摘　要　為研究HSF1基因缺陷小鼠的行為特征,探索HSF1基因在小鼠行為表現(xiàn)中的作用。選取6～7個(gè)月大雄性HSF1基因缺陷小鼠39只及野生型小鼠36只進(jìn)行情緒性評(píng)分、曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、高架十字迷宮實(shí)驗(yàn)、簡(jiǎn)易迷津?qū)嶒?yàn)、T- CAT實(shí)驗(yàn)、獨(dú)木橋?qū)嶒?yàn)和懸掛實(shí)驗(yàn)以觀察其情緒性喚醒水平、焦慮水平、探索行為、工作記憶能力和運(yùn)動(dòng)能力。結(jié)果表明HSF1基因缺陷小鼠的情緒喚醒水平和焦慮水平較低、探索行為減少、T- CAT中轉(zhuǎn)換率較低,提示小鼠的

情緒、探索動(dòng)機(jī)和工作記憶受HSF1基因的調(diào)控。

關(guān)鍵詞　HSF1,小鼠,基因,行為。

1　前言

　　20世紀(jì)70年代Tissieres發(fā)現(xiàn)果蠅在熱誘導(dǎo)下能合成一組蛋白質(zhì),命名為熱休克蛋白(HSPs)。隨后的研究發(fā)現(xiàn)機(jī)體在其它應(yīng)激條件下也能合成HSPs。HSPs是一類在進(jìn)化上高度保守的蛋白質(zhì),廣泛存在于原核和真核生物的細(xì)胞內(nèi)。HSPs參與細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)折疊、裝配、降解和修復(fù)過(guò)程,在應(yīng)激情況下可以保護(hù)細(xì)胞免受蛋白變性和降解變性蛋白,維持蛋白的自穩(wěn)系統(tǒng),保護(hù)機(jī)體免受應(yīng)激的損傷,對(duì)于維持機(jī)體的自身穩(wěn)態(tài)起著重要作用。目前HSPs被認(rèn)為是一種重要的應(yīng)激蛋白。在HSP基因的TATA5’端上游有一回文結(jié)構(gòu),被稱為熱休克元件(HSE)。HSE由熱休克因子(HSF)所調(diào)控,熱休克因子包括HSF1、HSF2、HSF3、HSF4等,其中HSF1是最主要的調(diào)控因子,主要調(diào)控機(jī)體在應(yīng)激狀態(tài)下HSPs的表達(dá)。缺乏HSF1的機(jī)體在應(yīng)激條件下不能合成HSPs�！　⌒かI(xiàn)忠等構(gòu)建了HSF1基因缺陷的小鼠模型,為研究HSPs提供了好的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型。San2tos等發(fā)現(xiàn)HSF1基因缺陷小鼠的大腦出現(xiàn)了形態(tài)

學(xué)改變,鏡下觀察發(fā)現(xiàn)其大腦的室周組織中出現(xiàn)細(xì)胞空泡化、胞內(nèi)出現(xiàn)無(wú)結(jié)構(gòu)聚集物、核固縮等現(xiàn)象,這種改變表現(xiàn)為基因累積效應(yīng)。但這些腦部結(jié)構(gòu)的改變是否對(duì)小鼠神經(jīng)系統(tǒng)功能產(chǎn)生影響及其影響程度,至今尚不清楚。很多研究表明,某些有重要生理功能的單個(gè)基因被敲除后,基因缺陷動(dòng)物的行為會(huì)出現(xiàn)一系列的改變,如Lahdesmaki發(fā)現(xiàn)腎上腺受體α2基因缺陷的小鼠表現(xiàn)出豎毛行為增加,運(yùn)動(dòng)能力受損,焦慮行為增多以及晝夜節(jié)律的改變。Burne發(fā)現(xiàn)維生素D受體基因缺陷小鼠的運(yùn)動(dòng)功能明顯受損,但對(duì)于小鼠的認(rèn)知功能不造成影響。HSF1基因在個(gè)體的應(yīng)激反應(yīng)中有著重要生理功能,HSF1基因缺陷也可能會(huì)導(dǎo)致個(gè)體出現(xiàn)很多的行為改變。我們?cè)趯?duì)HSF1在應(yīng)激中的作用的研究過(guò)程中,觀察到HSF1基因缺陷小鼠在飼養(yǎng)籠內(nèi)的自發(fā)性活動(dòng)減少,除了自發(fā)活動(dòng)改變外,是否還存在其它方面的行為改變?這些行為改變的原因是什么?為對(duì)這些問(wèn)題作進(jìn)一步的了解,本研究采用多種行為觀察方法從情緒性、探索行為、工作記憶能力以及運(yùn)動(dòng)能力四個(gè)方面對(duì)HSF1基因缺陷小鼠的行為進(jìn)行評(píng)估,以探討HSF1對(duì)小鼠大腦功能的影響,為進(jìn)一步的研究提供基礎(chǔ)。

2　材料與方法

2. 1　實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組

　　24～28周齡雄性HSF1基因敲除小鼠39只(HSF1- / - ),野生型小鼠36只(HSF1+/ +)。實(shí)

驗(yàn)動(dòng)物從美國(guó)德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心引進(jìn),由中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心繁殖。

2. 3　行為觀察指標(biāo)

　　所有的動(dòng)物均在上午9點(diǎn)開(kāi)始依次進(jìn)行以下7項(xiàng)行為學(xué)觀察實(shí)驗(yàn),完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后放回原來(lái)的籠中休息20min。所有實(shí)驗(yàn)均由兩名熟練掌握行為測(cè)驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)人員共同進(jìn)行評(píng)定。

2. 3. 1　情緒性水平評(píng)定　參照Ader等的方法按照吳大興等編制的中國(guó)地鼠情緒性水平評(píng)定量表進(jìn)行評(píng)定

。具體方法如下:打開(kāi)籠箱,用鑷子夾住小鼠尾巴,以是否困難來(lái)評(píng)定取出難易, 1～2次抓住,認(rèn)為較易,記為0分; 3～4次認(rèn)為困難,記為1分;大于等于5次認(rèn)為極困難記為2分。夾住尾巴后,頭朝下,力度以鼠不掉地為準(zhǔn),然后觀察30s,以評(píng)定掙扎程度、發(fā)聲、排便;掙扎程度以鼠四肢不動(dòng)或輕微掙扎記0分;四肢掙扎,背部彎曲,頭朝上但未達(dá)到尾部記1分;劇烈掙扎,翻身至尾部或者嘶咬鑷子記2分;發(fā)聲程度以被夾住后無(wú)叫聲或1～4次嘰嘰叫,間隔時(shí)間長(zhǎng)記0分; 5～10次尖叫記1分;大于等于10次尖叫,急促,記2分;自發(fā)性排尿,以無(wú)排尿記0分;有排尿記1分;自發(fā)性排便,以無(wú)排便記0分;有排便記1分,將五項(xiàng)得分相加得出情緒性水平的總分,范圍為0～8分。

2. 3. 2　高架十字迷宮實(shí)驗(yàn)　用高架十字迷宮實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定動(dòng)物的情緒喚醒度。實(shí)驗(yàn)裝置為一木制黑色高架十字迷宮。迷宮包括兩條開(kāi)放臂(50cm×10cm)和兩條閉合臂(50cm×10cm×40cm),由中央?yún)^(qū)(10×10cm)聯(lián)結(jié),迷宮放置在50cm的高架上。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)把動(dòng)物面朝閉臂放置,觀察5min活動(dòng)情況。觀察指標(biāo)為:開(kāi)臂進(jìn)入次數(shù)和時(shí)間,閉臂進(jìn)入次數(shù)和時(shí)間。計(jì)算入臂次數(shù)、開(kāi)臂次數(shù)在總?cè)氡鄞螖?shù)中的比率。

2. 3. 3　曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)　曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)經(jīng)典的行為學(xué)實(shí)驗(yàn),能很好的評(píng)定動(dòng)物的情緒性水平以及在開(kāi)放的陌生環(huán)境中的探索行為。實(shí)驗(yàn)裝置為木制曠場(chǎng)(100cm×100cm×30cm),底部用筆劃分成25個(gè)20cm×20cm方格,沿墻格稱為周?chē)��?/FONT>,其余為中央格,將動(dòng)物放置在中央格,觀察5min內(nèi)活動(dòng)情況。觀察指標(biāo)為:中央格爬行次數(shù),周?chē)�格爬行次�?shù),爬行總格數(shù)。