《Behavioural Brain Research》：Atypical Early Life Ultrasonic Vocalizations Disrupt the Pup-Dam Communication Dyad in the BTBR Model of Autism Spectrum Disorder
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•BTBR母鼠成功取回生物幼崽的可能性显著更低•一只新的C57母鼠取回BTBR幼崽的速度显著慢于对照组•单纯发出USV不足以促进母性行为•USV的持续时间与振幅最能可靠预测取回效率•多样化的叫声类型组合比受限的叫声组合能引发更快的取回引言自闭症谱系障碍（ASD）是最常见的神经
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BTBR母鼠成功取回生物幼崽的可能性显著更低
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一只新的C57母鼠取回BTBR幼崽的速度显著慢于对照组
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单纯发出USV不足以促进母性行为
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USV的持续时间与振幅最能可靠预测取回效率
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多样化的叫声类型组合比受限的叫声组合能引发更快的取回
引言
自闭症谱系障碍（ASD）是最常见的神经发育障碍之一，其定义为在沟通和社交方面存在普遍性缺陷，并伴有受限和重复的行为（APA, 2022）。在这些核心诊断标准中，沟通缺陷是最早出现的症状之一，并对疾病负担产生负面影响（Esposito和Venuti, 2009, Esposito和Venuti, 2010a）。此前的研究发现，后来被诊断为ASD的婴儿所发出的哭声具有更高的基频（音高）和更短的持续时间（Esposito和Venuti, 2010a, Esposito等, 2014, Esposito等, 2017）。值得注意的是，一项后续研究考察了成年人对新生儿哭声的反应，发现接触ASD婴儿哭声的个体经历了显著更强烈的痛苦感受，并将哭声感知为更具厌恶性（Esposito和Venuti, 2010b）。此外，与神经典型哭声相比，他们更不可能准确识别哭声的原因（Esposito和Venuti, 2008）。这表明，声学特征的微小变化就足以破坏婴儿与照护者之间的早期生命沟通二元关系。鉴于哭泣行为具有重要的生物学意义且在自闭症中高发，迫切需要更好地理解ASD如何影响婴儿与照护者之间的沟通。
满足这一需求的一种途径是使用小鼠模型。新生小鼠在整个出生后前两周会产生一种早期生命沟通行为，即超声波发声（USVs），其在人类婴儿中与哭泣行为起到类似的作用（Noirot, 1972, Elwood和Keeling, 82, Branchi等, 1998）。可以对USVs的多种声学参数进行评估，包括整体叫声频率、叫声持续时间、哭声音高和叫声振幅（响度）。根据USVs的形状和内部音高变化，可将其进一步分为10个不同的类别之一，从而提供丰富的定性和定量数据（Scattoni等, 2011）。重要的是，与人类类似，USVs具有重要的生物学意义，因为它们可以引发母性关注并促进取回行为，在幼崽与母鼠之间形成基本的沟通二元关系（Noirot, 1972, Brown, 1976）。值得注意的是，各种ASD小鼠模型均表现出USVs的改变，表明自闭症婴儿中发现的早期生命沟通缺陷在物种间高度保守（Scattoni等, 2008, W?hr等, 2011, Brunner等, 2015, Binder和Lugo, 2017, Harbers等, 2025）。然而，尽管ASD模型中的USVs已被广泛研究，但很少有研究评估新生儿发声的改变如何影响母性行为并破坏幼崽与母鼠之间的沟通二元关系。据我们所知，此前仅有一项研究直接考察了ASD小鼠模型中改变的USV对母性行为的影响。具体来说，Takahashi等人（2016）证明，Tbx1突变幼崽产生的异常USV序列未能引发C57BL/6母鼠正常的母性接近行为（Takahashi等, 2016）。尽管这些发现提供了异常幼崽发声可能影响母性反应的证据，但该研究使用了USV回放并评估母性接近，而非取回活幼崽。因此，自然发出的新生儿USVs的改变如何影响母性取回，以及更广泛地影响幼崽与母鼠的沟通二元关系，仍然知之甚少。由于沟通从根本上依赖于信号发出者与接收者之间的相互作用，考察异常幼崽发声的行为后果可能为新生儿沟通缺陷的功能意义提供重要见解。
为回答这些问题，我们在C57BL/6对照小鼠和BTBR小鼠（一种表现出USV缺陷的特发性ASD小鼠模型）中使用了母性分离范式，然后评估母性取回率（Scattoni等, 2008）。在我们研究的第一部分，我们比较了取回者为其自身母鼠时幼崽的取回率。在研究的第二部分，我们将取回者更换为新的母鼠，以控制基因型因素，并评估各种USV频谱和时域特征。对于研究的第一部分，我们假设BTBR幼崽的取回速度将慢于C57小鼠。我们还预期会发现先前报道的USV产生的相同品系差异（Scattoni等, 2008）。对于研究的第二部分，我们同样假设新的母鼠取回C57幼崽的速度快于BTBR幼崽。此外，与先前的母性关注研究一致，我们预期较短的叫声持续时间将是取回率的正向预测因子（Uematsu等, 2007）。我们还预期更高的叫声产出量将导致更快的取回。我们预期叫声的音高、振幅以及小鼠的叫声类型使用不会显著影响母性取回。最后，鉴于性别可能影响临床人群中ASD症状表现以及某些临床前模型中新生儿USV特征的证据，我们将幼崽性别作为次要研究变量纳入考量（Werling和Geschwind, 2013, Randell等, 2025）。基于BTBR小鼠中性别依赖性USV产生差异的证据有限，我们未预测出现显著的性别效应或性别与基因型交互作用（Scattoni等, 2008; W?hr, 2015; Nie等, 2025）
章节摘要
实验对象
C57BL/6?J（C57）和BTBR T+ Itpr3tf/J（BTBR）小鼠购自杰克逊实验室。对于我们研究的第一部分，即使用幼崽自身母鼠作为取回者的部分，共使用了39只C57（22只雄性，17只雌性）和30只BTBR（13只雄性，17只雌性）小鼠。对于我们研究的第二部分，共使用了12只新的C57母鼠来取回32只C57（16只雄性，16只雌性）和40只BTBR（16只雄性，24只雌性）幼崽。所有新母鼠此前均已生育过一窝幼崽，且每只母鼠仅使用一次。此外，所有成年
使用生物母鼠进行的USV介导的母性取回
我们首先评估了取回者为其生物母鼠时C57和BTBR小鼠之间的母性取回情况。我们发现品系存在主效应，C57母鼠取回其幼崽的频率显著高于BTBR母鼠（F(1,65) = 17.93, p <.001, ηp2 =.22）。具体而言，在所评估的30只BTBR幼崽中，仅有9只被成功取回，取回率仅为30%（图2A）。未发现性别的显著主效应或品系与性别的交互作用（性别：F(1,65) =.01, p =.92, ηp2 =.00，品系 ×
讨论
尽管已知BTBR小鼠会产生异常的发声，但这些发声如何影响母性行为以及幼崽与母鼠之间的沟通二元关系仍然未知。在本研究中，我们试图阐明BTBR这一ASD模型中的沟通缺陷是否对母性取回反应产生了影响。我们首先使用幼崽自身母鼠评估母性取回情况，并发现取回率存在显著的品系依赖性差异，仅有30%的BTBR幼崽被成功
结论
我们的研究表明，BTBR小鼠模型中异常的新生儿沟通会对母性取回反应产生可测量的损害，这提供了证据表明早期生命沟通缺陷对照护者-后代互动具有重要的功能性后果。我们发现，仅有声学输出本身不足以促进母性照护。相反，特定的声学特征，特别是较短的叫声持续时间、增加的音高、振幅的改变以及增加的
伦理声明
本研究按照ARRIVE（动物研究：活体实验报告）指南进行。本研究已获三一大学动物护理与使用委员会批准。
资金来源
本研究未获得公共、商业或非营利部门资助机构的任何专项拨款。
未引用参考文献
（APA, 2022, W?hr, 2015）
Nicole I. Cofsky|Matthew S. Binder
