V1aR缺失对幼年社会行为的非线性及性别特异性影响

《Frontiers in Endocrinology》：Nonlinear and sex-specific effects of V1aR deletion on juvenile social behavior

　　

摘要
引言：社会行为在幼年发育过程中出现，需要社会动机、识别和情境适当反应的整合。精氨酸加压素通过V1a受体（V1aR）的信号传导已被涉及社会行为的多个方面，但其在不同行为领域、发育阶段和性别中的作用仍知之甚少。
方法：研究人员使用CRISPR/Cas9生成的叙利亚仓鼠V1aR敲除模型，检测V1aR破坏对幼年雄性和雌性社会互动、社会识别和社会回避的影响。仓鼠在青春前期（出生后第35–36天）进行测试，此时雌性尚未开始稳定的发情周期。
结果：在二元社会互动实验中，V1aR缺失增加了敲除动物的社会探究，特别是肛门生殖区探究，而杂合子雄性表现出减少的运动活动和增加的自我导向行为。在社会气味识别任务中，杂合子动物在20分钟间隔时未能区分熟悉和陌生的同种气味，而野生型和敲除动物表现出完整的识别能力。在24小时间隔时，未观察到气味辨别或基因型依赖性差异，表明各组间长期记忆保留的证据有限。社会挫败后，杂合子雄性表现出增加的社会回避，与其他组相比，花更少时间靠近攻击者，更多时间停留在回避区。
讨论：总之，这些发现揭示了V1aR破坏对幼年社会行为的领域特异性和非线性影响，其中杂合子动物表现出最显著的变化。这些结果表明V1aR以非线性、基因型依赖和情境依赖的方式促进社会行为，并强调了发育阶段和性别在塑造加压素依赖性社会过程中的重要性。

V1aR缺失对幼年社会行为的非线性及性别特异性影响：研究解读

社会行为在个体发育早期逐渐形成，对物种的生存、交流、繁殖和社会等级建立具有至关重要的作用。精氨酸加压素（arginine-vasopressin，AVP）作为一种神经肽，通过其V1a受体（V1a receptor，V1aR）参与社会识别、攻击行为、社会交流等多个社会行为领域的调控。既往研究多集中于成年动物，且主要在啮齿类小鼠和大鼠中进行，而AVP信号在幼年发育阶段、尤其在青春前期这一关键窗口期的作用，以及其在雌雄个体间的差异，尚缺乏系统研究。此外，V1aR功能通常在单一行为范式下被考察，难以判断其是社会行为的共同调节因子，还是对不同行为成分（如社会互动、识别、回避）具有差异性调控作用。为弥补上述空白，研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建了叙利亚仓鼠（Mesocricetus auratus）V1aR敲除模型，在青春前期（出生后第35–36天）对雄性和雌性动物同时开展社会互动、社会气味识别和社会回避测试，旨在探究V1aR在不同社会行为域中的因果作用及其性别依赖性。

研究人员开展了以下研究：首先，在二元社会互动测试中观察基因型对社会探究、攻击、自我梳理和非社会行为的影响；其次，通过社会气味识别范式检测短期（20分钟）和长期（24小时）社会记忆；再次，利用社会挫败训练后测试社会回避行为。研究样本来源于F3代杂合子互交产生的野生型（wild-type，WT）、杂合子（heterozygous，Het）和敲除（knockout，KO）后代，雌性受试者均处于未启动稳定发情周期的青春前期状态。行为测试由对基因型不知情的编码者离线评分，统计采用双因素或混合设计方差分析，并报告效应量。

主要关键技术方法包括：利用CRISPR/Cas9技术建立的种系V1aR缺失叙利亚仓鼠模型；基于等位基因特异性探针和实时PCR的基因分型；行为学测试涵盖5分钟二元社会互动测试、基于气味玻片的社会识别任务（其中气味来自成年同种个体，雌性气味供体处于间情期）以及社会挫败后的回避测试；全部行为视频由盲法观察者使用Observer XT软件离线评分，评分者间信度超过90%；统计分析采用R和Prism 9，使用方差分析、线性混合效应模型、Tukey HSD及?ídák校正等事后检验。

研究结果显示：第一，V1aR缺失增加对同类的社会探究——在二元社会互动中，基因型显著影响总社会互动和社会探究时间，KO动物（无论雌雄）的社会互动水平均高于WT和Het；其中肛门生殖区探究是最显著的变化，KO雄性和雌性均比WT和Het花更多时间嗅闻该区域。Het雄性则表现出独特的非社会行为模式：水平运动减少、垂直活动增加、自我梳理增多，提示从主动探索转向警觉或唤醒相关行为。攻击和顺从行为虽受基因型影响，但发生频率低，总体攻击评分无差异。第二，杂合子仓鼠在20分钟间隔时表现出社会气味识别损伤——在20分钟测试中，WT和KO动物均能显著区分熟悉与陌生气味，而Het动物无显著偏好，且其识别比率在样本期和测试期无差异；这表明Het动物短期社会记忆受损。在24小时测试中，所有基因型均未观察到明显的长期保留效应，仅WT雌性保留微弱的陌生气味偏好，但缺乏交互作用支持，解释需谨慎。第三，雄性杂合子表现出增强的社会回避——在社会挫败后测试中，Het雄性花更少时间靠近装有攻击者的限制盒，更多时间停留在回避区，而KO雄性则无此表型；KO动物的首次嗅探攻击者潜伏期缩短，KO雌性的接近次数减少，但整体运动活动无基因型差异，说明回避差异并非由活动量变化引起。

讨论部分指出，V1aR破坏对幼年社会行为的影响具有领域特异性和非线性特征，杂合子而非纯合敲除动物表现出最明显的行为改变。研究人员认为，完全敲除后可能发生发育性代偿，使神经回路重新调整，而杂合状态下的部分受体减少可能导致某些脑区信号低于正常阈值，另一些脑区相对保留，造成社会显著信号编码、识别、唤醒和回避系统之间的失衡。自我梳理行为的性别依赖性差异可能反映AVP敏感的唤醒和应激调节回路在雌雄个体中的不同募集。社会识别任务未观察到24小时长期记忆，可能与所用选择式任务范式及青春前期动物的神经成熟状态有关。总体而言，V1aR信号以非线性、剂量依赖和情境依赖的方式调节幼年社会行为，其对社会信息加工的贡献大于对整体“社交性”的简单调控。

研究结论：研究人员总结认为，V1aR破坏在同一实验框架内影响多个社会行为层面，最突出的表型出现在杂合子动物中，表现为社会参与减少、短期社会识别受损以及社会回避增强。V1aR以非线性且仅受性别适度影响的方式塑造幼年发育期的社会行为，部分AVP信号通路破坏在行为学意义上可能与完全受体缺失同样重要。