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社会交往是指群居动物个体之间的交际往来,通过传递信息、交流思想达到某种目的的各项社会活动总称。对于啮齿类动物而言,它们借助不同的感觉如视、听、触等来感知和传递信息,实现社交。以喜好群居的小鼠为例,其常见的社交行为表现为相互嗅探、肢体接触、追逐、超声发声等。当处于某些疾病状态时,如孤独症、社交恐惧症、社交挫败症等,小鼠的社交状态会发生一定改变。因此,为了量化小鼠的社交状态,以往研究采用了多种测试社交状态的行为范式,如三箱社交实验(three-chamber social preference test)、居住者入侵实验(resident intruder test)、社交奖赏实验(social reward test)和超声发声记录(ultrasonic vocalizations recording)等。其中,三箱社交是经典的测试社交状态的方法,是基于小鼠天生喜好群居、对外界环境敏感以及对新物体具有探索欲望等特性而设计的。该方法将小鼠间嗅探、追逐等难以量化的社交行为转化为对小鼠在特定区域(有社交对象)的活动时间和距离的评估,实验过程简单、易操作,能够快速量化小鼠社交状态,因此被广泛用于评估正常小鼠的社交行为及疾病模型中社交行为改变情况。但是,行为实验容易受多种因素的影响,有文献报道性别、年龄、实验装置、行为实验室、动物饲养室和季节因素都会显著影响某些行为实验结果。
方法
实验装置及流程:
三箱社交装置包括一个62cm×42cm×24cm三箱箱体和两个直径8cm的圆柱形罩笼、录像系统。测试当天,提前30min将实验小鼠和工具小鼠(与实验小鼠同性别,同品系,之前从未接触过)移至行为室适应环境。三箱社交实验分为适应阶段和测试阶段。在适应阶段,关闭两侧箱体隔板,将实验小鼠放入装置中间箱体中自由探索5min。测试阶段时,先将工具小鼠放入两侧箱体任意一侧罩笼中,同时打开两侧箱体隔板,实验小鼠在三个箱体自由探索,从顶部视频俯拍实验小鼠在装置内10min的活动。结束后,使用Smart3.0分析实验小鼠在三个箱体中探索时间占比。将有工具小鼠罩笼一侧定义为社交区、中间箱体定义为中间区、摆放空罩笼一侧定义为空白区,计算Preference score=(社交区探索总时长-空白区探索总时长)/(社交区探索总时长+空白区探索总时长)。采用Preference score评价小鼠的社交偏好。Preference score越接近1,说明小鼠更倾向于与工具小鼠社交,社交状况良好;当Preference score越接近-1,即与工具小鼠社交互动少,说明小鼠具有社交障碍。每只实验小鼠测试完成后使用75%酒精清洁装置和去除气味,待酒精挥发完毕后再测试下一只动物。
性别因素:
为探讨性别因素是否会对三箱社交行为产生影响,故本实验选取的实验小鼠雌雄各半,且分为两组:雄性组(male)和雌性组(female)。
年龄因素:
本实验选取的实验小鼠为6~14周龄,为探讨年龄因素是否会对三箱社交行为产生影响,故将小鼠分为两组:大于10周龄组(older)和小于10周龄组(younger)。
行为实验室因素:
为探讨行为实验室因素是否会对三箱社交实验产生影响,本实验随机分在两个不同的行为实验室中进行:行为室1(room1)无恒温系统,易受外界环境的干扰;行为室2(room2)具备恒温系统(24±1℃)且隔音效果良好(噪音≤35dB)。
动物饲养室因素:
本实验中选取的实验小鼠分别饲养在两种级别不同的动物饲养室:无特定病原体级(SPF)标准动物饲养室和独立通风笼盒(IVC)清洁级动物饲养室。为探讨动物饲养室因素是否会对三箱社交实验产生影响,故将小鼠分为两组:SPF组和IVC组。
季节因素:
本实验进行的时间跨度较长,季节变化可能会影响动物自身的节律从而影响社交行为,因此为探讨季节因素是否会对三箱社交实验产生影响,故将小鼠分为4组:春季(spr)、夏季(sum)、秋季(fal)和冬季(win)。
总结
社会交往是群居动物间交流传递信息的一种必要方式,啮齿类动物通过嗅探、肢体接触、追逐、超声等进行社交,促进个体生存和群体繁衍等。据报道,在孤独症、社交恐惧症、社交挫败症等疾病模型中,动物的社交偏好会明显下降。在直接测量小鼠诸如嗅探、身体接触等行为时,现有人工分析方法不宜定量。三箱社交实验是一种简单易操作且能定量获取动物社交状态的实验方法。近年来文献提示行为实验易受动物自身状态、实验环境和实验人员的干扰。作为行为实验的一种,三箱社交实验可能也会受性别、年龄、实验装置、行为实验室、动物饲养室和季节等因素的影响,导致社交状态评估结果不稳定。以上这些因素对三箱社交实验的影响尚未见报道。本研究分别评估了性别、年龄阶段、实验装置、行为实验室、动物饲养室和季节等因素对三箱社交实验的影响,单因素分析结果发现各因素均未影响小鼠的社交状态,说明三箱社交实验具有良好的稳定性和可重复性。
社交行为测试时小鼠常同时受多种因素影响,因此单因素分析往往不能更准确地评价各因素的干扰和交互作用。综合性别、年龄、实验装置、行为实验室、动物饲养室和季节因素的同样均不影响小鼠的社交状态。三箱社交实验不会受多种因素的影响,这可能主要因为社交对群居动物的重要性远胜过上述干扰因素的影响。研究表明,社交行为会激活脑内奖赏系统,这可能是小鼠克服种种因素干扰进行社交活动的重要内驱力之一。
文献引用:
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