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综述:实验室小鼠筑巢行为的多功能角色与神经机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月17日 来源:Neuroscience & Biobehavioral Reviews 7.6
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本综述系统阐述了实验室小鼠筑巢行为的多种功能(睡眠准备、体温调节、繁殖准备及亲代照料)及其神经调控机制。文章整合行为学、生理学与神经环路研究,指出该行为受昼夜节律、激素状态(如孕酮)、环境温度及睡眠压力调控,涉及前额叶皮层(PFC)、下丘脑(LPOA、MPOA、ARH)、腹侧被盖区(VTA)等关键脑区,并强调其在神经精神疾病模型(如阿尔茨海默病、唐氏综合征)中作为认知与情感功能读出的应用价值。
实验室小鼠的筑巢行为是一种进化保守的多功能行为,在休息、体温调节和后代照料中发挥关键作用。该行为在标准饲养条件下自发产生,并受内部状态(如激素水平、睡眠压力)和外部环境(如环境温度、筑巢材料)的调节。筑巢行为虽属本能行为,但具有显著可塑性,易受品系差异、年龄、应激及神经疾病影响,因此可作为认知、情感及感觉运动功能的稳健行为读出指标。
筑巢行为评估主要包括直接行为观察(如筑巢持续时间、潜伏期)和巢结构评价(如巢高度、重量、标准化评分)。常用材料包括棉絮(Nestlets)、纸条、干草等,其中棉絮因易塑形且品控一致而被广泛应用。评估时需考虑昼夜节律(光期筑巢动机更强)、社会饲养条件(单独vs群居)及测试环境(家笼vs新笼)等混杂因素。品系差异显著:C57BL/6J小鼠筑巢能力强且偏好暗侧筑巢,而BALB/c小鼠常筑圆顶巢于亮侧。性别差异虽存在争议,但妊娠雌鼠因孕酮水平升高会构建更大巢穴。
筑巢行为可敏感反映小鼠健康状态:手术、应激或神经疾病(如APP/PS1阿尔茨海默模型、Ts65Dn唐氏综合征模型)会导致筑巢能力下降。社会挫败应激可短期抑制筑巢,而巢材料提供本身可改善动物福利(如提升繁殖率)。筑巢缺陷在陌生环境中更显著,提示焦虑或注意力调控异常可能参与其中。
筑巢行为呈现昼夜节律性:小鼠在暗期晚期和光期筑巢动机最强,巢结构完整性在光期最高。筑巢是睡眠准备行为,可缩短NREM及REM睡眠潜伏期、增加EEGδ功率并促进睡眠巩固。睡眠剥夺会增强筑巢动机,提示睡眠压力驱动该行为。神经机制上,VTA多巴胺能神经元激活抑制筑巢,而其抑制则促进筑巢及睡眠;前额叶皮层(PFC)GABA能神经元(尤其是Sst+亚群)投射至外侧视前区(LPOA)可增强筑巢。下丘脑外侧区(LHA)谷氨酸能神经元也被激活于睡眠相关筑巢,并投射至VTA、缰核及中脑导水管周围灰质(PAG)。
环境温度低于热中性区(29–31℃)时,筑巢行为增强以维持热稳定。低温激活LHA的Vgat+神经元促进筑巢,但不影响核心体温;高温则通过视前区暖敏感神经元抑制筑巢。巢材料选择也受温度调节(如低温时偏好隔热性更好的干草)。
妊娠雌鼠因孕酮升高构建“繁殖巢”(brood nest),巢体更大且结构更复杂。假孕小鼠也出现类似行为,证实激素调控作用。幼崽存在可进一步促进巢构建(即使未妊娠),提示幼崽嗅觉/听觉 cues 驱动该行为。父鼠在交配后也可表现亲代筑巢。神经机制上,Edinger-Westphal核(EW)的CART+神经元被孕酮激活,并通过投射至PAG、LPOA、未定带(ZI)和基底外侧杏仁核(BLA)促进筑巢。内侧视前区(MPOA)GABA能神经元调控亲代筑巢,而弓状核(ARH)Agrp+神经元投射至MPOA及室旁核(PVN)则抑制该行为。精氨酸加压素(AVP)系统(尤其PVN和SCN神经元)也负调控筑巢。
不同情境(睡眠、温度、繁殖)可能招募特异神经环路,但LPOA可能是共同枢纽。未来需解析这些环路如何与核心运动执行系统交互,并探讨学习经验对本能行为的修饰作用。跨物种比较(如与筑冢物种Mus spicilegus或鸟类)将揭示进化压力如何塑造该行为,以及神经底物在不同物种中的功能保守性。筑巢行为作为定量行为表型,在神经精神疾病研究中具有广阔应用前景。
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