动物行为实验指南丨居住者入侵测试总结及行为评估

脑声常谈

2024-11-20 10:19发布于上海科普领域创作者

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居住者入侵实验（resident-intruder test）用于评估动物的攻击行为和社会互动。在这个实验中，一只居住者（通常是已经适应了自己领地的动物）会被放入一个实验箱中，然后引入一只入侵者（通常是不同来源或基因型的动物）。实验的目的是观察居住者对入侵者的反应，包括攻击行为、社交行为和社会等级的建立。是一种广泛用于评估攻击行为的行为学实验方法。居住者对入侵者的攻击行为被用来评估其攻击性。这种实验可以了解动物的社会行为，包括攻击性、领地防御和社会等级。在某些情况下，居住者入侵实验也可以用来评估孤独症小鼠模型的社交互动能力，通过观察它们对入侵者的攻击行为和社交行为，来评估它们的社交互动是否受损。此外，居住者入侵实验还可以用于评估社交挫败应激（social defeat stress）模型，这是一种用来制作动物抑郁模型的方法。在这个模型中，通过居住者和入侵者之间的社会冲突来产生情感和心理压力，从而模拟人类的抑郁症症状。
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Fig1 居住者入侵简图
实验动物用作入侵者：    
在进行测试之前，必须通过将筛选动物直接放入潜在攻击者的家笼中180秒，来识别动物子集中的潜在攻击者（通常是退役的繁殖者）。可以使用不同的筛选动物，每天进行一次，连续三天，对每个攻击者进行多达三次的筛选，以确保没有攻击者两次击败同一个筛选动物。根据两个标准选择用于后续居住者-入侵者实验的攻击者：在三次180秒的筛选测试中，攻击者必须至少在连续两次测试中发起攻击；并且初始攻击的潜伏期必须少于60秒。一旦确定了攻击性动物，它们将在实验动物暴露于攻击者的家笼中10分钟的过程中进行测试。应该量化进攻（攻击性）行为。
居住者的攻击行为录像，并且记录第一次攻击的潜伏期、总攻击次数和每次攻击的持续时间。
实验步骤：
  • 让居住者小鼠在实验箱中适应一段时间。适应期间，居住者应该独自生活在笼子中，以确保其对该环境有一定的领地感。
  • 将一只陌生的入侵者小鼠放入实验箱中。
  • 观察并记录居住者小鼠对入侵者的反应，包括攻击行为的次数、持续时间等。
  • 记录实验数据，分析居住者小鼠的攻击性和社交行为。实验在连续三天内进行，以确保数据的可靠性和一致性。
引入入侵者：每天将入侵者引入居住者的笼子中。    
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Fig2 居住者入侵测试指标
在第二天与第一天相比，攻击行为的发作次数（bout）显著增加，这意味着小鼠在第二天的攻击行为发作次数比第一天多很多。第三天与第一天相比，攻击行为的发作次数也显著增加，表明第三天的攻击行为发作次数比第一天多。在所有试验日中，攻击行为的潜伏期（latency）都有所减少，这意味着小鼠开始攻击行为之前所需的时间在逐渐缩短。攻击行为的持续时间（duration）仅在第二天和第三天相比于第一天有所增加，这表明在这些天里，小鼠的单次攻击行为持续时间比第一天长。随着实验的进行，小鼠的攻击行为变得更加频繁，开始攻击所需的时间更短，且每次攻击的持续时间更长。
行为分类：
1、攻击行为：
  • 攻击：直接的身体接触，试图咬或抓入侵者。
  • 威胁：威胁姿态，如露出牙齿、嘶叫。
  • 追逐：居住者追逐入侵者。
  • 尾巴摇动：居住者摇动尾巴，表示攻击意图。
  • 攻击性梳理：居住者对入侵者进行攻击性的梳理行为。
  • 攻击性直立姿势：居住者采取直立姿势，准备攻击。 
      
2、中性行为：
  • 探索：居住者检查笼子内的环境。
  • 饮水和进食：居住者喝水或吃食物。
  • 自我梳理：居住者梳理自己的毛发。
  • 静止不动：居住者保持静止，没有明显的行为活动。
3、社会行为：
  • 非攻击性的社会互动：如嗅探入侵者，跟随入侵者。
  • 防御行为：
  • 屈服姿势：入侵者采取屈服姿势，表示投降。
  • 用后肢踢：入侵者用后肢踢追击的居住者。
额外评分指标：
  • 攻击频率：记录在10分钟内居住者发起攻击的总次数。
  • 首次攻击的潜伏期：记录从入侵者进入笼子到居住者发起第一次攻击的时间。
部分行为指标：
  • 首次攻击的潜伏期：反映居住者对入侵者的反应速度和攻击倾向。
  • 攻击次数：反映居住者的攻击频率和强度。
  • 每次攻击的持续时间：反映每次攻击行为的激烈程度和持续时间。
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文献引用： 
1.Wang JF, Han JH, Zhang ZC. Behavioral analyses in mouse models of autism spectrum disorders. Yi Chuan. 2021 May 20;43(5):501-519. 
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3.Oliveira, V.E.d.M., Evrard, F., Faure, M.C. et al. Social isolation and aggression training lead to escalated aggression and hypothalamus-pituitary-gonad axis hyperfunction in mice. Neuropsychopharmacol. 49, 1266–1275 (2024). https://doi.org/10.1038/s41386-024-01808-3
4.Zha, X., Xu, XH. Neural circuit mechanisms that govern inter-male attack in mice. Cell. Mol. Life Sci. 78, 7289–7307 (2021). https://doi.org/10.1007/s00018-021-03956-x  
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