催產素對于應激孕鼠母性攻擊行為的影響及其機制的探究

李松， 張麗華

實驗論著

催產素對于應激孕鼠母性攻擊行為的影響及其機制的探究

李松， 張麗華

目的 觀察不同劑量催產素對應激孕鼠母性攻擊行為的影響以探討其保護性作用機制。方法 將40只Wistar孕鼠隨機分為低、中、高劑量催產素組和生理鹽水組，每組各10只，待孕期第14天至分娩日給予強迫游泳實驗，每日1次，其中低、中、高劑量催產素組每次應激前于腹腔分別給予0.3、1.0、2.0 mg/kg催產素(均稀釋成1 mL的溶液)；生理鹽水組應激前給予等體積生理鹽水。并于分娩后第3天進行攻擊行為觀察，比較各組行為指標如撕咬次數、攀壓次數、攻擊次數、攻擊持續時間、攻擊潛伏期等的差異。之后分別用HE染色和免疫組織化學法檢測大鼠視上核、室旁核催產素神經元核團損傷變化以及催產素表達狀況。結果 在撕咬次數方面，中、高劑量催產素組均明顯高于生理鹽水組，差異有統計學意義(P<0.01)；攻擊總數方面，高劑量催產素組高于生理鹽水組，差異有統計學意義(P<0.05)；攻擊持續時間方面，中、高劑量催產素組低于生理鹽水組，差異有統計學意義(P<0.05)；攻擊潛伏期方面，中、高劑量催產素組顯著高于生理鹽水組，差異有統計學意義(P<0.01)。HE染色顯示，視上核中可見，4組之間在核團神經元核染、數量、密度方面比較差異有統計學意義(P<0.01)；室旁核中可見，生理鹽水組與高劑量催產素組在核團灰密度分布方面比較差異有統計學意義(P<0.05)，低、中劑量催產素組和生理鹽水組3組間差異無統計學意義(P>0.05)。免疫組織化學結果顯示，視上核中低劑量催產素組與生理鹽水組灰度值比較差異無統計學意義(P>0.05)，高劑量催產素組與生理鹽水組比較差異有統計學意義(P<0.01)；室旁核中，中劑量催產素組與生理鹽水組灰度值比較差異有統計學意義(P<0.01)，低劑量催產素組和生理鹽水組比較差異無統計學意義(P>0.05)。結論 應激會明顯損害孕鼠的攻擊能力，使用催產素可調節應激對母性攻擊行為的影響，可以調節腦部催產素神經核團的表達水平，減緩催產素神經元胞核的腫脹、溶解。

攻擊行為； 應激模型； 催產素； HE染色； 免疫組織化學； Wistar大鼠

母性攻擊行為是哺乳動物(尤其是嚙齒類動物)為應對外侵、保護領地后代、獲取空間而發揮的正常生理性適應行為，主要表現為一系列的行為特征，如追逐、攀壓、攻擊、豎毛等對幼崽有益的行為表現，屬于本能應激性行為，涉及心理、軀體、神經內分泌、基因遺傳、分子生物等一系列因素或機制，在動物畜牧學和行為醫學中隸屬最高級的防御性行為，為物種延續所必需[1]。

有國外研究發現，惡性應激會不同程度地損傷破壞母鼠的攻擊行為，從而會降低幼崽存活率[2]。目前已知應激反應中會有多種激素釋放，其中以糖皮質激素和兒茶酚胺類激素增加最為顯著，亦有少量催產素的釋放。而對于催產素在應激中是如何發揮作用的，相關報道較少。

催產素又稱縮宮素，由下丘腦視上核和室旁核共同合成分泌，臨床基礎實驗常用來進行助產、止血、泌乳，而最新研究表明其還具有抗應激焦慮、緩解壓力、減輕疼痛、忠貞配偶、增加性行為和調節母子親密性的作用[3]。故本研究通過復制經典應激模型的方法，然后給予不同劑量的催產素進行干預，觀察應激后母性攻擊行為的變化；通過HE染色和免疫組織化學染色檢測下丘腦視上核、室旁核中催產素神經元的分布以及催產素表達水平，進而從分子生物學的角度來分析探討母性攻擊行為的損傷機制以及調節保護機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 健康清潔級Wistar大鼠60只，由大連醫科大學實驗動物中心提供(合格證號：SCXK(遼)2008-0002)，其中孕大鼠40只，體質量(260±30)g；性成熟未交配雄鼠(未與上述孕鼠交配，作為入侵鼠)20只，體質量(250±25)g。飼養室條件:密閉隔音，室溫22～25 ℃，光照明暗12 h∶12 h，自由攝食飲水。動物雌、雄分養，購置后適應性飼養1周。

1.2 主要試劑 注射器、專用Wistar大鼠催產素注射液(佳木斯大學生命科學中心提供)，催產素免疫組織化學試劑盒(購自哈爾濱信斯特生物科技有限公司)。

1.3 器材 VHS16路攝像系統(日本富士公司)；強迫游泳筒：根據文獻[4]自制，圓柱狀筒高50 cm，直徑30 cm，水深40 cm；攻擊行為實驗箱：61 cm×41 cm×51 cm，上方覆蓋兩塊透明玻璃板，里面均勻鋪上一層約1 cm厚的干燥木屑[5]；Smart-16動物行為學分析軟件系統(上海軟隆科技發展有限公司)。

1.4 實驗方法

1.4.1 模型制備 參照經典強迫游泳造模方法進行[6]。40只孕鼠按隨機數字表法分為4組，低、中、高劑量催產素組和生理鹽水組，每組各10只。于孕期第14日至分娩當日期間，每日1次，在應激前分別給予低、中、高劑量催產素組孕鼠腹腔注射0.3、1.0、2.0 mg/kg催產素(均稀釋成1 mL的溶液)，生理鹽水組給予等體積的生理鹽水。注射10 min后，將大鼠放入設定溫度(19～21 ℃)的強迫游泳筒內游泳10 min，每次游泳完畢后擦干，直接放回干燥的窩籠中。

1.4.2 母性攻擊行為實驗 分娩后第3天，在安靜自然光線下進行，每次實驗前把母鼠和幼崽放入攻擊行為實驗箱內適應2 min，之后將入侵鼠放入箱內，開始視頻拍攝10 min。觀察指標如下：(1)攻擊總數:包括撕咬、攀壓、追逐行為的總次數；(2)攻擊潛伏期：從入侵者放入箱內到母鼠發起第一次攻擊入侵鼠的時間；(3)攻擊持續時間：母鼠反擊入侵鼠的總時間；(4)撕咬次數：對入侵者項部或背部撕咬；(5)攀壓次數：母鼠將入侵者壓在身體下或是用身體將入侵者擠到一邊；(6)追逐次數：入侵者追逐母鼠的次數。

有效的母性攻擊行為判定標準：(1)入侵鼠向仔鼠進行嗅探式地靠近；(2)母鼠正處于哺乳狀態或正在舔仔修飾；(3)母鼠有用前爪扒開入侵鼠的動作或者是母鼠和入侵鼠爭相叼仔；(4)入侵鼠有猛烈嗅探母鼠生殖器區的動作(表現為用力“向前拱”)；(5)母鼠主動地發起攻擊或攀壓追逐；(6)除去下列行為，包括撕咬要害部位(喉)或攻擊生殖器，食崽發生，入侵鼠投降后母鼠仍然攻擊，入侵鼠受傷無法跑動等。

1.5 病理學檢測 行為實驗結束后，用10%水合氯醛5 mL/kg腹腔麻醉后，固定于塑料板上，剪開胸廓暴露心臟，找到右心耳剪破，先通過40 mL生理鹽水灌洗，再用多聚甲醛40 mL灌注固定至少1 d，專用刀片標尺定位切取腦片，多聚甲醛固定48～72 h，按圖譜切取需要的部分(厚度2 mm)，用羅網固定好，放在50%～100% 6個梯度的乙醇中充分脫水，之后用二甲苯透明，除去乙醇，然后石蠟包埋，切片厚度4 μm左右，備用，然后進行HE染色和免疫組織化學處理。

1.5.1 HE染色 透明脫蠟：二甲苯2次，時間5 min。乙醇脫水:100%～70%乙醇分5個梯度，每個梯度3 min，自來水沖洗。蘇木精染色：溶液染色2～3 min，如上洗去多余染料。伊紅染色：溶液染色2～3 min，如上洗去多余染料。乙醇脫水浸泡：80%～100%分為5個梯度進行，每個梯度1 min。透明：二甲苯Ⅰ 2 min，二甲苯Ⅱ 2 min，二甲苯Ⅲ 2 min。封固：中性樹膠溶液滴封，加蓋玻片。鏡檢：觀察室旁核、視上核神經元核染變化情況。結果判定：在顯微鏡下(×400)進行計數，取平均值。

1.5.2 免疫組織化學染色 抗原修復：脫蠟完畢后，放入槽網中的容器中，用自來水進行沖洗，時間盡量長一些，使多余的乙醇可以沖去，之后加入過氧化氫進行浸沒，以消除過氧化物酶的影響。自來水沖洗，除去殘余。加入檸檬酸緩沖液，浸沒。放在微波爐中火直至沸騰，時間不易過長，一般5 min內。這樣可充分暴露結合位點。血清封閉：倒掉緩沖液，在自來水下沖洗一段時間。然后放入磷酸鹽緩沖液(phosphate buffled saline,PBS)中，浸沒。邊擦干邊滴加血清，以剛剛可以將腦片浸沒為宜。之后放入溫箱中備用。血清稀釋10倍。加一抗：打開溫箱將玻片放于實驗桌上，擦干玻片上的血清。取出冰箱中的一抗，用加樣槍小心滴加。盡量使一抗浸沒組織，加量均勻，之后放入冰箱備用。加二抗：上一步驟的玻片，用PBS液沖洗，時間長一些。擦干多余的PBS液之后，滴加二抗，置于溫箱中備用。加鏈霉親和素-生物素復合物(strept avidin-biotin complex，SABC)：上一步驟的玻片，用PBS液沖洗，時間長一些(大約5 min)。擦干多余的PBS液之后，滴加SABC，置于溫箱備用。SABC需要稀釋100倍。加顯色劑：上一步驟的玻片，用PBS液沖洗，時間長一些。擦干多余的PBS液之后，滴加顯色劑。復染：將顯色玻片用自來水沖洗，時間長一些，然后浸沒染料中，時間1 min左右。脫水：復染片用自來水沖洗后，放入不同梯度的乙醇中脫水透明。然后浸沒于二甲苯中備用。封固：先將玻片撈出，在吸水紙上擦干，使多余二甲苯消除。邊滴加中性樹脂邊蓋玻片，然后置于通風處晾干備用。鏡檢：觀察待檢核團中催產素表達情況。結果判定：催產素表達處呈現土黃或棕黃色，陰性不著色。采用Image Pro Plus 6.0軟件進行灰度值測定。

2 結果

2.1 各組攻擊行為實驗結果 見表1。

注：與對照組比較，aP<0.05，bP<0.01。

表1結果表明，4組攻擊行為相關指標檢測結果比較差異均有統計學意義(P<0.01)。進一步進行兩兩比較，撕咬次數方面，中、高劑量催產素組均明顯高于生理鹽水組，差異有統計學意義(P<0.01)；攀壓次數方面，高劑量催產素組高于生理鹽水組，差異有統計學意義(P<0.05)；攻擊總數方面，高劑量催產素組高于生理鹽水組，差異有統計學意義(P<0.05)；攻擊持續時間方面，中、高劑量催產素組低于生理鹽水組，差異有統計學意義(P<0.05，0.01)；攻擊潛伏期方面，中、高劑量催產素組均明顯高于生理鹽水組，差異有統計學意義(P<0.01)。

2.2 HE染色結果 各劑量催產素組顯示，陽性神經元胞核染色清晰，分布均勻不等，細胞排列密集緊湊(圖1A、B、C，圖2A、B、C，見封三)；生理鹽水組陽性神經元胞核染色淺，并有碎裂，而且排列稀疏(圖1D、圖2D，見封三)。

各組大鼠腦組織HE染色核團數量比較見表2。

注：與對照組比較，aP<0.05，bP<0.01。

表2結果表明，視上核中可見，低、中、高催產素組與生理鹽水組在核團神經元核染、數量、密度方面比較差異有統計學意義(P<0.01)；室旁核中可見，生理鹽水組與高劑量催產素組在核團數量、密度分布方面比較差異有統計學意義(P<0.05)，低、中劑量催產素組與生理鹽水組比較差異無統計學意義(P>0.05)。

2.3 免疫組織化學染色結果 各劑量催產素組顯示，陽性神經元胞核染色清晰，分布均勻不等，細胞排列密集緊湊(圖3A、B、C，圖4A、B、C，見封三)；生理鹽水組陽性神經元胞核染色淺，并有碎裂，而且排列稀疏(圖3D、圖4D，見封三)。

各組大鼠腦組織催產素表達的灰度值比較見表3。

注：與對照組比較，aP<0.01。

表3結果表明，4組之間在核團神經元核染、數量、密度方面存在不同程度差異。視上核中低劑量催產素組與生理鹽水組催產素表達水平比較差異無統計學意義(P>0.05)，高劑量催產素組與生理鹽水組比較差異有統計學意義(P<0.01)；室旁核中，在位于腦室的下角發現核團較為分散，其中中劑量催產素組與生理鹽水組催產素表達水平比較差異有統計學意義(P<0.01)，中劑量催產素組與高劑量催產素組比較差異無統計學意義(P>0.05)，低劑量催產素組和生理鹽水組比較差異無統計學意義(P>0.05)。

3 討論

在母性攻擊行為實驗中，本研究選取產后第3天的母仔作為行為評估對象，是基于母鼠在催產素-哺乳時間曲線而作為參照的[7]；作為母性行為的必要部分，母性攻擊行為主要是圍繞母鼠、幼崽、入侵者三者之間的利害關系而設立的，不同于母愛行為中的親密關系。有研究表明，母性攻擊行為本身就是一種心理應激，正常情況下可以被母鼠體內的神經內分泌系統調節和適應，不會造成焦慮抑郁或其他異常行為[8]。本實驗通過觀察發現，較催產素組，生理鹽水組在撕咬次數、攀壓次數、總攻擊次數、攻擊潛伏期均有不同程度下降，但攻擊時間明顯延長，這說明應激母鼠保護幼崽免受入侵的能力下降(本實驗可見，入侵者在踩壓仔鼠時母鼠反應遲鈍)，符合之前的文獻報道[9]。而高劑量催產素組可見攻擊潛伏期明顯高于生理鹽水組，攻擊持續時間明顯低于后者，表明催產素可減緩應激對于母性攻擊行為的抑制作用，增強母鼠與入侵者間的互動性，以及增進母仔間的嗅探交流[10]；高劑量催產素組在所檢測的5項指標中雖與生理鹽水組比較差異有統計學意義(P<0.01)(除攀壓次數之外)，但與生理鹽水組比較發現，其可顯著增加撕咬次數、攻擊總次數、攻擊潛伏期以及減少攻擊持續時間，這說明催產素可明顯對抗應激給予母性攻擊行為帶來的抑制效應，改善母鼠應激程度和母仔親密性，增強對于入侵者的攻擊，減少食崽(性)的發生率。另外，低、中、高劑量催產素組3組之間差異有統計學意義，說明催產素對于應激后的母性攻擊行為保護作用可能具有一定的劑量依從性；至于催產素劑量是否可以繼續增加，需要考慮毒理學意義，國內外文獻在嚙齒類動物研究中也提及甚少。事實上，在母性攻擊行為中也伴隨著母愛行為的發生，從而保證了幼崽的存活率以及物種的延續性。

應激時，無論從HE染色還是免疫組織化學染色，都可以鏡下發現核團胞核的損傷情況，主要體現在核碎裂、分布稀疏、染色較淺、大小不一、膠質細胞反應性增生、炎細胞浸潤等等，這很可能由鈣超載引起的(目前研究已發現細胞在應激時受損主要根源于鈣超載)[11]。首先催產素作用于膜受體后，引起細胞膜磷脂酰肌醇轉變成為三磷酸肌醇和二酰甘油，并導致胞漿中Ca2+濃度增高，導致神經元細胞內Ca2+超載，從而破壞了催產素神經元的大體微細結構(如生理鹽水組HE染色所示，胞核小而淡)。其次是通過與G蛋白偶聯受體結合，繼而激活ATP，引起第二信使cAMP增加，最終導致胞漿中Ca2+濃度增高，致使催產素神經元胞核出現萎縮、通透性升高。最重要的是，鈣超載之后的級聯反應，即通過引起線粒體內氧化磷酸化過程障礙，降低線粒體膜電位，以及激活胞漿內磷脂酶、蛋白酶來致使神經元細胞發生不可逆性損傷。此外，研究發現，抑制性神經遞質(如GABA)也間接性地抑制了催產素神經元的分泌活動，從而加快了核團的萎縮變性[12]。另外，各組催產素神經元表達水平不同程度降低，也可能是由于催產素神經元內的顆粒釋放達到了一定的限度(耗竭)而導致其無法與配體進行結合，從而在生理鹽水組切片上顯得密度值不高。經過催產素干預后的腦部核團如視上核神經元胞核裂解程度和對照組(生理鹽水組)相比有了大幅度的降低(如中劑量催產素組、高劑量催產素組HE染色)。尤其是高劑量催產素組更為明顯(從棕黃顏色的灰密度值可以看出)。在核團定位切割方面，雖然室旁核是催產素的主要產生部位但是切片切到的只是一個小的冠狀面(而立體解剖位置為矢狀面稍內)，而在視上核則切到的是一個大的冠狀核團(立體解剖方向為冠狀面稍內下)，這在中劑量催產素、高劑量催產素組切片上分辨較為容易，由于本切片拍攝的圖片都是在同一部位進行切割拍攝的，故(密度值)差別較大，不同于不同切面(密度值差別就相反)所觀察到的核團(尤其是室旁核)，這與相關報道一致[13]。所以HE染色能夠從宏觀方面分析觀察到核團的變化分布狀況；而免疫組織化學在微觀定性定量分析方面看到差異性的存在，繼而為分子機制探討提供更為直觀的依據。

總之，強迫游泳所引起的應激反應會破壞分娩后母鼠的母性攻擊行為，并且很可能會引發焦慮、抑郁、潰瘍性出血等癥狀的出現。通過給予不同劑量的催產素可以對上述行為起到有效的干預或行為補償作用，減少神經元的損傷，促進神經可塑性進展。然而催產素對于母性攻擊行為的作用機制目前尚不明確，有待于進一步從分子學、基因學、心理學等方面著手探究。

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(本文編輯：劉穎)

Effect and mechanism of oxytocin on maternal aggression in stress model rats during pregnancy period

LISong，ZHANGLihua.

DivisionofCerebralPalsyRehabilitation，theThirdHospitalAffiliatedtoJiamusiUniversity，Jiamusi154002，China.

Objective To investigate the effect and protective mechanism of different-dose of oxytocin on maternal aggression in stress model rats during pregnancy period.Methods Female Wistar rats(n=40) were randomly divided into four groups named group A(n=10)，group B(n=10)， group C(n=10) and group D(n=10). During the intervals from 14thday to due day groups(A，B，C) were intraperitoneally injected with 1 mL dilated solution of 0.3， 1.0， 2.0 mg/kg of oxytocin respectively before the forced swimming once a day; meanwhile, group D as control group was given equal volume of normal saline. Some indexes of maternal aggression were tested, such as biting times， keep-down times， attack times， attack duration and latent period, on the 3rdday of parturition .HE staining and immunohistochemical method were used to test changes of oxytocin nuclei injury and oxytocin expression level.Results Regarding biting times group B and C were significantly different from group D(P<0.01);for attack times group C was different from group D(P<0.05);as to attack duration group B and C were different from group D (P<0.05);for attack latent period group B and group C were significantly different from group D(P<0.01). HE staining showed that in supraoptic nuclei(SON) the four groups were significantly different in staining， numbers and density(P<0.01); in paraventricular nuclei(PVN)，group C was different from group D(P<0.05),while there was no difference in group A，B and D(P>0.05).Immunohistochemical method showed in SON gray density there was no difference in both group A and D(P>0.05); group C was significantly different from group D(P<0.01); in PVN gray density， group B was significantly different from group D(P<0.01)， while there was no difference in group A and D(P>0.05).Conclusion Stress would obviously impair maternal aggression of pregnant rats; different doses of oxytocin could regulate such behavior as influenced by stress and meditate rat brain nuclei oxytocin expression level so that swelling and dissolution of nuclei could be attenuated.

maternal aggression； stress model； oxytocin； HE staining； immunohistochemical method； Wistar rat

154002 黑龍江 佳木斯，佳木斯大學康復醫學院研究生處(李松)；佳木斯大學附屬第三醫院腦癱康復二科(張麗華)

李松(1983-)，男，2012級佳木斯大學康復醫學院碩士研究生在讀。研究方向：小兒腦損傷的綜合康復治療。

張麗華，154002 黑龍江 佳木斯，佳木斯大學附屬第三醫院腦癱康復二科。

10.3969/j.issn.1674-3865.2015.04.005

R-33

A

1674-3865(2015)04-0306-05

2015-04-19)