ICR小鼠个体识别的探究

杨斌 马茗 杨梅

摘 要：利用习惯化-去习惯化方法探讨了成年ICR品系小鼠的个体识别，每只实验雄鼠与陌生刺激鼠进行5次短暂的社会互作测试（每次测试5min或10min，间隔10min），前4次使用相同的刺激鼠，第5次使用新的刺激鼠，分析实验鼠对陌生鼠探究频次和持续时间的变化以评估其个体识别能力。结果发现：如果每次的社会互作时间是5min，实验鼠对刺激鼠的探究行为没有显著差异；如果每次的社会互作时间是10min，实验鼠对同一刺激鼠前4次的探究行为逐渐减少，但在第5次对新刺激鼠的探究行为明显增加。这些结果表明成年雄性ICR小鼠可以通过习惯化-去习惯化机制形成个体识别，且这种识别受到社会互作时间的影响。

关键词：习惯化；识别；社会探究；气味

中图分类号 Q958 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）08-0101-03

Investigation on Individual Recognition in ICR Mice

Yang Bin et al.

（College of Biology Sciences and Engineering，North Minzu University，Yinchuan 750021，China）

Abstract：In this study we assessed individual recognition in adult ICR mice by habituation–dishabituation paradigm. The test male subject is exposed to a novel stimulus animal for 5min or 10min. We repeated this sequence for four trials using a 10min interval between trials and introduced the same stimulus to each experimental mouse in all four trials. During the fifth trial，the subject is presented with a novel stimulus animal. Individual recognition can be assessed by reduced investigation on each trial. The results showed that mice spent similar amounts of time investigating the stimulus animal during four 5min trials. However，if the subject male is exposed to the stimulus animal during four 10min trials，level of olfactory investigation decline across the four exposures of same individual，and increase when presented with a novel one. These results indicated that，using the habituation/dishabituation paradigm，ICR mice may established normal individual recognition，which can be affected by duration of social interaction..

Key words：Habituation；Recognition；Social investigation；Odor

識别一个熟悉个体的能力是形成所有社会关系的基础。在人类和其它灵长类动物中，社会识别主要依赖于视觉和听觉[1]。但对于其它大多数哺乳动物而言，尽管听觉和视觉也起重要作用，但社会性关系主要通过气味或信息素信号被编码[2]。个体识别在生殖、领域防卫、优势等级制度的建立等方面具有关键作用[1]。它不仅是一种动物个体之间相互辨识的能力，也是大多数群居动物生存的基本技能之一。因此，对个体的生存和社群的稳定有重要意义。在研究动物的个体识别时，习惯化-去习惯化（habituation-dishabituation）是常用的方法。习惯化是最简单的一种学习类型，就是当刺激连续或多次重复发生时，动物对其作出的行为反应持久性衰减。去习惯化是当动物对某一刺激形成习惯化后，给予其一个新的刺激，使其又恢复反射行为。基于大鼠和小鼠具有很强地探究陌生个体的习性，Thor和Holloway（1981）采用习惯化-去习惯化方法来研究动物的短期的社会识别能力：当一个陌生个体（刺激鼠）第一次被放入大鼠或小鼠（实验鼠）饲养笼内时，实验鼠将频繁地探究刺激鼠，如果移除刺激鼠，过一段时间后再次放回它，实验鼠对它的探究行为将减少，这是一种短期记忆。用这种方法研究大鼠发现，间隔30min后大鼠对先前刺激鼠的探究时间减少，对另一陌生鼠的探究时间会增加。2～4h后对二者的探究时间没有明显差异。从而认为大鼠对陌生个体的短期记忆在30min左右，而且雌、雄之间的记忆存在性别差异[3]。通过反复呈现相同刺激鼠可以延长记忆的持续时间，用这种方法研究大鼠发现，其记忆可以延长至2h[4-5]。短期记忆（1h内）是一种记忆形式，不同于对配偶或亲缘识别的数天、数周或数月的记忆，二者涉及到不同的认知和神经系统[1]。对大鼠和棕色田鼠（Microtus mandarinus）研究发现，早期社会隔离、母性隔离及父本剥夺会伤害这种识别[6-8]。

ICR品系小鼠除了应用于免疫学、病理学和药理学外，也被广泛应用于行为神经科学[9-11]。远交群ICR小鼠表现出了最活跃的探索行为和最快的对新环境的适应速度，同时在对环境记忆方面的表现也优于近交系的BALB/c和C57BL/6小鼠。例如，与C57BL/6和BALB/c小鼠相比，他们花费更少的时间适应性新的环境，并且有更好的环境记忆能力[12]；水迷宫实验发现，雌性较雄性具有更好的空间记忆表现[9]。但关于该品系小鼠的个体识别记忆的研究未见报道，本实验拟通过习惯化-去习惯化方法探讨雄性ICR小鼠的个体识别。

1 材料与方法

1.1 材料 SPF级ICR雄性小鼠，10周龄，体重32g左右，宁夏医科大学实验动物中心提供（生产证号，SCXK（宁）2011-0001）。塑料饲养笼（32×21.5×17cm）饲养，饲料和饮水充足。室温25℃，光照周期12L：12D，食物、饮水充足。

1.2 方法 采用Winslow和Camacho（1995）改进的习惯化-去习惯化模型，在这个模型中，探究行为共测试五次，在第四次测试后，使用一个新的刺激鼠以排除实验鼠减少探究是因为疲劳的可能性，具体见图1。熟悉性通过前四次测试后探究行为的减少来判断。本实验将成年雄性ICR小鼠分成两组：T1组（n=15）：每次测试5min；T2组（n=15），每次测试10min。选择一日龄和质量与被测雄鼠相似的雄性作为刺激鼠，刺激鼠背部以苦味酸液标记。观察箱（长44cm×宽22cm×高16cm），先用75%酒精擦拭观察箱四角以及底部，擦拭完毕后，观察箱底部覆以2cm厚的木屑。测试时，先将实验鼠放入观察箱，适应5min，将刺激鼠放入，用数码相机拍摄，每只实验鼠拍摄5次，每次间隔10min，第5次更换木屑和刺激鼠，并用75%酒精擦拭观察箱。实验结束后通过Jwatcher软件分析以下社会探究行为的持续时间和频次。社会探究（social investigation）：嗅闻身体的任何部位（包括肛殖区、面部及躯体）。

1.3 统计分析 所有数据用SPSS17.0进行统计分析，单因素方差分析组间差异，数据结果以平均值±标准误（Mean±SE）表示，显著性水平为α=0.05。

2 结果与分析

在测试时间是5min时，实验鼠在对刺激鼠的探究时间（F=0.557，P=0.695）和探究频次（F=0.850，P=0.500）没有呈现显著性差异（图2 a-b）。在测试时间是10min时，实验鼠在对刺激鼠的探究时间（F=17.398，P<0.001）和探究频次（F=29.000，P<0.001）具有显著性差异（图3 a-b）。多重比较结果显示，第二次（Duration，mean diff= 53.465，P<0.001；Frequency，mean diff=5.533，P<0.001）、第三次（Duration，mean diff=65.669，P<0.001；Frequency，mean diff=7.267，P<0.001）及第四次（Duration，mean diff=74.349.P<0.001；Frequency，mean diff=7.933，P< 0.001）与第一次测试相比，探究频次和探究时间明显下降，更换刺激鼠后第五次与第二次（duration，mean diff=-44.238，P<0.001；Frequency，mean diff=3.600，P< 0.001）、第三次（Duration，mean diff=-56.442，P<0.001；Frequency，mean diff=5.333，P<0.001）及第四次（Duration，mean diff=-5.122，P<0.001；Frequency，mean diff=6.000，P<0.001）相比，探究频次和探究时间明显增加，第五次与第一次相比没有显著差异（Duration，mean diff=9.227，P=0.423；Frequency，mean diff=1.933，P=0.036）。

3 讨论

识别同种生物个体并将其与其它个体加以区分的能力是所有哺乳动物建立社会组织和关系的基础[13]。其中小型哺乳动物主要利用气味进行化学通讯，通过对其它个体的气味差异进行嗅觉辨别来完成个体识别。在识别过程中，尿液、粪便、肋窝的腺体及阴道的分泌物起到了气味源的作用[14]。气味信号中带有表明气味释放者的种属、性别、社会等级和其它有关个体特征的信息[14]，所以對气味信号的识别是这些动物间进行社会交往的第一步[15]。在社会行为的研究中，啮齿动物的社会识别反映了它确认和记住同种个体的能力[16]。用习惯化-去习惯化方法时，为避免性行为或攻击行为对探究的影响，刺激鼠一般用青春期的雄鼠或去势的成年雌性，未去势的雄性和雌性也可用于检测社会识别[1]。本实验中用5min的探究时间小鼠不能形成对同种个体的识别，但增加时间至10min形成了社会识别。研究发现棕色田鼠用5min的探究时间，间隔10min可以形成正常的社会识别[8]。大鼠暴露于同性刺激鼠或其气味信息下5min，间隔30min也能够形成社会记忆[3]。这些结果表明大鼠和棕色田鼠的短期记忆能力可能高于ICR小鼠。利用水迷宫研究空间学习记忆发现棕色田鼠的记忆能力要高于BALB/c小鼠[17]。以攻击行为为指标，金色中仓鼠（Mesocricetus auratus）两个体攻击后，失败者与对手较短的相互作用后，能够识别对手，并能将此信息贮存30min，甚至长达一周[18]。美国龙虾（Homarus americanus）格斗后，能够形成对手的个体识别，以维持稳定的社会组织关系和等级地位[19]。本实验中雄性ICR小鼠用5min的探究时间，间隔10min，无法形成正常的个体识别记忆，当暴露时间增加至10min时可形成正常的个体识别记忆。说明形成个体识别受到社会互作时间的影响。

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（责编：王慧晴）