《年龄和性别对C57BL6小鼠种属型行为的影响.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《年龄和性别对C57BL6小鼠种属型行为的影响.pdf（4页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、安徽农业大学学报， 2006， 33 （3） ： 310-313 Journal of Anhui Agricultural University 年龄和性别对 C57BL/6 小鼠种属型行为的影响* 熊向东1， 2， 徐文锐1， 陈贵海 1* （1. 安徽医科大学第一附属医院神经内科， 合肥 230022； 2. 安徽省六安市人民医院， 六安 237005） 摘 要： 探讨 C57BL/6 小鼠年龄和性别对其种属型行为的影响。结果表明， 老年小鼠的挖掘行为无显著性损 害， 但老年小鼠的作窝能力显著下降。老年和成年雄鼠的挖掘行为均较同龄雌鼠有显著性下降， 老年雄鼠的作窝 能力显著差于同龄雌鼠。
2、储藏实验显现出无论是老年还是成年 C57BL/6 小鼠均无明显的储藏行为。这些结果提 示作窝能力是反映老年 C57BL/6 小鼠衰老效应及性别效应的良好指标， 挖掘行为可以判别各年龄 C57BL/6 小鼠 的性别效应， 储藏行为无实际意义。 关键词： 行为； 记忆； 小鼠； 衰老 中图分类号： R338. 64；R-332文献标识码： A文章编号： 1672-352X （2006） 03-0310-04 Effects of age and sex on species-typical behaviors in C57BL/6 mice XIONG Xiang-dong1， 2， XU Wen
3、-rui1， CHEN Gui-hai1 （1. Department of Neurology， the Affiliated Hospital of Anhui Medical University， Hefei 230022； 2. Peoples Hospital of Luan City， Luan 237005） Abstract： The effects of age and sex on species-typical behaviors in C57BL/6 mice were explored， and the re- sults showed that the burro
4、wing behavior in old mice was insignificantly impaired， but the nesting ability declined significantly in the old and the adult male mice compared to the female mice with corresponding ages. The nesting ability of the old mice significantly declined relative to the adult mice， and the nesting abilit
5、y of the old male mice significantly declined compared to the old female mice. There was nearly no hoarding behavior in both the old and a- dult C57BL/6 mice. The results suggested that nesting is a good test index to detect the effects of age and sex in the old C57BL/6 mice，and the burrowing was us
6、eful to test the effects of sex in the adult and the old C57BL/6 mice， but the hoarding test has no value to evaluate the effects of both age and sex in the C57BL/6 mice. Key words： species-typical behaviors； memory； mouse； aging 种属型行为 （species-typical behaviors） 意指在该 种属中频繁发生的行为。在啮齿类动物， 这些行为 包括： 挖掘
7、（burrowing） 、 储藏 （hoarding） 、 作窝 （nest- ing） 、 攻击 （aggression） 、 疏理 （grooming） 、 父性行为、 母性行为、 性行为， 等等 1。在大鼠， 这些行为虽然 得到了深入研究， 但很少有年龄影响的报道。在小 鼠尤其在老年小鼠， 这种行为很少受到关注。最近， 作者对 SAM 小鼠衰老相关的种属型行为进行了研 究， 发现老年 SAMP8 小鼠的挖掘和储藏行为增加， 而作窝能力下降 2。这种年龄相关性改变是否具 有普遍意义呢？性别对老年小鼠种属型行为是否有 影响呢？为此， 利用 C57BL/6 株小鼠进行了研究。 1 材料与方法
8、1. 1 动物和一般程序 常规条件下喂养的 C57BL/6 株小鼠购自中国 *收稿日期： 2006-04-08 基金项目： 安徽省自然科学基金 （03043708） 和安徽教育厅自然科学基金项目 （2003kj191） 共同资助。 作者简介： 熊向东 （1972 - ） ， 男， 硕士研究生； 陈贵海 （1964 - ） ， 男， 博士， 教授。 * 通讯作者 （Corresponding author） E-mail： chenguihai1964163. com 科学技术大学实验动物中心 （普通级） 。分为成年 组和老年组： 成年组23 只 （10 雄13 雌） ， 7 8 月龄； 老年组
9、 19 只 （8 雄 11 雌） ， 25 26 月龄。小鼠群养 （每笼 4 6 只同性别小鼠） 于垫锯木屑的塑料笼 （25. 5 cm 15 cm 14 cm） 中。所有小鼠接受标准 啮齿类食物， 并自由进水。室内光照遵循 12 h 明暗 周期 （7： 30 开灯） ， 温度恒定于 21 22， 湿度为 55% 5%。入组小鼠要经预选， 有明显缺陷 （外部 肿瘤、 运动能力受限、 白内障） 的动物被剔除。试验 开始 1 h 前动物被带进实验场地。挖掘任务在明周 期内进行， 储藏和作窝任务在暗周期内完成。试验 顺序是： 挖掘 （第 1 d） 、 储藏 （第 2 3 d） 和作窝 （第 4 5
10、d） 2。 1. 2 仪器和行为学测试 2， 3 1. 2. 1 挖掘 与饲养笼完全相同的塑料盒内放置 一个塑料管和一个半圆柱状的白铁皮管。塑料管长 10 cm、 直径 4 cm， 作用是丰富环境， 并提供小鼠另 一个躲避的场所。白铁皮管的半径 5 cm、 长 12 cm。 为了食物能集中在白铁皮管内， 其底部的两端向内 1 cm 处各放置了一个 1 cm 高的横梁， 2 个横梁间的 空间内装了 40 g 的黄豆。至少在暗周期开始前的 2 h， 每只小鼠 （没有剥夺食物） 单个放进实验笼。2 h 后被小鼠挖掘出金属管的黄豆被称重。 1. 2. 2 储藏 一个大小为 30 cm 20 cm 15
11、 cm 的密闭纸板盒内衬以金属网， 网内垫以木屑。盒的 一端连一个长为 60 cm 的金属网管。在网管的远端 放置 50 g 重的普通食物丸 （每丸约 2 g） 。在暗周期 刚开始前， 小鼠被单独放进盒子， 盒内有水供自由饮 用。次日晨在盒内发现的食物丸被称重并被视为储 藏的重量。 1. 2. 3 作窝 试验前小鼠的饲养笼内放上新垫料， 并提供食物和水。6 片等大的纸巾 （5 cm 5 cm） 等 距离放置于每笼的垫料上， 以提供小鼠作窝的材料。 天刚黑时， 小鼠单独放进饲养笼。经过一夜后， 小鼠 所做的窝通常是一个浅的木屑坑， 撕碎或整个的白 纸巾散开或围绕有时可能是覆盖浅坑。窝的质量按 下
12、列标准分级： 0 = 无坑无纸巾； 1 = 仅有浅坑而无碎 纸巾； 2 = 有坑， 有碎或整纸巾， 或聚在坑的周围或在 坑内； 3 = 碎或整的纸巾围以垫料坑， 而坑形成了杯 形的窝； 4 = 碎纸巾形成了球形窝并将小鼠盖住。 1. 3 统计学分析 所有结果均由均值 标准误表示。挖掘实验中 的资料经方差齐性检验表明方差不齐， 故连同作窝 实验中的非参数资料， 使用 Kruskal-Wallis 检验以检 测年龄和性别效应。为了避免年龄或性别相关性改 变的不同模式的干扰， 使用了 “单年龄 （sa - ） ” 或 “单性别 （ss - ） ” Kruskal-Wallis 检验进一步检测同 年龄
13、下的性别效应或同性别下的年龄效应 2。差 异的显著性水平定为 P 0. 05 ） ， 25 月龄和7 月龄雄鼠的挖掘量均显 著低于同龄雌鼠 （Ps 0. 05） . The weight burrowed by the male mice was significantly less than that by the age-matched female mice at age of 25 or 7 months respectively （Ps 0. 05） 图 1 不同年龄和性别的 C57BL/6 小鼠挖掘的重量 Figure 1 The weight burrowed in the C5
14、7BL/6 mice with different age and sex 2. 2 储藏 经过一夜， 无食物被小鼠搬进笼子里， 但小鼠均 进入过网管， 大多数网管里有小鼠咬过的和吃过的 食物。 2. 3 作窝 对所有小鼠而言， Kruskal-Wallis 检验显示25月 龄小鼠作窝的质量显著差于7月龄小鼠x2 （1， 40） = 10. 113，P = 0. 001 ， 而性别对小鼠作窝的质量无 11333 卷 3 期熊向东等 年龄和性别对 C57BL/6 小鼠种属型行为的影响 显著影响 x2 （1， 40） = 1. 908， P = 0. 167 ，见图 2。 ss-Kruskal-W
15、allis检验显示单独的雄鼠和雌鼠的年龄 效应均有显著性 x2 （1， 16）= 7. 155， P = 0. 007； x 2 （1， 22） = 4. 345， P = 0. 037， 见图 2 。sa-Kruskal-Wallis 检 验显示 25 月龄雄鼠作窝的质量显著差于同龄雌鼠 x 2 （1， 15）= 4. 770，P = 0. 029 ， 7 月龄小鼠无性别效 应 x2 （1， 21）= 0. 217，P = 0. 641 ， 见图 2。 25 月龄小鼠的作窝能力比 7 月龄小鼠差（P = 0. 001） ， 25 月龄雄鼠的作窝能力差于同龄雌鼠 （P 0. 05） The n
16、esting ability of the 25 month mice was significantly inferior to that of the 7 month mice （P = 0. 001）， and the nest- ing ability of the 25 month male mice was significantly poor compared with that of the age-matched female mice （P 0. 05） 图 2 不同年龄的 C57BL/6 小鼠在作窝任务中平均得分 Figure 2 The average scores o
17、f the different-age C57BL/6 mice in the nesting task 3 讨论 业已证明， 小鼠的挖掘、 储藏和作窝行为依赖于 海马的完整性 3， 而挖掘和作窝行为还取决于内侧 前额叶的完整性 4。已知海马和大脑皮质对衰老 是易损的 5-10， 但人们很少知道衰老是否影响啮齿 类和其它哺乳类动物的种属特异性行为。所以作者 就年龄和性别对 C57BL/6 株小鼠的 3 种种属型行 为是否有影响进行了研究。本试验结果表明， C57BL/6 小鼠的挖掘行为无年龄相关性改变， 但作 窝能力随年龄增加而减退， 尤以雌鼠明显。令人惊 奇的是， 无论是成年还是老年 C57
18、BL/6 小鼠几乎没 有储藏行为。 无论是在大鼠还是在小鼠， 挖掘都是未得到深 入研究的行为。小鼠的挖掘行为意味着其欲建立洞 穴定居。C57BL/6 小鼠挖掘方式是面朝内进入管 子， 用前爪挖开目标物， 随后用后爪将挖掘物踢出管 子 3。本研究结果表明， 老年 C57BL/6 小鼠的挖掘 行为无显著性损害。这与 SAMP8 小鼠不同。在 SAMP8 小鼠， 其挖掘行为随衰老而增加 2。但是， C57BL/6 小鼠挖掘行为的性别差异明显。本研究结 果显示， 无论是老年雄鼠还是成年雄鼠， 其挖掘行为 均较同龄雌鼠显著性下降。所以， 虽然研究老年 C57BL/6 小鼠的挖掘行为不能反映出衰老效应，
19、但 是挖掘行为是研究该株性别效应的良好行为学指 标， 为进一步研究性别差异的机制提供了目标。 将食物储藏在窝内以备万一需要时提取是在许 多种属充分观察到的现象 11， 尤其是在啮齿类动 物。在小鼠， 仅有很少的研究探讨了脑区与储藏行 为的关系 3， 4。它们提示正常的储藏行为更多地依 赖于海马， 但也与内侧前额叶皮质有关。以往的研 究结果表明， 无论是 SAMP8 小鼠还是 SAMR1 小鼠， 储藏的食物量随年龄而增加 2。但是， 在本试验 中， 大多数网管里的食物被 C57BL/6 小鼠挖开， 但 没有真正的储藏行为发生。已有文献表明 C57BL/ 6J 小鼠储藏食物的量与其挖掘量相比是很少
20、的 3。 为何 C57BL/6 小鼠不储藏或很少储藏食物？可能 的原因是： C57BL/6 小鼠不喜欢吃储藏实验所用 的食物； C57BL/6 是优秀的游泳选手， 但在旱性旷 场内进行的认知任务如新物体再认任务中成绩很差 （作者未发表的资料） ， 提示该株小鼠可能起源于水 中 12， 在进化过程中很少需要储藏技能， 使它们管 理储藏行为的神经系统先天性功能低下； C57BL/ 6 株小鼠体内储存了较多的脂质 13， 这可能抑制了 储藏行为。因此， 储藏行为不是测定 C57BL/6 小鼠 脑衰老效应的有用指标。 作窝是一种尚未很好特征化的啮齿类动物的种 属型行为。以往的研究已提示差的作窝行为与沙
21、土 鼠、 大鼠和小鼠的海马损害相关联 3， 14-17， 并与仓 鼠、 大鼠和小鼠的内侧前额叶皮质的损害相关 联 3。本研究结果表明， 老年 C57BL/6 小鼠的作窝 能力显著下降， 这与在老年 SAMP8 小鼠中的研究结 果一致 1。值得注意的是， 老年雄鼠的作窝能力下 降更明显， 显著差于同龄雌鼠。这意味着老年雄鼠 控制作窝行为的脑结构如海马和 （或） 内侧前额叶 皮质 3， 4损害比老年雌鼠更重。由于作窝行为是一 种与基本生活密切相关的行为， 它是否预示着人群 中的一种常见现象， 即男性老年人操持家务少而女 性老年人操持家务活多？另一种可能的解释是在衰 老过程中， 脑功能选择性衰退的时
22、间顺序存在性别 差异导致了老年雄鼠的作窝本领比老年雌鼠更差。 若果真如此， 则可利用作窝行为为指标， 以老年 C57BL/6 小鼠为研究对象来研究脑衰老的年龄和性 别特异性。 213安徽农业大学学报2006 年 参考文献： 1 Whishaw I Q， Sarna J R， Pellis S M. Evidence for rodent- common and species-typical limb and digit use in eating， derived from a comparative analysis of ten rodent species J . Behav Brai
23、n Res， 1998； 96： 79-91. 2 Chen G H， Wang Y J， Wang X M， et al. Effect of aging on species-typical behaviors in senescence accelerated mouse J . Physiol Behav， 2005； 85： 536-45. 3 Deacon R M J， Croucher A， Rawlins J N P. Hippocampal cytotoxic lesion effects on species-typical behaviours in mice J . B
24、ehav Brain Res， 2002， 132： 203-213. 4 Deacon R M J， Penny C， Rawlins J N. Effects of medial prefrontal cortex cytotoxic lesions in mice J . Behav Brain Res， 2003， 17： 139-155. 5 Armbrecht H J， Boltz M A， Kumar V B， et al. Effect of age on calcium-dependent proteins in hippocampus of senes- cence-acc
25、elerated mice J . Brain Res， 1999， 842： 287- 293. 6 Favrelire S， Stadelmann-Ingrand S， Huguet F， et al. Age- related changes in ethanolamine glycerophospholipid fatty acid levels in rat frontal cortex and hippocampus J . Neu- robiol Aging， 2000， 21： 653-660. 7 Grill J D， Riddle D R. Age-related and
26、laminar-specific dendritic changes in the medial frontal cortex of the rat J . Brain Res， 2002， 937： 8-21. 8 Nicolle M M. Gallagher M，McKinney M. Analyses of hip- pocampal circuitry in aging J . Neurobiol Aging， 1999， 20： 359-360. 9 Schuff N， Amend D L， Knowlton R， et al. Age-related me- tabolite ch
27、anges and volume loss in the hippocampus by magnetic resonance spectroscopy and imaging J . Neurobi- ol Aging， 1999， 20： 279-285. 10Stoelzel C R， Stavnezer A J， Denenberg V H， et al. The effects of aging and dorsal hippocampal lesions：perform- ance on spatial and nonspatial comparable versions of th
28、e water maze J . Neurobiol Learn Mem， 2002， 78： 217-233. 11Charron I， Cabanac M. Influence of pellet size on rats hoarding behavior J . Physiol Behav， 2004， 82： 447-451. 12Ellison G T H. Why do pouched mice（ Saccostomus campestris）hoard food J . Physiol Behav， 1996， 59： 375- 381. 13Day D E， Mintz E
29、M， Bartness T J. Diet self-selection and food hoarding after food deprivation by Siberian hamsters J . Physiol Behav， 1999， 68： 187-194. 14Lacroix L， Broersen L M， Weiner I， et al. The effects of ex- citotoxic lesion of the medial prefrontal cortex on latent in- hibition，prepulse inhibition，food hoa
30、rding，elevated plus maze，active avoidance and locomotor activity in the rat J . Neuroscience， 1998， 82： 431-442. 15Cabanac M，Richard D. Acute intraventricular CRF lowers the hoarding threshold in male rats J . Physiol Behav， 1995， 57： 705-710. 16Cabanac M，Dagnault A，Richard D. The food-hoarding threshold is not raised by acute intraventricular NPY in male rats J . Physiol Behav， 1997， 61： 131-135. 17Antonawich F J， Melton C S， Wu P， et al. Nesting and shredding behavior as an indicator of hippocampal ischemic damage J . Brain Res， 1997， 764： 249-252. 31333 卷 3 期熊向东等 年龄和性别对 C57BL/6 小鼠种属型行为的影响