郝野陸 頊紅雨, 蘇鑫洪 張欣 元國(guó)豪 江龍飛 費(fèi)舟* (第四軍醫(yī)大學(xué): 西京醫(yī)院神經(jīng)外科; 航空航天醫(yī)學(xué)系，陜西 西安 7003)

母子分離對(duì)大鼠探索性行為的影響

郝野陸1頊紅雨1,2蘇鑫洪1張欣1元國(guó)豪1江龍飛1費(fèi)舟1*
(第四軍醫(yī)大學(xué):1西京醫(yī)院神經(jīng)外科;2航空航天醫(yī)學(xué)系，陜西 西安 710032)

目的觀察母子分離對(duì)SD大鼠探索性行為的影響。方法在出生后第2～14天對(duì)大鼠實(shí)施母子分離，第21天觀察大鼠在開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中的行為學(xué)表現(xiàn)。結(jié)果在雄性大鼠中，母子分離組的總運(yùn)動(dòng)距離和總運(yùn)動(dòng)時(shí)間均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。而在雌性大鼠中，兩組之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。且雄性大鼠的總運(yùn)動(dòng)距離和總運(yùn)動(dòng)時(shí)間均顯著高于雌性大鼠(P<0.05)。結(jié)論在出生后經(jīng)歷母子分離(每天3 h，出生后第2～14天)，會(huì)降低雄性大鼠在第21天的探索能力。

早期應(yīng)激; 母子分離; 開場(chǎng)實(shí)驗(yàn); 探索能力

在人類中，發(fā)生在生命早期的不良事件，如虐待、忽略、喪親、拋棄等，會(huì)增加成年后發(fā)生一些精神疾病的風(fēng)險(xiǎn)，如抑郁、焦慮、物質(zhì)濫用、創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙等[1]。母子分離(maternal deprivation, MD)是研究生命早期應(yīng)激的經(jīng)典動(dòng)物模型，被廣泛應(yīng)用于精神疾病致病機(jī)理相關(guān)的神經(jīng)生物學(xué)研究[2,3]。即使在對(duì)大多數(shù)成年應(yīng)激源都沒有顯著響應(yīng)的應(yīng)激低反應(yīng)期(stress hyporesponsive period, SHRP)[4]，持續(xù)的母子分離也會(huì)對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生影響，使動(dòng)物在成年后的焦慮水平、活躍程度、探索能力發(fā)生變化。

雖然已有不同的研究表明，大鼠在幼年時(shí)經(jīng)歷母子分離會(huì)對(duì)成年后的行為學(xué)產(chǎn)生一定的影響，但是結(jié)論并不一致[5,6]。這可能與研究采用的母子分離模式不同或者行為學(xué)測(cè)試的時(shí)間不同有關(guān)。此外，比較雄性和雌性之間行為學(xué)差異的研究也比較少見。本研究采用母子分離的早期應(yīng)激模型，就是在出生后第2～14天，幼仔每日9 ∶00～12 ∶00與母親分離3 h，觀察了雄性和雌性大鼠在出生后第21天在開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中的行為學(xué)表現(xiàn)，探討了母子分離對(duì)SD大鼠的探索能力的影響。

材料與方法

一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和MD模型[3]

本研究所用SD孕鼠均由第四軍醫(yī)大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。孕鼠在動(dòng)物中心的飼養(yǎng)室飼養(yǎng)，保證受孕大鼠所處室溫保持在(21±1)℃，濕度保持在55%±5%，燈光照射時(shí)間為8 ∶00am～8 ∶00pm。同時(shí)供應(yīng)充足的水和食物。每日檢查孕鼠的生產(chǎn)情況，生產(chǎn)當(dāng)天命名為出生后第0天(postnatal day 0, PND0)。所有幼仔在PND21斷奶并分窩，按性別每8只放入一個(gè)籠子(40 cm×25 cm×20 cm)飼養(yǎng)。

實(shí)驗(yàn)分組分為MD(母子分離組)和CON(對(duì)照組)：MD(母子分離組)：幼仔在PND2～PND14期間，每日9 ∶00am～12 ∶00am與母鼠分開3 h。在分離期間，每只幼仔獨(dú)立占用一只不透光紙質(zhì)小鼠籠(10 cm×15 cm×10 cm)。小鼠籠放在溫度保持在(31±1)℃的恒溫箱內(nèi)，恒溫箱內(nèi)保證空氣暢通；CON(對(duì)照組)：組內(nèi)的幼仔不做任何處理，直到PND21斷奶分窩。

圖1 開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備

Fig 1 Open field test equipment

圖2 大鼠在開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中的總運(yùn)動(dòng)距離和總運(yùn)動(dòng)時(shí)間(n=8)

Fig 2 Total distance move and time spent in moving of rats in open-field test (n=8)

A: Total distance move (cm); B: Time spent in moving (s).

aP<0.001,vsFemale;bP<0.05,vsCONM;P>0.05,vsCONF;cP<0.001,vsFemale;dP<0.05,vsCONM;P>0.05,vsCONF.

圖3 大鼠在開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中的開場(chǎng)中心運(yùn)動(dòng)距離和開場(chǎng)中心運(yùn)動(dòng)時(shí)間(n=8)

Fig 3 Distance moved and time spent in center of rats in open-field test (n=8)

A: Distance moved in center (cm); B: Time spent in center (s)

P>0.05,vsFemale;P>0.05,vsCONM;P>0.05,vsCONF.

二、開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)被廣泛用來測(cè)試實(shí)驗(yàn)動(dòng)物(主要是大鼠和小鼠)的探索行為和一般活動(dòng)，而有關(guān)活動(dòng)的質(zhì)量和數(shù)量等指標(biāo)都可以被測(cè)量。開場(chǎng)基本上都是矩形的或圓形的，周圍環(huán)繞著防止動(dòng)物逃走的墻壁(圖1)。開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)最基本的結(jié)果是運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)可以被動(dòng)機(jī)、探索的驅(qū)動(dòng)力、呆滯或與恐懼相關(guān)的行為、疾病等其它因素所影響。運(yùn)動(dòng)距離、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、在場(chǎng)地中間活動(dòng)時(shí)間、與焦慮相關(guān)的行為如排便次數(shù)、站立次數(shù)等指標(biāo)都可以測(cè)量并記錄。本研究用開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)觀察出生后第21天實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的行為學(xué)差別。當(dāng)一只大鼠完成實(shí)驗(yàn)，用5%的酒精將整個(gè)曠場(chǎng)擦拭干凈，防止上一只大鼠的尿液和糞便的余味影響下一只的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

在出生后第21天，我們從各組分別隨機(jī)抽取8只大鼠進(jìn)行了開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，分為4組，即CON雄性、CON雌性、MD雄性、MD雌性，每組的動(dòng)物數(shù)量為8只。

三、數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)

使用開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)所對(duì)應(yīng)的行為學(xué)分析軟件，分析了不同分組的開場(chǎng)中心運(yùn)動(dòng)距離、開場(chǎng)中心運(yùn)動(dòng)時(shí)間、總運(yùn)動(dòng)距離和總運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

數(shù)據(jù)分析使用SPSS 15.0，圖表繪制使用GraphPad Prism (version 5.0)。主要的統(tǒng)計(jì)方法采用two-way ANOVA和one-way ANOVA (Tukey's Honestly Significant Difference Test)。P<0.05認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、MD對(duì)大鼠在開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中的總運(yùn)動(dòng)距離和總運(yùn)動(dòng)時(shí)間的影響

雄性大鼠的總運(yùn)動(dòng)距離顯著高于雌性大鼠(P<0.05, 圖2A)。在雄性大鼠中，MD組的總運(yùn)動(dòng)距離顯著低于CON組(P<0.05, 圖2A)。在雌性大鼠中，兩組之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05, 圖2A)。

雄性大鼠的總運(yùn)動(dòng)時(shí)間顯著高于雌性大鼠(P<0.05, 圖2B)。在雄性大鼠中，MD組的總運(yùn)動(dòng)時(shí)間顯著低于CON組(P<0.05, 圖2B)。在雌性大鼠中，兩組之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05, 圖2B)。

二、MD對(duì)大鼠在開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中的開場(chǎng)中心運(yùn)動(dòng)距離和開場(chǎng)中心運(yùn)動(dòng)時(shí)間的影響

雄性大鼠和雌性大鼠的開場(chǎng)中心運(yùn)動(dòng)距離的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05, 圖3A)。在雄性大鼠和雌性大鼠中，CON組和MD組的開場(chǎng)中心運(yùn)動(dòng)距離的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05, 圖3A)。

雄性大鼠和雌性大鼠的開場(chǎng)中心運(yùn)動(dòng)時(shí)間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05, 圖3B)。在雄性大鼠和雌性大鼠中，CON組和MD組的開場(chǎng)中心運(yùn)動(dòng)時(shí)間的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05, 圖3B)。

討 論

為了觀察母子分離對(duì)大鼠海馬的功能的影響，我們采用開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)來評(píng)估母子分離組和對(duì)照組大鼠的自主活動(dòng)情況。開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)是評(píng)價(jià)動(dòng)物焦慮水平的常用實(shí)驗(yàn)方法[7]，大鼠在開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中的中心運(yùn)動(dòng)距離和中心運(yùn)動(dòng)時(shí)間可以反映動(dòng)物的焦慮水平，中心運(yùn)動(dòng)距離和中心運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，說明焦慮水平越低。研究結(jié)果表明，各組大鼠在開場(chǎng)的中心運(yùn)動(dòng)距離和中心運(yùn)動(dòng)時(shí)間的差別都不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明母子分離對(duì)雄性和雌性動(dòng)物的焦慮水平均沒有明顯的影響。

開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)也是評(píng)價(jià)動(dòng)物自主活動(dòng)和探索能力的常用實(shí)驗(yàn)方法[8]，大鼠在開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中的總運(yùn)動(dòng)距離和總運(yùn)動(dòng)時(shí)間可以反映大鼠的活躍程度和探索能力，總運(yùn)動(dòng)距離和總運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，則反映大鼠的活躍程度越高，探索能力越強(qiáng)。研究結(jié)果表明，在雄性大鼠中，母子分離組的總運(yùn)動(dòng)距離和總運(yùn)動(dòng)時(shí)間顯著低于對(duì)照組，提示雄性大鼠在經(jīng)歷母子分離之后，活躍程度和探索能力都明顯下降。這說明發(fā)生在大鼠生命早期的應(yīng)激事件，也就是出生后第2～14天期間每天3 h的母子分離，降低了大鼠在第21天的活躍程度和探索能力。

但是，在雌性大鼠中則沒有這一現(xiàn)象。此外，在開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中，雄性大鼠的總運(yùn)動(dòng)距離和總運(yùn)動(dòng)時(shí)間顯著高于雌性大鼠。關(guān)于大鼠開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的性別差異，有一部分研究認(rèn)為存在，而另外一部分則認(rèn)為不存在，目前還沒有一致的結(jié)論[9～11]。本研究中，大鼠經(jīng)歷了重復(fù)性的母愛剝奪應(yīng)激，在持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)后，鹽皮質(zhì)激素受體下調(diào)，而糖皮質(zhì)激素受體的數(shù)量卻增多[12]。增多的糖皮質(zhì)激素受體代表著情境恐懼制約增加的風(fēng)險(xiǎn)，創(chuàng)傷記憶強(qiáng)烈鞏固的風(fēng)險(xiǎn)和恐懼增強(qiáng)的風(fēng)險(xiǎn)[13]。研究已經(jīng)證明大鼠海馬的低水平的糖皮質(zhì)激素受體表達(dá)可以降低探索新奇刺激時(shí)的焦慮性[14]。因此，雄性大鼠的探索性行為被母子分離所抑制。同時(shí)，本研究的結(jié)果也顯示母子分離并沒有顯著抑制雌性大鼠的探索性行為。這可能與由卵巢分泌的雌激素的抗焦慮作用有關(guān)[15]。但是在雌性大鼠中沒有這一現(xiàn)象，也可能是因?yàn)榇菩源笫蟮牡突顒?dòng)性導(dǎo)致難以得出顯著性結(jié)論，如果對(duì)雌性大鼠加大母子分離時(shí)間，是否會(huì)出現(xiàn)陽(yáng)性結(jié)果，還需要進(jìn)一步的研究。

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Effectofmaternaldeprivationonexploratorybehaviorofrats

HAOYelu1,XUHongyu1,2,SUXinhong1,ZHANGXin1,YUANGuohao1,JIANGLongfei1,FEIZhou1

1DepartmentofNeurosurgery,XijingHospital;2FacultyofSpaceandAviation,FourthMilitaryMedicalUniversity,Xian710032, China

ObjectiveThe effect of maternal deprivation on exploratory behavior of SD rats is investigated.MethodsRat pups were separated from dam at 9 ∶00 from postnatal day (PND) 2 to 14 for 3 h. The exploratory behavior was observed on PND21 using the open field test.ResultsIn the open field test, male rats from maternal deprivation (MD) group moved less distance and spent less time in moving than those from control (CON) group (P<0.05). No difference was found between MD group and CON group in female rats (P>0.05). Male rats moved more distance and spent more time moving than females (P<0.05).ConclusionMaternal deprivation (3 h, from PND2 to PND14) decreases the exploration of male rats in the open field test on PND21.

Early life stress; Maternal deprivation; Open filed test; Exploration

1671-2897(2016)15-230-03

·論著·

R 965

A

郝野陸，博士研究生，E-mail：haoyelu5@163.com

*通訊作者： 費(fèi)舟，教授、主任醫(yī)師，博士生導(dǎo)師，E-mail：feizhou@fmmu.edu.cn

2015-12-28；

2016-01-25)