用于孤独症小鼠模型的行为检测方法（1）：社交互动和社交沟通检测

孤独症( autism) 是一种复杂的神经发育障碍性疾病，具 有很高的遗传性，全球人群发病率为 0． 6% ～ 1． 0% ，男女比 例接近 4∶1。鉴于孤独症患病率的上升及其产生的不良社 会影响，急需临床前研究寻找其发生的潜在原因、探索深层的神经生物学机制及发现新的治疗干预策略。通过构建小 鼠模型研究孤独症病理机制是目前实验室主要方法之一。具体为敲除特定的孤独症风险基因或使染色体缺失以及插 入人源化的基因来构建孤独症小鼠模型。由于孤独症仍 缺乏一致的生物标志物，因此评估模型构建成功与否以及后 期的孤独症分析主要基于行为学评估。美国《精神障碍诊断与统计手册》( 第 5 版) 诊断孤独症包括两个核心要素: ( 1) 社交互动以及社交沟通受损: 对同龄人的兴趣减少和维持社交互动困难，无法使用眼神和面部表情进行沟通，语言延迟，语言理解的缺陷和对声音的反应迟钝等; ( 2) 刻板运动和重复的行为模式，以及狭隘的兴趣活动: 运动定型，重复使用某 一物体，强制性仪式性活动等。因此对于孤独症小鼠模型行为分析也主要集中在这两个方面，在此我们对评估孤独症 小鼠模型行为检测方法做一综述。

1、社交互动和社交沟通检测

1.1   社交互动检测  小鼠是一种高度社会性的动物，社会活动十分丰富。孤 独症小鼠模型相互间社交互动行为症状与人类孤独症行为症状类似，表现为各种社交互动或联系减少，主要包括游戏行为如追逐、搏斗等，社会探索如接触、用鼻子嗅闻躯体等，性活动如追逐异性、用鼻子嗅探生殖器、交配行为、舔生殖器 等，攻击行为如威胁、撕咬等活动的减少。

1.1.1  幼鼠社交互动检测    幼鼠社交互动检测( juvenile reciprocal social interactions) 实验用于评估幼鼠发育过程中社交互动行为有无受损，测试对象为 21～24 d 龄小鼠，实验场所可以使用标准小鼠笼 ( 46cm×23.5cm×20 cm) 或其他可 以详细观察小鼠互动情况的场所如旷场等。将幼鼠隔离单独饲养 1 h 后按照同性别、同年龄两两匹配后同时放入观察场所。视频录制 10 min 后分析以下参数: 鼻对鼻嗅闻( 嗅对 方鼻子和鼻周区域) 、对向运动( 正面朝向另一只小鼠运动， 间距小于其身体一半的长度) 、跟随( 跟在另一只小鼠后面， 保持步调一致) 、鼻子嗅肛门生殖区、推动爬行( 将头挤在另一只小鼠的身体下方或者挤在身体与墙壁之间) 等。所用 指标包括上述事件发生的次数和持续时间。注意对实验参 数进行优化以满足实验要求: 如参数的记录条件、每次持续实验时间、每天进行的次数、先前的社会隔离时间长短、配对的性别、年龄组成等。同一小鼠可以在不同的年龄段重复测 试该行为，因此可以让研究人员评估小鼠在幼年、成年、老年 等不同阶段的脑功能发育轨迹。除了社交互动，此实验可同时评估社会探索能力( 如记录分析实验小鼠嗅闻笼壁， 攀爬次数等) 和理毛行为( 梳理毛发的次数与时间) 等。

1.1.2  居住-入侵以及性行为检测     除了上述社交互动检测以外，我们还可以对小鼠侵略行为及性行为进行检测，一 般同性之间测试侵略行为活动，异性之间检测性行为活动。实验设备同上述实验，不同的是实验鼠在实验场所内先适应30 min，然后放入陌生鼠( 非同窝同基因型入侵鼠) ，参数包 括从入侵者进入到发生交互行为的时间、有无攻击、攻击行 为的次数、持续的时间等。当进行异性性行为检测时，需要 事先合笼适应 3d 后再隔离饲养 2d，以减少/消除攻击行 为。通过参数的分析对比可以评定孤独症小鼠社交互动中侵略行为和性行为有无受损。

1.1.3   三箱社交接触检测   三箱社交接触( social approach) 检测被用于评估小鼠社会性，主要是观察实验小鼠在陌生鼠 ( 非同窝同基因型或不同基因型小鼠，如实验鼠是 C57，陌生鼠用 129Sv /ImJ 小鼠，年龄 8～14 周，性别相同) 和新奇物体 ( 如体积与陌生鼠类似的塑料杯等) 之间探索和接触的差异， 社会性强的小鼠对陌生鼠有更强的倾向性，表现为正常的社 会接触与融入能力; 相反，则反映出其社会接触能力受损。实验在三箱( 40cm×60cm×23 cm) 中进行。由三个相连的 无盖箱体( 40cm ×20cm×23 cm) 连接而成，在两端箱体左右对称放置带栅栏的罩子，分别罩住新奇物体和陌生小鼠，实验鼠先 放入三箱的中央箱子，适应10 min ( 或 者 5min) 后同时打开连接左右箱体的通道，让实验鼠在三箱中自由穿梭，视频录制实验鼠的活动 10min。观察参数包括实验鼠分别进入两端箱子的次数以及与新奇物体和陌生鼠 接触的持续时间。陌生鼠被限制在罩子内，罩子的间隙允许小鼠间进行嗅觉、视觉、听觉和一些触觉接触，同时防止侵略行为和性接触行为发生，确保行为发动方为实验鼠，确保实 验鼠主动性社会接触的纯粹性。同样，这一行为测试可以重 复测试相同的小鼠，从而评估发育的轨迹。

1.1.4    分区社交接触检测   除了三箱实验，我们还可以使 用另一个简单的装置测试社交接触能力，即分区社交接触检 测( partition test) : 使用一个带孔透明隔板或者网状物将标准鼠笼分割成两半，实验鼠可以看到，听到和闻到陌生鼠，但是不能进行物理接触。在分区附近活动的时间和次数代表了对陌生鼠的兴趣程度。可以按顺序放置不同的陌生鼠来评估实验鼠的社交偏好和社交记忆( 陌生鼠再次放入时参数的改变或者与其他初次接触的陌生鼠参数对比差异) 。

1.1.5  社交偏好测试  社交偏好测试可以用于评估社会地 位、社交认知和社交记忆。在某侧花费更长的时间或者更多的次数被定义为偏好一侧。实验装置有以上提及的三箱和分区测试装置，孤独症小鼠与陌生鼠和熟悉鼠接触的不同行为表现可以用于评估其社交认知能力。还可以将 Y 迷宫与 三个鼠笼通过隧道相连，测试实验鼠的偏好。参数包括实验鼠花费的时间或者偏向的次数。

下一篇继续讲解用于孤独症小鼠模型的行为检测方法（2）：社交沟通检测；（3）：刻板运动和狭隘的兴趣活动。