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斑马鱼:重复性社交失败行为模式

2019年12月10日 浏览量: 评论(0) 来源:Neuroscience Research Available online 8 November 2019 In Press, Corrected ProofWhat are Corrected Proof articles? 作者:李晓菲译 责任编辑:admin
摘要:社会从属会给动物带来严重压力,会影响动物的行为,体内平衡和心理健康。 在啮齿动物中,反复遭受社交失败而不是一次失败的经历会诱发类似抑郁的状态。但是,尚不清楚这些经历是否会像啮齿动物一样影响其他模型动物的行为。在这里,我们建立了与斑马鱼反复社交失败的行为范例,这是行为神经科学和药理学分析的新兴模型。我们连续6天将鱼置于重复的社会从属地位。以战斗中的行为为指标,我们观察到经历了反复的社交失败导致战斗频率和持续时间的减少。不断被打败的斑马鱼甚至没能战胜有获胜相关神经通路受损的转基因鱼。这些结果表明,反复的社交失败会导致人们丧失战斗和战胜对手的斗志。此外,它们在腹侧缰核中显示出强烈的活性。然而,不同于小鼠模型,连续败北的斑马鱼没有表现出焦虑水平和社交能力的改变。我们建立的行为范式将成为研究社交失败背后的神经机制的新工具。
摘要:社会从属会给动物带来严重压力,会影响动物的行为,体内平衡和心理健康。 在啮齿动物中,反复遭受社交失败而不是一次失败的经历会诱发类似抑郁的状态。但是,尚不清楚这些经历是否会像啮齿动物一样影响其他模型动物的行为。在这里,我们建立了与斑马鱼反复社交失败的行为范例,这是行为神经科学和药理学分析的新兴模型。我们连续6天将鱼置于重复的社会从属地位。以战斗中的行为为指标,我们观察到经历了反复的社交失败导致战斗频率和持续时间的减少。不断被打败的斑马鱼甚至没能战胜有获胜相关神经通路受损的转基因鱼。这些结果表明,反复的社交失败会导致人们丧失战斗和战胜对手的斗志。此外,它们在腹侧缰核中显示出强烈的活性。然而,不同于小鼠模型,连续败北的斑马鱼没有表现出焦虑水平和社交能力的改变。我们建立的行为范式将成为研究社交失败背后的神经机制的新工具。
 
关键词:斑马鱼  社交冲突  社交失败模型  慢性应激  抑郁样状态  缰核
 
简介:社会从属可以改变动物的行为,体内稳态,基因表达以及身心健康。例如,社会从属会降低生殖成功率、攻击性和运动能力,并抑制免疫系统。下属往往会受到统治者的强烈攻击,而这种社会压力会严重影响动物的情感状态,并被同化为抑郁症。抑郁症是一种最常见的心理疾病,它伴随着许多复杂的症状,包括无食欲、动机减退、食欲改变、认知功能障碍和睡眠障碍。一些啮齿动物的行为模型,显示出与抑郁症患者相似的行为变化。小鼠的社交失败模式导致抑郁样状态。斑马鱼与人类相比,具有体积小、维护成本低、操作方便等优点,是行为神经科学和药理学分析的一种新兴模式。最近,已经指出,斑马鱼端脑具有与哺乳动物进化和解剖学上同源的结构。然而,目前还没有一种行为模式能让斑马鱼反复遭受社交失败的压力。这种行为范式有助于补充啮齿动物的研究,为慢性社会挫败应激的研究提供新的视角。为了诱发重复的社交失败,小鼠社交失败模型需要一种不同的品系,该品系对试验动物表现出持续攻击性行为。然而,据我们所知,没有关于斑马鱼中品系差异的报道。为了建立一个反复的社交失败范式,我们决定利用斑马鱼天生的战斗能力。斑马鱼在个体分离24h以上后,将两条雄鱼引入同一个鱼缸,会表现出搏斗行为。他们以一种刻板的方式互相搏击,打斗后表现出不同的行为:胜利者通常表现出主动行为,例如自由地咬,追逐,打击和在水箱内游泳,而失败者表现出被动行为,例如逃离,不动,撤退 ,并且主要停留在水箱底部。一旦胜负关系由战斗决定,斑马鱼就倾向于保持自己的社会地位,而从属的斑马鱼则不断地受到来自优势对手的攻击。此外,众所周知的赢家和输家效应,一场战斗中的赢家和输家往往会成为后续战斗的赢家和输家。因此,我们利用斑马鱼战斗的天生特性来不断诱发社交失败。 在这项研究中,我们目前在斑马鱼中成功建立了这种范例,并研究了在反复遭受社交失败后的行为变化。
 
斑马鱼重复社交失败模式:我们准备了大小相当的野生型斑马鱼,并在第1天进行了雄鱼混战。第一天的赢家和第一天的输家被关在同一个水箱里过夜,让第一天的输家持续暴露在第一天赢家的攻击性行为中。第二天使用不同于第一天的新雄性鱼,进行搏斗。然后将这场战斗的获胜者与第1天失败者配对,先用一个不透明的PVC隔板将水箱的两条鱼隔开, 适应30分钟后,移开PVC隔板进行15分钟互动,并记录下来。鱼通常在15分钟内开始战斗行为。 此外,第1天的输家和第2天的赢家通常在开始战斗后的15分钟内完成战斗。 记录后,将斑马鱼配对饲养并过夜。从第3天到第6天,我们将第一天的失败者与第二天的不同赢家配对,这样,第一天的失败者每天都会面临来自不同第二天赢家的重复社交失败压力。在第7天,暴露于重复社交失败6天的第1天失败鱼接受新的水箱测试和社会偏好测试来评估他们的焦虑水平和社交能力。我们还研究了天生的战斗控制,经历过一次失败的鱼以及在社交失败范例中持续占主导地位的第2天获胜者的焦虑水平和社交能力。在这些行为测试之后,暴露于反复社交失败的第一天失败者在第8天,被用来同Tg(narp:gal4VP16); Tg(UAS:TeTxLC) (Tg)进行一场二元雄性搏斗。在第8天的战斗结束后1周,不能战胜Tg斑马鱼的第一天失败者被进一步隔离到单独的水箱中,并与dHbL-silenced Tg配对以诱导战斗。为了评估第一天失败者行为改变后的恢复情况,我们还使第一天失败者和Tg鱼在模式后2周和1个月再次进行搏斗。我们将“持续失败”的鱼定义为:(1)从第1-6天开始连续输给第2天的赢家;(2)在第8天输给了dHbL-silenced Tg。当第一天的失败者在第二天到第六天成为第二天的赢家时,我们将他们排除。我们把这些鱼定义为“非战败”鱼。我们一共得到了10条失败的鱼和8条没有失败的鱼。为了分析,我们计算了第一天失败者每天的战斗率。“战斗行为”表示包括斑马鱼战斗中所有步骤(盘旋、咬人和胜负决定)的顺序行为。当配对鱼没有显示出战斗倾向时,我们计算为战斗潜伏期为900s,战斗持续时间为0s。为了评估第一天失败者的顺从行为,我们测量了失败者/赢家决定后5分钟内他们表现出逃跑和冰冻行为的时间。
 
行为测试:新型水箱试验:为了测量焦虑水平,我们进行了一个新的水箱测试。我们将雄性斑马鱼分别转移到0.5L烧杯中,让它们适应环境。 经过15分钟的适应后,我们将鱼移入1.5升的水箱(25×6×17厘米;水位12厘米)中,并小心处理。 我们记录了15分钟的鱼类行为,并计算了前5分钟的水箱上下两部分所花费的时间,以评估焦虑水平。
 
社会偏好测试:为了衡量社交能力,我们做了一个社交偏好测试。试验箱(51×11×12.5cm;水位9cm)可通过透明PVC隔墙分成5个区域。我们把斑马鱼放在角落区域(1区或5区)作为社会刺激。社会刺激旁边的区域(区域2或区域4)被定义为社会区域。试验鱼被引入试验池中心的3区。在3min的驯化后,我们移除了3区的两个分区,以便试验鱼自由地从2区探索到4区,并记录了试验鱼7min的行为。我们计算了在前5分钟内在社交区内花费的时间,以评估试验鱼的社交能力。
 
斑马鱼重复性社交失败的行为模式:我们用斑马鱼搏斗的模式来诱导反复的社交失败。屡次的社交失败剥夺了斑马鱼战斗和获胜的动力。“战败”状态可能持续两周以上。暴露于重复的社交失败并没有改变焦虑水平和社会偏好。
 
总的来说,这一系列的实验表明,我们建立的行为模型暗示了进化上保守的行为改变或慢性社交失败引起的神经活动。考虑到斑马鱼作为模型的诸多优点,所建立的行为模型将对哺乳动物的研究起到补充作用,有助于进一步推进慢性社会应激引起的神经回路变化的研究。
 
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