Name: 评估小鼠自闭症样行为的策略 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-20T13:20:00.000+00:00
Duration: 7 min 38 s
Description: 学习使用小鼠模型评估自闭症谱系障碍行为的标准化方法。通过理毛测试和三箱社交互动实验，研究人员可重复测量重复行为与社交障碍，为神经科学和精神病学研究提供可靠数据。

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我们感谢麦吉尔大学心理学系的 Karim Nader 博士提供动物行为实验设施的使用权限。

所有涉及动物实验的操作和实验均经动物护理委员会（FACC）根据加拿大动物护理委员会、麦吉尔大学动物护理委员会以及美国国立卫生研究院实验室动物福利办公室（OLAW）制定的指导方针批准。麦吉尔大学的公共卫生服务（PHS）保证书编号为 F-16-00005(A5006-01)。
1. 动物准备
<ol>
	<li>实验小鼠：选择 2-3 月龄（8 至 13 周）的雄性和/或雌性小鼠。本实验中使用的所有小鼠均来自 C57BL/6J 背景。对于自我理毛行为及三室社交互动实验，每组建议使用 n = 10-15 只小鼠，最低不少于 n = 8。
	<ol>
		<li>对于基因修饰小鼠，必须以同窝野生型小鼠作为对照。对照组应与实验组在遗传背景、年龄、性别和饲养条件方面相匹配。本研究中使用的纯合转基因小鼠体型正常，未表现出任何明显的生理异常。 
		注意：在某些更复杂的情况下，研究人员可能希望评估两种以上基因型（例如野生型、杂合型、纯合型），研究药物效应（例如给药、溶剂对照、无处理），或比较雄性和雌性。在使用雌性小鼠时，必须考虑其动情周期的影响。尽管雌性小鼠的动情周期对自我理毛行为无显著影响，但已有研究表明，这些周期可能影响社交接近行为及对社交新颖性的偏好37,38。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>陌生小鼠：三室实验需至少使用 8 只野生型小鼠。使用 2 个笼子，每笼 4 只，与实验小鼠匹配年龄、性别及相同的遗传背景（C57BL/6J）。确保陌生小鼠此前未与实验小鼠发生过任何接触。</li>
	<li>饲养条件：每笼群养 3-5 只小鼠（7½" W x 11½" L x 5&#34; H 塑料鼠笼），维持 12 小时光照/12 小时黑暗的循环。在笼内自由提供食物和饮水（ad libitum）。 
	注意：本研究中饲养房间的光照时间为早上 7:00 开灯。</li>
	<li>在实验开始前，至少提前 1 周将小鼠转移至动物行为检测设施39,40。</li>
	<li>操作与行为检测：每天在固定时间进行测试。根据小鼠饲养室的光照周期调整开始时间。首先将小鼠转移至检测室，在行为测试开始前，在弱光条件下适应环境至少 30 分钟。 
	注意：本研究中，小鼠实验通常在早上 7:00 至下午 3:00 之间进行（对应光照时间为早上 7:00 开灯，晚上 7:00 关灯）。因此，实际行为测试的开始时间约为上午 8:00。</li>
</ol>
2. 实验室与设备准备
<ol>
	<li>准备一个总面积在16-36平方英尺（5-12平方米）的小型房间2；6 m2 本研究中保持恒定的温度、光照（可调节的弱光照明）和噪音水平（理想情况下为隔音环境）。
	<ol>
		<li>若使用立式灯具（灯泡23 W，120 V），应将灯具对称放置在装置两侧，距离三室装置至少1 m，以使两侧室光照均匀。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>将装置放置在便携式白色桌面上。进行自我理毛实验时，使用洁净透明的笼子（7½" W x 11½" L x 5" H）。&#34; H 型小鼠塑料笼具）；每只测试小鼠使用一个笼具。笼内铺约 1 cm 厚的新鲜垫料，不添加筑巢材料。垫料类型应与饲养笼相同（此处为新鲜玉米芯垫料（[1/4&#34; 玉米芯垫料 
	注意：笼具应与动物原饲养笼大小相同，顶部配有滤膜盖，但不使用金属网格（通常用于固定饮水瓶和放置食物）。</li>
	<li>对于社会行为实验，使用三室装置进行测试41每个隔室尺寸为20 cm × 40 cm × 22（高）cm，四周由有机玻璃壁包围。两侧隔室通过可移除的透明滑动门（5 cm × 8 cm）与中央区域相连。使用两个金属丝笼（直径：7 cm，高度：15 cm；带盖子，可为空或放置陌生小鼠）。笼子被抬高，并由光滑的不锈钢金属丝杆围合（杆直径：3 mm，杆间距：7 mm）。不应将小鼠停留在笼子顶部的时间计入互动时间。
	<ol>
		<li>若实验中同时包含雄性和雌性小鼠，应为每只金属丝笼标注其专用功能，以尽量减少交叉污染。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>在三脚架上架设顶部或正面摄像头以进行视频录制。确保摄像头电量充足且具有足够的存储空间。</li>
	<li>每次测试小鼠实验之间，需使用无味清洁剂（此处为 Versa-Clean）彻底清洁三室装置和金属丝笼。将清洁剂按1:40的比例用自来水稀释后涂抹于污染表面，再用纸巾擦干，以尽量减少前一只小鼠残留的气味干扰下一次实验。 
	注意：在进行社会交互实验时，不应使用乙醇（70%）或其他有气味的消毒剂清洁实验装置，因为它们可能影响啮齿类动物的社会行为。</li>
	<li>使用隐私遮挡板（如白色塑料板）围绕装置放置，以消除外部环境线索。</li>
	<li>准备一块小白板和一支记号笔。在小白板上记录关键信息，包括小鼠编号、实验名称、日期和实验时间。 
	注意：在录制结束时才将白板展示给摄像机，以防止评分人员在评估小鼠行为前知晓其编号。本研究确保行为评分人员对实验分组保持盲态，以尽量减少潜在偏倚。</li>
</ol>
3. 操作
<ol>
	<li>在行为学实验开始前连续三天进行小鼠抓取训练。</li>
	<li>抓取训练应在相同的测试房间内进行，并尽量安排在每天固定的时间，理想情况下选择在小鼠较为活跃的早晨。</li>
	<li>在连续3天中的每一天，将小鼠带入测试房间，在弱光条件下静置30分钟，使其适应环境。</li>
	<li>经过30分钟的适应期后，打开笼盖，将戴着手套的手伸入笼内，让小鼠自由探索手部约1分钟。</li>
	<li>轻轻地将小鼠用手托起（或使用小段硬纸管将其拾起），松松地握住，让其在手和手腕上探索1至2分钟。若某只小鼠表现出跳跃或攻击性行为，可将其放置于网格上，使其自行平静。</li>
	<li>持续进行抓取操作，直到小鼠能够安静地停留在手上为止。每次接触下一个笼子前，必须更换新手套。</li>
	<li>处理完每笼小鼠后，轻柔地将其放回各自的饲养笼中，然后重复上述操作。</li>
	<li>在完成所有实验组和对照组小鼠的抓取后，更换新手套再处理陌生小鼠，以避免气味信号对实验小鼠造成干扰。</li>
	<li>对陌生小鼠采用相同的抓取方式。</li>
	<li>可选步骤：让陌生小鼠适应金属丝笼和三室装置10至15分钟。 
	注意：该适应过程有助于减少陌生小鼠在三室实验中的焦虑和异常行为。然而，本研究在三室实验中仅关注由实验小鼠发起的社交接近行为（嗅探），无论陌生小鼠是否存在。由于在本检测方法中无法可靠观察到陌生小鼠的回应性嗅探行为，因此不予计数。鉴于三室实验的这一局限性，并为最大限度减少化学信号（如气味）的交叉污染，本实验中陌生小鼠在实验开始前未接触过金属丝笼和实验装置。</li>
</ol>
4. 方法1：通过自我理毛评估重复性行为（图1A）
<ol>
	<li>所有行为学实验均在上午7:00至下午3:00之间进行。</li>
	<li>打开调暗的灯光，具体如上所述。清洁实验台并布置房间。</li>
	<li>为每个测试笼准备一层薄薄的新垫料（如步骤2.2所述）。</li>
	<li>将1-2个笼子放在实验台上，用白色塑料遮挡板将笼子彼此之间以及与房间环境隔开。</li>
	<li>在每个笼子前方放置一台摄像机，用于记录测试小鼠的行为。</li>
	<li>将所有小鼠转移至实验房间，在转移过程中用布质盖布覆盖笼子，以避免小鼠产生应激反应。</li>
	<li>待小鼠放置于测试房间后，移除盖布，让小鼠在调暗灯光下静置至少30分钟，然后再开始实验。</li>
	<li>测试开始时，在白板上记录小鼠的编号及测试相关信息（如步骤2.7所述）。</li>
	<li>开始录像，并将测试小鼠放入测试笼中。</li>
	<li>在20分钟的录像期间离开房间。</li>
	<li>每次测试中，前10分钟视为适应期；随后的10分钟用于观察并评分理毛行为（见第6节）。</li>
	<li>20分钟后返回房间，将白板展示给摄像机，然后停止录像。</li>
	<li>轻柔地将测试小鼠放回其饲养笼中，并重复进行实验。 
	注意：为减少各种外部干扰，需在实验组与对照组之间交叉平衡测试顺序。</li>
	<li>实验结束后，将小鼠送回饲养房间。</li>
</ol>
5. 方法2：三室社交互动实验（图2A）
<ol>
	<li>所有实验均在上午7:00至下午3:00之间进行。</li>
	<li>清洁实验台并打开灯光（调至昏暗状态）。</li>
	<li>将三室亚克力装置放置在实验台上，并用隐私遮挡帘围住四周。</li>
	<li>在上方安装一台摄像机，确保三个 chamber 均处于摄像机的录制画面范围内。</li>
	<li>将测试小鼠和陌生小鼠转移至实验房间。转移过程中用布单覆盖鼠笼，进入房间后取下布单。</li>
	<li>实验开始前，让小鼠在昏暗光照条件下于房间内静置至少30分钟。</li>
	<li>适应期
	<ol>
		<li>在适应阶段，保持三个 chamber 均为空置状态。</li>
		<li>开始时，选择一只测试小鼠，并将其编号写在白板上。</li>
		<li>随后，轻轻地将测试小鼠放入中央 compartment，此时滑动门仍处于关闭状态。</li>
		<li>启动录像，打开滑动门，允许测试小鼠探索三个空置的 chamber。</li>
		<li>离开房间，让测试小鼠在装置中适应10分钟。</li>
		<li>10分钟适应期结束后，返回房间。轻柔地将测试小鼠引导回中央 compartment，并关闭滑动门。</li>
		<li>面向摄像机展示白板，并停止录像。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>社会接近性测试（新奇金属丝笼物体 vs. 新陌生小鼠1）
	<ol>
		<li>在左侧和右侧 chamber 内各放置一个金属丝笼。将这两个笼子分别置于各自 chamber 的对角角落，确保其与墙壁保持5 cm的间隙，以便测试小鼠可在笼子周围自由活动。此外，确保金属丝笼不正对 chamber 的门。</li>
		<li>选择一只陌生小鼠，将其放入其中一个金属丝笼中，另一个金属丝笼保持空置。</li>
		<li>测试开始时，按下录像键并移除两个滑动门，随后离开房间。</li>
		<li>允许测试小鼠在10分钟内探索一个空金属丝笼（位于一个 chamber）和一个含有陌生小鼠（新陌生小鼠1或S1）的金属丝笼（位于另一 chamber）。</li>
		<li>10分钟后，返回房间。将白板面向摄像机展示，并结束录像。</li>
		<li>将测试小鼠重新引导至中央 compartment，并关闭连接门。 
		注意：完成社会接近性测试后，不要从装置中移除金属丝笼，以确保在整个实验过程中其位置保持不变。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>社会新颖性偏好测试（新陌生小鼠2 vs. 已熟悉小鼠1）
	<ol>
		<li>将一只此前未接触过的新小鼠放入先前空置的金属丝笼中（称为新陌生小鼠2或S2）。 
		注意：S2必须来自与S1不同的家庭笼。</li>
		<li>开始录像，并打开连接门，允许测试小鼠在装置中探索10分钟。</li>
		<li>离开房间。测试小鼠将探索两个金属丝笼：一个笼中是此前在社会接近性阶段已接触过的S1小鼠，另一个笼中是新引入的S2小鼠。</li>
		<li>10分钟后，返回房间。将白板面向摄像机展示，并结束录像。</li>
		<li>将所有小鼠（测试小鼠及各陌生小鼠）放回其家庭笼中。</li>
		<li>使用无味消毒剂彻底清洁 chamber 和金属丝笼。确保装置完全干燥后，方可用于下一次实验。</li>
		<li>对所有剩余的测试小鼠重复上述实验。 
		注意：在不同测试小鼠之间，应交替S1和S2小鼠所在金属丝笼的位置（左或右 chamber），以进行交叉平衡，避免对装置某一特定 chamber 产生位置偏好偏差。</li>
		<li>测试结束后，将小鼠送回饲养设施。</li>
		<li>每次测试的各个阶段之间，需停止并重新启动摄像机，从而为每只测试小鼠生成三段各10分钟的视频。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
6. 评分与统计分析
<ol>
	<li>必需设备
	<ol>
		<li>使用两个秒表以及安装有以下软件的计算机或笔记本电脑：Microsoft Excel、GraphPad Prism，以及其他统计软件（如 SPSS），用于评分、绘图和统计分析。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>自我理毛行为评分 
	注意：当小鼠处于舒适环境时，可观察到其低应激状态下的自发性自我理毛行为。通常，小鼠首先用前爪舔舐鼻部和胡须周围区域（阶段 I）。随后可能进入阶段 II 和 III，小鼠用前爪擦拭整个面部和头部。在阶段 IV，小鼠继续理毛身体并舔舐尾巴14.&#160;鉴于小鼠在10分钟测试期内对耳朵（阶段III）和尾巴（阶段IV）的理毛行为较少，且为了提高人工分析的清晰度，将自我理毛行为分为两种主要类型：头面部理毛和尾部理毛。头面部理毛包括舔舐前爪、清洁鼻部以及对面部、耳朵和头部的彻底清洗。尾部理毛则包括舔舐覆盖腹部、背部、后肢和生殖区域的身体部位以及尾巴。
	<ol>
		<li>仔细观察理毛行为并记录理毛发作次数。当小鼠进行一次单独的自我理毛行为时，即视为一次个体理毛会话。将理毛会话定义为从其开始到停止的整个过程，无论其中涉及的具体理毛行为如何。</li>
		<li>如果测试小鼠在不改变姿势的情况下停止理毛数秒钟，则将其视为同一次理毛行为的一部分。然而，若小鼠停止理毛并开始探索，则认为此次理毛行为已经结束。</li>
		<li>此外，只有当小鼠从头到尾连续进行理毛（从第 I 阶段到第 IV 阶段）时，才记录为一次完整的理毛过程。</li>
		<li>记录10分钟测试期间的总梳理时间、梳理次数以及完整梳理次数，并在2分钟、5分钟和10分钟时间点进行观察标记。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>三箱社交互动实验 
	&#8203;该分析可确定每只小鼠嗅探互动的时间和频率（在社交接近实验中为新奇小鼠S1与空笼，在社交新奇性偏好实验中为S1与新奇小鼠S2）。
	<ol>
		<li>使用两个计时器分别记录小鼠在每个笼子中的互动时间以及在每个区域的总停留时间。针对测试的每个阶段（社交接近和社交新奇偏好），记录测试小鼠进入每个区域的次数（总进入次数）。</li>
		<li>通过检测受试小鼠身体进入某一隔室的时间（需四只爪子均进入）来确定其在各隔室中的停留时间（秒）。</li>
		<li>记录测试小鼠嗅探新陌生小鼠（直接面部接触或嗅探陌生小鼠的尾巴）或嗅探空笼子的时间（秒）。将小鼠坐在笼子顶部的情况不视为互动。</li>
		<li>在2分钟、5分钟和10分钟时记录。进行时间依赖性分析。</li>
		<li>比较各组内的社交辨别指数（DI）。 
		注意：交互指数（DI）的计算公式为：DI =（与S1小鼠互动的时间 - 与空笼互动的时间）/ 总互动时间 × 100。在社交新颖性测试阶段，对照组小鼠与S2（陌生小鼠）的互动时间将长于与S1（熟悉小鼠）的互动时间。社交新颖性（社交记忆）的DI计算公式为：DI =（与S2小鼠互动的时间 - 与熟悉小鼠（S1）互动的时间）/ 总互动时间 × 100。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>统计分析
	<ol>
		<li>使用双尾非配对学生t检验计算p值，显著性水平设定为p<0.05 &#60; 0.05，用于两组间的自我理毛时间、理毛次数及完整理毛次数的比较。</li>
		<li>对于三箱实验，使用学生t检验计算两组之间总进入次数的统计学显著性。当组间数据方差齐性假设不成立时（Levene检验p < 0.05），应采用不假设方差齐性的校正t检验（如Welch校正t检验）。 &#60; 0.05），执行韦尔奇t检验以校正偏差，并比较独立组之间的均值。 
		注意：测量总进入次数可评估小鼠的整体活动水平。若实验组小鼠对三箱装置的探索显著少于对照组，则可能引发潜在问题（与小鼠运动功能障碍和高度焦虑状态相关）。为解决此问题，建议结合抑郁样行为测试来评估运动功能和类焦虑行为，因为探索减少可能由上述情况所致。42.</li>
		<li>采用混合设计方差分析（mixed-way ANOVA）比较每次测试中各实验组小鼠在不同腔室内的停留时间以及交互时间。根据实验组数和影响因素的数量，选择使用混合两因素方差分析（mixed two-way ANOVA，两个因素：基因型与腔室侧别，或与空笼和S1，或S1与S2的交互作用），或混合三因素方差分析（mixed three-way ANOVA，三个因素：基因型、处理方式与腔室侧别，或与空笼和S1，或S1与S2的交互作用）。该分析方法特别适用于揭示不同因素之间小鼠社交行为交互作用的统计学显著性。 
		注意：这些因素包括基因型的主效应（不同遗传背景对社交行为的影响）、与笼子互动的主效应（对新陌生小鼠的嗅探和偏好 versus 空笼子或先前接触过的小鼠）、处理的主效应（不同药物处理对小鼠社交行为的影响），以及基因型与处理之间的交互作用（揭示所施加的处理如何影响基因型）。</li>
		<li>随后，使用Bonferroni法 事后检验 采用检验（α水平设定为0.05）进一步评估不同组之间的比较。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

Behavioral Assays for Autism Spectrum Disorder in Mouse Models

作者无任何利益冲突需要披露。

目前，自闭症谱系障碍（ASD）的大多数病因、病理变化和生物学标志物尚不明确或无法获得。ASD的诊断主要依据两组已确立的临床症状：社会交流的持续性缺陷以及过度重复的行为18,19,55。由于ASD是一种涵盖广泛症状的谱系障碍，在实验动物中完全再现ASD症状具有挑战性。尽管如此，评估ASD动物模型行为时需满足三个基本标准：表面效度（该检测能够重现ASD在小鼠模型中的内表型）、构念效度（该检测用于测量真实现象的能力）以及预测效度（模型在检测中的表现可预测对ASD患者治疗效果）56。基于这些标准，我们聚焦于两种用于小鼠的特定行为学检测，以评估在人类ASD患者中观察到的核心行为：通过自我理毛实验测量重复性行为，以及通过社会接近性和对社会新奇性偏好的实验测量社会行为。
在自梳理行为测试中，将小鼠置于其熟悉且舒适的环境中，具体为与家笼相同垫料类型的笼子中。在此条件...

自闭症谱系障碍（ASD）是一种发育性脑部疾病，表现为社交沟通或互动能力受损，以及行为或兴趣的局限性和重复性模式1,2。2022年，全球约每100名儿童中就有1人被诊断为ASD3。根据美国疾病控制与预防中心（CDC）的数据，自2008年以来，ASD的患病率上升了30%，自2000年以来则增长了两倍以上4,5。ASD患者还可能伴有共病情况，例如智力障碍（ID）（35.2%，IQ ≤ 70）、注意缺陷多动障碍（ADHD）（50%–70%）以及其他遗传综合征2,4,6。
在自闭症谱系障碍（ASD）研究中，动物模型（尤其是啮齿类动物）的使用为深入了解多种环境因素（包括饮食、药物、运动和环境富集）的影响提供了重要依据7,8,9,10，以及诸如遗传突变等 Shank、Fmr1、Mecp2、Pten 和 Tsc 突变体11,12,13，对自闭症谱系障碍（ASD）症状的影响。由于小鼠具有社交行为特性，并且在遗传、生化和电生理特征方面与人类具有高度相似性，因此常被用作研究ASD的动物模型。例如，通过删除特定基因（如 Shank3、Fmr1、Cntnap2 和 Pten），异常的社交行为和重复性行为可以被重现，从而为研究提供了高度的有效性14,15,16在此，我们提供了研究动物遗传模型与人类自闭症谱系障碍（ASD）症状之间相似性的实验方案。17我们描述了自我理毛行为和三箱社交互动实验，这两种方法分别反映了自闭症谱系障碍（ASD）患者的核心症状，即刻板重复性行为以及社交互动（沟通）能力障碍。
根据美国精神病学协会《精神障碍诊断与统计手册》第五版（DSM-V）th 根据《精神障碍诊断与统计手册（第五版）》（DSM-5）和《国际疾病分类第11次修订本》（ICD-11），自闭症谱系障碍（ASD）患者表现出受限的、重复的和刻板的行为模式，尤其是非功能性、以身体为中心的重复性行为（BFRBs），例如摇晃身体、自我刺激行为（stimming）、咬指甲、拔毛发、抠皮肤或踮脚行走。18,19在动物中，重复性行为表现为长时间且反复的自我理毛。理毛是啮齿类动物最常见的先天行为之一，其清醒时间中约有40%用于理毛活动。20,21小鼠会本能地舔舐皮肤或毛发，以清除体表的外来污物，从而保持身体清洁、防止损伤、去除寄生虫并调节体温。理毛行为分为两种类型：社会性理毛（异体理毛），即由另一只小鼠进行的理毛；以及自我理毛。自我理毛具有一种刻板且保守的顺序模式，包含四个阶段（多数情况下为离散且非连续的）。22,23在阶段 I（椭圆式抓挠）中，小鼠通过先舔舐双爪，再用爪子在鼻周进行抓挠来启动理毛行为。在阶段 II（单侧抓挠）中，小鼠用爪子非对称地擦拭面部。在阶段 III（双侧抓挠）中，小鼠对称地擦拭头部和耳朵。在阶段 IV（舔舐身体）中，小鼠通过将头部后移转为舔舐身体，并可能将理毛行为延伸至尾部和生殖器区域。当小鼠被单独置于透明笼中时，其自我理毛行为可被轻易识别和观察。当面临压力、疼痛或社会干扰时，小鼠的自我理毛行为会增加，因此在研究神经功能障碍时，自我理毛实验具有重要意义。22. 不同的自闭症谱系障碍小鼠模型，包括具有基因突变的模型（例如 Fmr1−/y，Shank3B−/-，NL1−/−）、药物干预（如 DO34、PolyI:C）以及特定近交系小鼠（如 BTBR 和 C58/J），均表现出过度的重复性自我理毛行为24,25,26,27.
社交行为的改变是评估自闭症谱系障碍（ASD）的标准之一。根据DSM-V和ICD-11，ASD患者表现出持续存在的社交沟通和社交互动障碍18,19。这些障碍可能表现为语言和非语言交流能力的缺陷（例如异常的眼神接触、手势和面部表情）、缺乏与他人分享兴趣和情绪的能力、对社交情境线索缺乏觉察，或在发展人际关系方面存在困难。基于这些社交功能损害的症状，研究人员已设计并优化了多种行为学任务来评估小鼠的社交互动，例如直接社交互动实验、三箱社交接近与社交新奇偏好实验，以及超声波发声（USVs）分析16,28。其中，三箱社交互动实验是广泛用于评估与ASD相关行为的实验范式17,29,30,31。该实验装置由三个相互连通的腔室组成；左右两侧腔室各放置一个金属丝笼，笼子可为空置或容纳一只小鼠，使待测小鼠能够自由地与两个笼子进行互动。在三箱实验过程中，通过两个主要指标来评估待测小鼠社交行为的不同方面。首先，记录待测小鼠与空笼（新物体）以及与容纳陌生小鼠的笼子互动所花费的时间。该部分用于评估小鼠的社交倾向性（sociability）。随后，将一只新的陌生小鼠放入此前空置的金属丝笼中，记录待测小鼠与陌生小鼠和熟悉小鼠互动时间的差异，以评估其对社交新奇性的偏好。在该阶段，正常对照小鼠通常更倾向于与陌生小鼠互动，而非此前已在社交倾向性阶段接触过的小鼠。在ASD小鼠模型中，通常可观察到社交互动缺陷以及与新陌生小鼠互动动机的降低。自问世以来，三箱实验已被证明具有良好的稳定性和可重复性，已被广泛应用于研究多种ASD小鼠模型的社交表型，包括 Fmr1−/−, Shank3B−/-, Cntnap2−/−, 以及BTBR近交系小鼠32,33,34,35,36。
这两种实验利用小鼠自然发生的自发行为作为研究类似自闭症谱系障碍（ASD）行为的有力工具。由于这些实验属于低应激性测试，因此可以在同一批小鼠中依次进行，以评估类似ASD的行为，其中自梳理行为测试优先进行，随后在接下来的几天内进行三箱社交互动测试。我们提供的实验方案为评估类似ASD的行为以及开发新的治疗方法提供了重要工具29,30,31。最终，这些方法将有助于改善ASD患者的生活预后。

<table><tbody><tr><td>1/4英寸Teklad玉米芯垫料&amp;nbsp;</td><td>哈兰，泰克莱德</td><td>7092-7097</td><td>玉米芯垫料产品的原始原料&amp;nbsp; 是100%玉米芯，未使用其他任何成分或添加剂。&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>高清视频录像机传统视频摄像机</td><td>索尼</td><td>HDRCX405</td><td>50 Mbps XAVC S1 1920 x 1080 60P，支持 AVCHD 和 MP4 编码格式。30倍光学变焦 / 60倍清晰影像变焦，可近距离捕捉动态画面。26.8 mm 广角蔡司镜头。</td></tr><tr><td>丁腈无粉检查手套</td><td>Aurelia, 转化</td><td>ASTM D6319-00</td><td>经 ASTM D6978 标准测试，适用于化疗药物</td></tr><tr><td>啮齿类动物塑料笼底</td><td>Ancare</td><td>AN75PLF</td><td>AN75 小鼠 7&amp;frac12;&amp;rdquo; W × 11&amp;frac12;&amp;rdquo; L × 5&amp;rdquo; H</td></tr><tr><td>T&amp;Aring;GARP 落地灯及灯泡&amp;nbsp;</td><td>IEKA</td><td>604.640.49</td><td>灯泡为23瓦特、120伏特。</td></tr><tr><td>Ugo Basile 社交行为检测装置</td><td>Stoelting&amp;nbsp;</td><td>60450</td><td>社交行为实验装置（三室社交测试）是研究小鼠社交行为的有力工具。</td></tr><tr><td>Versa-Clean&amp;nbsp;</td><td>Fisherbrand</td><td>PVCLN04</td><td>清洁剂</td></tr><tr><td>白板和&amp;nbsp; 低气味白板笔</td><td>EXPO</td><td>NA</td><td>粗体黑色白板笔</td></tr></tbody></table>

评估小鼠类自闭症行为的策略

Strategies for Assessing Autistic-Like Behaviors in Mice

自闭症谱系障碍（ASD）是一种神经生物学机制复杂的疾病，具有异质性的遗传病因。临床上，ASD的诊断依据为社交沟通障碍以及限制性或重复性行为，例如拍手或排列物品。这些行为模式可在携带与ASD相关基因突变的小鼠模型中稳定观察到，使其成为研究ASD潜在细胞与分子机制的有力工具。阐明基因改变如何影响ASD中所观察到的神经生物学特征和行为表现，将有助于开发新型靶向治疗化合物，以改善核心行为缺陷。本实验室已采用多种涵盖经过充分验证的训练与测试流程的实验方案，用以反映与ASD相关的广泛行为缺陷。本文中，我们详细描述两种用于研究小鼠模型中ASD核心特征的检测方法：自我理毛行为检测（评估重复性行为）和三室社交互动测试（评估社交接近行为及对社交新颖性的偏好）。

雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通过调控从头蛋白质合成并抑制自噬，在中枢神经系统（CNS）中发挥关键作用43。mTOR信号通路及突触蛋白质合成的失调已被证实与自闭症谱系障碍（ASD）相关28。针对ASD患者的全基因组研究已鉴定出多种与ASD相关的基因突变，其中包括影响mTOR复合物1（mTORC1）信号通路相关蛋白的突变，如染色体10上的磷酸酶和张力蛋白同源物（PTEN）、结节性硬化复合物（TSC1/2）以及脆性X智力低下蛋白（FMRP）44,45,46,47,48,49。在小鼠模型中删除这些蛋白可诱导出类似ASD的行为，包括社交缺陷和重复...

啮齿类动物模型是研究自闭症谱系障碍（ASD）核心行为的有力工具。本文详细阐述了两种用于模拟小鼠ASD核心特征的行为学实验：自我理毛实验，用于评估重复性行为；以及三室社交互动实验，用于记录社交功能障碍。

自闭症谱系障碍（ASD）是一种神经生物学上复杂的疾病，具有异质性的遗传病因。临床上，ASD通过社会交往……

我们的研究聚焦于自闭症谱系障碍（ASD）的病理生理学。具体而言，我们探讨与ASD相关的分子机制以及导致行为障碍的原因。这些研究将有助于开发针对ASD的特异性治疗方法，并改善ASD患者的生活质量。我们研究中的挑战之一是改进与自闭症谱系障碍（ASD）相关行为的研究，并促进不同实验室之间的交流。目前各实验室在行为评估方法上存在很大差异，这严重阻碍了治疗方法向临床转化的进展。因此，我们希望借助我们的实验方案，能够推动这些进展以及全球各实验室之间的沟通与协作。通过优化并详细说明小鼠理毛行为及三室社交实验方案，我们建立了一个稳定可靠的实验框架，研究人员可据此从小鼠自闭症模型中获得可靠且可重复的实验结果。该标准化流程将有助于不同实验室之间更好地开展合作，并促进对研究结果的统一解读，从而加深对自闭症谱系障碍（ASD）的理解，并推动潜在治疗方法的开发。本实验室致力于探究细胞类型特异性的翻译过程在类自闭症行为中的作用机制。此外，我们还研究了在自闭症谱系障碍（ASD）小鼠模型中潜在的治疗应用，例如二甲双胍。首先，打开弱光灯。清洁实验台并布置好房间。用一层新鲜垫料准备每个测试笼。将一到两个笼子放在桌面上，笼子之间以及笼子与房间环境之间用白色塑料遮挡板隔开。然后，在每个笼子前方放置一台摄像机，以拍摄测试小鼠的行为。用布单覆盖笼子，然后将所有小鼠转移到房间内，以避免在转移过程中产生应激。小鼠放置于测试房间后，移去布单。实验开始前，在弱光条件下让小鼠在房间内适应至少30分钟。测试开始时，在白板上记录小鼠的编号和测试信息。将待测小鼠放入铺有新鲜垫料的笼子中。开始录像，然后将待测小鼠放入测试笼中。在20分钟的录制期间离开房间。20分钟后返回房间，将白板展示给摄像头，并停止录制。将测试小鼠放回其所在的饲养笼中，并重复实验。实验结束后，将小鼠送回饲养室。自我理毛实验显示，与对照组小鼠相比，Eif4ebp2 基因敲除小鼠的理毛时间增加。Eif4ebp2 基因敲除小鼠的理毛行为次数显著多于对照组小鼠。首先，清洁实验台面，打开调光灯。将三室聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）装置放置在实验台面上，并用遮光帘围起来。将一台摄像机置于上方，确保所有三个腔室均位于摄像机的录制画面内。然后，将测试小鼠和陌生小鼠转移至房间，在转移过程中用布单覆盖笼子。待它们进入房间后，移除布单。实验开始前，将小鼠置于光线昏暗的房间内至少30分钟。适应期间，保持三个区域为空。选定测试小鼠后，将其编号写在白板上。将待测小鼠放入中心隔室，同时保持滑动门关闭。打开门并开始记录，使待测小鼠在三个空腔内自由探索10分钟。10分钟后，返回房间。轻轻引导测试小鼠进入中央区域，并关闭滑动门。展示白板并停止摄像。将两个金属丝笼分别放置在左右两侧区域的对角角落，呈对角线相对的位置。测量笼子与室壁之间的距离。确保笼子不直接面对室门。选择一只陌生小鼠并将其放入

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Research

科研

JoVE Journal

Behavior

行为

评估小鼠自闭症样行为的策略

本文详细描述了利用克劳利（Crawley）的社会性及社会新颖性偏好测试对小鼠社会行为进行检测的实验方案。我们介绍了该方法的优势及其可能的应用，并包括了对正确解读实验结果至关重要的关键细节。...

社会互动行为评估

尺蠖样运动：自闭症小鼠模型 BTBR T+ Itpr3tf/J 中的一种新型运动刻板行为

本方案描述了一种量化小鼠社交行为的方法。小鼠在特殊笼具中活动和相互作用时被录像，通过视频处理可实现对社交行为的自动化定量分析，具有极高的准确性和可靠性。...

利用自动化图像处理方法对小鼠社交行为的实验评估

高级别的限制性重复行为（RRBs）会扰乱患者的生活。这些行为在啮齿类动物中难以建模，使得针对RRBs潜在治疗或干预措施的基础生物医学研究变得困难。本文介绍了一种新的物体探索方法，可作为检测小鼠高级别RRBs的潜在实验手段。...

小鼠高级重复性行为潜在检测方法：新物体探索实验

本文介绍了一种分阶段的行为学筛选方法，可用于在β-淀粉样蛋白沉积和tau蛋白病变的转基因小鼠模型中，筛选对认知功能和运动功能具有体内疗效的化合物。这些方法经过优化，适用于筛选化合物在短期记忆和工作记忆任务中的活性。...

评估淀粉样蛋白-β和Tau神经病理学转基因小鼠模型中的自发交替、新物体识别和肢体抓握行为

本方案描述了一种基于巴恩斯迷宫测试的行为学实验，用于研究空间环境知识如何调节本能防御行为。...

小鼠本能防御过程中空间记忆作用的研究行为学实验

本研究设计了一套全面的行为测试组合，用于对小鼠与神经退行性变相关的行为变化进行重复评估，包括运动技能、情绪（如社交互动、抑郁和焦虑）以及认知功能。...

用于小鼠运动技能、情绪和认知能力重复评估的行为测试组合

本文介绍了一种通过在可控且氧浓度可变的环境中分娩，以在新生小鼠中诱导缺氧的实验方案。出生时经历氧浓度变化的小鼠模型，其参与诱导自闭症等行为表型改变的miRNA表达水平发生了持久性变化。...

缺氧改变小鼠自闭症谱系障碍非孟德尔遗传相关miRNA水平

疾病、头部损伤、基因修饰以及药物处理均可能对小鼠的行为产生显著影响。通过使用经过充分表征和验证的方法，如弹珠埋藏实验和巢材撕碎实验，可准确记录小鼠的强迫样行为，从而作为人类强迫症和自闭症谱系障碍的动物模型。...

小鼠重复性、强迫样行为检测中的大理石埋藏与巢材撕碎实验

干式巴恩斯迷宫被广泛用于测量动物在轻度厌恶刺激下的空间导航能力。在连续数天的测试中，对照组受试动物的表现（例如 找到逃生笼所需的时间）会逐渐改善，表明其具有正常的學習與記憶能力。大鼠與小鼠之間的差異需要對儀器和方法進行相應調整，本文將詳細介紹這些改動。...

小型与大型啮齿类动物模型的巴恩斯迷宫测试策略

学习使用小鼠模型评估自闭症谱系障碍行为的标准化方法。通过理毛测试和三箱社交互动实验，研究人员可重复测量重复行为与社交障碍，为神经科学和精神病学研究提供可靠数据。

评估小鼠类自闭症行为的策略

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