社会威胁-安全测试揭示心理社会应激相关表型

摘要

社会威胁-安全测试能够同时评估社交回避行为的发展，以此作为厌恶性条件学习的测量指标，以及社会威胁-安全辨别能力，这两项指标均用于在单一群体的慢性社会挫败雄性小鼠中识别出应激易感型和应激抵抗型个体。

摘要

社会压力是导致精神障碍发生的主要因素。为了提高临床前研究的转化价值，小鼠所经历的社会压力及其行为影响应与人类具有可比性。慢性社会挫败（CSD）是一种利用身体攻击和感官威胁等社会压力来诱导类似人类情感障碍的心理功能异常的方法。为增强CSD中的心理社会成分，采用为期10天的CSD方案，其中每日的身体攻击被标准化为3次、每次10秒的攻击事件，随后进入24小时的感官威胁阶段。经过10天^th 感觉阶段，CSD方案之后采用一种称为社会威胁-安全测试（STST）的优化行为学检测方法。应激后行为学检测需明确社会应激源在何种程度上以及以何种方式影响了动物行为。STST使经历慢性社会挫败的雄性小鼠与两个新的雄性个体（社会目标）进行互动：其中一个来自CSD期间遭遇的攻击品系，另一个来自新的品系。这两个社会目标被同时放置于三室测试装置的不同隔间中。该测试可同时评估社会回避行为的发展，以衡量厌恶性条件学习的成功程度以及社会威胁与安全的辨别能力。对两个品系均出现社会回避，反映的是泛化的厌恶反应，因而作为应激易感性的测量指标；而仅对攻击品系产生社会回避，则反映威胁与安全的辨别能力，因而作为应激韧性的测量指标。最后，对攻击品系未表现出社会回避，则提示厌恶性条件学习受损。本方案旨在通过引入具有转化意义的评估标准——即威胁-安全辨别能力和厌恶反应泛化——对目前使用的慢性社会挫败小鼠模型进行优化，从而将一组经历慢性社会挫败的动物进一步细分为韧性与易感亚群，最终推动未来转化医学研究的发展。

引言

应激（stress）是指由生理或心理刺激引起的稳态失衡¹。应激是导致创伤后应激障碍、抑郁症和焦虑症等精神疾病发生的重要已知风险因素^2,3。特别是社会性应激，被认为是与应激相关精神疾病发展密切相关的主要风险因素⁴。在研究中备受关注的一种社会性应激类型是社会从属应激（social subordination stress）⁵。与人类相似，小鼠能够表现出丰富多样的社会行为⁶，因此适用于涉及社会应激的研究。在实验室环境中，当成年小鼠群养时，它们会建立起包含等级结构的社会体系⁷。基于此，研究人员设计了群体模型（colony model），用于研究混合性别小鼠群体中自然形成的社会等级结构的影响⁸。多年来，为利用社会从属应激，已发展出多种群体模型的变体，包括同性别群体模型、社会不稳定模型以及入侵者-群体模型。然而近年来，一种被称为“雄性定居者-入侵者模型”（male resident-intruder model）的特定变体在文献中被广泛采用，该模型将社会复杂性简化为仅包含两只小鼠：一只定居者（resident）和一只入侵者（intruder）。....

方案

所有操作均按照欧洲共同体关于实验动物护理和使用的理事会指令进行，并经当地主管部门（Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz）批准。图1展示了示意图时间线。

1. 处理

1. 目标动物：获取7周龄的C57BL6/J雄性小鼠，到达后置于温度和湿度受控的环境中单独饲养，光照-黑暗周期为12小时（光照开启：8:00；光照关闭：20:00；23 °C；38%湿度），自由摄食和饮水。
2. 慢性社交挫败（CSD）
   1. 治疗组
      1. 经过1周的适应期后，使用CD-1品系作为攻击者品系，连续10天进行CSD处理（详细方案请参见慢性社会挫败）⁹ 以及改良的慢性社交挫败处理¹⁰).
      2. 将C57BL/6J小鼠放入CD-1小鼠的笼中，记录其10秒内的身体攻击行为。重复该过程三次，每次使用不同的CD-1小鼠，并以15分钟的间隔分开各次实验。
      3. 在这些时间段内，在C57BL6/J小鼠与CD-1小鼠之间放置网状隔板，仅允许感官接触。在第三次刺激事件后，将C57BL6/J小鼠在CD-1小鼠的笼内过夜饲养，两者之间用网状隔板分隔。重复此操作10天。
         注意....

结果

社会互动指数作为厌恶性条件反应的测量指标
社会互动指数 ≥1 表示与空网格围栏的探索相比，对相应社会目标的社交互动更多。在基线条件下（此处定义为对特定品系的特征性性状既无趋近性也无厌恶性经历，即对照组对两种社会目标，以及处理组对129/Sv社会目标），与该相同品系的社会互动指数 ≥1 反映了完整的基础社交能力。与此同时，在经历了一次社会性厌恶性条件刺激（此处为CSD处理）后，针对特定品系（此处为居住者品系，即CD-1品系）及其特征性性状作为条件刺激，社交回避行为的发展作为正确厌恶性条件反应的测量指标，表现为与该相同品系的社会互动指数 <1。CSD应激效应首先在整体处理组水平上进行评估（见方案步骤3.6）。具体而言，应激效应表现为处理组对CD-1社会目标的社会互动指数 <1，作为对CD-1品系产生社交回避的测量指标。而对照组完整的基础社交能力则表现为对同一社会目标的社会互动指数 ≥1。这导致两组之间在CD-1社会目标上的社会互动指数存在显著差异（p < 0.05）（图2C）。

讨论

本行为学实验方案描述了社会威胁-安全测试，该方法可用于将在慢性社交挫败（CSD）处理后的单一群体划分为三个不同的亚组，从而研究应激易感性与应激抵抗性的潜在生物学机制，并用于评估潜在的治疗方法。为确保实验设计的严谨性，需仔细考虑其生物学背景和技术细节。

不同的饲养条件可能会改变动物的攻击性和社交水平，从而可能影响治疗后测试结果的准确性^28,29,30。这些条件包括：动物到达后即进行单笼饲养，并在治疗后测试前24小时继续保持单笼饲养，以及在10天治疗期间对对照组动物实施单笼饲养。此外，若对照组动物意外受到应激，慢性社会应激（CSD）效应可能会被干扰。这种情况可能源于在10天治疗期间，对照组暴露于治疗组动物产生的应激相关气味和叫声，或目睹了治疗过程³¹。因此，建议将对照组与治疗组分别饲养在不同的房间内。此外，由于该实验涉及条件化学习过程

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
实验区域	Noldus，社会性笼具，荷兰瓦赫宁恩	https://www.noldus.com/applications/sociability-cage	三室结构，矩形，总尺寸为 60 cm × 40 cm，由丙烯酸透明壁和光滑地板制成
用于视频录制的摄像头	Basler AG，德国 An der Strusbek 60-62 22926 Ahrensburg	ace Classic acA1300-60gc	若使用自动检测程序，请确保摄像头兼容
摄像镜头	KOWA Kowa Optimed Deutschland GmbH Fichtenstr. 123 40233 杜塞尔多夫：LMVZ4411 | 1/1.8" 4.4~11mm 变焦镜头	部件编号 10504
检测程序/计时器	Noldus，EthoVision-XT，荷兰瓦赫宁恩	https://www.noldus.com/ethovision-xt	检测可通过手动（使用计时器或手动评分软件）或自动方式实现
饲养笼具	ZOONLAB GmbH，Hermannstraße 6, 44579 Castrop-Rauxel	3010010	2型笼具：265 mm × 205 mm × 140 mm（长×宽×高），即底部面积360 cm²。由聚碳酸酯（Makrolone©）和聚砜制成，笼盖为不锈钢材质。符合欧洲标准，适用于最多5只小鼠（20–25 g）。可耐受高达134 °C的高压灭菌
网格围栏	属于实验区域套件的一部分：Noldus，社会性笼具，荷兰瓦赫宁恩	https://www.noldus.com/applications/sociability-cage	小型丙烯酸或金属笼状结构，直径100 mm，高200 mm，开孔大小为10 mm。每个实验区域使用两个网格围栏可行，但推荐使用四个（参见实验方案第2.5步）
网格隔板	自制	N/A	丙烯酸或金属材质，每个笼具配备一个。尺寸取决于所用笼具。隔板必须确保两只动物无法发生身体接触
社交目标：CD-1和129/Sv品系小鼠；退役雄性种鼠	小鼠由Charles River提供： 品系名称：CD-1®IGS 小鼠 129S2/SvPasCrl	Crl:CD1(ICR); 129S2/SvPasCrl	CD-1和129/Sv品系的退役雄性种鼠，单独饲养，对目标实验动物而言为陌生（未知）的同种个体。若无法获得退役雄性种鼠，则两种品系中年龄超过1年的雄性小鼠亦可满足要求