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新生儿孕激素受体拮抗剂对幼年大鼠社交游戏行为的性别特异性影响

介绍
虽然睾酮及其代谢物通过对雄激素受体和雌激素受体的作用在男性大脑的组织和行为中发挥着重要作用,这一点很明显[ 1 ],但对于黄体酮作用于孕激素受体(PR)的作用却知之甚少。在发育中的大脑中。

发育中的哺乳动物会接触来自胎儿和母体的黄体酮(参见[ 2 , 3 ])。事实上,雄性和雌性啮齿动物在发育过程中具有大致相同的循环黄体酮水平[ 4 , 5 ]。此外,黄体酮也常被用作哺乳期妇女和怀孕期间的避孕药,以预防早产([ 6 ]中综述)。

男性早在胚胎第 20 天就在许多脑区表达 PR [ 7 ],并且在出生后 (PN)1 的几个下丘脑区域比女性表达更多的 PR,但不表达 PN10 [ 8 , 9 ]。发育中大脑中 PR 的性别差异表明 PR 对于大脑中性别差异的组织很重要。事实上,在发育过程中使用 RU-486 阻断 PR 会增加雄性性行为以及成年雄性大脑多个区域中 AR 的表达 [ 10 ],尽管另一项使用不同 PR 拮抗剂 ZK 137616 的研究发现对雄性小鼠的性别没有影响行为[ 11 ]。使用 RU-486 的新生儿 PR 拮抗作用也会破坏成年雄性大鼠的认知能力 [ 12]。值得注意的是,RU-498 还结合糖皮质激素受体,使得 PR 在发育过程中的作用更加不清楚。CDB-4124 是一种 PR 拮抗剂,对糖皮质激素受体的结合亲和力较低 [ 13 ],已被证明会影响成年小鼠的强迫游泳不动性 [ 14 ]。

一些研究还探讨了孕激素在社会行为组织中的作用。例如,新生儿黄体酮的施用增加了男女的玩耍[ 15 ],而孕激素抗血清仅减少了女性的玩耍[ 16 ]。黄体酮也被证明在成年男性的社会行为中发挥作用。例如,已发现服用黄体酮会破坏成年男性的社会认可度[ 17 ],而最近的一项研究则显示出相反的结果[ 18 ]。

在本研究中,我们通过在出生后第一周用特定 PR 拮抗剂 CDB 治疗雄性和雌性大鼠,研究了 PR 对青少年社会歧视和青少年社会游戏行为的组织作用。

方法和材料
受试者和治疗
Charles River Labs 提供的 Sprague-Dawley 大鼠在我们的动物设施中饲养。动物被安置在标准实验室笼子里,里面有白杨刨花,没有任何浓缩物。每天检查母鼠以确定出生日期并允许正常分娩。从五个不同的窝中收集了 27 只雄性幼崽和 25 只雌性幼崽,并随机分配到每个处理组(13 只经过 CDB 处理的雌性、12 只经过油处理的雌性、13 只经过 CDB 处理的雄性和 14 只经过油处理的雄性)。每窝包含两种性别和治疗组的动物,并且每窝最多三只动物被分配到每个治疗组。用印度墨水在幼崽的足部做标记,并在 PN0(出生日)、PN2 和 PN4 时用 75 g/0.01 mL/g 体的 PR 拮抗剂 CDB-4124 或载体进行皮下治疗。该载体由 0.2% 苯甲醇和 0. 6% 苯甲酸苄酯的芝麻油溶液。该治疗方案与之前用于 RU-486 的治疗方案相似[10 ]; 然而,我们选择减少给药次数,以尽量减少注射次数。我们发现芝麻油在一天内不会澄清,因此治疗可能从 ~ PN0-PN6 持续进行。在三天的治疗期间,幼崽的体重在 5 至 12 克之间。使用 CDB-4124 是因为它对糖皮质激素受体的结合亲和力较低[ 13 ]。CDB-4124 的剂量在先前对成年小鼠强迫游泳不动的影响范围内 [ 14 ]。

所有幼崽都留在母鼠身边,直到 PN21 断奶。在 PN21 上,幼崽被分成七个笼子,每笼六只动物,以及两个笼子,每笼五只动物。为了最大限度地减少垃圾影响,每个笼子包含来自每个处理组的 1-2 只动物(即 CDB 处理的雌性、CDB 处理的雄性、媒介物处理的雌性、媒介物处理的雄性),大约一半是雌性,一半是雄性。实验的概述时间线如图 1所示。将大鼠饲养在 12:12 的光/暗周期下,随意提供食物和水。这项研究得到了威斯康星大学机构动物护理和使用委员会的批准。

图。1
图1
实验概述。雄性和雌性大鼠在 PN0、2 和 4 时注射 PR 拮抗剂 CDB 或载体对照,然后在 PN21 时断奶至 5-6 只混合性别笼中。从 PN25-29 开始在家庭笼子中观察游戏行为,并在 PN33 或 PN34 上测量社会歧视

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行为测试
行为测试在光循环的黑暗阶段开始后约 1-2 小时在昏暗的红光下进行。每个行为都会被记录下来,然后由训练有素的技术人员使用 The Observer ® (Noldus Information Technologies) 或 Stopwatch + (Center for Behavioural Neuroscience, Atlanta, GA) 进行分析。

社交游戏行为
游戏行为范式和评分标准改编自之前的研究[ 19 , 20] 两者都使用焦点观察方法来捕捉每个笼子中发生的游戏的“快照”。在 PN25-29 上,每天在覆盖着透明塑料盖的家庭笼子中以数字方式记录两次每次 4 分钟的游戏行为。黑暗期开始后 2 小时进行一次游戏,黑暗期开始后 4 小时进行一次游戏。因此,我们连续五天每天记录每个笼子里发生的 8 分钟的游戏,总共 40 分钟。每个笼子里有5-6只动物,随机编号并用尾部标记进行编码。一位对治疗组不知情的观察者对以下个体行为的记录进行评分:钉住、猛扑、咬和追逐。通过对整个观察时间内每只动物的游戏行为进行求和来计算每种游戏行为的频率。21 ]。最终分析中没有使用来自一个笼子的动物,因为这个笼子里有两种不同年龄的动物,并且社交活动随着年龄的变化而变化[ 22 , 23 ]。因此,玩耍行为的动物数量为 12 只经 CDB 处理的雌性、11 只经油处理的雌性、12 只经 CDB 处理的雄性和 11 只经油处理的雄性。

社会歧视
在 PN33 或 PN34,对大鼠进行社会歧视测试。尽管通常在测试前将成年动物隔离 1-10 天 [ 17、24、25 ],但我们在本研究中仅隔离幼年动物 4 小时,因为社会隔离被认为是幼年动物的严重压力源[ 26 ]]。在试验1中,将年龄和性别匹配的幼年刺激大鼠放入实验动物的家笼中,并允许实验动物自由调查五分钟。5分钟后,移除刺激幼体,将实验动物单独关在笼子里30分钟。在这30分钟的试验间隔之后,来自试验1的刺激幼体和刺激新幼体被放入实验动物的笼子中,并且实验动物再次自由地调查五分钟。幼年刺激大鼠可通过用永久性记号笔绘制的独特尾部标记来区分。对刺激幼年动物的调查分为两种方式:(1)身体调查,包括实验动物的鼻子与刺激幼年动物的身体直接接触;(2)身体调查。(2) 肛门生殖器调查,包括实验动物的鼻子与刺激幼年动物的肛门生殖器区域的直接接触。新调查百分比的计算方法是将调查新动物所花费的时间除以调查任一动物所花费的时间,再乘以 100。百分比大于 50% 表示歧视,分数越大表示歧视越好。用于社会歧视的动物数量为 13 只 CDB 处理的雌性、12 只油处理的雌性、13 只 CDB 处理的雄性和 14 只油处理的雄性。新调查百分比的计算方法是将调查新动物所花费的时间除以调查任一动物所花费的时间,再乘以 100。百分比大于 50% 表示歧视,分数越大表示歧视越好。用于社会歧视的动物数量为 13 只 CDB 处理的雌性、12 只油处理的雌性、13 只 CDB 处理的雄性和 14 只油处理的雄性。新调查百分比的计算方法是将调查新动物所花费的时间除以调查任一动物所花费的时间,再乘以 100。百分比大于 50% 表示歧视,分数越大表示歧视越好。用于社会歧视的动物数量为 13 只 CDB 处理的雌性、12 只油处理的雌性、13 只 CDB 处理的雄性和 14 只油处理的雄性。

统计分析
所有统计比较均使用 SPSS v. 28 (IMB) 进行。使用双向方差分析进行统计比较,并进行简单主效应以检查每个性别内治疗效果的成对比较。偏eta平方(Ŋ 2)用于估计效应大小,Ŋ 2  = 0.06 表示中等效应大小,Ŋ 2  = 0.14 表示较大效应大小[ 27 ]。

结果
社交游戏行为
性别 [F(1,47) = 3.1, p  = 0.09, Ŋ 2  = 0.07] 或治疗 F(1,47) = 0.52, p  = 0.48, Ŋ 2  = 0.01 对游戏开始没有主要影响行为; 然而,性别之间的相互作用接近显着性[ F (1,47) = 3.9, p  = 0.05, Ŋ 2  = 0.08, Fig.  2 A]。简单主效应表明,CDB 对女性的影响接近显着性(p  = 0.06),而 CDB 对男性没有影响(p  = 0.37)。性别有主效应 [ F (1,47) = 5.4;p  = 0.03, × 2 = 0.11] 在引脚上,而治疗的主效应 [ F (1,47) = 3.3; p  = 0.08, Ŋ 2  = 0.07] 并且性别与治疗之间的相互作用 [ F (1,47) = 2.8, p  = 0.09, Ŋ 2  = 0.06] 接近显着性(图 2 B)。简单主效应表明,接受 CDB 治疗的女性比对照组女性固定更多 ( p  = 0.02),而 CDB 对男性没有影响 ( p  = 0.93)。对突袭或追逐没有主要影响或相互作用(表1)。总共只观察到几次咬伤,因此没有对这些进行独立分析。

图2
图2
在 PN0、2 和 4 上注射 CDB 或对照载体的幼年大鼠的社交游戏。每个条代表游戏实例的平均总数。误差线代表 2× SEM。A性别和 CDB 治疗对游戏开始的交互作用接近显着性(p  = 0.05,Ŋ 2  = 0.08)。简单主效应表明,CDB 对女性的影响接近显着性 (* p  = 0.06),而 CDB 对男性没有影响 ( p  = 0.37)。B性别有主效应 ( p  = 0.03, Ŋ 2  = 0.11), 而治疗的主效应 ( p  = 0.08, Ŋ 2 = 0.07),性别与治疗之间的相互作用(p  = 0.09,Ŋ 2  = 0.06)接近显着性(p  = 0.05,Ŋ 2  = 0.08)。简单主效应表明,接受 CDB 治疗的女性比对照组女性固定更多 (* p  = 0.02),而 CDB 对男性没有影响 ( p  = 0.93)

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表 1 PN25-29 的游戏行为总频率,每天在家庭笼中记录 8 分钟(总共 40 分钟)
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播放参数的频率(平均值±标准误差)。

社会歧视
性别没有影响[ F (1,50)=0.47;p  = 0.50] 或治疗 [ F (1,50) = 2.5; p  = 0.12] 新颖的肛门生殖器研究百分比(图 3 A)并且性别没有影响 [ F (1,50) = 0.36;p  = 0.42] 或治疗 [ F (1,50) = 1.1; p  = 0.75] 新型人体调查百分比(图 3 B)。

图3
图3
在 PN0、2 和 4 上注射 CDB 或对照载体的幼年大鼠中,性别或治疗对社会歧视没有影响。误差线代表 2×SEM。每个条形代表每组对新动物进行肛门生殖器 (AG) 检查 ( A ) 或身体检查 ( B ) 的平均时间百分比,百分比大于 50% 表示存在歧视

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讨论
在本研究中,男性比女性开始玩耍更多,并且表现出更多的钉子,这与之前使用焦点观察的大部分文献一致[ 19,21,28 ]。此外,性与治疗之间的相互作用也接近显着性。具体来说,新生儿 PR 拮抗似乎增加了女性的游戏开始和固定,而对男性没有影响。有趣的是,性别或治疗对追逐或猛扑没有影响,这表明接受 CDB 治疗的雌性开始玩耍的增加主要是由针数的增加驱动的。其原因尚不清楚,但考虑到固定可能表明主导地位,这一点特别有趣 [ 21 , 29]。这些结果也与最近的一项研究一致,该研究表明,在混合性别和同性配对中,击球和总比赛中存在性别差异,但追逐中没有差异[ 30 ]。另一方面,新生儿公关对抗对社会歧视没有影响。

由于在生命早期对抗 PR 会增加女性的固定和游戏启动,因此 PR 信号可能在组织女性社交游戏行为中发挥作用。尽管发育中的女性大脑中的 PR 水平低于发育中的男性大脑中的水平,但它们的作用对于防止女性男性化可能很重要。也就是说,在产后第一周,PR 对于建立女性典型的游戏水平似乎很重要。尽管之前的数据已经证明 PR 可以调节成年人的社会行为 [ 17 , 25 ],但本研究首次显示了新生儿短暂操纵 PR 后对青少年社交游戏行为的影响。所有报告的统计数据的效应大小都处于中大范围内。

新生儿操纵 PR 后女性玩耍增加的机制尚不清楚,因为人们对 PR 在出生后女性大脑发育中的作用知之甚少。PR 的操纵可能会影响多种信号分子,例如精氨酸加压素、阿片类药物、内源性大麻素、多巴胺、去甲肾上腺素、血清素和 GABA,这些分子都与社交游戏行为有关[ 31,32,33 ]。先前的研究发现 PR 敲除小鼠的外侧缰核中精氨酸加压素表达增加[ 34 ],但尚不清楚这些影响是否是由于发育或成年期 PR 的改变所致。需要进一步的研究来阐明 PR 与青少年社交游戏之间的关系。

在本研究中,新生儿 PR 拮抗对社会歧视没有影响。尽管之前的数据表明 PR 调节成年雄性大鼠的社会歧视 [ 17 , 25 ],但目前的数据表明 PR 在出生后第一周的这种行为中不发挥组织作用。应该指出的是,社会歧视是一种复杂的行为,其他几种信号分子已被证明在社会歧视中发挥作用,包括催产素[ 35,36,37 ]和精氨酸加压素[ 24,38,39,40 ] 。

据我所知,本研究是第一个探讨 PR 在青少年社会行为早期发展中的具体作用的研究。在女性中,开始玩耍的次数有所增加,而在男性中则没有影响。未来的研究应该探讨新生儿 PR 对幼年和成年动物大脑神经生物学和行为的作用。

发布日期:2024-02-28