据实验分组设置固定高度,或动态调整以测试努力敏感性);小鼠的端口选择、每次进入的奖励量、离开当前端口的时机;记录每日获得水量、完成试次数、离开值(leaving value,即切换前即时可得水量)及端口切换频率。

每日饮水获取量:小鼠在 30 分钟测试中获得的总水量;

完成试次数:小鼠在测试中完成 “进入端口 - 获取奖励” 的总次数;

离开值(Leaving Value):小鼠决定离开当前端口时,该端口的即时可用水量(加权平均 12μl 和 18μl 奖励的离开时机);

端口切换频率:小鼠在两个端口间切换的总次数;

区分 “动机缺陷” 与其他行为异常经典情绪相关测试

此外,采用蔗糖偏好测试评估奖赏敏感性;

强迫游泳测试和尾悬测试评估绝望样行为;

运动能力通过旷场实验和代谢笼活动监测进行对照。

与蔗糖偏好测试(无差异,排除快感缺乏)、强迫游泳/悬尾实验(无差异,排除绝望)不同,去-留觅食决策任务首次证明恶病质小鼠的行为异常是特异性 “努力敏感性升高”(而非对奖励本身的兴趣下降或情绪绝望),为 “恶病质相关冷漠” 提供了行为学定义。

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Fig1 癌症恶病质在小鼠中诱导出淡漠样行为表型

总结

癌症恶病质小鼠表现出一种特异性的淡漠样行为表型:核心特征为动机减弱和对努力成本高度敏感,但不伴随快感缺失或绝望。这一表型独立于体力下降或单纯厌食,更贴近临床中癌症患者常见的“淡漠”状态,而非抑郁症典型表现。

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临床意义

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临床中恶病质患者的精神症状常被归为 “终末期痛苦” 或 “躯体衰弱继发反应”,为临床建立 “恶病质相关冷漠” 的特异性诊断标准提供依据,避免与抑郁症等其他精神疾病混淆,指导针对性治疗。

文献引用:

  • Xiaoyue Aelita Zhu et al. ,A neuroimmune circuit mediates cancer cachexia-associatedapathy.Science388,eadm8857(2025).DOI:10.1126/science.adm8857

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