雄性大鼠对受应激同类产生偏向性社会互动的神经调质系统药理学表征

《Social Neuroscience》：Pharmacological characterization of neuromodulatory systems involved in biased social interaction toward stressed conspecifics in male rats

　　

群居哺乳动物能够识别同类的应激状态。当雄性受试大鼠被允许与一对刺激鼠（一只为未受刺激的 na?ve 刺激鼠，另一只为测试前即刻接受足部电击的 shocked 刺激鼠）互动时，它们表现出对受电击刺激鼠的偏向性社会互动。已有文献提示催产素（oxytocin）及其他神经调质系统在该偏向性互动中发挥作用。然而，加压素（vasopressin）、多巴胺（dopamine）和阿片（opioid）系统的作用仍不清楚。本研究检验了腹腔注射阿托西班（atosiban，一种催产素受体拮抗剂）、SR49,059（一种加压素 V1a 受体拮抗剂）、氟哌啶醇（haloperidol，一种多巴胺 D2 受体拮抗剂）、纳洛酮（naloxone，一种阿片受体拮抗剂）或溶剂对照对该偏向性互动的影响。溶剂处理的受试鼠对受电击刺激鼠的互动时间显著长于对 na?ve 刺激鼠的互动时间。该偏向性被阿托西班、SR49,059 或氟哌啶醇消除，而纳洛酮处理的受试鼠仍保留该偏向性。这些结果表明，催产素、加压素 V1a 和多巴胺 D2 受体（而非阿片受体）参与了对受应激同类的偏向性互动。此外，纳洛酮处理的受试鼠表现出总互动时间增加，提示社会性增强。这些发现有助于更全面地理解应激识别的神经调质机制。

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研究背景与问题

识别同类个体的应激或情绪状态，是群居哺乳动物表现适当社会行为的基础能力。例如，对中国小学生的研究表明，情绪识别能力较高的儿童在同伴群体中获得更高的接纳度，并拥有更高质量的亲密友谊。尽管关于大鼠和小鼠是否具备体验主观情绪或识别他人情绪的高级脑功能存在争议，已有研究证实大鼠能够对非应激与受应激的同类做出不同反应，表明它们具备识别同类应激状态的能力。为此，研究者开发了多种行为范式来探究这一关键社会技能的神经基础。其中一种常用范式是双选择任务：将一只非应激刺激鼠和一只在测试前即刻接受足部电击的受应激刺激鼠配对呈现，受试大鼠会表现出对其中一只鼠的偏向性社会探究，这种偏向性探究即反映了大鼠对应激同类的识别能力。

已有文献表明催产素系统在该偏向性互动中发挥重要作用，例如在大鼠岛叶内注射催产素受体拮抗剂可阻断甚至逆转该偏向性；在小鼠中，化学遗传学沉默下丘脑室旁核至中央杏仁核的催产素能投射同样消除了该偏向性。后续研究还发现促肾上腺皮质激素释放激素、大麻素、血清素、食欲素及黑色素浓缩激素等系统也参与其中。然而，加压素、多巴胺和阿片系统的作用尚不明确。鉴于岛叶皮层至伏隔核的投射对该偏向性互动的重要性，而伏隔核在多巴胺能信号传导中具有公认作用，提示多巴胺系统可能参与；人类药理学研究亦提示加压素和多巴胺系统参与情绪识别；此外，加压素、多巴胺和阿片系统在大鼠社会玩耍及多种物种的亲和行为中均有明确作用。因此，研究人员假设除催产素系统外，加压素、多巴胺和阿片系统中的一种或多种也可能参与大鼠的偏向性探究行为。

研究设计与方法

研究人员采用先前建立的三箱装置应激识别测试。实验对象为实验初期雄性 Wistar 大鼠（7 周龄），购自日本 Charles River Laboratories。受试鼠在测试前 20 分钟经腹腔注射阿托西班（1.0 mg/kg）、SR49,059（1.0 mg/kg）、氟哌啶醇（0.1 mg/kg）、纳洛酮（4.0 mg/kg）或溶剂对照。测试时，受试鼠被置于三箱装置中央起始箱，可自由探索整个装置；同时，一对刺激鼠中一只在相邻房间接受 7 次 0.5 mA 足部电击（作为 shocked 刺激鼠），另一只保持 undisturbed（作为 na?ve 刺激鼠）。随后两只刺激鼠分别被拴系在装置两端箱内，受试鼠在 10 分钟测试期内与两只刺激鼠互动。研究人员记录受试鼠对每只刺激鼠的主动社会互动时间（以鼻或前爪触碰刺激鼠及/或异体梳理），并计算对 shocked 刺激鼠的偏好百分比及总互动时间。统计分析采用双因素重复测量方差分析、配对 t 检验、单样本 t 检验、单因素方差分析及 Tukey-Kramer 或 Dunnett 事后检验。

研究结果

互动时间分析：双因素重复测量方差分析显示，拮抗剂类型和刺激鼠类型均显著影响社会互动时间，且两者交互作用显著。计划比较发现，溶剂处理组受试鼠对 shocked 刺激鼠的互动时间显著长于对 na?ve 刺激鼠（t₉ = 4.60, p < 0.01, d = 1.45）。阿托西班、SR49,059 和氟哌啶醇处理组受试鼠对两类刺激鼠的互动时间无显著差异，表明这些拮抗剂消除了偏向性互动。而纳洛酮处理组受试鼠仍表现出对 shocked 刺激鼠的显著偏好（t₈ = 2.65, p < 0.05, d = 0.885）。各处理组在刺激箱内的停留时间无显著差异，排除了一般性位置偏好或活动能力改变的影响。

偏好百分比分析：溶剂组和纳洛酮组受试鼠对 shocked 刺激鼠的偏好百分比显著高于随机水平（50%），而阿托西班、SR49,059 和氟哌啶醇组与随机水平无显著差异。单因素方差分析显示拮抗剂类型显著影响偏好百分比，事后检验表明氟哌啶醇组偏好百分比显著低于溶剂组和纳洛酮组，且趋向低于 SR49,059 组。溶剂、阿托西班、SR49,059 和纳洛酮组之间偏好百分比无显著差异。

总互动时间分析：单因素方差分析显示拮抗剂类型显著影响总互动时间。事后检验表明纳洛酮组受试鼠的总互动时间显著长于溶剂组（p < 0.01, d = 1.54），而阿托西班、SR49,059 和氟哌啶醇组与溶剂组无显著差异，提示纳洛酮处理增强了社会性。

讨论与结论

研究人员提出，催产素、加压素 V1a 和多巴胺 D2 受体可能协同参与对受应激同类的偏向性互动。文献支持这一观点：催产素和加压素可交叉结合催产素及加压素 V1a 受体；催产素与多巴胺 D2 受体可在伏隔核等区域形成异聚体；在雌性草原田鼠中，多巴胺 D2 受体激动剂诱导的配偶联系可被催产素受体拮抗剂阻断，反之亦然；在雄性草地田鼠中，加压素 V1a 受体过表达诱导的配偶联系可被多巴胺 D2 受体拮抗剂阻断。这些证据提示三种受体系统在偏向性互动中可能协同作用，但本研究无法确定它们之间相互作用的性质，也不能排除某些受体独立发挥作用的可能性。

纳洛酮处理增加总互动时间而不影响偏向性互动，这一发现看似与阿片受体拮抗剂通常减少大鼠社会互动的观点矛盾。但考虑到受应激同类对大鼠而言是应激源，且阿片受体（而非催产素、加压素 V1a 或多巴胺 D2 受体）参与大鼠的应激缓冲效应，纳洛酮处理的受试鼠可能通过增加互动来寻求缓冲效应。这一解释符合阿片受体以状态依赖方式调节社会行为的观点：在低应激状态下阿片受体阻断减少社会互动，而在高应激状态下则增强社会互动。

研究局限性包括：未评估雌性大鼠；仅测试了单一剂量；无法完全排除拮抗剂副作用，但总互动时间保持或增加不支持镇静或社会识别受损的解释；阿托西班和 SR49,059 对偏好百分比未产生显著影响可能因多组比较样本量不足；无法排除阿托西班和 SR49,059 在外周位点作用的可能性，但已有证据支持腹腔注射阿托西班可穿越血脑屏障，且 SR49,059 溶于 DMSO 和 Tween 80 混合物时可诱导广泛脑区的行为效应和 Fos 表达变化。

结论：研究发现腹腔注射阿托西班、SR49,059 或氟哌啶醇消除了受试大鼠对受电击刺激鼠的偏向性互动，而纳洛酮处理保留该偏向性并增加总互动时间。这些结果表明，催产素、加压素 V1a 和多巴胺 D2 受体（而非阿片受体）参与了对受应激同类的偏向性互动，为理解应激识别的神经调质机制提供了更全面的认识，也为未来研究群体信息如何影响应激识别提供了基础。