ICR小鼠個體識別的探究

楊斌 馬茗 楊梅

摘 要：利用習(xí)慣化-去習(xí)慣化方法探討了成年ICR品系小鼠的個體識別，每只實驗雄鼠與陌生刺激鼠進行5次短暫的社會互作測試（每次測試5min或10min，間隔10min），前4次使用相同的刺激鼠，第5次使用新的刺激鼠，分析實驗鼠對陌生鼠探究頻次和持續(xù)時間的變化以評估其個體識別能力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：如果每次的社會互作時間是5min，實驗鼠對刺激鼠的探究行為沒有顯著差異；如果每次的社會互作時間是10min，實驗鼠對同一刺激鼠前4次的探究行為逐漸減少，但在第5次對新刺激鼠的探究行為明顯增加。這些結(jié)果表明成年雄性ICR小鼠可以通過習(xí)慣化-去習(xí)慣化機制形成個體識別，且這種識別受到社會互作時間的影響。

關(guān)鍵詞：習(xí)慣化；識別；社會探究；氣味

中圖分類號 Q958 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）08-0101-03

Investigation on Individual Recognition in ICR Mice

Yang Bin et al.

（College of Biology Sciences and Engineering，North Minzu University，Yinchuan 750021，China）

Abstract：In this study we assessed individual recognition in adult ICR mice by habituation–dishabituation paradigm. The test male subject is exposed to a novel stimulus animal for 5min or 10min. We repeated this sequence for four trials using a 10min interval between trials and introduced the same stimulus to each experimental mouse in all four trials. During the fifth trial，the subject is presented with a novel stimulus animal. Individual recognition can be assessed by reduced investigation on each trial. The results showed that mice spent similar amounts of time investigating the stimulus animal during four 5min trials. However，if the subject male is exposed to the stimulus animal during four 10min trials，level of olfactory investigation decline across the four exposures of same individual，and increase when presented with a novel one. These results indicated that，using the habituation/dishabituation paradigm，ICR mice may established normal individual recognition，which can be affected by duration of social interaction..

Key words：Habituation；Recognition；Social investigation；Odor

識別一個熟悉個體的能力是形成所有社會關(guān)系的基礎(chǔ)。在人類和其它靈長類動物中，社會識別主要依賴于視覺和聽覺[1]。但對于其它大多數(shù)哺乳動物而言，盡管聽覺和視覺也起重要作用，但社會性關(guān)系主要通過氣味或信息素信號被編碼[2]。個體識別在生殖、領(lǐng)域防衛(wèi)、優(yōu)勢等級制度的建立等方面具有關(guān)鍵作用[1]。它不僅是一種動物個體之間相互辨識的能力，也是大多數(shù)群居動物生存的基本技能之一。因此，對個體的生存和社群的穩(wěn)定有重要意義。在研究動物的個體識別時，習(xí)慣化-去習(xí)慣化（habituation-dishabituation）是常用的方法。習(xí)慣化是最簡單的一種學(xué)習(xí)類型，就是當(dāng)刺激連續(xù)或多次重復(fù)發(fā)生時，動物對其作出的行為反應(yīng)持久性衰減。去習(xí)慣化是當(dāng)動物對某一刺激形成習(xí)慣化后，給予其一個新的刺激，使其又恢復(fù)反射行為。基于大鼠和小鼠具有很強地探究陌生個體的習(xí)性，Thor和Holloway（1981）采用習(xí)慣化-去習(xí)慣化方法來研究動物的短期的社會識別能力：當(dāng)一個陌生個體（刺激鼠）第一次被放入大鼠或小鼠（實驗鼠）飼養(yǎng)籠內(nèi)時，實驗鼠將頻繁地探究刺激鼠，如果移除刺激鼠，過一段時間后再次放回它，實驗鼠對它的探究行為將減少，這是一種短期記憶。用這種方法研究大鼠發(fā)現(xiàn)，間隔30min后大鼠對先前刺激鼠的探究時間減少，對另一陌生鼠的探究時間會增加。2～4h后對二者的探究時間沒有明顯差異。從而認為大鼠對陌生個體的短期記憶在30min左右，而且雌、雄之間的記憶存在性別差異[3]。通過反復(fù)呈現(xiàn)相同刺激鼠可以延長記憶的持續(xù)時間，用這種方法研究大鼠發(fā)現(xiàn)，其記憶可以延長至2h[4-5]。短期記憶（1h內(nèi)）是一種記憶形式，不同于對配偶或親緣識別的數(shù)天、數(shù)周或數(shù)月的記憶，二者涉及到不同的認知和神經(jīng)系統(tǒng)[1]。對大鼠和棕色田鼠（Microtus mandarinus）研究發(fā)現(xiàn)，早期社會隔離、母性隔離及父本剝奪會傷害這種識別[6-8]。

ICR品系小鼠除了應(yīng)用于免疫學(xué)、病理學(xué)和藥理學(xué)外，也被廣泛應(yīng)用于行為神經(jīng)科學(xué)[9-11]。遠交群ICR小鼠表現(xiàn)出了最活躍的探索行為和最快的對新環(huán)境的適應(yīng)速度，同時在對環(huán)境記憶方面的表現(xiàn)也優(yōu)于近交系的BALB/c和C57BL/6小鼠。例如，與C57BL/6和BALB/c小鼠相比，他們花費更少的時間適應(yīng)性新的環(huán)境，并且有更好的環(huán)境記憶能力[12]；水迷宮實驗發(fā)現(xiàn)，雌性較雄性具有更好的空間記憶表現(xiàn)[9]。但關(guān)于該品系小鼠的個體識別記憶的研究未見報道，本實驗擬通過習(xí)慣化-去習(xí)慣化方法探討雄性ICR小鼠的個體識別。

1 材料與方法

1.1 材料 SPF級ICR雄性小鼠，10周齡，體重32g左右，寧夏醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供（生產(chǎn)證號，SCXK（寧）2011-0001）。塑料飼養(yǎng)籠（32×21.5×17cm）飼養(yǎng)，飼料和飲水充足。室溫25℃，光照周期12L：12D，食物、飲水充足。

1.2 方法 采用Winslow和Camacho（1995）改進的習(xí)慣化-去習(xí)慣化模型，在這個模型中，探究行為共測試五次，在第四次測試后，使用一個新的刺激鼠以排除實驗鼠減少探究是因為疲勞的可能性，具體見圖1。熟悉性通過前四次測試后探究行為的減少來判斷。本實驗將成年雄性ICR小鼠分成兩組：T1組（n=15）：每次測試5min；T2組（n=15），每次測試10min。選擇一日齡和質(zhì)量與被測雄鼠相似的雄性作為刺激鼠，刺激鼠背部以苦味酸液標(biāo)記。觀察箱（長44cm×寬22cm×高16cm），先用75%酒精擦拭觀察箱四角以及底部，擦拭完畢后，觀察箱底部覆以2cm厚的木屑。測試時，先將實驗鼠放入觀察箱，適應(yīng)5min，將刺激鼠放入，用數(shù)碼相機拍攝，每只實驗鼠拍攝5次，每次間隔10min，第5次更換木屑和刺激鼠，并用75%酒精擦拭觀察箱。實驗結(jié)束后通過Jwatcher軟件分析以下社會探究行為的持續(xù)時間和頻次。社會探究（social investigation）：嗅聞身體的任何部位（包括肛殖區(qū)、面部及軀體）。

1.3 統(tǒng)計分析 所有數(shù)據(jù)用SPSS17.0進行統(tǒng)計分析，單因素方差分析組間差異，數(shù)據(jù)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤（Mean±SE）表示，顯著性水平為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

在測試時間是5min時，實驗鼠在對刺激鼠的探究時間（F=0.557，P=0.695）和探究頻次（F=0.850，P=0.500）沒有呈現(xiàn)顯著性差異（圖2 a-b）。在測試時間是10min時，實驗鼠在對刺激鼠的探究時間（F=17.398，P<0.001）和探究頻次（F=29.000，P<0.001）具有顯著性差異（圖3 a-b）。多重比較結(jié)果顯示，第二次（Duration，mean diff= 53.465，P<0.001；Frequency，mean diff=5.533，P<0.001）、第三次（Duration，mean diff=65.669，P<0.001；Frequency，mean diff=7.267，P<0.001）及第四次（Duration，mean diff=74.349.P<0.001；Frequency，mean diff=7.933，P< 0.001）與第一次測試相比，探究頻次和探究時間明顯下降，更換刺激鼠后第五次與第二次（duration，mean diff=-44.238，P<0.001；Frequency，mean diff=3.600，P< 0.001）、第三次（Duration，mean diff=-56.442，P<0.001；Frequency，mean diff=5.333，P<0.001）及第四次（Duration，mean diff=-5.122，P<0.001；Frequency，mean diff=6.000，P<0.001）相比，探究頻次和探究時間明顯增加，第五次與第一次相比沒有顯著差異（Duration，mean diff=9.227，P=0.423；Frequency，mean diff=1.933，P=0.036）。

3 討論

識別同種生物個體并將其與其它個體加以區(qū)分的能力是所有哺乳動物建立社會組織和關(guān)系的基礎(chǔ)[13]。其中小型哺乳動物主要利用氣味進行化學(xué)通訊，通過對其它個體的氣味差異進行嗅覺辨別來完成個體識別。在識別過程中，尿液、糞便、肋窩的腺體及陰道的分泌物起到了氣味源的作用[14]。氣味信號中帶有表明氣味釋放者的種屬、性別、社會等級和其它有關(guān)個體特征的信息[14]，所以對氣味信號的識別是這些動物間進行社會交往的第一步[15]。在社會行為的研究中，嚙齒動物的社會識別反映了它確認和記住同種個體的能力[16]。用習(xí)慣化-去習(xí)慣化方法時，為避免性行為或攻擊行為對探究的影響，刺激鼠一般用青春期的雄鼠或去勢的成年雌性，未去勢的雄性和雌性也可用于檢測社會識別[1]。本實驗中用5min的探究時間小鼠不能形成對同種個體的識別，但增加時間至10min形成了社會識別。研究發(fā)現(xiàn)棕色田鼠用5min的探究時間，間隔10min可以形成正常的社會識別[8]。大鼠暴露于同性刺激鼠或其氣味信息下5min，間隔30min也能夠形成社會記憶[3]。這些結(jié)果表明大鼠和棕色田鼠的短期記憶能力可能高于ICR小鼠。利用水迷宮研究空間學(xué)習(xí)記憶發(fā)現(xiàn)棕色田鼠的記憶能力要高于BALB/c小鼠[17]。以攻擊行為為指標(biāo)，金色中倉鼠（Mesocricetus auratus）兩個體攻擊后，失敗者與對手較短的相互作用后，能夠識別對手，并能將此信息貯存30min，甚至長達一周[18]。美國龍蝦（Homarus americanus）格斗后，能夠形成對手的個體識別，以維持穩(wěn)定的社會組織關(guān)系和等級地位[19]。本實驗中雄性ICR小鼠用5min的探究時間，間隔10min，無法形成正常的個體識別記憶，當(dāng)暴露時間增加至10min時可形成正常的個體識別記憶。說明形成個體識別受到社會互作時間的影響。

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（責(zé)編：王慧晴）