繁殖经历调控雄性加州小鼠行为与生理可塑性的多维度研究：交配、育幼与精子生产的协同作用

本研究针对双亲抚育物种中父本经历如何影响雄性认知、焦虑样行为及生殖投资的问题，通过设计两组实验（含VIR/NON-F/EXP-F三组对比及NON-F/PS-NF/FTF交叉验证），首次揭示：1）仅育幼单窝幼崽无法复现经验父本的记忆增强(NOR)与焦虑降低(EPM)效应；2）首次父本经历可独立促进睾丸增大（精子产量指标）；3）非亲缘育幼雄鼠与生物学父本存在筑巢/理毛行为差异。成果发表于《Animal Behaviour》，为哺乳动物父系表观遗传机制提供新证据。

　　

在哺乳动物行为学领域，父本经历如何塑造雄性个体的神经内分泌系统始终是未解之谜。传统研究多聚焦母体效应，而对双亲抚育物种中父本通过交配、生育或育幼等不同阶段经历引发的行为-生理协同变化缺乏系统解析。加州小鼠(Peromyscus californicus)作为罕见的双亲共育啮齿类模型，其雄性个体在成为父亲后表现出记忆增强、焦虑减轻等神经行为改变，同时伴随睾丸体积增大——这些现象究竟由交配行为、后代基因传递还是实际育幼经验驱动？现有研究难以区分这些因素的独立贡献，更不清楚这些变化的发生时序。

为破解这一难题，研究人员设计了两组精巧实验。实验1设置三组对照：处女雄鼠(VIR)、与不育雌鼠配对的"非父亲"(NON-F)、有育幼经验的"经验父亲"(EXP-F)，通过新颖物体识别(NOR)和高架十字迷宫(EPM)测试发现，仅EXP-F组表现出显著记忆提升和焦虑行为减少，而VIR雄鼠睾丸和精子数量均低于NON-F。这一结果引出了更深层问题：是生育行为本身，还是后续育幼活动导致了这些变化？

实验2创新性地引入"幼鼠敏感化非父亲"(PS-NF)组——让NON-F雄性照料非亲缘幼崽，与NON-F和首次父亲(FTF)比较。令人惊讶的是，三组在NOR和EPM表现无差异，说明单次育幼经历不足以诱发经验父亲的行为改变。但FTF睾丸显著大于NON-F（尽管交配机会均等），暗示精子生产调控比行为变化更具可塑性。行为追踪进一步揭示：PS-NF虽更慢接近幼崽，但理毛时间占比高于FTF，后者则更专注筑巢——这种育幼策略分化可能反映亲缘识别机制的差异。

关键技术包括：1）基于不育雌鼠配对构建NON-F对照组；2）跨实验组睾丸体积/精子计数标准化测量；3）幼鼠敏感化训练范式；4）NOR/EPM标准化行为学评估；5）父本-幼崽互动视频编码分析。

主要发现可归纳为：

1. 行为可塑性方面：经验父亲的特异性记忆增强和焦虑减轻需要多轮育幼经历积累，单次育幼或单纯交配均不能复制该效应（实验1-2对比）。
2. 生殖生理方面：首次生育即可独立触发睾丸增大，与是否参与育幼无关，且该变化先于行为改变（实验2 FTF vs NON-F）。
3. 育幼模式方面：生物学父本更倾向筑巢投资，而照料非亲缘幼崽的雄鼠表现出过度理毛的"补偿性行为"（互动实验）。

这些发现革新了对父系效应的认知：在双亲物种中，生育与育幼经历通过不同神经内分泌通路分别调控生殖投资和行为适应——睾丸增大可能是对亲缘确认的快速响应，而认知行为优化则需要持续育幼经验的累积。研究为理解男性产后抑郁、父婴 bonding障碍等人类健康问题提供了进化视角，同时提示精子生产调控可能比预期更具环境敏感性。方法论上，通过不育雌鼠配对和幼鼠敏感化设计的组合，首次实现交配、生育、育幼三因素的解耦分析，为后续父系表观遗传研究树立了新范式。