实验室饲养的八齿鼠年龄相关行为改变

《Biology》：Age-Associated Behavioral Alterations in Laboratory-Housed Octodon degus

　　

八齿鼠（Octodon degus）是一种长寿、昼行、高度社会性的啮齿动物，越来越多地用于衰老和神经退行性疾病研究。然而，实验室饲养的老年八齿鼠的行为谱仍未被完全表征，限制了研究人员对该物种年龄相关功能和分子表型的解释。在此，研究人员评估了在长期实验室饲养条件下维持的年轻和老年八齿鼠在运动活动、开放旷场探索、社会新奇性行为以及手动评分的行为学反应中的年龄相关变化。在开放旷场测试和三室社会行为测试期间进行了自动行为追踪。在开放旷场测试中，与年轻动物相比，老年八齿鼠运动活动增加，包括总移动距离更大、平均速度更高、移动频率增加以及累积运动持续时间更长。老年八齿鼠还表现出中心区域逗留时间增加和趋触性（thigmotaxis）评分降低。手动行为学评分显示，在开放旷场暴露期间，老年动物直立行为（rearing）和粪便（fecal boli）排出增多。在三室社会行为测试中，年轻八齿鼠对陌生入侵者的探究频率高于对熟悉笼伴的探究频率，而老年八齿鼠的社会新奇性辨别指数（social novelty discrimination index, SNDI）低于年轻动物。探索性性别分层分析在年轻队列中识别出中心–边界探索的特定差异：年轻雄性在中心区域逗留时间更长且趋触性评分低于年轻雌性，而在其他开放旷场或社会新奇性指标中未检测到显著性别差异。综合而言，这些发现表明，实验室饲养的八齿鼠衰老与混合行为谱相关，涉及应激相关行为学反应增加和社会新奇性辨别能力降低，影响了与痴呆和神经退行性衰老相关的行为领域。该行为框架为未来研究八齿鼠脑衰老的异质性及分子或神经病理学相关性提供了实用参考。

**论文解读：实验室饲养八齿鼠年龄相关行为改变**

**研究背景与科学问题**
八齿鼠（*Octodon degus*）是一种长寿、昼行、高度社会性的南美啮齿动物，因其自然衰老过程中出现类似阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）的分子和神经病理特征（如淀粉样蛋白β积累、tau相关改变、突触功能障碍、神经炎症）而越来越多地被用于研究衰老和神经退行性变。然而，实验室饲养的老年八齿鼠的行为表型尚未被系统表征，且不同研究在行为变化的性质和方向上存在显著差异，例如Popovi?等发现老年雌性八齿鼠在开放旷场中自主活动减少，而Rivera等未观察到年龄相关的运动差异。这些不一致性限制了对该物种衰老相关功能与分子表型的解读，尤其是不清楚社会新奇性探究的减弱是否源于整体活动下降，还是在运动活动保留甚至增强的情况下仍存在缺陷。因此，有必要在同一动物中同时评估运动、探索和社交行为，以明确年龄相关的行为改变模式。

**研究内容与主要结论**
为建立实验室饲养八齿鼠的衰老行为基线，研究人员比较了年轻成年（0.3–1岁）和老年（4–7岁）八齿鼠在开放旷场、三室社交行为测试中的自动追踪指标以及手动行为学评分。研究结果于近期发表在《Biology》期刊上。主要结论如下：老年八齿鼠并未表现出整体行为抑制，反而呈现混合行为谱——在开放旷场和室基装置中运动活动增加（总移动距离、平均速度、移动频率、累积运动时间均显著升高），中心区域逗留时间延长、趋触性评分降低，同时直立行为和粪便排出显著增多；但在三室社交测试中，老年八齿鼠的社会新奇性辨别指数显著低于年轻动物，表现出对新侵入者的探究减少。性别分层分析仅在年轻队列中发现雄性比雌性更倾向于探索中心区域，老年队列中无明显性别差异。这些发现表明，八齿鼠衰老与探索性激活增强、应激相关自主反应改变以及社会新奇性辨别能力下降相关，而非单纯活动减退。

**主要关键技术方法**
研究采用自动视频追踪系统（EthoVision XT 16，Noldus）对开放旷场（100 cm × 100 cm，5 min）和三室社交装置（总长120 cm，三室各40 cm，10 min/阶段）进行行为分析。样本来自University of Rochester实验室长期饲养的八齿鼠群体，年轻组19只（雄10雌9），老年组31只（雄13雌18）；三室测试因需熟悉笼伴，年轻组15只（雄7雌8），老年组26只（雄10雌16）。手动行为学评分由盲法研究者基于录像对开放旷场5 min内的粪便、直立、理毛、跳跃事件进行计数。

**研究结果**
**3.1 老年八齿鼠在开放旷场中运动活动增加、趋触性降低**
通过5 min开放旷场追踪，老年八齿鼠的总移动距离（p=0.0004）、平均速度（p=0.0009）、移动频率（p=0.0002）和累积运动时间（p=0.0003）均显著高于年轻动物。同时，老年动物中心区域逗留时间更长（p=0.0003），面积校正趋触性评分（边界区时间百分比减75%）更低（p=0.0004），表明老年八齿鼠在开放旷场中运动活跃且探索中心区域更多。

**3.2 老年八齿鼠在室基行为装置中运动活动增加**
在三室测试的10 min追踪期内，老年八齿鼠的总移动距离（p=0.0046）和平均速度（p=0.0004）均显著高于年轻动物，说明运动活动增强并非限于开放旷场，而是扩展至不同结构的装置环境。

**3.3 老年八齿鼠社会新奇性辨别能力降低**
在习惯化阶段，年龄组间基线嗅探区偏好无差异（p=0.3688）。社交性阶段，社交性辨别指数无显著年龄差异（p=0.0862）。但在社会新奇性阶段，年轻动物对新侵入者的嗅探区进入频率显著高于熟悉笼伴（p=0.0049），而老年动物无显著差异（p=0.3574）。基于累积嗅探时间的社交新奇性辨别指数在老年组显著低于年轻组（p=0.0065），且老年组中56.5%（13/23）的动物指数≤0，而年轻组仅9.1%（1/11）（p=0.011）。这表明老年八齿鼠的社会新奇性辨别受损，而非社交能力整体丧失。

**3.4 性别分层分析**
在年轻队列中，雄性与雌性在运动指标上无显著差异，但雄性中心区域逗留时间更长（p=0.0014）、趋触性评分更低（p=0.0041）。老年队列中未检测到任何开放旷场或社会新奇性指标的性别差异。社会新奇性辨别指数在年龄组内均无性别差异。

**3.5 手动行为学评分显示老年八齿鼠直立和粪便增多**
5 min开放旷场手动评分中，老年八齿鼠的粪便排出（p=0.0020）和直立事件（p<0.0001）显著多于年轻动物。理毛事件无显著差异（p=0.1101），跳跃事件呈边缘性增多趋势（p=0.0661）。这些结果提示老年动物在暴露于新环境时表现出更强的应激相关自主反应和垂直探索行为。

**讨论与结论**
本研究表明实验室饲养的八齿鼠衰老伴随运动激活增加、应激反应改变和社会新奇性辨别下降，而非简单活动减退。这一模式与常规实验室啮齿动物（如小鼠、大鼠）中常见的年龄相关运动减少不同，强调了八齿鼠作为衰老模型的独特行为特征。社会新奇性辨别受损可能反映社交认知或记忆障碍，与痴呆相关领域的行为改变具有关联性。研究局限性包括：未测量家笼活动、未直接评估焦虑状态、未进行嗅觉或神经病理学检测，且测试日未完全平衡性别和年龄。未来需结合淀粉样蛋白、tau磷酸化、神经炎症、皮质酮等标志物，以揭示行为异质性与脑衰老生物机制的联系。

**结论**：总之，本研究定义了实验室饲养的八齿鼠在运动、探索、应激相关和社会新奇性领域的年龄相关行为谱。老年八齿鼠并未表现出整体行为参与减少；相反，它们在开放旷场和室基测试中运动活动增加，直立和粪便排出增多，趋触性降低，社会新奇性辨别指数降低。这一模式表明，八齿鼠衰老与探索激活增强、应激相关自主神经反应改变、中心回避减少以及新奇导向的社会探索减少有关。性别相关差异仅限于年轻雄性在中心区域探索时间更长，其他行为指标无显著差异。综合而言，这些发现为未来研究将八齿鼠衰老表型与神经退行性脆弱性、行为异质性以及脑衰老的分子或神经病理学特征联系起来提供了功能性的行为框架。