5-羟色胺转运体（SERT）基因型与（不可）预测母性分离对雌性大鼠情感、认知及社交行为的影响

《Genes, Brain and Behavior》：Effects of Serotonin Transporter Genotype and (Un)Predictable Maternal Separation on Affective, Cognitive, and Social Behaviors in Female Rats

　　

5-羟色胺转运体（serotonin transporter, SERT）变异与应激后抑郁风险相关，使SERT连锁多态性区域（5-HTTLPR）短等位基因携带者的风险增加，这类人群对应激累积和童年期虐待表现出更高的敏感性。为阐明SERT × 早期生活逆境交互作用背后的神经生物学机制，能够捕获这种遗传脆弱性的动物模型具有转化医学价值。鉴于女性抑郁患病率更高，且仅基于雄性的临床前研究转化价值有限，研究人员评估了四种母性分离（maternal separation, MS）范式，以确定不同形式的早期生活应激如何影响雌性SERT缺陷大鼠的成年行为。研究人员对暴露于MS的野生型（SERT^+/+）、杂合（SERT^+/?）和纯合（SERT^?/?）敲除雌性大鼠进行了多项行为学测试：可预测3小时/天（MS180）或6小时/天（MS360）、不可预测3小时/天（MSU180）、或不可预测3小时/天联合不可预测母体应激（MSUS180）。对照组接受15分钟操作处理。SERT^?/?雌性大鼠表现出更高的焦虑样反应、被动应激应对和增加的社会探索。MS180和MS360诱发了部分焦虑样行为，而MS360增加了快感反应。雌性大鼠对MS的反应因SERT基因型而异。首先，SERT^?/?雌性大鼠在暴露于不可预测MS（MSU180和MSUS180）时，部分焦虑行为减弱。其次，MSU180降低了SERT^?/?雌性大鼠的物体识别，同时增强了SERT^+/?雌性大鼠的物体识别。第三，SERT^+/?雌性大鼠在暴露于MS360时，被动应激应对低于所有其他组。无论可预测还是不可预测MS暴露，均未增加SERT缺陷雌性大鼠对抑郁相关行为的易感性。SERT表达变异可能赋予对MS的一些有益效应，具体取决于所评估的特定基因型和行为领域。

论文解读：SERT基因型与母性分离对雌性大鼠情感、认知和社交行为的影响

抑郁障碍在全球疾病负担中占重要地位，女性患病率约为男性的两倍。5-羟色胺转运体（serotonin transporter, SERT）基因启动子区5-HTTLPR多态性与应激暴露的基因-环境交互（gene-environment interaction, GXE）是抑郁研究热点，但研究结论并不一致。早期生活应激（early-life stress, ELS）如母性分离（maternal separation, MS）在野生型啮齿动物中常诱发快感缺失和被动应激应对，但不同MS范式结果不一，母体行为可能是关键中介。既往动物实验以雄性为主，限制了向女性抑郁的转化。本研究利用SERT敲除大鼠，在雌性后代中系统比较不同MS范式，检验SERT基因型与ELS的交互效应，以阐明性别特异性机制。

研究人员将SERT^+/+、SERT^+/?和SERT^?/?三种基因型雌性后代分别暴露于可预测3小时/天（MS180）、可预测6小时/天（MS360）、不可预测3小时/天（MSU180）及不可预测3小时/天联合母体应激（MSUS180），设15分钟操作对照组。成年后进行一系列行为学测试。结果显示SERT^?/?雌性表现出高焦虑样反应、被动应激应对和社交探索增加；MS类型效应有限；多个指标出现基因型×MS交互。总体上，MS未增加SERT缺陷雌性抑郁相关行为。这些发现提示SERT表达水平是应激脆弱性的调节因素而非决定因素，MS时长和可预测性具有不同行为后果，强调雌性模型在情感障碍研究中的价值。

研究方法方面，研究对象为Wistar背景经ENU靶向诱变产生的SERT敲除大鼠的后代，以49只SERT^+/?雌鼠和35只SERT^+/?雄鼠繁殖得到三种基因型雌性。MS从产后第2天至第15天进行，分为MS180、MS360、MSU180、MSUS180，对照组15分钟操作。成年雌性（10–16周龄）依次接受旷场测试（open field test, OFT）、高架十字迷宫（elevated plus maze, EPM）、社交识别（social recognition, SR）、蔗糖偏好测试（sucrose preference test, SPT）、家庭笼出现（home cage emergence, HCE）、新物体识别（novel object recognition, NOR）和强迫游泳测试（forced swim test, FST）；测试前用阻抗法监测动情周期并排除动情前期。母体行为采用瞬时扫描记录巢穴占用率；数据分析采用双因素方差分析和配对t检验。

主要研究结果如下。

3.1 母体体重增长
MSU180和MSUS180母鼠体重增长显著低于对照组，其中MSUS180从产后第2天起持续偏低，提示不可预测性和母体应激干扰母体代谢。

3.2 母性抚育
第一周各组巢穴占用无显著差异；第二周MSUS180母鼠巢穴占用率高于对照、MS360和MSU180，MS180高于MS360。

3.3 后代生长
P7时MS360、MS180、MSU180组后代体重高于对照；P21起出现基因型效应，SERT^+/?体重高于野生型，SERT^?/?体重低于野生型，并在P35以后持续。

3.4 成年后代行为结果

3.4.1 旷场测试
SERT^?/?比SERT^+/?移动距离更大，中心区域进入频率和停留时间无组间差异，说明基因型影响运动活性而非中心焦虑。

3.4.2 高架十字迷宫
SERT^?/?总运动距离更大、开放臂停留时间更短；MS360和MS180总体减少运动。交互作用显示MSU180和MSUS180延长了SERT^?/?在开放臂的时间，而SERT^+/+中MS360缩短开放臂时间。

3.4.3 社交识别
SERT^?/?在习惯化阶段运动距离更大，社交指数和社交探索时间高于其他基因型；所有组社交识别指数大多高于0.5，但组间无显著差异。

3.4.4 蔗糖偏好测试
各浓度蔗糖偏好均未显示基因型主效应；在1.0%浓度下MS360偏好高于对照，MSUS180低于MS360和MSU180。

3.4.5 家庭笼出现测试
SERT^?/?逃出潜伏期显著长于SERT^+/+和SERT^+/?，提示对陌生环境回避增强。

3.4.6 新物体识别测试
所有组辨别指数显著高于零；基因型×MS交互显著：MSU180降低SERT^?/?的辨别指数，却提高SERT^+/?的辨别指数，且SERT^+/?高于野生型和纯合组。

3.4.7 强迫游泳测试
SERT^?/?不动百分比显著高于其他基因型；交互作用显示MS360降低SERT^+/?不动时间，MSU180增加SERT^+/+不动时间。

讨论部分指出，SERT^?/?雌性的焦虑和被动应对表型与既往一致；不可预测MS可能通过改变母体照顾（如MSUS180母鼠第二周巢穴占用增加）缓冲SERT^?/?的焦虑行为；MSU180对物体识别的影响可能与SERT基因型依赖的记忆相关脑区脆弱性有关。研究局限性包括未观察到快感缺失、母体行为观察可见度有限、对照组15分钟操作可能产生早期处理效应、测试顺序可能影响后续任务等。

研究结论翻译：无论是可预测还是不可预测的MS暴露，均未增加SERT缺陷雌性大鼠的抑郁样和焦虑样行为。相反，SERT表达变异调节了早期生活应激的行为后果，具体取决于所评估的特定基因型和行为领域。总体而言，不可预测MS减轻了SERT^?/?雌性的焦虑样行为，而不可预测3小时/天MS（MSU180）根据SERT基因型差异性地影响认知表现，长期可预测MS（MS360）降低了SERT^+/?雌性的被动应激应对。研究结果表明，SERT表达减少或缺失并不一致地使雌性大鼠易出现抑郁相关行为表型；SERT表达减少的行为效应因行为领域而异，并取决于所经历的早期母性分离类型。这凸显了将SERT基因型视为应激脆弱性的调节因素而非决定因素的重要性。此外，MS持续时间和可预测性对行为结果有不同影响，说明早期生活应激范式不可互换，逆境的特定特征对长期行为轨迹有重要塑造作用。观察到的SERT × ELS交互效应进一步提示，雌性尽管对应激具有更高的生物学敏感性，仍可能在一定程度上对抑郁相关行为表现出韧性。这些发现提出了关于性别特异性应激适应机制的重要问题，并强调在模拟焦虑和抑郁样表型时需要将性别作为生物学变量，以更好捕捉人类情绪障碍中症状表现和共病的性别特异性变异。