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题目:早期社会环境对棕色田鼠婚配制度相关行为的影响及其神经内分泌机制研究

关键词:棕色田鼠;配偶关系;父本行为;伏隔核;内侧视前区;多巴胺系统

  摘要


配偶间长期稳定的亲密关系是包括人类在内的单配制哺乳类社会关系的重要组成部分,作为长期进化的结果,它的存在不但对动物的生存和繁殖具有重要意义,还可以有效减少抑郁情绪的发生,增强机体的免疫力和保护心脑血管健康等。所以有关这方面的研究不仅有助于我们理解配偶关系的生物学基础,更好地理解人和动物婚配体系的形成机制,还可指导人们适时提供恰当的亲本照顾,保证人和动物的身心健康。然而由于内在的复杂性和缺少合适的动物学模型,我们对调控这种关系的潜在生物学机制还知之甚少。先前研究发现不同婚配体系的田鼠类动物双亲投资水平上存在较大差异,而且很少有父本行为的发生。研究还表明母本行为的水平可通过表观遗传学机制进行代间传递,那么通过早期社会隔离和父本剥夺改变双亲投资的水平和模式是否会影响到后代的配偶选择倾向和父本照顾的水平?通过什么途径?和其相关的神经内分泌模式是否发生相应的变化?有关这些问题目前还不清楚。因此本研究以单配制的棕色田鼠(Microtus mandarinus)为动物模型,探讨早期不同的双亲投资对幼仔超声及其亲本照顾行为的影响,对子代成年后婚配制度相关行为的影响,及其相关神经内分泌物质的改变。
(1)幼仔发出的超声在双亲和幼仔互作中发挥重要的通讯作用,为了研究早期社会隔离是否通过影响超声而影响后代的进一步发育,本部分研究了早期社会隔离对棕色田鼠幼仔发出的的超声及其发育的影响。通过比较对照组(正常饲养)和早期社会隔离组(在幼仔出生后的0-13天,每天将幼仔与亲本隔离3小时)棕色田鼠亲本育幼行为、幼仔的超声、体重变化和睁眼时间,结果表明:早期社会隔离组幼仔发出超声的次数显著少于对照组。隔离组幼仔单个超声的持续时间在出生后第2天和第5天长于对照组,但是在第14天短于正常组。隔离组幼仔的超声频率在第1周为18–45 kHZ,变化范围大于对照组;在第8天和第11天为18–30 kHZ,变化范围小于对照组;而两周以后稳定在25 kHZ左右,与对照组相似。早期社会隔离还显著减轻了幼仔的体重,导致睁眼时间提前。而且对照组中幼仔的超声次数和亲本的投资呈明显的正相关。结果还表明幼仔的超声具有明显的日龄特征,是亲本和子代间一种有效的交流方式。棕色田鼠的超声模式与单配制物种相似,在个体早期均具有高水平超声,进一步证明了物种的超声模式与该物种的婚配制度密切相关。
(2)幼仔隔离对棕色田鼠亲本育幼行为的影响:通过比较对照组和幼仔隔离组在幼仔不同日龄的亲本育幼行为,结果表明,对照组田鼠雌雄亲本的共同蹲伏行为在幼仔出生后第10天达到最高,环境探究行为在第17天达到最高;然而幼仔隔离组田鼠雌雄亲本没有呈现该规律。在幼仔出生后第3天幼仔隔离组雌雄亲本的共同蹲伏行为高于对照组,但是在第10天却少于对照组。对照组和幼仔隔离组雌雄亲本的筑巢行为均在幼仔17日龄达到最高。幼仔长期隔离显著减少了亲本的舔饰理毛行为和筑巢行为。另外,在幼仔出生后第3天,母鼠在幼仔隔离后单独的蹲伏行为明显减少,但增加了环境探究行为和取食行为;幼仔隔离组父鼠减少了舔饰行为。在幼仔出生后第10天,幼仔隔离组母鼠增加了携回行为,减少了舔饰行为,筑巢行为和取食行为;幼仔隔离组父鼠减少了携回行为和筑巢行为。在幼仔出生后第17天,幼仔隔离组母鼠增加了携回行为,减少了筑巢行为;幼仔隔离组父鼠减少了携回行为,舔饰行为和筑巢行为。总之,不断的幼仔隔离影响了雌雄亲本的双亲照顾行为,且雌雄亲本间有差异,这些行为的改变可能与隔离引起的幼仔超声的变化密切相关。
(3)父本剥夺对子代棕色田鼠成年后配偶关系形成的影响及其机制研究:本实验通过分析父本剥夺对子代成年后的配偶偏好形成、血清皮质酮水平和中枢伏隔核中多巴胺受体mRNA表达的影响,结果表明:父本剥夺干扰了子代雌性配偶偏好的形成,减少雌雄个体的亲密类行为,增加了雌雄个体的攻击类行为。在社会互作实验当中,父本剥夺组雌性探究行为和攻击行为减少,靠近行为和自饰行为增加;父本剥夺组雄性对视,攻击,靠近和自饰行为均减少。父本剥夺还减少了子代雌性伏隔核中多巴胺Ⅰ型受体和Ⅱ型受体mRNA的表达,但是增加了两种受体在雄性个体中的表达。雌雄共居3天后,对照组雌雄个体两种受体的变化趋势均呈负相关,但是父本剥夺组雌雄个体两种受体的表达变化却呈正相关。父本剥夺处理还减少了雌性个体血清皮质酮水平,但是增加了雄性个体的皮质酮水平。共居3天后,父本剥夺组雌性的皮质酮水平没有改变,但是正常组雌性却减少了。总之,父本剥夺抑制了子代雌性配偶关系的形成,改变了雄性的社会行为。这些行为的改变与血清皮质酮水平,中枢伏隔核多巴胺受体的表达密切相关。
 (4) 早期社会隔离对子代棕色田鼠成年后配偶关系形成的影响及其机制研究:通过分析早期社会隔离对子代成年后的配偶偏好形成、血清皮质酮水平、中枢腹侧被盖区和黑质中多巴胺能神经元数量、伏隔核中多巴胺水平和受体表达的影响,结果表明:早期社会隔离显著阻碍了子代配偶偏好的形成;隔离组子代会花费更多的时间探究陌生鼠的箱子,对陌生鼠表现出更多的攻击行为。雌雄共居3天并没有改变隔离组雄性血清皮质酮水平,但是正常组雄性血清中皮质酮水平增加;而隔离组和正常组雌性血清皮质酮浓度均减少。早期社会隔离还显著增加了雄性皮质酮浓度,但雌性没有改变。共居3天后,正常组和隔离组中,雌雄个体腹侧被盖区和黑质中多巴胺能神经元数量均增加。但是与正常组相比,早期社会隔离并没有对这两个脑区多巴胺能神经元数量产生影响。早期社会隔离显著增加了伏隔核中多巴胺水平。隔离还增加了雄性伏隔核中多巴胺Ⅰ型和Ⅱ型受体mRNA的表达,但是仅增加了雌性多巴胺Ⅰ型受体的表达,抑制了多巴胺Ⅱ型受体的表达。总之,早期社会隔离抑制了子代配偶关系的形成,而且这种变化与血清皮质酮水平,伏隔核多巴胺系统密切相关。  
(5)早期社会环境对子代棕色田鼠成年后父本行为的影响及其机制研究:本实验设置了早期社会隔离和父本剥夺两种早期应激模型,分析了子代成年后的父本行为、血清中的皮质酮水平、雌激素水平和催产素水平、伏隔核中多巴胺受体和催产素受体表达、内侧视前区雌激素α受体和催产素受体的表达,结果表明,父本剥夺组田鼠显著增加了自饰行为,减少了幼仔的携回行为;早期社会隔离组田鼠静止行为增加,蹲伏行为减少。早期社会隔离显著增加雄性的皮质酮水平,伏核中多巴胺Ⅰ型受体的表达,减少了内侧视前区雌激素α受体和催产素受体的表达。父本剥夺减少了内侧视前区雌激素α受体的表达。综上所述,早期社会环境会明显影响子代成年后的父本行为,这些行为的变化与血清皮质酮、伏隔核多巴胺Ⅰ型受体、内侧视前区雌激素α受体和催产素受体的变化密切相关。
综上所述,我们发现棕色田鼠幼仔表现出了单配制物种的超声发生模式,而且早期社会隔离明显影响到了子代的超声和亲本的照顾行为。早期社会环境如早期社会隔离和父本剥夺,显著影响了子代的配偶关系形成和父本行为。这些行为的改变与血清皮质酮水平,伏核中多巴胺系统,内侧视前区雌激素α受体和催产素受体的表达密切相关。