问题:
关键词:棕色田鼠(Microtus mandarinus),十氯酮,17β雌激素,社会互作,性配偶选择行为,ERα分布模式
● 参考解析
早期发育阶段的类固醇激素在成年哺乳动物个体的性配偶选择差异方面起着重要作用,性配偶选择往往是性二型的,雌性选择雄性而雄性选择雌性。然而大量实验证明围产期(怀孕末期和出生后的短暂时间)异常性激素环境影响脑和行为的性别分化,从而影响成年个体出现异常的性倾向、社会行为和生殖行为。围产期过高的雌激素水平将导致雌性哺乳类的脑向雄性方向发展,即大脑的雄性化;而过低的雌激素水平引起雄性哺乳类的脑向雌性方向发展,即大脑的去雄性化。雌激素作用的发挥依赖其受体的介导,雌激素alpha受体(ERα)参与脑的雄性化,雌激素beta受体(ERβ)则参与脑的去雌性化作用,且两种作用的发挥是相互独立的过程。十氯酮(CD)作为一种广泛存在于环境中的杀虫剂,具有强雌激素作用并且半衰期长,对ERα有较强的激动作用,在人类中能引起生殖系统机能不良和神经毒作用。有研究表明在大鼠怀孕的第16天腹腔注射十氯酮,其成年雌性后代爬跨行为显著增多,然而关于新生早期雌性幼体暴露于相对高水平的十氯酮环境对成年后性倾向和社会互作的影响,以及成年后脑内ERα受体分布模式的影响并未见报导。棕色田鼠相比于大鼠,小鼠等实验动物,是具有较高且更复杂的社会性的单配制啮齿类,以棕色田鼠作为实验动物模型能更准确揭示雌激素对情绪和雌性社会行为的影响。另外研究新生动物暴露于过高CD对成年后生殖和社会行为的影响对于保护野生动物和人类健康都有重要意义,因而本实验就对新生时接受过高浓度十氯酮或雌激素注射的成年雌性棕色田鼠的性倾向、社会行为和情绪做了初步研究,以探讨十氯酮和雌激素对动物以及人类的生殖、社会行为方面的影响和发生机制。
本实验给新生24小时内的雌性幼鼠口服十氯酮或雌激素,创造使其暴露于高浓度雌激素的环境。进一步检测新生雌激素对雌性亲社会行为和情绪的影响,初步探讨新生早期性激素对雌性棕色田鼠性倾向形成和社会互作的影响;利用免疫组织化学手段检测成年雌性棕色田鼠与性行为、社会互作以及情绪有关脑区ERα表达的变化,揭示新生早期异常神经内分泌环境对哺乳类动物社会行为的影响及发育机制。结果如下:
1. 新生24小时内雌性棕色田鼠口服十氯酮,待其成年后检测同性间社会互作。结果显示:与雌性对照组棕色田鼠相比,十氯酮组棕色田鼠对同性的攻击行为减少,而亲密行为增多,差异极显著(P<0.01),说明十氯酮组棕色田鼠相对于雌性对照组的棕色田鼠有较多的亲社会行为,增多了个体之间的社会联系;相比于雄性对照组棕色田鼠,CD组棕色田鼠在同性间社会互作中表现出较多的防御行为,差异显著(P<0.05);两组棕色田鼠在对同性的攻击行为、亲密行为和探究行为上没有显著性差异,说明新生24小时内的雌性棕色田鼠经十氯酮处理,其行为发生了一定的雄性化作用,成年后在社会行为上与雄性棕色田鼠表现出一定程度的接近。
2. 新生24小时内雌性棕色田鼠口服雌激素,待其成年后检测同性间社会互作,结果显示:与雌性对照组棕色田鼠相比,雌激素组棕色田鼠在同性间社会互作中表现出较少的攻击行为和较多的亲密行为,差异极显著(P<0.01),说明新生24小时内雌激素处理加强了雌性棕色田鼠的社会联系,使其亲社会行为相比于正常雌性显著的增多;雌激素处理组棕色田鼠在同性间社会互作中表现出了对同性的爬跨行为,说明雌激素处理在一定程度上雄性化了雌性棕色田鼠的生殖行为;相比于雄性对照组棕色田鼠,雌激素组棕色田鼠对同性表现出较多的防御行为和较少的亲密行为,差异显著(P<0.05),说明新生早期经雌激素处理后,虽然相对于正常雌性表现出一定的雄性化的亲社会行为,但是这些亲社会行为跟正常雄性在社会互作中所表现出的亲社会行为还有一定的差异。然而,在10分钟内的同性间社会互作中,雌激素组棕色田鼠表现出了爬跨行为这种典型的雄性行为。
十氯酮组和雌激素组棕色田鼠社会互作相比较结果显示:十氯酮和雌激素在对雌性棕色田鼠的攻击行为、防御行为、亲密行为以及探究行为所产生的效应相近,在一定程度上证明十氯酮对雌性棕色田鼠的行为也起着雌激素效应。此外,雌激素组棕色田鼠在10分钟的社会互作中表现出了爬跨行为。
3. 新生24小时内雌性棕色田鼠口服十氯酮,待其成年后进行性配偶选择行为测试,性倾向选择结果显示:与雌性对照组相比,十氯酮组棕色田鼠访问雄性箱的频率和时间都减少,访问时间存在显著性差异(P<0.05),而访问频次差异不显著;访问雌性箱的时间多于雌性对照组,差异显著(P<0.05);与雄性对照组相比,十氯酮组棕色田鼠访问雄性箱或雌性箱的频率和时间均没有显著性差异(P>0.05);偏好分数数据显示十氯酮组偏好选择雌性,并且与雌性对照组具有显著性差异(P<0.05),而与雄性对照组没有显著性差异(P>0.05)。证明新生24小时内的雌性棕色田鼠经过量十氯酮处理后,其成年的性配偶选择行为发生了变化,更倾向于选择雌性而不是雄性,且这种选择倾向跟正常雄性的选择倾向差异不显著。
4. 新生24小时内雌性棕色田鼠口服雌激素,待其成年后进行性配偶选择行为测试,性倾向选择结果显示:与雌性对照组相比,雌激素组雌性棕色田鼠访问雄性箱的时间显著减少P<0.05);与雄性对照组相比,不管是对雄性箱还是雌性箱的访问,雌激素组棕色田鼠的访问频率都多于雄性对照组而访问时间较少,但并没有显著性差异(P>0.05);偏好分数数据显示雌激素组雌性棕色田鼠偏好选择雌性而非雄性,并且与雌性对照组具有显著性差异(P<0.05),而与雄性对照组没有显著性差异(P>0.05)。证明新生24小时内的雌性棕色田鼠暴露于过高浓度雌激素,能引起其成年后的性倾向的改变。
新生24小时内雌性棕色田鼠经十氯酮和雌激素处理后,两组药物处理组成年性配偶选择行为结果显示:与雌激素组相比,十氯酮组雌性棕色田鼠对雌性箱和雄性箱的访问频率和时间均没有表现出显著性差异(P>0.05);偏好分数数据显示,两组雌性棕色田鼠均偏好选择雌性而且两组之间没有显著性差异。证明新生24小时内暴露于高浓度雌激素或十氯酮雄性化了两组雌性棕色田鼠的性配偶选择行为,从而导致了它们性倾向发生了改变,并且实验中所选用的药物浓度处理产生了相似的效用。
5. 新生24小时内雌性棕色田鼠口服十氯酮或雌激素,成年后性配偶选择结果显示:与雌性对照组相比,在对雌性刺激鼠的社会行为频次上,十氯酮组和雌激素组棕色田鼠对雌性的亲密行为频次和爬跨行为频次增多,差异显著(P<0.05),并且十氯酮组和雌激素组没有显著性差异;在对雌性刺激鼠的社会行为总持续时间上,十氯酮组和雌激素组棕色田鼠对雌性刺激鼠的攻击行为时间少于雌性对照组棕色田鼠,差异显著(P<0.05);十氯酮组棕色田鼠对雌性刺激鼠的亲密行为和爬跨行为时间显著多于雌性对照组(P<0.05);另外十氯酮组棕色田鼠对雌性刺激鼠的探究行为时间显著多于雌性对照组(P<0.05)。十氯酮组在对雌性刺激鼠的攻击行为、亲密行为、爬跨行为和探究行为持续时间上与雌激素组棕色田鼠差异不明显(P>0.05)。证明新生24小时内暴露于高浓度十氯酮或雌激素,成年后的雌性棕色田鼠对雌性的亲社会行为增多,同时出现了爬跨行为这一典型的雄性行为,说明十氯酮和雌激素雄性化了雌性棕色田鼠的社会行为,从而表现出了一些雄性化的亲社会行为和雄性行为。
与雌性对照组棕色田鼠相比,在对雄性刺激鼠的社会行为频次上,十氯酮组和雌激素组棕色田鼠对雄性刺激鼠的脊柱前凸行为、亲密行为和探究行为频次减少,差异显著(P<0.05),而十氯酮组和雌激素组差异不明显;雌激素组对雄性刺激鼠的亲密行为频次显著少于十氯酮组、雌性对照组(P<0.05);另外,十氯酮组对雄性雌激鼠的爬跨频次多于雌激素组(P<0.05),而和雌性对照组没有显著性差异(P>0.05)。在对雄性刺激鼠的社会行为持续时间上,与雌性对照组棕色田鼠相比,十氯酮组和雌激素组棕色田鼠对雄性刺激鼠的脊柱前凸行为、亲密行为和探究行为时间减少,差异显著(P<0.05),而十氯酮组和雌激素组差异不明显;十氯酮组棕色田鼠对雄性刺激鼠的爬跨行为持续时间显著多于雌激素组和雌性对照组棕色田鼠(P<0.05)。十氯酮组和雌激素组棕色田鼠在对雄性表现脊柱前凸这一典型的雌性生殖行为上显著少于雌性对照组,证明雌性棕色田鼠新生24小时内暴露于高浓度十氯酮或雌激素后,其雌性行为尤其是生殖行为发生了较大的改变,发生了去雌性化作用。
在对雌性刺激鼠的社会行为频次上,十氯酮组和雌激素组棕色田鼠与雄性对照组棕色田鼠相比均无显著性差异(P>0.05);在社会行为时间上,十氯酮组和雌激素组棕色田鼠对雌性刺激鼠的亲密行为总持续时间少于雄性对照组,差异显著(P<0.05),而十氯酮组和雌激素组差异不明显(P>0.05)。在其他社会行为持续时间上三组实验鼠没有显著性差异。
在对雄性刺激鼠的社会行为频次上,与雄性对照组棕色田鼠相比,雌激素组对雄性刺激鼠的攻击行为频次较少(P<0.05);雌激素组棕色田鼠对雄性刺激鼠的爬跨频次少于十氯酮组和雄性对照组,差异显著(P<0.05);十氯酮组对雄性刺激鼠的脊柱前凸行为频次多于雌激素组和雄性对照组,差异显著(P<0.05)。在对雄性刺激鼠的社会行为总持续时间上,与雄性对照组棕色田鼠相比,十氯酮组和雌激素组棕色田鼠对雄性刺激鼠的防御行为时间多于雄性对照组,差异显著(P<0.05);雌激素组棕色田鼠在对雄性刺激鼠的亲密行为和爬跨行为持续时间上显著少于十氯酮组和雄性对照组(P<0.05);在对雄性刺激鼠的攻击行为和探究行为时间上,十氯酮组、雌激素组与雄性对照组棕色田鼠没有显著性差异。证明新生24小时内的雌性棕色田鼠暴露于高浓度十氯酮或雌激素,其社会行为被雄性化,从而导致了其成年后的社会行为和性倾向接近于正常的雄性棕色田鼠。
6. 利用细胞免疫组织化学方法研究十氯酮组和雌激素组棕色田鼠脑区ERα的分布,结 果显示:与雌性对照组相比,十氯酮组棕色田鼠在弓状核(Arcuate hypothalamic nucleus, AR)(P<0.05)、终纹床底核(Bed nucleus of the stria terminalis, BST)(P<0.01)、杏仁中央核(Central amygdaloid nucleus, Ce)(P<0.01)、杏仁内侧核(Medial amygdaloid nucleus, MeA)(P<0.01)、下丘脑视前区(Medial prioptic area, MPO)(P<0.01)和下丘脑腹内侧核(Ventromedial hypothalamic nucleus, VMH)(P<0.01)中均存在显著性差异。其中在AR、BST、Ce、MeA和VMH中,十氯酮组雌性棕色田鼠比雌性对照组棕色田鼠表达的ERα少,而在MPO中多于雌性对照组;与雄性对照组相比,在AR(P<0.01) 、BST(P<0.05) 、MeA(P<0.05) 、MPO(P<0.01)和VMH(P<0.01)中均存在显著性差异。其中在AR、MeA和VMH中,十氯酮组雌性棕色田鼠比雄性对照组棕色田鼠表达的ERα少,而在BST 和MPO中多于雄性对照组。说明新生24小时内雌性棕色田鼠经十氯酮处理,成年后其跟社会行为和情绪相关脑区ERα的表达或者处于正常雌雄棕色田鼠ERα表达量之间,或者更接近于雄性棕色田鼠脑区ERα的分布模式。
与雌激素组雌性棕色田鼠相比,十氯酮组雌性棕色田鼠在AR(P<0.01)和VMH(P<0.01)表达的ERα较少,而在MPO(P<0.01)表达的ERα较多;两组棕色田鼠在BST、Ce、MeA脑区的ERα表达没有显著性差异。说明新生24小时内的雌性棕色田鼠经十氯酮或雌激素处理后,在调控情绪的一些脑区,ERα的分布模式接近。
这些结果说明新生24小时内暴露于高浓度十氯酮或雌激素能够影响雌性棕色田鼠成年后的社会互作以及性配偶选择行为,改变了成年雌性棕色田鼠的社会互作模式和性倾向,从而出现了与正常雄性个体相似的社会互作模式以及在性配偶选择测试中雌性棕色田鼠偏好选择雌性个体的结果,另外新生24小时内的十氯酮和雌激素处理改变了雌性棕色田鼠与社会行为和生殖行为相关脑区的ERα的分布模式,对进一步揭示同性性倾向个体异常行为和生理的发生机制具有重要意义。
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