《Physiological and Molecular Plant Pathology》：The Tube Test fails to predict social dominance in multiple strains of mice
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小鼠社会等级测试的可靠性验证：比较管状测试与家笼攻击、活动、腺体大小及激素水平，发现管状测试无法可靠预测社会等级，但可应用于其他场景。
T.L. Philbeck | R Parrish Waters
马里华盛顿大学生物科学系，1301 College Ave，弗雷德里克斯堡，VA 28801
摘要
小鼠会形成社会等级结构，这种结构决定了它们对有限资源的获取以及整体健康状况。因此，社会地位对行为和生理健康有着显著影响。管状测试（Tube Test）是一种被广泛用于确定小鼠社会等级的方法，其快速简便的特点使其成为研究小鼠社会关系的常用工具；然而，这一测试并未被普遍认为是衡量社会支配地位的可靠和客观的方法。为了解决其有效性方面的争议，我们将管状测试的结果与小鼠在饲养笼中的攻击行为、活动量、阴囊腺大小以及类固醇激素水平进行了比较。这些指标都能反映小鼠的支配地位或社会压力，但由于成本高昂且需要大量人力，它们并不常被使用。我们使用了成对的年轻雄性小鼠，并在29天内对这些指标进行了评估。为了扩大研究的范围，我们还使用了杂交的CD-1小鼠和近交的C57小鼠的组合。研究结果表明，管状测试无法预测与行为或生理支配地位相关的特征，这表明在使用该测试来预测小鼠的支配关系时应谨慎。不过，我们的研究也暗示管状测试在某些其他情境下可能具有一定的应用价值。
引言
由于实验室小鼠存在激烈的社会竞争，它们常被用来研究社会压力对其生理和行为的影响。雄性小鼠会形成社会等级结构，其中占优势的小鼠控制着对有限资源的获取。占优势的小鼠通过暴力或非暴力的行为（如追逐、骑跨、咬伤、发声和姿态展示）来维持其高社会地位[[1], [2], [3]]。受到强烈社会压力的劣势小鼠会表现出类似人类压力障碍的症状，这些“劣势”小鼠常被用来模拟人类的压力相关疾病[2,4,5]。
可以通过观察小鼠在饲养笼中的攻击行为来确定其社会秩序[2,5]，但这种方法通常繁琐且成本高昂，可能需要定制的笼子、昂贵的摄像系统、大量的录像材料（或现代的数据存储设备），以及长时间的行为观察。为了加快这一过程，研究人员开发了多种方法来预测小鼠的社会等级。管状测试是一种常用的行为测试方法，因其操作快速简便而受到青睐[6]。在测试中，小鼠被放置在直径约1厘米、长度30-40厘米的狭窄管子的两端，然后让它们向中间移动。当两只小鼠在中间相遇时，通常会有一只向后退缩，这只小鼠被视为劣势方。虽然具体的测试参数（如适应时间、最大试验次数等）可能有所不同，但管状测试的基本结构和结果解释是一致的：后退的小鼠属于劣势方[5],[7],[8],[9]。使用管状测试的研究显示该测试具有较高的重复性（即不同小鼠的表现随时间趋于一致）和传递性（即如果A击败B，B击败C，则A也会击败C）[9,10]。这些特点增强了该测试的预测能力。然而，管状测试的结果并未被普遍认为是衡量社会等级的有效指标[2,5]。它无法预测小鼠在饲养笼中的攻击行为[2,5]或尿液蛋白（MUP）的水平[2]，而这些指标是公认的（在攻击行为的情况下几乎是理所当然的）衡量小鼠支配地位的指标[2,11]。管状测试在这些方面的预测失败提示我们需要进一步研究其有效性。
为了符合小鼠的自然行为习性，研究雄性小鼠社会结构的实验通常使用3-5只小鼠组成的群体[10,12]（有时也会使用更多小鼠[13]），而另一些研究则为了简化实验过程而使用成对的小鼠[11]。虽然3-5只小鼠组成的群体能形成自然的社会等级，但在其中确定单一的占优势个体较为困难。较大规模雄性小鼠群体的社会等级结构可能随时间发生变化[2,10]。
本研究的目的是系统地评估管状测试预测社会支配地位的能力。为了避免大型小鼠群体中复杂动态的社会秩序带来的问题，我们采用了成对的小鼠作为简化模型。我们将小鼠配对饲养在专门的笼子中，持续4周，并使用RFID跟踪系统记录每只小鼠的活动情况。我们在整个昼夜周期内定期拍摄饲养笼内的视频，以记录攻击行为。在整个4周内进行了24次管状测试，并根据测试结果确定每对小鼠中的“胜者”和“败者”（通常分别对应占优势方和劣势方）。通过反复观察饲养笼中的攻击行为，我们获得了关于攻击行为的新颖而全面的评估结果，这种评估方法扩展了以往研究的有效性，因为它观察的是在熟悉环境中自发发生的攻击行为，而不是在入侵者-居民模型或新测试环境中诱发的攻击行为。除了攻击行为外，我们还比较了血浆激素水平（糖皮质激素和睾酮）和阴囊腺的大小。我们的结果质疑了管状测试预测攻击行为（无论是主动发起还是被动承受）的能力，同时也质疑了其预测与支配地位相关的特征（如总活动量、体重或血浆激素水平）的能力。我们认为，在使用该测试预测社会攻击性、内分泌活动或社会支配地位时应保持谨慎，并提出了该测试的其他潜在用途。
实验对象
实验对象
我们从Charles River（马里兰州贝塞斯达）购买了34只雄性小鼠（18只CD-1小鼠和16只C57小鼠，体重28-30克），分为4组。经过两天的适应期后，我们使用10G针头将RFID芯片（PhenoSys, GmbH，柏林，德国）植入小鼠的腹股沟区域，以实现永久性识别并监测其在饲养笼中的活动情况。在此过程中，我们用浸有乙醚的棉球对小鼠进行了轻度镇静。短暂恢复（约1小时后），我们将小鼠分配到相应的组别中。
管状测试
在我们的研究中，17对小鼠中有13对在管状测试中表现出稳定的结果（即同一只小鼠在超过90%的测试中都会后退）。这进一步证实了先前关于管状测试高重复性的报告。我们根据这些结果确定了13只“胜者”和13只“败者”，并利用这些分组来评估管状测试在其他社会支配地位指标上的预测能力（见图3）。
体重
在整个研究过程中，管状测试的结果无法预测小鼠的体重。
讨论
本研究的主要目的是确定管状测试是否能够可靠地预测雄性小鼠的社会支配地位。我们将管状测试的结果与几种公认的社会支配地位指标进行了比较，包括饲养笼中的攻击行为、血浆激素水平和阴囊腺大小[2,5]。虽然我们的结果显示管状测试能够产生可重复的结果（即一次测试的表现可以预测后续的表现），但这项研究并不支持将其作为预测社会支配地位的可靠方法。
资金支持
本研究的开展得益于弗吉尼亚科学院授予TLP的本科研究资助，以及马里华盛顿大学院长办公室提供的资助。项目的基础设施建设得到了Thomas F.和Kate Miller Jeffress纪念信托基金（美国银行）对RPW的资助。
作者贡献声明
T.L. Philbeck：概念构思、数据整理、数据分析、资金获取、实验设计、方法论制定、项目管理、资源调配、软件使用、监督、结果验证、数据可视化、初稿撰写、审稿与编辑。
R Parrish Waters：审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、结果验证、监督、项目管理、方法论制定、资金获取、数据分析、概念构思。
