社群巢對(duì)C57BL/6 J小鼠社會(huì)識(shí)別的影響

王 智

（陜西學(xué)前師范學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，西安 710100）

出生后早期發(fā)育期的幾個(gè)重要進(jìn)程決定著哺乳動(dòng)物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生，這個(gè)高度可塑化階段使得表觀遺傳因素深刻而永久地改變動(dòng)物大腦結(jié)構(gòu)和功能的發(fā)育[1-4]。早期社會(huì)經(jīng)歷尤其是母子互作的長(zhǎng)期效應(yīng)在許多動(dòng)物上已被廣泛研究，其中對(duì)非人靈長(zhǎng)類的研究較多[5]。上世紀(jì)60年代，對(duì)恒河猴（Macaca mulatta）的許多研究表明，整個(gè)嬰兒期的社會(huì)剝奪導(dǎo)致持續(xù)久遠(yuǎn)的行為異常和嚴(yán)重的社會(huì)和情感缺陷[6]。此后，又有人陸續(xù)對(duì)非人靈長(zhǎng)類開(kāi)展不同的社會(huì)剝奪實(shí)驗(yàn)，模擬青少年可能的早期經(jīng)歷，以期尋求產(chǎn)生人類心理問(wèn)題的可能原因，并取得了許多有意義的結(jié)果[7-8]。除了非人靈長(zhǎng)類外，研究者對(duì)嚙齒動(dòng)物（主要是小鼠和大鼠）的早期經(jīng)歷對(duì)以后生命中生理和行為反應(yīng)的影響也進(jìn)行了廣泛研究[9-12]。出于這個(gè)目的，各種不同的外部環(huán)境處理方式被應(yīng)用到此類研究中。

社群巢（the communal nest）是許多嚙齒動(dòng)物（包括小鼠）的一種早期社會(huì)富集方式，它以自然生態(tài)位為特征。社群巢條件下，多個(gè)雌性及其幼崽在一個(gè)巢穴內(nèi)生活，雙親責(zé)任由多個(gè)母親共同承擔(dān)，幼崽間也有高水平的同伴互作。社群巢的建立有諸多益處，包括他梳理（allogrooming）、聯(lián)合覓食、喂養(yǎng)及增強(qiáng)防御能力，改善體溫調(diào)節(jié)能力等。社群巢所表現(xiàn)出的特性使得其作為研究早期飼養(yǎng)環(huán)境對(duì)成年個(gè)體影響的實(shí)驗(yàn)策略變得有趣。其一，社群巢建立發(fā)生于幼崽的青春期前，這段時(shí)期對(duì)某些哺乳類的社會(huì)和情感適應(yīng)發(fā)展很關(guān)鍵；其二，由于社群巢在自然條件下發(fā)生非常頻繁，所以小鼠類的個(gè)體就有可能有利用此早期環(huán)境的傾向，因此，飼養(yǎng)在社群巢內(nèi)的小鼠表現(xiàn)出健全的行為變化被解釋為進(jìn)化方向的適應(yīng)[13-14]；第三，在社群巢這種早期富集環(huán)境下，社會(huì)環(huán)境的兩個(gè)不同且獨(dú)立的方面被調(diào)節(jié)：母子互作和同伴互作。

環(huán)境富集條件下飼養(yǎng)動(dòng)物能逆轉(zhuǎn)小鼠某些品系的高焦慮樣行為[15-16]，對(duì)由于母本隔離引起的幼仔的應(yīng)激反應(yīng)性也有相似效果[17]，而對(duì)于小鼠社會(huì)識(shí)別記憶的影響還未有研究。C57BL/6 J小鼠的高社會(huì)性水平已有較多報(bào)道[18-19]，但對(duì)其社會(huì)識(shí)別和記憶僅見(jiàn)于氣味標(biāo)記方面的研究[20-21]。

本實(shí)驗(yàn)擬在社群巢飼養(yǎng)環(huán)境下研究早期環(huán)境富集對(duì)C57BL/6 J小鼠社會(huì)識(shí)別記憶的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：24只成年雄性和48只成年雌性C57BL/6 J小鼠均購(gòu)自第四軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。

1.1.2 主要儀器：索尼數(shù)碼攝像機(jī)（型號(hào) HDRPJ790E）

1.2 方法

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在實(shí)驗(yàn)室同性群養(yǎng)適應(yīng)一周后，建立繁殖群：1只雄鼠和2只雌鼠配對(duì)。在雌性小鼠懷孕12 d左右時(shí)移出雄性。在孕鼠分娩5 d前將三只孕鼠放至一籠中飼養(yǎng)，形成社群巢（the communal nest，CN）實(shí)驗(yàn)組，對(duì)照組為單個(gè)孕鼠飼養(yǎng)稱之為標(biāo)準(zhǔn)巢（the standard nest，SN）。 這樣，對(duì)于 SN組，12只雌性孕鼠分別單個(gè)飼養(yǎng)，而CN組，36只孕鼠每三只飼養(yǎng)于一籠中。子二代出生到斷奶期間飼養(yǎng)籠只清潔一次，以防干擾巢穴環(huán)境，幼崽出生后25 d斷奶，子二代同性別的飼養(yǎng)一籠中。

實(shí)驗(yàn)前3～5 d收集標(biāo)準(zhǔn)巢和社群巢的子二代動(dòng)物各16只單獨(dú)飼養(yǎng)，以 habituation-dishabituation模型[22]進(jìn)行連續(xù)四次的習(xí)慣化實(shí)驗(yàn)和第五次的去習(xí)慣化實(shí)驗(yàn)，即將受試動(dòng)物連續(xù)四次暴露于刺激動(dòng)物，此為習(xí)慣化階段；第五次實(shí)驗(yàn)將受試動(dòng)物暴露于另一新的青春期動(dòng)物，作為對(duì)照以確認(rèn)任何探究時(shí)間的減少是先前暴露于同種個(gè)體的結(jié)果，而非疲勞效應(yīng)[23-26]，此為去習(xí)慣化階段。雌、雄分組，雄性組以7周齡以上雄性小鼠為受試鼠，同性青春期小鼠為刺激鼠；雌性組以7周齡以上間情期雌性小鼠作為實(shí)驗(yàn)鼠，同性青春期小鼠為刺激鼠，每次暴露1 min，每次間隔10 min，進(jìn)行社會(huì)探究的測(cè)試。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

所有數(shù)據(jù)均采用 IBM SPSS 19.0（IBM Inc，Chicago，USA）進(jìn)行分析處理。雌、雄動(dòng)物在試驗(yàn)期間的社會(huì)探究數(shù)據(jù)以重復(fù)測(cè)量的雙因素方差分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，因子為實(shí)驗(yàn)順序號(hào)（即前四次的習(xí)慣化測(cè)試t1、t2、t3、t4和第五次的去習(xí)慣化測(cè)試 t5）及飼養(yǎng)條件（即標(biāo)準(zhǔn)巢SN和社群巢CN），以 P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

以habituation-dishabituation模型對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物做測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，無(wú)論在標(biāo)準(zhǔn)巢還是社群巢條件下，雌、雄C57BL/6 J小鼠均表現(xiàn)出社會(huì)識(shí)別能力，即實(shí)驗(yàn)鼠對(duì)同一刺激鼠進(jìn)行四次的平均探究時(shí)間頻率逐漸減少，而在第五次社會(huì)識(shí)別實(shí)驗(yàn)中對(duì)另一刺激鼠的平均探究時(shí)間突然增加，如圖1、2所示。進(jìn)行重復(fù)測(cè)量的ANOVA統(tǒng)計(jì)，相同條件下雌、雄動(dòng)物在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)有顯著差異（雌性P=0.003；雄性P=0.005）；與標(biāo)準(zhǔn)巢條件下的數(shù)據(jù)相比，社群巢條件下C57BL/6 J雌、雄小鼠的數(shù)據(jù)均無(wú)顯著差異（雌性F1，32=2.470， P=0.138； 雄 性 F1，32=0.581， P=0.457）。

圖1 雄性C57BL/6 J小鼠標(biāo)準(zhǔn)巢（SN）和社群巢（CN）條件下的社會(huì)識(shí)別Fig.1 social recognition in m ale C57BL/6 J m ice in the standard nest and the comm unal nest

圖2 雌性C57BL/6 J小鼠標(biāo)準(zhǔn)巢（SN）和社群巢（CN）條件下的社會(huì)識(shí)別Fig.2 social recognition in fem ale C57BL/6 Jm ice in the standard nest and the comm unal nest

3 討論

社會(huì)識(shí)別是動(dòng)物在遇到熟悉的同種個(gè)體后改變其自身行為的能力。它是所有社會(huì)關(guān)系的基礎(chǔ)。親緣識(shí)別、配偶關(guān)系建立、領(lǐng)域防衛(wèi)和優(yōu)勢(shì)地位的建立等都依靠社會(huì)識(shí)別記憶。嚙齒類動(dòng)物的社會(huì)識(shí)別以嗅覺(jué)為基礎(chǔ)，通過(guò)量化隨后暴露于同一刺激動(dòng)物的社會(huì)探究持續(xù)時(shí)間而測(cè)得[27]。在相同條件下，C57BL/6 J雌、雄小鼠在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的平均探究時(shí)間有顯著差異，也正說(shuō)明受試動(dòng)物接觸刺激動(dòng)物后隨著熟悉性的增加而對(duì)其探究性活動(dòng)的減少，即動(dòng)物有正常的社會(huì)識(shí)別能力。與標(biāo)準(zhǔn)巢相比，社群巢條件下的社會(huì)識(shí)別沒(méi)有顯著提高，可能正是由于社會(huì)識(shí)別作為動(dòng)物的一項(xiàng)最基本能力，也可能由于本研究涉及的是小鼠的短期社會(huì)識(shí)別記憶，未進(jìn)行長(zhǎng)期社會(huì)識(shí)別記憶測(cè)試（即在第一次習(xí)慣化測(cè)試之后隔24 h再將受試動(dòng)物暴露于熟悉鼠，喚醒其記憶，隨后再進(jìn)行剩余的習(xí)慣化和去習(xí)慣化測(cè)試[26，28]）。因此我們推測(cè)，社群巢這種環(huán)境富集方式不能使社會(huì)識(shí)別的短期記憶發(fā)生顯著性改變可能是因?yàn)榄h(huán)境對(duì)其影響甚小。大量報(bào)道顯示[29-31]，環(huán)境富集會(huì)增強(qiáng)被隔離成年大鼠的神經(jīng)再生，改善其社會(huì)記憶持續(xù)時(shí)間，從而逆轉(zhuǎn)某些不利的行為改變，并且為自閉癥、焦慮癥等的治愈提供參考途徑。社群巢作為環(huán)境富集的一種方式，固然不能改變動(dòng)物的短期的社會(huì)識(shí)別能力，但在動(dòng)物的其他更高層次的社會(huì)行為方式上可能會(huì)有一定的影響，這也就為我們的研究指明了方向。