5xFAD小鼠在Agora迷宫（Sociobox）中的可重复社交表型分析

《Behavioural Brain Research》：Reproducible social phenotyping of 5xFAD mice in the Agora maze (Sociobox)

　　

神经精神疾病（抑郁症、精神分裂症等）和神经系统疾病（阿尔茨海默病AD、帕金森病）的特征包括社交互动和识别等认知功能的破坏。开发用于评估小鼠模型社交行为及其相关性的工具，对于进一步理解这些疾病中的社交障碍至关重要。在啮齿动物的Agora迷宫中，陌生小鼠被限制在开放正方形周边的小隔间内，模仿了古代城市的集市（agora）。研究提供了多达5个社交互动伙伴，可供自由选择进行互动（暴露期）。在辨别阶段，呈现一只新的陌生小鼠（S_New），同时保留4个熟悉伙伴。互动时间通过视频观察记录。在实验1中，研究人员用不同品系的野生型雄性小鼠（C57BL/6?J、Balb/c、NMRI、PLB_WT）验证了该测试，这些小鼠能够轻松识别S_New，并在其隔间相邻区域花费显著更多时间；仅NMRI小鼠不偏好S_New。实验2探索了5xFAD阿尔茨海默病小鼠，显示在5和8月龄时具有正常的探索和辨别能力。在第二个队列中重复实验证实了该表型的稳健性，也验证了该行为范式的可重复性。Agora任务通过将社交互动伙伴数量从2个（三室测试）扩展到5个（或更多），同时避免身体接触和攻击性事件，允许在半自动化条件下评估对社交新奇性的偏好，从而提供了一个更复杂的范式。因此，Agora提供了一种高度稳健且可重复的、更具生理学意义的行为范式。

**研究背景与问题**
社交互动是人类建立和维持关系的关键，而社交行为缺陷广泛存在于多种精神与神经系统疾病中，如阿尔茨海默病（AD）和帕金森病。现有评估社交行为的范式（如三室测试）仅涉及1:1或1:2的简单辨别，难以捕捉多维疾病（如AD）导致的微妙社交变化，且结果在不同研究间存在不一致。为更接近人类日常生活中复杂社交场景（如“鸡尾酒会”），研究人员引入了Agora迷宫（亦称Sociobox），该装置在中心开放区域周围设置5个小隔间，供陌生小鼠停留，允许测试小鼠自由选择互动，从而模拟真实社交环境。本研究旨在验证Agora迷宫在不同野生型品系中的表现，并评估5xFAD小鼠（AD模型）是否存在社交认知缺陷，同时检验该范式的稳健性与可重复性。论文发表在《Behavioural Brain Research》。

**主要关键技术方法**
研究人员采用了商用Agora迷宫装置（Ugo Basile, Comero, Italy），该装置由灰色Perspex制成，中央为十边形开放区域（直径36 cm），周围均匀分布5个外部隔间（11.5×13 cm），隔间前侧设有带孔的透明塑料滑块（孔直径~2 mm），允许气味和声音交换。行为记录通过顶置CCTV摄像头（Sanyo VCB-3385P）搭配ANY-Maze追踪软件（版本5.26）完成，采样率10 Hz。数据分析采用重复测量方差分析（ANOVA）和t检验，异常值按Grubbs方法检测（α=0.01）。实验动物来源：Exp.1的野生型小鼠（C57BL/6?J、Balb/c、PLB_WT、NMRI）购自查尔斯河实验室（CRL, Margate, UK）；Exp.2的5xFAD小鼠源自杰克逊实验室（JAX MMRRC Stock# 034848），在本所建立繁殖群，与C57BL/6?J回交维持。

**研究结果**
**3.1 Exp. 1: Social behaviour varies between wild-type mouse strains**
通过对比C57BL/6?J、PLB_WT、Balb/c和NMRI四种品系，研究人员发现：习惯化阶段总移动距离存在品系差异（F(3,34)=3.327; p=0.031），Balb/c移动最少；暴露与识别阶段活动无显著差异。外周区域探索在习惯化和识别阶段有品系差异（p<0.02），C57BL/6?J和NMRI在外周探索更多；PLB_WT在中央区域探索更多（p<0.01）。暴露阶段各品系对5个陌生小鼠无空间偏好，但识别阶段除NMRI外（F(4,24)=1.6; p=0.2），其他品系均显著偏好S_New（F’s>2.8; p<0.04），其中Balb/c表现最强（F(3,33)=5.9; p=0.0025）。识别指数（ΔT）显示PLB_WT、Balb/c和C57BL/6?J具有正向偏好，NMRI无偏好。时间进程分析显示所有品系对S_New的兴趣随时间减弱（F’s>2.5; p<0.006），Balb/c每次拜访时间更长（vs. C57BL/6?J p=0.0255; vs. PLB_WT p=0.0312）。

**3.2 Exp. 2: No deficit in social novelty or social recognition in 5xFAD, but highly reproducible outcomes**
对5月龄5xFAD小鼠及其野生型同窝对照进行两个独立队列测试（队列1 n=7/基因型；队列2 n=8/基因型），结果精确重复：两阶段总移动距离无基因型差异；暴露阶段对5个陌生小鼠无空间偏好；识别阶段所有组均显著偏好S_New（F’s>3.5; p≤0.02），识别指数（ΔT）无基因型或队列差异。回顾性功效分析（α=5%; power=80%）显示达到功效仅28.4%，确认N=15时未检测到表型。将队列2小鼠饲养至8月龄再次测试：习惯化阶段总移动距离显著下降（年龄主效应F(1,17)=251.6, p<0.0001），5xFAD活动高于野生型（年龄×基因型交互F(1,17)=13.95, p=0.0016）。识别阶段两基因型仍能辨别S_New（野生型F(4,28)=3.483, p=0.0198; 5xFAD F(4,32)=2.974, p=0.0339），无基因型差异。

**讨论与结论**
讨论部分指出：Agora迷宫提供了比三室测试更复杂、更自然的社交场景，野生型品系（除NMRI外）均表现出稳健的社会新奇偏好，且结果可重复。Balb/c的强识别可能与其高攻击性相关（需进一步验证）。在5xFAD模型中，5月龄和8月龄均未发现社交识别缺陷，这与部分文献报告一致（≤6月龄无缺陷），但也与某些报告（>6月龄出现缺陷）存在差异。这种不一致可能源于背景品系、实验条件的细微差别。本研究通过两个独立队列的精确重复，证明了Agora范式的高度稳健性和可重复性。结论：Agora范式可产生稳健的社交识别能力，雄性小鼠能迅速识别陌生小鼠（S_New）并与之互动更多时间。该范式提供了比其他常用社交识别测试更真实的场景，并允许评估多个社交伙伴的近期与远期记忆，具有高度转化相关性。