好書推薦！《動物行為實驗指南》電子版pdf，網盤發貨

《動物行為實驗指南》共674頁，涵蓋了常見的實驗動物，如小鼠、大鼠和斑馬魚，詳細描述了每一種行為測試的實驗設計、測試設備、實驗流程、評估指標、預期結果、常見問題及解決方法、數據分析、模型應用與局限性等各個方面。它通過快速引導，幫助研究人員高效地掌握實驗的每個階段，減少了查閱文獻和尋找方法的時間，成為各類科研人員的重要參考資料。 《動物行為實驗指南》共計收錄了16種動物行為類型，包括焦慮抑郁、學習記憶、痛覺、運動、恐懼、社交、癲癇、操作、成癮、視覺、癢覺、味覺、嗅覺、睡眠、斑馬魚行為以及常見動物模型等內容。每一類動物行為下，都詳細介紹了多個經典的實驗范式，涵蓋了超過100種實驗方法。

雌性哺乳動物細胞有兩條X染色體，一條來自母體，另一條來自父體。在發育過程中，一條X染色體隨機失活。這使得母體X（Xm）染色體或父體X（Xp）染色體失活，導致X嵌合體在雌性個體之間變化，有些人的X染色體顯示出相當大的或完全的偏斜，并保持活性。然而，X染色體傾斜或其嵌合體是否會改變女性個體的功能，在很大程度上是未知的。

2025年1月22日，加州大學舊金山分校威爾神經科學研究所Samira Abdulai-Saiku 及其團隊，在Nature雜志發表題為《The maternal X chromosome affects cognition and brain ageing in female mice》的文章，作者發現，在雌性小鼠的整個生命周期中，與X嵌合體相比，向Xm染色體傾斜會越來越損害認知能力。了解Xm如何損害大腦功能，可以更好地了解女性個體認知健康的異質性，以及X染色體衍生的防止認知缺陷和大腦衰老的途徑。

• Xm 和器官功能，以及Xm 損害認知能力

為了評估整體健康狀況，作者將同窩出生的 Xm+Xp 和 Xm 小鼠飼養至老年，并描述了各個器官系統的測量結果。作者測量了中年階段的心臟功能、骨密度、身體成分和能量代謝，中年是一個容易因衰老而導致功能障礙的生命階段。結果顯示，僅 Xm 染色體的表達不會改變中年雌性小鼠的心臟、骨骼和代謝功能。作者接下來評估了 Xm 和 Xm+Xp 小鼠在整個生命周期中的行為和認知指標。

在測量空間學習和記憶的 Morris 水迷宮實驗中，Xm 和 Xm+Xp 幼鼠（4-8 個月）在隱藏平臺試驗中表現出相當的空間學習能力。相比之下，在測量小鼠記住平臺位置能力的探測試驗中，Xm 小鼠的記憶力受損；此外，在高架十字迷宮 (EPM)的開放臂中花費的時間（用于測量焦慮樣行為）以及在 EPM 中行進的距離在各組幼鼠之間也相似，這表明這些障礙與空間記憶特別相關。

接下來，作者使用不同的測試來評估 Xm 是否會影響整個生命周期的空間記憶。作者在曠場中重復測試了年輕、中年和老年 Xm+Xp 和 Xm 小鼠的空間記憶。在年輕階段，Xm 在基線時活動增加，隨后在相同的空間環境中習慣于與Xm+Xp 對照組相似的活動水平。在中年時期，與Xm+Xp 對照組相比，Xm 增加了空間環境的遺忘。在老年時期，Xm 進一步加劇了遺忘。Xm 隨著年齡的增長記憶力越來越差；

因此，作者接下來在兩次試驗 Y 迷宮中測試了每組的年輕和老年小鼠，這是一項對衰老過程中工作記憶和空間記憶缺陷敏感的任務。在年輕階段，Xm 和 Xm+Xp 小鼠的測量結果沒有差異。在老年階段，Xm 降低了小鼠在新奇事物中花費的時間與在熟悉事物中花費的時間之比，表明與 Xm+Xp 對照組相比，記憶力下降。因此，Xm 損害了老年雌性小鼠的工作記憶和空間記憶。

• Xm 的表觀遺傳沉默

接下來，作者研究了 Xm 染色體是否經歷了基因沉默，這是一種表觀遺傳的親本效應。為了在本研究中實現高分辨率，作者將RNA 測序 (RNA-seq)應用于轉基因雌性小鼠，這些小鼠的 X 親本被 Xm（用 GFP 標記）和 Xp（用 tdTomato 標記）細胞進行了神經元特異性標記。

使用細胞分選，作者從經歷了隨機 X 染色體失活的年輕和老年雌性 XX 海馬中分離出 Xm 和 Xp 神經元（兩者基因相同），并進行了生物信息學分析。作者檢測到了大約 1,500 個已知 X 染色體基因中的 848 個，并應用既定標準來檢測印記。

如熱圖所示，Xm 染色體顯示 9 個基因沉默或印記，包括 Sash3、Tlr7 和 Cysltr1，這些基因沉默最為強烈。在年輕和老年小鼠的海馬中均觀察到了這種情況。基因分布在整個 X 染色體上，在 Xm 染色體上幾乎檢測不到，而在 Xp 染色體上表達非常高。此外，Xp 染色體顯示兩個基因 Xlr3b 和 Trpc5 沉默。此外，作者通過實時定量 PCR（RT-qPCR）對年輕小鼠的 Sash3、Tlr7 和 Cysltr1 mRNA 進行驗證，從而驗證了年輕海馬中的 RNA 測序數據，并發現了相似的表達模式。

• CRISPR 激活 Xm 沉默基因，Xm 基因的 CRISPRa 可改善認知能力

作者假設，選擇性 Xm 印記（或沉默）基因，特別是在海馬齒狀回內的網絡認知中心，可能導致認知衰老背后的神經元功能受損。為了驗證這一點，作者確定了選擇性 Xm 印記基因的功能獲得（通過上調）是否可以改善認知本身，這是隨著年齡增長而下降的大腦功能最有價值和最核心的表現。

作者在神經元中應用了CRISPR 激活 (CRISPRa) 技術，以同時上調 Sash3、Tlr7 和 Cysltr1 的表達。作者測試了通過 CRISPRa 介導的 Sash3、Tlr7 和 Cysltr1 上調增加 Xm 印記基因的功能增益是否改善了衰老女性大腦的認知能力。在Morris水迷宮實驗中，與對照組相比，Xm 印記基因的上調增加了空間學習能力和平臺位置的記憶能力；測量了在目標象限中花費的時間百分比，因為它顯示了老年小鼠的動態測定范圍。游泳速度和找到可見平臺的延遲在各組之間沒有差異。同樣，在新位置識別實驗中，Xm 印記基因的上調改善了空間學習和記憶能力。在EPM實驗中，實驗組之間的焦慮樣行為并無差異，表明功能的獲得特定于空間學習和記憶。總的來說，這些數據表明 Xm 印跡基因的 CRISPRa 在功能上改善了衰老女性大腦的認知能力。

總結

雌性哺乳動物細胞有兩條X染色體，一條來自母體，另一條來自父體。在發育過程中，一條X染色體隨機失活。這使得母體X（Xm）染色體或父體X（Xp）染色體失活，導致X嵌合體在雌性個體之間變化，有些人的X染色體顯示出相當大的或完全的偏斜，并保持活性。X染色體的父母可以通過DNA甲基化和可能的基因表達來改變表觀遺傳學；因此，嵌合體可以緩沖衰老和疾病中的失調過程。然而，X染色體傾斜或其嵌合體是否會改變女性個體的功能，在很大程度上是未知的。

在這里，作者測試了向活躍的Xm染色體傾斜是否會影響大腦和身體。然后描述了Xm神經元和Xp神經元的獨特特征。活躍的Xm染色體在雌性小鼠的整個生命周期中損害認知，并導致認知隨著年齡的增長而惡化。認知缺陷伴隨著Xm介導的海馬生物學或表觀遺傳老化的加速，在雌性小鼠中，Xm是學習和記憶的關鍵中心。幾個基因被印記在海馬神經元的Xm染色體上，表明認知位點沉默。CRISPR介導的Xm印記基因的激活改善了衰老雌性小鼠的認知能力。

因此，Xm染色體損害認知，加速大腦衰老，并沉默有助于衰老認知的基因。了解Xm如何損害大腦功能，可以更好地了解女性個體認知健康的異質性，以及X染色體衍生的防止認知缺陷和大腦衰老的途徑。

研究展望

與那些X染色體嵌合現象更平衡的X染色體的父母相比，即使沒有突變，向活躍的Xm染色體傾斜的女性個體隨著年齡的增長也可能經歷認知功能下降，或者可能增加神經退行性疾病如阿爾茨海默病的風險。這可能是由于表達Xm的海馬神經元中缺乏某些X基因，了解神經元中X染色體的表觀遺傳親本沉默，可以解開X染色體衍生的通路，從而對抗認知缺陷和大腦老化。

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08457-y

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