2013年7月4日
本视频展示了大鼠的居民-入侵者范式。该实验是一种在半自然环境中测量攻击性行为、防御行为和暴力行为的标准化方法。同时,也解释了该范式在社会应激实验中的应用。
本实验的总体目标是可靠地诱发雄性大鼠的攻击性行为。在实验室环境中,第一步是将一只成年雄性大鼠与一只去势雌性大鼠共同饲养,至少持续一周。在测试当天,设置好视频记录设备以记录社会互动行为。
接下来,当准备就绪时,将伴侶雌鼠从笼中移除,将一只陌生的雄性大鼠引入留居雄鼠的笼中,并允许两者相互接触10分钟。该实验程序的最终目的是建立并维持留居雄鼠的领地,使其愿意抵御入侵者。该方法的优势在于,它能够在实验室环境中分析自然的社会行为,不仅可观察留居雄鼠的行为,也可研究入侵者的行为。
该方法有助于回答有关攻击行为的神经生物学、神经药理学或生物学功能,以及作为攻击病理表现的暴力行为方面的一些关键问题。该技术可用于研究急性或慢性社会应激对入侵者的影响。请注意,居民-入侵者范式并非不存在伦理方面的关切。
入侵雄性个体可能会遭受严重痛苦。动物痛苦应始终与实验的主要科学目标保持平衡。攻击性攻击是一种高度活跃的行为,因此需要足够的空间以充分表达。
为获得最佳结果,应使用至少有0.5平方米底面积的饲养笼,以促进领地行为的形成并减少社会孤立。在实验开始前至少一周,将每只雄性动物与一只雌性共同饲养。使用激素水平正常但无生育能力的伴随之雌性。
这将确保雌性动物具有接受性,同时避免其受孕及产生母性攻击行为。由于领地性行为强烈依赖于嗅觉信号的存在,在测试前或测试期间不要更换笼具垫料。后续研究中使用的入侵动物应来自非攻击性品系,且体重略低于常驻雄性动物。
尽管攻击行为可能在一天中的任何时间发生,但最好在黑暗期进行测试,因为此时大鼠最为活跃。测试前一小时,将同伴雌鼠从饲养笼中移除。设置一台对光敏感的视频摄像机,以记录饲养大鼠的行为,供后续分析使用。
开始测试时,将一只陌生的雄性入侵小鼠引入居住小鼠的家中笼具内。观察它们之间为期10分钟的行为互动。记录攻击性行为以及社交行为。
此处展示的是直立行为和接近行为。这是侧向威胁行为。这是抱握攻击行为,以及展示的追逐行为。
接下来是社交探索阶段,随后是夹击攻击。此时存在一些肛生殖区嗅闻行为。现在一只大鼠向另一只大鼠移动。
这是压低身体的行为。这是直立的姿势。这种行为是侧向威胁。
注意观察常驻雄性小鼠竖毛或毛发竖立现象,随后出现直立姿势及一些非社交性探索行为。测试结束后,将入侵雄性小鼠从笼中移除,并将常驻雄性小鼠与其同笼雌性小鼠重新合笼。通过回放视频,使用专业软件对行为进行评分,以评估攻击性行为。
如前所述引入入侵者,并测定常驻雄性小鼠的攻击潜伏期。极短的潜伏期是攻击行为的第一个指标。针对咽喉、腹部和爪子等脆弱部位的咬击行为,也是攻击性咬击的表现。
指向对手吻部的行为表明实施者处于防御状态。若对手的易受伤部位出现严重伤口,应根据伤情严重程度立即停止实验。
这可被视为人道终点,或者应为入侵者提供适当的医疗护理。此外,当领地雄性攻击麻醉后的雄性入侵者时,会表现出暴力行为。当领地雄性开始攻击时,使用麻醉雄性的测试即可终止。
也可以在新的环境中测试居住鼠的攻击行为。与在居住笼中相比,若其攻击性没有变化,则表明该动物具有暴力倾向。首先,选择一只训练有素、攻击性强但非暴力的雄性居住鼠,并按照之前演示的方案进行操作。
观察入侵者表现出的各种行为。在一段非社交探索期后,其中一只小鼠会远离另一只,表现出顺从行为并逃逸。图中所示为防御性直立姿势。
测试结束后,将入侵者放回其原本的饲养笼中,并计算总防御评分,即逃跑、防御性直立姿势、屈服和僵直行为所花费时间的总和。通过采用相同的慢性社会应激方案,可实现社会应激。
将入侵者保留在主人鼠的笼内,但用带孔的隔板与主人鼠分隔开。该图显示了实验室培育的、最初为野生型品系与更常见的野生型实验室大鼠品系中攻击性行为评分的频次分布,在野生型品系中约有三分之一的动物表现出极度攻击性,而在Wistar大鼠中则不存在高度攻击性表型。此例展示了以WTG品系作为主人鼠、Wistar大鼠作为入侵者时,在居民-入侵者范式中不同行为类别的分布情况。
在此,将居民-入侵者范式与行为药理学方法结合使用。选择性5-羟色胺1A受体激动剂阿纳匹隆可诱导攻击行为的剂量依赖性降低,同时伴随社会探索行为的剂量依赖性增加。在某些个体中,攻击行为可能升级为更为激烈的暴力性攻击。
暴力型攻击的特点是攻击持续时间极短,对麻醉雄性或雌性个体的攻击潜伏期短,造成严重伤害,且威胁性攻击比例极低。在采用该方法进行社会应激实验时,重要的是要使用具有攻击性的大鼠品系作为居住者。
必须选择在至少30%的测试时间内表现出攻击性行为的个体。观看本视频后,您应能够准确识别出居住者和入侵者所表现出的所有行为。此外,您还应能够识别暴力行为。
请务必注意,使用同种动物入侵范式进行研究并非没有伦理问题。入侵雄性动物所承受的痛苦应始终与实验的主要目的有明确关联。
本视频展示了大鼠的居民-入侵者实验范式,这是一种在半自然环境中评估攻击性行为的标准方法。该实验旨在诱发进攻性攻击行为,并分析居民大鼠与入侵大鼠之间的社会互动。
居民-入侵者范式为评估啮齿类动物模型中的攻击性行为和社会应激反应提供了一种标准化的行为学检测方法,有助于神经精神类药物研发中的靶点验证。通过量化具有生态学意义的行为指标,如攻击潜伏期、扭打攻击和防御性姿势,该方法能够对调节攻击相关通路的化合物进行机制层面的风险评估。该范式在评估急性和慢性社会应激模型中的应用价值,增强了其在涉及冲动性、暴力行为及应激调节障碍等疾病中的转化研究意义。
居民-入侵者范式适用于从靶点假设验证到临床前药效评估的整个发现连续过程,尤其适用于针对攻击行为、冲动性以及应激相关疾病的中枢神经系统活性化合物的研究。