社会行为是发生在同种个体间的社会交往和社会关系,包括通讯、生殖、攻击、亲子、社会等级等,对动物个体生存和种属繁衍至关重要。社会行为异常是人类自闭症和早期精神发育障碍的主要症状,而社会隔离被认为是自闭症的危险因素。许多社会行为表现出明显的性别二态,如雄性更强的竞争、攻击和求偶交配;雌性更强的母性行为,包括母性照顾和母性攻击行为。
动物在接受社会刺激后,通过识别社会信息,如同伴或入侵者、同性或异性、社会等级而诱发相应的社会动机,以实现适当的社会交往和社会关系。
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实验动物模型制备与分组
小鼠适应1周后行卵巢摘除术(ovariectomy,OVX)。术后恢复1周,第6周开始,OVX动物的补充组(OVX+EB)皮下注射EB,EB用花生油(金龙鱼)稀释。OVX组和假手术组给予同体积溶媒花生油,直至实验结束(给药约8周)。
小鼠行为测试
行为测试按以下顺序进行(n=14),整个过程用高清摄像头和小动物行为分析系统记录。除特别说明以外,每次行为测试前将被测鼠放入行为模型中适应环境5min,行为测试后用体积分数75%酒精擦拭模型消除气味,防止气味影响下一个动物的行为。
社会新异识别
相通的三隔间矩形笼盒(56cm×29cm×23cm),左右隔间各有一不锈钢丝圆筒以便筒内外小鼠沟通,含陌生鼠圆筒的为社会新异隔间,含熟悉鼠圆筒的为社会熟悉隔间,以中隔间隔开。通过记录5min内被测鼠在社会新异隔间和社会熟悉隔间的停留时间以及对陌生鼠或熟悉鼠的嗅探时间以检测小鼠的社会新异识别能力。社会新异隔间停留或嗅探陌生鼠时间越长,社会新异识别能力越强。
两性垫料倾向实验
模型为长方形盒(29cm×17cm×15cm),底部覆盖有栅格盖板(间距5mm)。收集1周未更换的雌、雄鼠垫料,将约10g的雌、雄鼠垫料随机放置在盒底的两侧,盖上盖板,Matlab软件记录5min内实验鼠在雌、雄垫料上方盖板的停留时间,分析对两性尿液气味的分辨能力。
饲料埋藏模型
禁食24h的雌鼠放入17cm×27cm×11cm笼子中央,底部铺有2cm厚垫料,4角随机埋藏3颗饲料,记录小鼠5min内找到第1颗饲料并食用的潜伏期和找到饲料的颗数,判断小鼠普通嗅觉功能。
性行为
丰富环境有利于增强动物的交互性行为,将被测雌鼠和成年雄性刺激鼠放入一个含有垫料、饲料、水瓶、塑料管和转轮等条件丰富的环境中(60cm×45cm×30cm),记录30min内雌鼠嗅探雄鼠、接受雄鼠爬跨的总时间和潜伏期。
母性育婴行为和攻击行为
由于进行了OVX处理,无法进行产后哺乳母鼠的育婴和防御攻击行为检测。根据文献报道,未生育的雌性小鼠可以通过与母鼠和乳鼠共处一笼而模仿母鼠的育婴行为。实验开始时,将待测雌鼠放入含有母鼠及其刚出生24h乳鼠的笼内,适应2h后,取出母鼠,并把巢内的3只乳鼠分别放在离巢较远的3个角落,其他乳鼠仍在巢内,记录雌鼠嗅探和舔舐乳鼠的总时间、将第1只乳鼠或所有3只乳鼠叼回巢穴的潜伏期,以及叼回乳鼠的比例。然后,在被测雌鼠待在乳鼠笼内4h后,将乳鼠从饲养笼内拿走(防止被雄鼠伤害),放入1只有性经验的陌生雄鼠,记录雌鼠攻击入侵雄鼠的潜伏期、5min内的攻击次数和总时间。
Fig1 雌激素对雌鼠与异性社会交互和性行为的影响
A雌鼠嗅探雄鼠的时间;B接受雄性爬跨的潜伏期;C接受爬跨的总时间;;与卵巢摘除组比较
社会识别是社会行为的基础,动物在识别其交往对象后对特定个体采取探究、交配、入侵、回避等合适的行为应答。一般而言,动物对陌生同类更感兴趣,在行为上表现出嗅探陌生鼠的时间显著多于熟悉鼠。本研究中,OVX雌鼠嗅探陌生鼠的时间明显减少,使陌生鼠/熟悉鼠嗅探时间比值显著变小。啮齿类动物主要通过分辨社会气味信息识别不同个体,而雌性个体对异性气味更感兴趣。进一步的垫料倾向分析发现OVX明显缩短雌鼠在雄鼠垫料上方的停留时间,使雄/雌性垫料上方停留时间比值明显下降,但如果同时补充生理剂量EB不仅恢复OVX雌鼠在雄/雌鼠垫料上方的停留时间比,还恢复其嗅探陌生鼠/熟悉鼠的时间比,而雌激素剥夺和补充并没有影响雌鼠寻找饲料的能力,提示雌激素剥夺不影响雌鼠的普通嗅觉功能,但损伤其对社会气味的分辨能力,并影响其对社会个体的识别。
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