合作专家 | 宋志鹏硕士
神经生物学 华东师范大学
审核专家 | 郭雅婕博士
生物化学分子生物 中国科学院大学
简介
小鼠的行为学实验中,将互不相识且不同基因型的小鼠(同性,一般用雄性小鼠)放在同一笼饲养一段时间,以形成一定的社会等级,并通过钻管对抗实验(tube test)来测试并得出一笼中每只小鼠的社会等级,比较并得出某基因对小鼠社会等级的影响。
原理
小鼠的行为学实验中,将互不相识且不同基因型的小鼠(同性,一般用雄性小鼠)放在同一笼饲养一段时间,以形成一定的社会等级,并通过钻管对抗实验(tube test)来测试并得出一笼中每只小鼠的社会等级,比较并得出某基因对小鼠社会等级的影响。
材料与仪器
小鼠、钻管、塑料棒、75% 酒精、纸巾
白纸、笔、计数器、计时器
步骤
(1)实验准备(以 Src3+/- 举例):
实验鼠为成年 C57BL/6J 雄鼠,小鼠的年龄相近,体重相差不超过 15%。使用内直径 3 厘米,长 30 厘米透明塑料管子。每笼两只 WT 小鼠和两只 Src3+/- 小鼠混合饲养,并用粗马克笔在小鼠尾巴靠近臀部端做标记,WT 鼠用黑笔划「一」和「二」,Src3+/- 鼠用红笔划「一」和「二」,并将笼子也编号。标记后每 3 天查看并加深标记。
(2)实验设计(三个阶段):
适应 3 天,训练 3 天,测试至少 4 天。测试时小鼠在管中两两对抗,每笼采用循环赛制,小鼠等级由它获胜次数评估得出,连续 4 天小鼠等级保持相同即等级固定。
1)适应:
适应是为了减少焦虑。把管子用双面胶粘在台子上固定好,把小鼠放在实验台子上,让它在管子周围自由活动,这样适应 3 天。
2)训练:
目的是让小鼠熟悉测试流程和环境,让小鼠知道通过管子到另一端是安全的。行为房应安静且灯光微弱,温度适宜。准备塑料棒、75% 酒精、纸巾、白纸、笔,计数器和计时器。把小鼠放在桌子上探索 1 min,然后让它通过管子,如果小鼠在里面很久不动或者撤退,就用塑料棒拨拨它的尾巴。所有鼠需通过管子每天 10 次,其中每一端各通过 5 次。训练 3 天,每只鼠每天 10~15 min。
3)测试:
小鼠在管中两两对抗测试至少持续 4 天,每天上下午各一次;
a. 画出管子中线,测试前每只鼠再训练通过管子一次。
b. 两只小鼠分别放置在两个管口,两个人同时将小鼠头送进管口,同时释放并开始计时和拍照。
c. 测试顺序随机,每笼 4 只小鼠应比 6 次才能比完,每只小鼠都比了两次,每只小鼠的这两次测试应该从不同的管口钻进去,每次测试时长通常少于 30 秒或1分钟,特殊情况在 2 min 内两只鼠都没撤退应停止测试;
d. 把其他小鼠推出管外的小鼠获胜,撤退出管外的小鼠失败,失败小鼠四只爪子都退出管外停止计时;
e. 记录小鼠每次胜败结果和决出胜负花费的时间,每笼的 4 只小鼠,根据它们相互的胜败情况进行排名并统计。小鼠等级由它与其他 3 只小鼠的次数评估出,一般认为同笼 4 只鼠若在连续 4 天都保持了相同等级则等级固定;
f. 每次测试完让两只鼠在桌子上自由探索 1 min,然后放回原笼和其他鼠一起休息 2 min,来减少当前胜利或失败可能带来的影响。
论文中实验举例:
Src3+/- 小鼠的社会等级:
社会等级需要动物们在长期相处中的接触、打斗和撕咬等动作和行为中,通过这些残酷的遭遇将社会等级固定下来,在以后的相处中它们都将利用社交识别记忆将个人身份识别出来,从而保持这种社会等级。
实验室的前期工作中,我们通过 Y 迷宫和 T 迷宫以及其他行为学测试发现,Src3+/- 小鼠的记忆等功能没有表现出差异。所以我们再利用钻管对抗实验,来测试 Src3 敲除对小鼠的社会等级的影响。同笼饲养的 Src3+/- 小鼠和 WT 小鼠,我们将它们成对同时地放进透明塑胶管的两端中,进行两两对抗。
我们通过统计并分析 Src3+/- 小鼠和 WT 小鼠获得胜利的比率,对抗获得胜利所需的时间,以及根据同一笼中小鼠对抗获胜情况对 WT 小鼠和 Src3+/- 小鼠评定的社会等级排名,排名第一名为最高,排名的数字越大等级越低。
发现在同一笼饲养的小鼠对抗实验中,Src3+/- 小鼠比 WT 小鼠的胜率(图1B)和社会等级都要低(图1C),但它们获得胜利所需的时间是没有差别的(图1D)。说明 Src3+/- 小鼠没有 WT 小鼠那么争强好胜,在一个群体中的社会地位要低一些。
图1 钻管对抗实验测试 Src3+/- 雄性小鼠的社会等级
A. 同一笼中 WT 小鼠 1 号和 2 号,Src3+/- 小鼠 1 号和 2 号,钻进管中两两对抗的示意图。
B. 同一笼中 WT 小鼠和 Src3+/- 小鼠对抗获得胜利的比率。
C. WT 小鼠和 Src3+/- 小鼠社会等级排名,排名的数字越小等级越高。
D. 同一笼中 WT 小鼠和 Src3+/- 小鼠对抗达到胜利所需的时间。
N = 12, unpaired t-test,~E_p_~8lt~J_0.05,N.S, No significance。
来源:丁香实验