《Neuroscience & Biobehavioral Reviews》：From Humans to Model Organisms: Translational Insights into Sociability and Social Dysfunction
编辑推荐：
社交性是一种在物种间进化保守的特征。动物模型揭示了社会行为背后的互补机制。跨物种方法为社交功能障碍和转化研究提供了信息。
社交性是一种在物种间进化保守的特征。动物模型揭示了社会行为背后的互补机制。跨物种方法为社交功能障碍和转化研究提供了信息。
1. 引言（Introduction）
社交性（Sociability）被定义为个体接近并互动同种的内在心理驱动力，是一种进化保守的行为特征，从无脊椎动物到人类普遍存在。其表达通过社会行为实现，包括简单聚集、社会识别、合作、社会学习及高级社会认知。社交性受损是多种神经发育障碍的核心特征，如自闭症谱系障碍（ASD）。本文采用跨物种框架，比较人类与多种模式生物（包括无脊椎动物、鱼类、啮齿类、非人灵长类）在遗传、分子、神经回路及行为层面的社交性机制，并以ASD作为转化研究的典型案例。人类社交性整合了社会动机、社会定向（social orienting）、社会价值（social valence）及认知过程，如心理理论（Theory of Mind, ToM）、共情（empathy）和互惠（reciprocity）。神经基础涉及“社会脑”网络，包括内侧前额叶皮层（mPFC）、杏仁核（amygdala）、基底节（basal ganglia）、梭状回面部区（fusiform face area, FFA）及颞顶联合区（temporo-parietal junction, TPJ）等。催产素（oxytocin）是调控社交行为的关键神经肽。ASD患者表现出社会动机缺陷、社会定向异常及ToM功能受损，常用评估范式包括读眼测试（Reading the Mind in the Eyes Test, RMET）、奇怪故事测试（Strange Stories Test）和失言识别测试（Faux Pas Test）等。
1.1 灵长类社交性（Primate Sociability: Neural and Behavioral Foundations of Complex Social Interaction）
非人灵长类动物（如猕猴、狨猴）表现出长期社会联系、等级组织、合作、社会学习及复杂交流。常用评估范式包括三箱测试（three-chamber test）和社会反应量表（Social Responsiveness Scale, SRS）。研究表明，理毛行为（allogrooming）具有减压功能，社会隔离会引发类似人类孤独感的炎症反应。遗传研究显示社交功能可通过父系遗传。产前丙戊酸（valproic acid, VPA）暴露的狨猴模型表现出ASD样表型，包括异常发声、社会注意缺陷及互惠障碍。神经机制涉及面部识别网络（上颞沟、下颞皮层、杏仁核、眶额皮层OFC）及催产素、加压素（vasopressin）、多巴胺（dopamine）系统。灵长类模型在转化研究中具有高度相关性，但受伦理、成本及样本量限制。
1.2 啮齿类社交性（Rodent Sociability: Genetic and Circuit-Level Models of Social Behavior）
小鼠（Mus musculus）和大鼠与人类约80%的编码基因同源，是应用最广泛的模式生物。它们表现出社会接近、社会识别、社会新奇偏好、亲代抚育、攻击及支配行为。常用范式包括三箱测试、管测试（tube test）、习惯化-去习惯化范式（habituation-dishabituation paradigm）。神经机制涉及中脑边缘多巴胺系统（mesolimbic dopaminergic system）、催产素、加压素及内侧杏仁核（MeA）。社会奖赏（social reward）由伏隔核（nucleus accumbens）和前额叶皮层调控。遗传模型（如Shank3、Fmr1、Mecp2、Nlgn3等）和环境模型（如VPA、母体免疫激活MIA）均复制ASD相关的社交缺陷。尽管啮齿类缺乏高级社会认知，但其遗传可操控性和因果回路操纵能力使其成为研究社交行为分子和回路机制的重要工具。
1.3 绵羊社交性（Sheep Sociability: A Translational Model of Social Cognition and Group Behavior）
绵羊（Ovis Aries）是大脑大、社会复杂的物种，表现出群体凝聚力、个体识别、母婴纽带及多模态交流。社会动机强烈，在食物与社会接近冲突时优先选择同种。常用范式包括社会反应性测试（social reactivity test）和社会接近测试（social proximity test）。神经机制涉及嗅球成年神经发生（adult neurogenesis），与个体识别和母婴纽带相关。目前尚无遗传ASD模型，但用于研究产前环境风险因素如母体免疫激活（MIA）和妊娠期应激。绵羊模型在行为学和发育分析中具有优势，但基因和回路工具相对有限。
1.4 斑马鱼社交性（Zebrafish Sociability: A Vertebrate Model for Social Circuit Development）
斑马鱼（Danio rerio）约70%人类基因具有直系同源，适用于遗传可操控性、快速发育和活体成像。社会行为包括社会偏好、群游（shoaling）和集群（schooling）。社会偏好始于6-7天受精后（dpf），成熟于3周。常用范式包括三箱测试、群游分析（inter-individual distance）和镜子测试（mirror test）。遗传模型（如shank3b、dyrk1aa、chd8等）和环境模型（如VPA、Poly I:C）均产生社交缺陷。神经递质系统（多巴胺、血清素、GABA、谷氨酸）保守。斑马鱼适用于研究发育中社会回路和药物筛选，但进化距离远、缺乏新皮层，限制了直接转化。
1.5 青蛙社交性（Frog Sociability: An Amphibian Model for Social Behavior Research）
青蛙通过声学通信（如鸣叫识别）和聚集行为展示社会性，用于研究社会识别、配偶选择、领地互动和群体形成。常用范式包括社会吸引测试（social attraction test）和声学通信分析。神经机制涉及多巴胺、谷氨酸和神经肽信号。青蛙提供脊椎动物社会性的比较视角，但社会认知复杂度有限。
1.6 果蝇社交性（Drosophila Sociability: An Invertebrate Model for Social Behavior Research）
黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）约65%人类疾病基因有功能同源体。社会行为包括聚集、求偶、攻击、共同产卵及社会隔离效应。多模态感觉（视觉、化学、听觉、触觉）整合支持社会吸引。常用范式是社会空间测试（social space assay），计算最近邻距离和社会空间指数（Social Space Index, SSI）。中枢机制涉及多巴胺能和血清素能系统。果蝇适用于快速遗传筛选，但进化距离远、神经系统简单，关键发现需在脊椎动物中验证。
1.7 蜜蜂社交性（Bee Sociability: A Social Insect Model for Collective Behavior）
蜜蜂（如Apis mellifera, Bombus terrestris）用于研究社会性进化，包括分工、集体决策和舞蹈语言。社会行为分为非对抗性（触角接触、理毛、食物交换）和对抗性（咬、蛰）。神经机制涉及多巴胺、章鱼胺（octopamine）和神经肽。常用范式包括社会偏好测试（social preference test）、条形码跟踪（barcode tracking）和社会反应性测试（social responsiveness test）。研究显示，蜜蜂社会反应性降低的基因表达谱与人类ASD风险基因部分重叠，但无行为等效性。蜜蜂模型揭示集体行为规律，但个体水平解释和疾病转化受限。
1.8 线虫社交性（Worm Sociability: A Simple Model for Social Behavior Research）
秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）约60%-80%人类基因有同源体。社会互动局限于聚集和交配，不形成结构社会群体。聚集行为受神经肽Y受体同源物NPR-1调控，由RMG中间神经元介导，感知识别涉及化学感受神经元（ASH、ADL、URX、ASK）。常用范式包括聚集测试和化学趋向性测试。线虫可解析ASD相关基因（如NLG1、NRX1、VGLUT）在单细胞水平的功能，适用于基础机制和药物筛选，但缺乏高级社会认知。
2. 跨物种社交性比较机制（Comparative Mechanisms of Sociability across Species）
社交性由一系列部分可分离的过程组成：社会线索检测、社会识别、动机价值赋值、身份与记忆整合、行为输出。不同物种的感觉通道差异显著：人类和灵长类依赖视觉和听觉，啮齿类依赖嗅觉和超声发声，绵羊整合视觉与嗅觉，斑马鱼依赖视觉和化学感受，青蛙依赖声学信号，果蝇和蜜蜂依赖化学和视觉，线虫依赖化学感受。社会奖赏（social reward）机制保守，激活奖赏回路（前额叶皮层、杏仁核、腹侧被盖区、伏隔核）。神经调节系统如催产素/加压素、多巴胺、血清素在进化中保守。没有单一模型能完全重现人类社交性，每个模型提供特定层面的实验可及性。
3. 未解决问题（Outstanding Questions）
包括：高级社会认知（如ToM、语言）的进化保守性程度；社会回路在发育和环境中的整合；ASD等障碍中社交功能障碍的生物学基础；动物模型的转化有效性；社交功能谱系（如ASD的低社交性和威廉姆斯综合征的高社交性）的生物学机制。
4. 当前模型局限性（Limitations of Current Models of Sociability）
单一物种无法完全模拟人类社交性，尤其高级认知功能；物种间存在脑组织、感觉处理和社交行为差异；行为范式仅捕捉特定维度；ASD的遗传和表型异质性无法在单一模型中完整再现。因此，应通过互补的跨物种和人类研究整合见解。
5. 结论与未来方向（Conclusions and Future Directions）
社交性是深度保守的生物学特征，动物模型揭示保守机制，但需整合多物种方法。未来方向包括：利用遗传学、单细胞转录组学、空间组学、回路神经科学、功能成像；发展机器学习行为分析、大规模神经记录、光遗传学、化学遗传学、高分辨率连接组学；结合人类诱导多能干细胞（iPSC）来源的神经培养和脑类器官。跨学科框架（行为神经科学、遗传学、发育生物学、心理学、计算科学）将弥合模式生物与人类之间的差距。
