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Oct 23, 2023

Der Einfluss von Geschlechtsunterschieden auf das Verhalten und die Neurogenese des adulten Hippocampus bei C57BL/6-Mäusen

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 17297 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Details zu den Metriken

Tiermodelle wurden in großem Umfang in In-vivo-Studien eingesetzt, insbesondere im biomedizinischen Bereich. Traditionell werden gleichgeschlechtliche Studien, meist Männer, durchgeführt, um potenzielle verwirrende Variationen zu vermeiden, die durch Geschlechtsunterschiede und den weiblichen Östruszyklus verursacht werden. Historisch wurde angenommen, dass weibliche Versuchstiere eine höhere Variabilität aufweisen, was die zum Testen einer Hypothese erforderliche statistische Aussagekraft erhöhen könnte. In dieser Studie soll untersucht werden, ob es tatsächlich einen Geschlechtsunterschied im Verhalten von Mäusen gibt und ob weibliche Mäuse eine höhere Variabilität aufwiesen. Wir haben die sensomotorischen Fähigkeiten, das angstähnliche Verhalten, das depressive Verhalten und die kognitiven Fähigkeiten von Mäusen mithilfe einer Reihe häufig verwendeter Verhaltenstests bewertet. Abgesehen von der stärkeren Griffkraft und der geringeren taktilen Sinnesempfindlichkeit, die bei männlichen Mäusen festgestellt wurde, gab es in anderen Tests keinen signifikanten Unterschied zwischen Männern und Frauen. Darüber hinaus ließ die Immunmarkierung von Neurogenese-Markern keinen signifikanten Unterschied zwischen den Geschlechtern in der Hippocampus-Neurogenese bei Erwachsenen erkennen. Innerhalb der Gruppe waren die Varianzen gleich; Frauen zeigten keine höhere Variabilität als Männer. Die insgesamt negativen Ergebnisse könnten jedoch auf die Beschränkung der kleinen Stichprobengröße zurückzuführen sein. Zusammenfassend liefert unsere Studie Hinweise darauf, dass Geschlechtsunterschiede bei Mäusen weder diese häufig verwendeten Verhaltenstests noch die Neurogenese bei Erwachsenen unter Grundbedingungen signifikant beeinflussen. Wir schlagen vor, dass auch weibliche Mäuse für die Einbeziehung von Tests in zukünftige Experimentdesigns in Betracht gezogen werden könnten.

Tiermodelle werden seit über zweitausend Jahren in der wissenschaftlichen Forschung eingesetzt und reichen bis ins antike Griechenland zurück1. Unter ihnen dienen Mäuse (Mus musculus) aufgrund ihrer genetischen Ähnlichkeit mit Menschen, ihrer einfachen Züchtung und gut etablierten Datenbanken als einer der besten Modellorganismen2. Dennoch wurden bei Nagetieren Geschlechtsunterschiede beobachtet, wobei Männchen und Weibchen unterschiedliche anatomische Strukturen, Physiologie und bestimmte Verhaltensweisen aufweisen3,4,5. In der Vergangenheit wurde auch angenommen, dass der Brunstzyklus die Variation bei Frauen im Vergleich zu ihren männlichen Kollegen erhöht. Eine solche Divergenz zwischen den Geschlechtern kann auf eine Kombination genetischer, hormoneller und umweltbedingter Faktoren zurückgeführt werden.

Seit Jahrzehnten werden Kohorten ausschließlich männlicher Mäuse eingesetzt, um die verwirrenden Auswirkungen des weiblichen Östruszyklus und anderer potenzieller Variablen zu vermeiden, die die experimentellen Ergebnisse beeinträchtigen könnten6. Neuere Studien haben jedoch die Verwendung eines einzigen Geschlechts in Tierversuchen in Frage gestellt. Die Unterrepräsentation weiblicher Probanden schränkt nicht nur unser Verständnis ein, sondern führt wahrscheinlich auch zu geschlechtsspezifischen Ergebnissen. Im Jahr 2016 haben die National Institutes of Health (NIH) eine Richtlinie eingeführt, die den Einsatz beider Geschlechter in der Wirbeltierforschung vorschreibt und damit die Bedeutung sexueller Wirkungen hervorhebt. Daher ist die Einbeziehung weiblicher Probanden von entscheidender Bedeutung, um die Generalisierbarkeit zu verbessern und sowohl die Validität als auch die Zuverlässigkeit der Forschungsergebnisse sicherzustellen. Mit zunehmender Aufmerksamkeit sind Geschlechtsunterschiede in Tierversuchen ein aktives Thema in der biologischen Forschung. Das Verständnis der Auswirkungen von Geschlechtsunterschieden wird sowohl für die Weiterentwicklung unseres Wissens als auch für die Anwendung von Versuchstieren von großer Bedeutung sein.

In unserer Studie wollten wir mögliche Geschlechtsunterschiede im Verhalten von Tieren untersuchen und die Unterschiede zwischen Männern und Frauen vergleichen. C57BL/6-Mäuse wurden in dieser Studie aufgrund ihrer geringeren Angst im Vergleich zu anderen Inzuchtstämmen ausgewählt, was sie zu besseren Probanden für die Beurteilung des Tierverhaltens macht7. Sie gehören außerdem zu den am weitesten verbreiteten Inzuchtstämmen und dienen als Hintergrund für viele transgene Linien in der neurobiologischen Forschung. Wir haben 12 männliche und 12 weibliche C57BL/6-Mäuse einer Reihe von Verhaltenstests unterzogen, um ihre sensomotorischen Fähigkeiten, ihr angstähnliches Verhalten, ihr Depressionsverhalten und ihre kognitiven Fähigkeiten zu messen. Die Hippocampus-Neurogenese bei Erwachsenen wurde ebenfalls untersucht, da ein Geschlechtseffekt bei der Neurogenese bei Erwachsenen bei Ratten nachgewiesen wurde8. Unsere Studie bietet einen Überblick über Geschlechtsunterschiede in diesen häufig verwendeten Verhaltenstests und könnte als Referenz für das in der wissenschaftlichen Forschung verwendete Mausmodell dienen.

Um den Geschlechtsunterschied im Tierverhalten zu untersuchen, haben wir 8 Wochen alte männliche und weibliche C57BL/6-Mäuse (n = 12) einer Reihe von Verhaltenstests zur gründlichen Untersuchung unterzogen (Abb. 1a), um die sensomotorischen Fähigkeiten zu beurteilen , emotionale Reaktionen und kognitive Fähigkeiten. Alle Tests wurden durch einen Post-hoc-Leistungstest analysiert (Ergänzungstabelle S1).

Männer zeigten eine stärkere Griffkraft und eine geringere taktile sensorische Empfindlichkeit. (a) Zeitleiste des experimentellen Designs. D steht für den Tag nach der Verhaltensbeurteilung. (b) Männliche Mäuse zeigten eine stärkere Griffkraft als weibliche. (c) Es wurde kein signifikanter Unterschied zwischen den Geschlechtern in der Sturzlatenz während des Rotarod-Tests beobachtet. (d) Es wurde kein signifikanter Unterschied zwischen den Geschlechtern in der Anzahl der Fehler während der Leiterbalkenaufgabe beobachtet. (e–f) Männliche Mäuse zeigten während des Von-Frey-Tests eine höhere Rückzugsschwelle im linken und rechten Hinterfuß. (g) Es wurde kein signifikanter Unterschied zwischen den Geschlechtern in der Reaktionslatenz während des Heizplattentests beobachtet.

Im Grifftest betrug die durchschnittliche Griffkraft männlicher Mäuse 89,72 ± 2,67 gf (Gramm Kraft). Dies ist deutlich stärker als bei weiblichen Mäusen, deren durchschnittliche Griffstärke 78,61 ± 2,87 gf betrug (t(22) = 2,77, p = 0,01) (Abb. 1b). Anschließend wurden Rotarod- und Leiterbalkentests durchgeführt, um die motorische Koordination zu beurteilen. Wir haben in keinem dieser beiden Tests einen signifikanten Unterschied festgestellt, was auf eine vergleichbare motorische Koordination zwischen Männern und Frauen hinweist (Rotarod: t(22) = 1,01, p = 0,32; Leiterbalken: t(22) = 0,67, p = 0,50) (Abb . 1c und d).

Anschließend beurteilten wir die sensorische Empfindlichkeit, indem wir die Reaktionsschwelle auf Reize maßen. Beim Von Frey-Test wurde ein Filament verwendet, um mit zunehmender Kraft in die Plantarfläche der Hinterfüße einer Maus zu stechen. Die maximale Kraft, mit der das Tier seine Füße anhob, wurde dann als Rückzugsschwelle aufgezeichnet. Die Rückzugsschwelle von 4,24 ± 0,22 gf in den linken Hinterfüßen wurde bei Männern gemessen, während 3,42 ± 0,18 gf bei Frauen gemessen wurden (t(22) = 2,884, p = 0,008) (Abb. 1e). Für die rechten Hinterfüße wurde bei Männern eine Rückzugsschwelle von 4,26 ± 0,12 gf und bei weiblichen Mäusen eine Rückzugsschwelle von 3,60 ± 0,16 gf festgestellt (t(22) = 3,27, p = 0,003) (Abb. 1f). Es zeigte sich ein Geschlechtsunterschied in der Schwelle sowohl für den linken als auch für den rechten Fuß, was auf eine geringere taktile sensorische Empfindlichkeit bei männlichen Mäusen schließen lässt. Die Heizplatte war ein weiterer Test für die sensorische Empfindlichkeit und zeichnete die Latenzzeit von Mäusen auf, die auf thermische Reize reagierten. Es wurde kein signifikanter Unterschied in der Reaktionslatenz zwischen den Geschlechtern beobachtet, was auf eine ähnliche Empfindlichkeit gegenüber thermischen Reizen schließen lässt (U = 57,00, p = 0,40) (Abb. 1g). Insgesamt gab es einen Geschlechtsunterschied beim Griff und der sensorischen Empfindlichkeit gegenüber Berührungen/Berührungen, die motorische Koordination und die Hitzeempfindlichkeit waren jedoch bei männlichen und weiblichen Mäusen gleich.

Unterschiede im angstähnlichen Verhalten zwischen männlichen und weiblichen Nagetieren wurden in früheren Studien diskutiert. Interessanterweise wurde in einigen Studien die Schwierigkeit erwähnt, Schlussfolgerungen zu ziehen, da die Ergebnisse in verschiedenen Tests unterschiedlich waren, was die Interpretation ziemlich schwierig machte4,9.

Um die Auswirkungen des Geschlechts auf emotionale Reaktionen zu untersuchen, haben wir Mäuse auf angst- und depressionsähnliches Verhalten getestet. Zur Beurteilung der Angst wurden Tests im offenen Feld, im erhöhten Plus-Labyrinth und im Hell-Dunkel-Box-Test durchgeführt. Im Freilandtest waren sowohl die zurückgelegte Distanz als auch die Zeit, die Mäuse in der Mittelzone verbrachten, zwischen den Geschlechtern vergleichbar, was auf ein gleichwertiges Maß an Bewegungsaktivität und Angst hindeutet (Distanz: t(22) = 1,54, p = 0,13; Zeit: t (22) = 0,01, p = 0,98) (Abb. 2a). Obwohl weibliche Mäuse im erhöhten Plus-Labyrinth im Vergleich zu männlichen Mäusen eine längere Wegstrecke zurücklegten, gab es keinen signifikanten Unterschied in der Zeit, die sie auf den offenen Armen verbrachten (Distanz: U = 31,00, p = 0,02; Zeit: U = 55,00, p = 0,34) (Abb. 2b). Wir haben auch die relative Erkundungszeit auf den offenen Armen berechnet, die ebenfalls eine Äquivalenz zwischen den Gruppen zeigte (t(22) = 1,10, p = 0,28), wobei Männer 38,62 ± 3,80 % der Erkundungszeit auf den offenen Armen verbrachten und Frauen 42,90 ± 0,79 % der Erkundungszeit. In der Hell-Dunkel-Box haben wir stattdessen die Anzahl der Übergänge zwischen den Kammern aufgezeichnet, da die zurückgelegte Strecke innerhalb der dunklen Box nicht verfolgt werden konnte. Die Anzahl der Übergänge zeigte keinen Unterschied zwischen den Geschlechtern, ebenso wenig wie die im Lichtkasten verbrachte Zeit (Übergang: t(22) = 0,24, p = 0,80; Zeit: t(22) = 0,67, p = 0,50) (Abb. 2c ). Insgesamt zeigten die drei angstbezogenen Verhaltenstests eine gute Übereinstimmung darin, dass bei diesen häufig verwendeten Verhaltenstests kein offensichtlicher sexueller Unterschied beobachtet wurde.

Trotz der Diskrepanz im Corticosteronspiegel wurde kein signifikanter Geschlechtsunterschied im angstähnlichen Verhalten festgestellt. (a) Im Freilandtest wurde kein signifikanter Unterschied zwischen den Geschlechtern hinsichtlich der zurückgelegten Strecke, der Zeit, die die Mäuse in der Mittelzone verbrachten, und der Anzahl der Übergänge gemessen. (b) Im erhöhten Plus-Labyrinth legten weibliche Mäuse eine längere Wegstrecke zurück, während die Zeit, die Mäuse auf den offenen Armen verbrachten, und die Anzahl der Übergänge zwischen den Geschlechtern gleich waren. (c) Im Hell-Dunkel-Kasten wurde kein signifikanter Unterschied zwischen den Geschlechtern hinsichtlich der zurückgelegten Strecke im Lichtkasten, der im Lichtkasten verbrachten Zeit und der Anzahl der Übergänge gemessen. (d) Weibliche Mäuse wiesen unter Grundbedingungen einen höheren Plasma-Corticosteronspiegel auf, während die Plasma-Corticosteronspiegel zwischen den Geschlechtern unter Stressbedingungen und unter Erholungsbedingungen gleich waren.

Obwohl bei Angsttests kein signifikanter Unterschied beobachtet wurde, untersuchten wir, ob sich die Plasma-Corticosteron-Konzentrationen zwischen den Geschlechtern unterschieden. Um dies zu testen, haben wir die Plasma-Corticosteronspiegel zu drei verschiedenen Zeitpunkten quantifiziert: im Ausgangszustand (basal), nach 30 Minuten Zwangsstress (gestresst) und nach 60 Minuten Erholung von Zwangsstress (erholt). Unter Grundbedingungen betrug die Konzentration von Plasma-Corticosteron 20,05 ± 5,14 ng/ml bei Männern und 41,60 ± 7,93 ng/ml bei Frauen (t(22) = 0,03, p = 0,03) (Abb. 2d, links), was auf einen höheren Wert hinweist Corticosteron-Ausgangswert bei weiblichen Mäusen. Nach 30 Minuten Zwangsstress stiegen die Corticosteronspiegel auf 350–450 ng/ml und es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen den Geschlechtern (t(22) = 0,93, p = 0,35) (Abb. 2d, Mitte). Eine Stunde nach Beendigung des Zwangsstresses sank der Corticosteronspiegel auf 65–80 ng/ml und es wurde kein offensichtlicher Unterschied festgestellt (t(22) = 0,64, p = 0,52) (Abb. 2d, rechts). Insgesamt war trotz eines vergleichbaren Angstniveaus, das in den Verhaltenstests festgestellt wurde, der Ausgangswert des Corticosteronspiegels bei Frauen höher als bei Männern; Die Corticosteronspiegel nach Zwangsstress und nach Erholung von Stress waren ansonsten bei den Geschlechtern gleich.

Zur Beurteilung von Depressionsverhalten werden üblicherweise Tests zur unterdrückten Nahrungsaufnahme, zum erzwungenen Schwimmen und zum Schweifaufhängungstest eingesetzt. Während des neuartigen unterdrückten Fütterungstests zeigten männliche und weibliche Mäuse eine ähnliche Latenzzeit, um mit dem Verzehr der Futterpellets zu beginnen, und eine ähnliche Dauer des Fressens, was darauf hindeutet, dass es keinen signifikanten Unterschied im Depressionsgrad gibt (Latenz: t(22) = 0,19, p = 0,84; Zeit: t (22) = 1,74, p = 0,09) (Abb. 3a). Im erzwungenen Schwimmtest und Schwanzaufhängungstest wurde die Unbeweglichkeit von Mäusen als depressionsähnliches Verhalten angesehen, da die Mäuse unter solchen Stressbedingungen aufhörten, sich zu wehren. Die unbewegliche Zeit war bei Männern und Frauen sowohl im forcierten Schwimmtest als auch im Schwanzaufhängungstest ähnlich (erzwungenes Schwimmen: t(22) = 0,91, p = 0,36; Schwanzaufhängung: t(22) = 1,61, p = 0,12) ( Abb. 3b und c). Folglich konnte kein signifikanter Geschlechtsunterschied im depressionsähnlichen Verhalten festgestellt werden.

Es konnte kein signifikanter Geschlechtsunterschied im depressionsähnlichen Verhalten festgestellt werden. (a) Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen den Geschlechtern in der Latenzzeit bis zum Verzehr des Futterpellets oder in der Zeit des Verzehrs während des Tests zur Unterdrückung der Neuheit. (b) Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen den Geschlechtern in der unbeweglichen Zeit während des Zwangsschwimmtests. (c) Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen den Geschlechtern in der unbeweglichen Zeit während des Schwanzaufhängungstests.

In Studien wurden bereits zuvor Geschlechtsunterschiede in der Kognition diskutiert, wobei einige berichteten, dass das Geschlecht ein potenzieller Risikofaktor für kognitive Defizite bei neurodegenerativen Erkrankungen sei10,11,12,13,14. Um herauszufinden, ob ein Geschlechtsunterschied das Lernen und das Gedächtnis beeinflusst, führten wir Morris-Wasserlabyrinth-, T-Labyrinth- und aktive Vermeidungstests durch. Alle diese Tests betreffen unterschiedliche Aspekte der kognitiven Funktion. Das Morris-Wasserlabyrinth ist einer der am häufigsten verwendeten Tests zur Bewertung des räumlichen Lernens bei Nagetieren. Mit einer unter der Wasseroberfläche versteckten Plattform wurden Mäuse darauf trainiert, nach der Plattform zu suchen. Die Weglänge, die Mäuse benötigten, um die Plattform zu erreichen, verringerte sich mit aufeinanderfolgenden Versuchen, was zeigt, dass Mäuse sich besser an die Bestimmung der Plattformposition gewöhnten. Mäuse zeigten gute Lernkurven beim räumlichen Lernen und zeigten einen signifikanten Effekt aufeinanderfolgender Versuche (F(11.242) = 27,75, p < 0,0001). Es gab keinen bemerkenswerten Unterschied zwischen der männlichen und der weiblichen Lernkurve (F(1,22) = 0,23, p = 0,63), was auf ein vergleichbares räumliches Lernen zwischen den Geschlechtern hinweist (Abb. 4a). Das T-Labyrinth ist ein Test zur Beurteilung des Arbeitsgedächtnisses, mit dem das Erkundungsverhalten und die räumliche Unterscheidung von Mäusen bewertet werden. Der neuartige Arm wurde als „richtig“ definiert, basierend auf der Annahme, dass eine Maus normalerweise eine neue Umgebung erkunden würde, wenn sie diese von einem zuvor erkundeten Bereich unterscheiden könnte. Die Ergebnisse der T-Labyrinth-Tests zeigten einen äquivalenten Prozentsatz richtiger Entscheidungen zwischen Männern und Frauen, was auf ein ähnliches Arbeitsgedächtnis schließen lässt (U = 60,00, p = 0,46) (Abb. 4b). Aktive Vermeidung ist eine angstmotivierte assoziierte Vermeidungsaufgabe, bei der die Mäuse die unbedingten Reize (US) mit konditionierten Reizen (CS) assoziieren müssen. Der Prozentsatz der Vermeidung nahm mit der Zeit zu, was einen signifikanten Effekt der Versuche zeigt (F(3,66) = 157,7, p < 0,0001). Es gab keinen offensichtlichen Unterschied zwischen den beiden Lernkurven (F(1,22) = 2,58, p = 0,12), was ein vergleichbares Vermeidungslernen zeigt (Abb. 4c). Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bei kognitiven Verhaltenstests kein signifikanter Geschlechtsunterschied festgestellt wurde.

Beim Lernen und Gedächtnis wurden keine signifikanten Geschlechtsunterschiede festgestellt. (a) Männer und Frauen zeigten im Morris-Wasserlabyrinthtest ähnliche Lernkurvenmuster. (b) Männer und Frauen zeigten im T-Labyrinth einen vergleichbaren Prozentsatz richtiger Entscheidungen. (c) Männer und Frauen zeigten im aktiven Vermeidungstest ähnliche Lernkurvenmuster.

Frühere Untersuchungen haben einen Geschlechtsunterschied in der Neurogenese erwachsener Ratten ergeben, was darauf hindeutet, dass Östrogen die Anzahl neugeborener Neuronen im Hippocampus der Ratte stimuliert8. Um zu testen, ob es bei der adulten Hippocampus-Neurogenese bei Mäusen einen Geschlechtsunterschied gibt, verwendeten wir eine immunchemische Färbung. KI67, Tbr2, NeuroD und Doublecortin (DCX) wurden aufgrund ihrer unterschiedlichen Expressionsperioden als Neurogenesemarker als Ziele für die Färbung ausgewählt. KI67 stellt einen Marker für proliferierende Zellen dar; Tbr2 ist ein Marker für die frühen Zwischenvorläufer. NeuroD und DCX sind Marker für unreife Neuronen15. Wir fanden keinen signifikanten Unterschied zwischen Männern und Frauen in der Anzahl der Zellen, die Neurogenesemarker exprimieren (KI67: t(22) = 1,77, p = 0,08; Tbr2: t(22) = 0,43, p = 0,66; NeuroD: t(22) = 0,25, p = 0,80; DCX: t(22) = 1,07, p = 0,29), was darauf hindeutet, dass der Geschlechtsunterschied keinen Einfluss auf die Neurogenese des adulten Hippocampus bei Mäusen hatte (Abb. 5).

Bei der Neurogenese des Hippocampus bei Erwachsenen wurde kein signifikanter Geschlechtsunterschied festgestellt. (a) In den KI67+-Zellen im Gyrus dentatus wurde kein signifikanter Unterschied zwischen den Geschlechtern festgestellt. (b) Es wurde kein signifikanter Unterschied zwischen den Geschlechtern in den Tbr2+-Zellen im Gyrus dentatus gefunden. (c) In den NeuroD+-Zellen im Gyrus dentatus wurde kein signifikanter Unterschied zwischen den Geschlechtern festgestellt. (d) In den DCX+-Zellen im Gyrus dentatus wurde kein signifikanter Unterschied zwischen den Geschlechtern festgestellt. Maßstabsbalken repräsentieren 100 µm.

Traditionell wurde davon ausgegangen, dass weibliche Probanden aufgrund des Brunstzyklus eine größere Variabilität aufwiesen als männliche16. Eine Studie zeigte sogar, dass weibliche Mäuse in der Nähe des Eisprungs weniger vorhersehbar waren17. Dennoch gibt es keine tatsächliche Grundlage für diese Annahme, und in jüngster Zeit haben zunehmende Beweise diese Annahme in Frage gestellt6,18. Um den Einfluss des Geschlechts auf die Variabilität zu verstehen, verglichen wir die Varianzen männlicher und weiblicher Mäuse in den Verhaltenstests mithilfe eines F-Tests (Tabelle 1). Von den 23 Ergebnissen statistischer Analysen zeigte nur die Latenzzeit bis zum Verzehr der Futterpellets im Neuheitsunterdrückungsfütterungstest einen signifikanten Unterschied in der Varianz, wobei die Varianz bei den Weibchen geringer war als bei den Männchen. Der Varianzvergleich ergab insgesamt eine annähernd gleiche Varianz zwischen Männern und Frauen.

Tierverhaltenstests sind ein wichtiger Ansatz in der biomedizinischen Forschung zur Beurteilung der Wirkung von Genen oder Medikamenten. Traditionell werden überwiegend männliche Probanden eingesetzt, um potenzielle Störfaktoren durch den weiblichen Östruszyklus zu vermeiden. Mehrere Studien haben darauf hingewiesen, dass der Brunstzyklus bei Weibchen das Tierverhalten und sogar die Neurogenese bei Erwachsenen bei Nagetieren beeinflussen könnte8,10,19,20. Es wird auch angenommen, dass Frauen eine höhere Variabilität aufweisen als Männer16,17. Kürzlich wurde argumentiert, dass weibliche Tiere in die Forschung einbezogen werden sollten, um geschlechtsspezifische Ergebnisse zu vermeiden. Daher sollte in dieser Studie untersucht werden, ob Geschlechtsunterschiede die Ergebnisse und Varianz von Verhaltenstests bei Mäusen beeinflussen.

Unsere Daten zeigen, dass Frauen eine schwächere Griffkraft und eine höhere sensorische Sensibilität der Haut aufwiesen. Im Gegensatz dazu wurde bei anderen Tests, einschließlich motorischer Koordination, angstähnlichem Verhalten, depressivem Verhalten und kognitiver Funktion, kein signifikanter Unterschied festgestellt. Insgesamt zeigen unsere Daten Übereinstimmung mit unseren eigenen früheren Arbeiten, dass kein signifikanter Geschlechtsunterschied im Verhalten der Tiere festgestellt wurde21,22. Dennoch haben einige Studien über unterschiedliche Verhaltensmuster zwischen Männern und Frauen in Bezug auf Angst, Lernen und Gedächtnis berichtet9,23. Solche widersprüchlichen Ergebnisse zwischen verschiedenen veröffentlichten Studien könnten auf viele Faktoren zurückgeführt werden, einschließlich des genetischen Hintergrunds, der Umweltbedingungen und des Handhabungsverfahrens, auf die wir später noch eingehen werden24,25,26,27,28. In Bezug auf die Tests, in denen wir Geschlechtsunterschiede festgestellt haben, war es plausibel, dass weibliche Mäuse aufgrund der deutlich geringeren Skelettmuskelmasse eine schwächere Griffkraft zeigten. Eine frühere Arbeit hat ebenfalls ein ähnliches Ergebnis gezeigt29. Es ist jedoch nicht vollständig geklärt, warum weibliche Mäuse im Vergleich zu männlichen Mäusen eine höhere Tastempfindlichkeit zeigten. Eine unterschiedliche Hautmorphologie könnte ein Grund dafür sein30.

Als wir die Reaktivität der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse (HPA) testeten, zeigten weibliche Mäuse im Vergleich zu männlichen Mäusen einen höheren Plasma-Corticosteron-Ausgangswert, obwohl sich die Corticosteronspiegel weder im Stress- noch im Erholungszustand signifikant unterschieden. Es ist nicht überraschend, dass Frauen einen höheren Plasma-Corticosteron-Ausgangswert aufwiesen, da dies in anderen Arbeiten nachgewiesen wurde31,32,33. Viele Studien deuten darauf hin, dass Geschlechtsunterschiede in der Reaktion der HPA-Achse bestehen, die direkt oder indirekt durch Gonadensteroidhormone, bestimmte Populationen von Corticotropin-Releasing-Faktor-Neuronen (CRF) in wichtigen stressbedingten Gehirnregionen und die Verteilung von Corticosteroidrezeptoren beeinflusst werden das Gehirn31,34,35,36. Bezüglich des Corticosteronspiegels im Stresszustand konnte kein Unterschied zwischen den Geschlechtern festgestellt werden. Dafür gibt es zwei Möglichkeiten: Zum einen ist es schwierig, mögliche kleine Unterschiede zwischen Männern und Frauen zu erkennen, da der Plasma-Corticosteronspiegel nach 30 Minuten Stress dramatisch ansteigt. Der andere Grund ist, dass wir, da wir nur einen Zeitpunkt getestet haben, die Möglichkeit nicht ausschließen können, dass wir den besten Zeitpunkt zur Feststellung des Geschlechtsunterschieds verpasst haben. Für den Corticosteronspiegel nach einer Stunde Erholung sollte das Ergebnis theoretisch dem Ausgangswert ähneln. Es kann ein längerer Zeitraum oder ein längerer Verlauf erforderlich sein, um die Veränderungen des Plasma-Corticosterons nach der Genesung und mögliche Geschlechtsunterschiede zu erkennen.

Neben den Verhaltensphänotypen verglichen wir auch die Unterschiede innerhalb der Gruppe zwischen Männern und Frauen. Traditionell wird angenommen, dass der Brunstzyklus die Variabilität bei weiblichen Probanden erhöht16,17. Unsere Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass Männer und Frauen innerhalb der Gruppenvariationen ähnliche Leistungen zeigten. Dies steht im Einklang mit anderen Studien und Metaanalysen, die die Annahme stützen, dass das weibliche Geschlecht oder der endogene Östradiolspiegel keinen so tiefgreifenden Einfluss auf die Variabilität haben18,37,38,39,40. Aufgrund dieser Erkenntnisse glauben wir, dass weibliche Probanden zu Recht in die zukünftige wissenschaftliche Forschung einbezogen werden sollten.

Darüber hinaus haben wir die adulte Neurogenese gemessen, die im Gyrus dentatus des Hippocampus stattfindet. Frühere Untersuchungen haben eine Östrogen-verstärkte Zellproliferation bei weiblichen Ratten während der Proöstrusphase gezeigt8. Allerdings fanden Lagace et al.41 heraus, dass der Brunstzyklus die adulte Neurogenese bei Mäusen nicht beeinflusst, was auf eine Diskrepanz zwischen Ratten und Mäusen schließen lässt. In unserer Studie verwendeten wir mehrere Marker für die Zellproliferation und die Differenzierung von Neuronen und konnten keinen signifikanten Unterschied zwischen männlichen und weiblichen Mäusen feststellen. Es ist wahrscheinlich, dass die östrogenverstärkte Zellproliferation bei Ratten nicht auf Mäuse übertragen werden kann; Es sind weitere Untersuchungen erforderlich, um den Einfluss von Östrogen auf die Neurogenese adulter Mäuse zu untersuchen.

Dennoch gab es Einschränkungen und Mängel im experimentellen Design, die sich unterschiedlich stark auf die Ergebnisse auswirken könnten. Erstens waren viele unserer Ergebnisse aufgrund der begrenzten Stichprobengröße unzureichend aussagekräftig. Wir verstehen, dass dies nicht ideal ist, da eine niedrige Leistung die Wahrscheinlichkeit erhöhen könnte, ein falsches Ergebnis zu melden. Allerdings ist eine geringe Aussagekraft in Tierstudien seit langem ein Problem, deren mittlere statistische Aussagekraft in den Neurowissenschaften zwischen ~ 8 % und ~ 31 % liegt26,42. Es ist keine praktikable Lösung, durch Vergrößerung der Stichprobengröße eine akzeptable Aussagekraft zu erreichen, da sehr kleine Unterschiede in der Effektgröße möglicherweise eine große Anzahl von Tieren erfordern, was sowohl logistische als auch ethische Herausforderungen mit sich bringt. Dennoch ist es möglich, dass Geschlechtsunterschiede bei größeren Effektstärken eine Rolle spielen. Zweitens hatten wir einen ziemlich vollen Zeitplan für die Verhaltenstests mit begrenzten Pausen zwischen den Tests. Dies kann zu Verschleppungseffekten oder anderen potenziellen Beeinträchtigungen der Mausleistung führen und zu Störfaktoren bei der Beurteilung des Tierverhaltens werden. Drittens waren die Probanden, die wir in dieser Studie verwendeten, C57BL/6-Mäuse, und es wurden keine anderen Stämme oder Behandlungen getestet. Unsere Ergebnisse können nur für den Stamm C57BL/6 unter Grundbedingungen gelten, da die Reaktionen der Tiere je nach genetischem Hintergrund und Umweltfaktoren unterschiedlich sein können. Es gibt mögliche Wechselwirkungen zwischen Geschlecht, Genen und/oder Drogen. Dies stellt auch eine Herausforderung für die Reproduzierbarkeit unserer Ergebnisse dar43.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in unseren Verhaltenstests insgesamt keine signifikanten Auswirkungen von Geschlechtsunterschieden gezeigt wurden, zusammen mit der Variation innerhalb der Gruppe, zumindest bei der Stichprobengröße, die wir in diesem Projekt verwendet haben. Um möglicherweise geschlechtsspezifische Daten zu vermeiden, ist es wichtig, dies zu berücksichtigen und experimentelle Designprotokolle in Betracht zu ziehen, die sowohl männliche als auch weibliche Tiere verwenden, damit solche Interaktionen erkannt und untersucht werden können. Zusammenfassend liefert diese Studie Hinweise darauf, dass es bei den häufig verwendeten Verhaltenstests unter Grundbedingungen bei Mäusen keinen signifikanten Geschlechtsunterschied gab. Wir schlagen vor, die Einbeziehung weiblicher Probanden in die Versuchsplanung in Betracht zu ziehen.

Die Experimente wurden an 12 männlichen und 12 weiblichen C57BL/6-Mäusen durchgeführt, die beim National Laboratory Animal Center, Taiwan, bestellt wurden. Sie wurden in einer AAALAC-zertifizierten Tierhaltung in einem 12:12-Stunden-Hell-Dunkel-Zyklus (7:00 Uhr Licht an, 19:00 Uhr Licht aus) bei einer Temperatur von 22 °C und einer Luftfeuchtigkeit von 60–70 % gehalten. Die Tiere hatten nach Belieben Zugang zu Futter und Wasser. Alle Mäuse wurden im gleichen Wohnraum aufgezogen, wobei sowohl Männchen als auch Weibchen in Gruppen untergebracht wurden, jeweils zu viert in einem Käfig, im System der individuell belüfteten Käfige (IVC). Insgesamt gab es 3 Käfige mit männlichen Mäusen und 3 Käfige mit weiblichen. Es wurden keine Kämpfe oder Fellverluste beobachtet. Alle Verfahren wurden in Übereinstimmung mit den örtlichen Vorschriften durchgeführt und vom Institutional Animal Care and Use Committee der Chang Gung University genehmigt (Genehmigungsnummer: CGU107-025). Zoletil wurde vor der Dislokation bei der Tötung von Mäusen und bei der Gewebeentnahme eingesetzt.

Mäuse wurden im Alter von 8–12 Wochen Verhaltenstests unterzogen, wie in der Zeitleiste in Abb. 1a dargestellt. Alle Verhaltenstests wurden während der aktiven Mausphase durchgeführt. Die experimentellen Details wurden unten und in früheren Studien beschrieben21,22. Für die Lichtintensität haben wir das offene Feld unter einer Lampe geführt, deren Lichtintensität 400 lx betrug. Für das erhöhte Plus-Labyrinth und die Fütterung mit Neuheitsunterdrückung verwendeten wir gelbes Licht mit einer Intensität von 350 Lux. Die anderen Verhaltenstests wurden im Verhaltensraum unter weißem Licht durchgeführt, wobei die Lichtintensität 440 Lux betrug. Alle Mäuse wurden von M1 bis M12 (männlich) bzw. F1 bis F12 (weiblich) nummeriert. Bei jedem Verhaltenstest wurden die Mäuse in der Reihenfolge ihrer vorgesehenen Anzahl getestet, und auch die Geschlechter wurden abwechselnd geordnet. Aufgrund offensichtlicher Unterschiede im Erscheinungsbild der Tiere zwischen Männchen und Weibchen war der Experimentator während der Verhaltenstests nicht blind für das Geschlecht des Tieres. Die meisten statistischen Daten wurden jedoch automatisch vom Computer erfasst und gemessen.

Die Angaben des Herstellers des Griffstärkemessgeräts (47.200, UGO BASILE) wurden befolgt. Die Greifstange war an einem Zwangswandler angebracht, der mit dem Spitzenverstärker verbunden war. Vor dem formellen Test durften Mäuse dreimal das Greifen üben. Dann wurden sie vom Forscher am Schwanz gezogen. Als maximale Griffkraft wurde die Griffkraft aufgezeichnet, als die Mäuse den Halt an der Griffstange verloren. Jede Maus wurde dreimal getestet und die durchschnittliche Griffkraft aufgezeichnet.

Rotarod wurde verwendet, um die motorische Koordination der Maus zu beurteilen44. Die Mäuse wurden auf den Rotarod (Ugo BASILE) gesetzt, wo sich der Stab mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 4 U/min und einer Beschleunigungsgeschwindigkeit von 9 U/min pro Minute drehte. Nachdem die Beschleunigung ausgelöst worden war, wurde die Zeit aufgezeichnet, die die Mäuse brauchten, um von der Stange zu fallen.

Der Leiterstrahl wurde verwendet, um die motorische Koordination der Maus zu beurteilen45. Mäuse wurden an einem Ende des Geräts platziert und ihr Heimkäfig am anderen Ende. Die Tiere durften einmal das Überqueren der Leiterbalkenvorrichtung üben. Während der formellen Tests wurden 20 Metallsprossen des Geräts entfernt und die Häufigkeit, mit der Mäuse beim Überqueren eine Sprosse verfehlten, wurde aufgezeichnet. Jede Maus überquerte die Leiter zweimal und die durchschnittliche Anzahl der Fehler (verpasste Sprossen) wurde berechnet.

Von Frey wurde verwendet, um die taktile Sinnesempfindlichkeit zu testen46. Die Mäuse wurden einzeln in eine erhöhte Acrylkammer mit Drahtgeflechtboden gesetzt und von unten wurde ein Von Frey-Filament (BosebLab) angebracht, um die Hinterpfoten zu stechen. Die Stärke des Von-Frey-Filaments nahm bis zum Rückzug der Pfote kontinuierlich zu, und die Rückzugsschwelle wurde aufgezeichnet. Jede Maus wurde fünfmal sowohl an der rechten als auch an der linken Hinterpfote gestochen. Die durchschnittliche Rückzugsschwelle jeder Hinterpfote wurde aufgezeichnet.

Zur Prüfung der thermischen sensorischen Empfindlichkeit wurde eine Heizplatte verwendet47. Die Mäuse wurden auf die Heizplatte (Socrel DS37) gelegt, die die Temperatur bei 55 °C hielt. Die Zeit, die die Mäuse zum Springen benötigten (definiert als das gleichzeitige Heben von vier Gliedmaßen), wurde aufgezeichnet.

Zur Beurteilung des Angstniveaus wurde ein offenes Feld verwendet48,49. Den Mäusen stand es frei, 5 Minuten lang einen kreisförmigen Bereich (Durchmesser = 60 cm) zu erkunden, wobei eine Lampe die einzige Lichtquelle war, die die mittlere Zone beleuchtete. Die zurückgelegte Strecke, die in der Mittelzone (Durchmesser = 40 cm) verbrachte Zeit und die Häufigkeit des Betretens der Mittelzone wurden mit der Ethovision-Software aufgezeichnet. Da Mäuse die Mittelzone mieden, wurde die verminderte Erkundung (erhöhte Thigmotaxis) als höhere Angst interpretiert.

Zur Beurteilung des Angstniveaus wurde ein erhöhtes Plus-Labyrinth verwendet50. Es bestand aus zwei offenen Armen (30 × 5 cm) und zwei geschlossenen Armen mit 15 cm hohen Wänden. Das Labyrinth befand sich 40 cm über dem Boden. Mäuse wurden für 5 Minuten in das Labyrinth gesetzt. Die zurückgelegte Strecke, die in den offenen Armen verbrachte Zeit und die Häufigkeit des Betretens der offenen Arme wurden mit der Ethovision-Software aufgezeichnet. Da Mäuse die offenen Arme mieden, wurde die verminderte Exploration als erhöhte Angst interpretiert.

Zur Beurteilung des Angstniveaus wurde eine Hell-Dunkel-Box verwendet51. Es war in einen abgedeckten dunklen Kasten und einen abgedeckten hellen Kasten unterteilt. Zu Beginn des Tests wurden die Mäuse in die abgedeckte dunkle Box gesetzt und durften über eine Tür frei zwischen der dunklen und der hellen Box ohne Abdeckung wechseln. Den Mäusen stand es frei, sich 5 Minuten lang unter weißem Licht in der Kammer zu bewegen. Die zurückgelegte Strecke und Dauer im Lichtkasten wurden von der Ethovision-Software zusammen mit der Häufigkeit des Betretens des Lichtkastens aufgezeichnet. Da Mäuse den Leuchtkasten mieden, wurde die verminderte Erkundung als erhöhte Angst interpretiert.

Zur Beurteilung des Depressionsverhaltens wurde die neuartige unterdrückte Nahrungsaufnahme eingesetzt52,53. Vor dem Test wurde den Mäusen 24 Stunden lang die Nahrungsaufnahme untersagt. Während des Tests wurden die Mäuse in die Mitte eines Standardkäfigs gesetzt und durften sich frei bewegen. In den vier Ecken des Käfigs befanden sich Futterpellets und in der Mitte befand sich eine Lampe, die den Käfig beleuchtete. Die Latenzzeit bis zur Annäherung an das Essen und die Zeit, die für das Essen innerhalb von 5 Minuten aufgewendet wurde, wurden manuell erfasst. Die längere Latenzzeit, bevor die Mäuse das Futter fraßen, und die gemessene Verkürzung der Fresszeit wurden als Indikatoren für eine Depression gewertet.

Zur Beurteilung des Depressionsverhaltens wurde ein Zwangsschwimmtest eingesetzt54. Mäuse wurden in einen Plastikzylinder (Durchmesser = 20 cm, Höhe = 50 cm) gesetzt, der bis zu einer Höhe von 30 cm mit Wasser bei Raumtemperatur (22 °C) gefüllt war, und das Verhalten der Mäuse wurde 6 Minuten lang mit aufgezeichnet die EthoVision-Software. Die erhöhte Immobilität wurde als Indikator für eine Depression gewertet.

Der Schwanzaufhängungstest wurde verwendet, um das Depressionsverhalten zu beurteilen55. Mäuse wurden an ihrem Schwanz in einer Höhe von 20 cm über dem Boden aufgehängt und ihr Verhalten wurde 6 Minuten lang mit der EthoVision-Software aufgezeichnet. Die erhöhte Immobilität wurde als Indikator für eine Depression gewertet.

Das Morris-Wasserlabyrinth wurde verwendet, um das räumliche Lernen und das Gedächtnis zu bewerten56. Ein kreisförmiger Wassertank (Durchmesser = 130 cm) wurde mit 22 °C warmem Wasser gefüllt, das mit weißem Acrylterpentin eingefärbt war, und eine kreisförmige Plattform (Durchmesser = 20 cm) wurde 1 cm unter die Wasseroberfläche getaucht. Mäuse wurden an drei verschiedenen Startpositionen in den Tank gesetzt; jeder der drei Quadranten außer dem Quadranten mit der Plattform. Jede Maus wurde darauf trainiert, nach der versteckten Plattform zu suchen und 30 Sekunden lang darauf zu bleiben, drei Versuche pro Tag an vier aufeinanderfolgenden Tagen. Die Zeit, die jede Maus brauchte, um die Plattform zu finden, wurde mit der EthoVision-Software aufgezeichnet. Die verringerte Entfernung, die zum Erreichen der Plattform erforderlich war, war ein Maß für das räumliche Lernen.

T-Labyrinth wurde zur Bewertung des Arbeitsgedächtnisses57 verwendet. Alle Guillotine-Türen im T-Labyrinth wurden vor dem Test angehoben. Anschließend wurde eine Maus im Startbereich platziert und durfte einen Zielarm auswählen. Die Maus wurde 30 Sekunden lang auf den gewählten Arm- und Startbereich beschränkt, indem die andere Tür leise nach unten geschoben wurde. Anschließend wurde die Maus entfernt und sofort wieder in das Labyrinth eingesetzt, um einen Arm auszuwählen. Als richtige Wahl wurde definiert, dass die Maus den neuartigen Arm erkundet. Jede Maus wiederholte das Experiment dreimal und der durchschnittliche Prozentsatz richtiger Entscheidungen wurde berechnet. Da Mäuse den vertrauten Arm erkannten, den sie gerade erkundet hatten, war der Prozentsatz der richtigen Entscheidungen ein Hinweis auf das Arbeitsgedächtnis.

Aktive Vermeidung wurde verwendet, um das Vermeidungslernen zu bewerten, das die Angstkonditionierung beinhaltete58. Die Mäuse wurden in eine Shuttle-Box mit zwei Fächern gelegt, die mit einem Lautsprecher und einer Glühbirne in jedem Fach ausgestattet war (Med Associates, Inc). In dem Fach, in dem sich die Maus befand, wurden konditionierte Reize (5 s Licht und 8 kHz, 85 dB Ton) gegeben, gefolgt von einem unbedingten Reiz in Form eines elektrischen Fußschocks (0,3 mA) von darunter liegenden leitenden Stäben. Sobald die Mäuse in das andere Fach wechselten oder die Sperrzeit (10 s) abgelaufen war, hörten die konditionierten Reize auf. Nach einem zufälligen Intervall zwischen den Sitzungen (Bereich 3–10 s) begann die nächste Sitzung. Mäuse wiederholten 50 Sitzungen pro Tag an 4 aufeinanderfolgenden Tagen. Der erhöhte Prozentsatz der Vermeidung war ein Indikator für das Lernen.

Die präparierten Gehirne wurden über Nacht in 4 % Paraformaldehyd fixiert und anschließend in 25 % Saccharose dehydriert. Hirnschnitte mit einer Dicke von 40 µm wurden gesammelt und vor dem Färben in Frostschutzpuffer gelagert.

Zur immunhistochemischen Färbung wurden Gehirnschnitte auf SuperFrost Plus-Objektträger (Thermo) montiert und über Nacht an der Luft getrocknet. Die Objektträger wurden mit 0,01 M Zitronensäurepuffer (pH = 6,4) 20 Minuten lang bei 95 °C (40 Minuten im Fall von KI67), 3 % H2O2 5 Minuten lang und dann mit verdünntem Primärantikörper (KI67 1:2500 Abcam) inkubiert ; Tbr2 1:1000 Abcam; NeuroD 1:500 Santa Cruz; DCX 1:3000 Abcam) bei Raumtemperatur über Nacht; Die Objektträger wurden zwischen jedem Schritt 15 Minuten lang (dreimal) mit PBS gewaschen. Anschließend verwendeten wir ein Standard-IgG-ABC-Kit (Vector Lab) gemäß den Anweisungen des Herstellers und inkubierten die Objektträger 5–10 Minuten lang mit 3,3'-Diaminobenzidin (DAB)-Tabletten (Sigma). Anschließend wurden die Schnitte mit Kresylviolett gegengefärbt und in ein DPX-Eindeckmittel (Sigma) eingelegt.

Zur Quantifizierung wurden alle Schnitte unter einem Mikroskop mit 200-facher Vergrößerung untersucht. Mit Antikörpern gefärbte Zellen wurden auf dem Gyrus dentatus beidseitig alle acht Abschnitte über die gesamte Ausdehnung der Körnerzellschicht gezählt (sechs Abschnitte pro Tier). Die Anzahl der Zellzahlen wurde dann mit acht multipliziert, um eine Schätzung der gesamten mit Antikörpern gefärbten Zellen im Gyrus dentatus (DG) zu erhalten.

Wir haben die Blutproben durch Gesichtspunktion in drei verschiedenen Zuständen entnommen: basal, gestresst und erholt. Das Basisblut wurde um 21:00 Uhr entnommen, während das Stress- und das Erholungsblut um 21:30 und 22:30 Uhr entnommen wurden, direkt nach 30 Minuten Belastung bzw. 1 Stunde Erholung. Die Blutproben verschiedener Bundesstaaten wurden an verschiedenen Tagen entnommen, um mögliche Störungen zu vermeiden. Das Plasma wurde durch Zentrifugation (3000 U/min, 4 °C, 15 min) vom Vollblut getrennt und bis zur Verwendung bei –80 °C gelagert. Die Plasma-Corticosteron-Konzentration wurde mit dem Corticosterone ELISA-Kit (ADI-900-097, Enzo Life Sciences) gemäß den Anweisungen des Herstellers gemessen. Der gewählte Assay für die Maus-Corticosteron-Analyse wurde in unserem Labor validiert, wobei wir konsistente Werte aus verschiedenen Chargen von Kontrollmäusen und den Ergebnissen anderer erhalten22,59,60,61. Der Intra-Assay-Variationskoeffizient (CV) für unseren Test betrug 4,83 % und der Inter-Assay-Variationskoeffizient 10,34 %, was beides für ELISA-Ergebnisse akzeptabel war.

Die Daten wurden als Mittelwert ± SEM für jede Gruppe dargestellt. *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001. Alle Ergebnisse wurden mithilfe des D'Agostino- und Pearson-Omnibus-Normalitätstests unter Verwendung der IBM SPSS-Software statistisch auf Normalverteilung analysiert und mit der Graphpad Prism-Software durchgeführt. Normalverteilte Daten wurden gegebenenfalls über eine Varianzanalyse (ANOVA) und einen ungepaarten T-Test analysiert; Nicht normale Daten wurden mittels Mann-Whitney-Test analysiert. Der Varianzvergleich wurde mittels F-Test analysiert.

Die im Rahmen dieser Studie generierten und analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

Ericsson, AC, Crim, MJ & Franklin, CL Eine kurze Geschichte der Tiermodellierung. Mo. Med. 110, 201 (2013).

PubMed PubMed Central Google Scholar

Perlman, RL Mausmodelle menschlicher Krankheiten: Eine evolutionäre Perspektive. Evol., Med., Public Health 2016, 170–176 (2016).

PubMed Google Scholar

Levine, S. Geschlechtsunterschiede im Gehirn. Wissenschaft. Bin. 214, 84–92 (1966).

Artikel Google Scholar

Johnston, AL & File, SE Geschlechtsunterschiede in Angsttierversuchen. Physiol. Verhalten. 49, 245–250 (1991).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Kokras, N. & Dalla, C. Geschlechtsunterschiede in Tiermodellen psychiatrischer Störungen. Br. J. Pharmacol. 171, 4595–4619 (2014).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Beery, AK & Zucker, I. Sex Bias in der Neurowissenschaft und biomedizinischen Forschung. Neurosci. Bioverhalten. Rev. 35, 565–572. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2010.07.002 (2011).

Artikel PubMed Google Scholar

Solberg, LC et al. Ein Protokoll zur Hochdurchsatz-Phänotypisierung, geeignet für die quantitative Merkmalsanalyse bei Mäusen. Mamm. Genom 17, 129–146. https://doi.org/10.1007/s00335-005-0112-1 (2006).

Artikel PubMed Google Scholar

Tanapat, P., Hastings, NB, Reeves, AJ & Gould, E. Östrogen stimuliert einen vorübergehenden Anstieg der Anzahl neuer Neuronen im Gyrus dentatus der erwachsenen weiblichen Ratte. J. Neurosci. 19, 5792–5801. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.19-14-05792.1999 (1999).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Scholl, JL, Afzal, A., Fox, LC, Watt, MJ & Forster, GL Geschlechtsunterschiede bei angstähnlichen Verhaltensweisen bei Ratten. Physiol. Verhalten. 211, 112670. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2019.112670 (2019).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Yagi, S. & Galea, LAM Geschlechtsunterschiede in der Hippocampus-Kognition und Neurogenese. Neuropsychopharmakologie 44, 200–213. https://doi.org/10.1038/s41386-018-0208-4 (2019).

Artikel PubMed Google Scholar

Brookmeyer, R., Gray, S. & Kawas, C. Prognosen zur Alzheimer-Krankheit in den Vereinigten Staaten und die Auswirkungen der Verzögerung des Krankheitsausbruchs auf die öffentliche Gesundheit. Bin. J. Public Health 88, 1337–1342 (1998).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

McPherson, S., Back, C., Buckwalter, JG & Cummings, JL Geschlechtsbedingte kognitive Defizite bei der Alzheimer-Krankheit. Int. Psychogeriatr. 11, 117–122 (1999).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Han, M. et al. Geschlechtsspezifische Unterschiede in der kognitiven Funktion von Patienten mit chronischer Schizophrenie. Prog. Neuropsychopharmakol. Biol. Psychiatrie 39, 358–363 (2012).

Artikel Google Scholar

Leung, MD & Psych, CMRC Geschlechtsunterschiede bei Schizophrenie, eine Literaturübersicht. Acta Psychiatrica Scandinavica 101, 3–38 (2000).

Artikel Google Scholar

Yeh, CY, Wu, KY, Huang, GJ & Verkhratsky, A. Radiale Stammastrozyten (auch bekannt als neurale Stammzellen): Identität, Entwicklung, Physiopathologie und therapeutisches Potenzial. Acta Physiol. 238, e13967 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Chari, T., Griswold, S., Andrews, NA & Fagiolini, M. Das Stadium des Brunstzyklus ist entscheidend für die Interpretation des sozialen Interaktionsverhaltens weiblicher Mäuse. Vorderseite. Verhalten. Neurosci. 14, 113 (2020).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Kästner, N., Richter, SH, Gamer, M., Kaiser, S. & Sachser, N. Was für einen Unterschied ein Tag macht – weibliches Verhalten ist in der Nähe des Eisprungs weniger vorhersehbar. R. Soc. Öffnen Sie Sci. 4, 160998 (2017).

Artikel ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Beery, AK Die Einbeziehung von Weibchen erhöht die Variabilität in Nagetierforschungsstudien nicht. Curr. Meinung. Verhalten. Wissenschaft. 23, 143–149 (2018).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Williams, CL, Barnett, AM & Meck, WH Organisatorische Auswirkungen früher Gonadensekrete auf die sexuelle Differenzierung im räumlichen Gedächtnis. Verhalten. Neurosci. 104, 84–97. https://doi.org/10.1037//0735-7044.104.1.84 (1990).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Grissom, EM, Hawley, WR, Hodges, KS, Fawcett-Patel, JM & Dohanich, GP Das biologische Geschlecht beeinflusst die Präferenz für Lernstrategien und die Muskarinrezeptorbindung in bestimmten Gehirnregionen präpubertärer Ratten. Hippocampus 23, 313–322. https://doi.org/10.1002/hipo.22085 (2013).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Chen, YJ et al. Follistatin vermittelt Lernen und synaptische Plastizität durch Regulierung der Asic4-Expression im Hippocampus. Proz. Natl. Acad. Wissenschaft. USA https://doi.org/10.1073/pnas.2109040118 (2021).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Tsao, CH, Flint, J. & Huang, GJ Einfluss der Tagesphase auf Verhaltenstests der sensomotorischen Leistung, Angst, Lernen und Gedächtnis bei Mäusen. Wissenschaft. Rep. 12, 432. https://doi.org/10.1038/s41598-021-03155-5 (2022).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Chen, CS, Knep, E., Han, A., Ebitz, RB & Grissom, NM Geschlechtsunterschiede beim Lernen durch Erkundung. Elife 10, e69748. https://doi.org/10.7554/eLife.69748 (2021).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Jonasson, Z. Metaanalyse von Geschlechtsunterschieden in Lern- und Gedächtnismodellen von Nagetieren: Eine Überprüfung von Verhaltens- und biologischen Daten. Neurosci. Bioverhalten. Rev. 28, 811–825. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2004.10.006 (2005).

Artikel PubMed Google Scholar

Shoji, H. & Miyakawa, T. Altersbedingte Verhaltensänderungen vom jungen bis zum hohen Alter bei männlichen Mäusen eines C57 BL/6J-Stammes, der im Rahmen eines genetischen Stabilitätsprogramms gehalten wird. Neuropsychopharmakologieberichte 39, 100–118 (2019).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Button, KS et al. Stromausfall: Warum eine kleine Stichprobengröße die Zuverlässigkeit der Neurowissenschaften untergräbt. Nat. Rev. Neurosci. 14, 365–376 (2013).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Sorge, RE et al. Die olfaktorische Exposition gegenüber Männern, einschließlich Männern, verursacht bei Nagetieren Stress und damit verbundene Analgesie. Nat. Methoden 11, 629–632 (2014).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Balcombe, JP, Barnard, ND & Sandusky, C. Laborroutinen verursachen Stress bei Tieren. Marmelade. Assoc. Labor. Anim. Wissenschaft. 43, 42–51 (2004).

CAS Google Scholar

Azzi, L., El-Alfy, M., Martel, C. & Labrie, F. Geschlechtsspezifische Unterschiede in der Hautmorphologie von Mäusen und spezifische Wirkungen von Sexualsteroiden und Dehydroepiandrosteron. J. Investig. Dermatol. 124, 22–27 (2005).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Ross, JL, Queme, LF, Lamb, JE, Green, KJ & Jankowski, MP Geschlechtsunterschiede bei der primären muskelaffenten Sensibilisierung nach Ischämie und Reperfusionsverletzung. Biol. Geschlecht unterschiedlich. 9, 1–14 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Oyola, MG & Handa, RJ Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren- und Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-Achsen: Geschlechtsunterschiede bei der Regulierung der Stressreaktion. Stress 20, 476–494 (2017).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Nguyen, K., Kanamori, K., Shin, CS, Hamid, A. & Lutfy, K. Der Einfluss des Geschlechts auf durch Nikotin induzierte Veränderungen des Plasma-Corticosteron- und Cotininspiegels bei c57bl/6j-Mäusen. Gehirnwissenschaften 10, 705 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Bethin, KE, Vogt, SK & Muglia, LJ Interleukin-6 ist ein essentieller, Corticotropin-freisetzender Hormon-unabhängiger Stimulator der Nebennierenachse während der Aktivierung des Immunsystems. Proz. Natl. Acad. Wissenschaft. 97, 9317–9322 (2000).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Handa, RJ, Burgess, LH, Kerr, JE & O'Keefe, JA Gonadale Steroidhormonrezeptoren und Geschlechtsunterschiede in der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse. Horm. Verhalten. Rev. 28, 464–476 (1994).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Babb, JA, Masini, CV, Day, HE & Campeau, S. Geschlechtsunterschiede in aktivierten Corticotropin-Releasing-Faktor-Neuronen innerhalb stressbedingter Neuroschaltkreise und Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achsenhormone nach Zurückhaltung bei Ratten. Neurowissenschaften 234, 40–52 (2013).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

MacLusky, NJ, Yuan, H., Elliott, J. & Brown, TJ Geschlechtsunterschiede bei der Kortikosteroidbindung im Rattengehirn: Eine autoradiographische In-vitro-Studie. Gehirn Res. 708, 71–81 (1996).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Mogil, JS & Chanda, ML Die Argumente für die Einbeziehung weiblicher Probanden in grundlegende wissenschaftliche Schmerzstudien. Schmerz 117, 1–5. https://doi.org/10.1016/j.pain.2005.06.020 (2005).

Artikel PubMed Google Scholar

Levy, DR et al. Das spontane Verhalten der Maus spiegelt eher individuelle Variationen als den Östruszustand wider. Curr. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.02.035 (2023).

Artikel PubMed Google Scholar

Prendergast, BJ, Onishi, KG & Zucker, I. Weibliche Mäuse wurden für die Einbeziehung in die Neurowissenschaften und biomedizinische Forschung freigelassen. Neurosci. Bioverhalten. Rev. 40, 1–5 (2014).

Artikel PubMed Google Scholar

Kaluve, AM, Le, JT & Graham, BM Weibliche Nagetiere sind nicht variabler als männliche Nagetiere: Eine Metaanalyse präklinischer Studien zu Angst und Unruhe. Neurosci. Bioverhalten. Rev. 143, 104962 (2022).

Artikel PubMed Google Scholar

Lagace, DC, Fischer, SJ & Eisch, AJ Geschlecht und endogene Östradiolspiegel haben keinen Einfluss auf die Neurogenese des adulten Hippocampus bei Mäusen. Hippocampus 17, 175–180. https://doi.org/10.1002/hipo.20265 (2007).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Bonapersona, V., Hoijtink, H., Consortium, R., Sarabdjitsingh, RA & Joels, M. Steigerung der statistischen Aussagekraft von Tierversuchen mit historischen Kontrolldaten. Nat Neurosci 24, 470–477. https://doi.org/10.1038/s41593-020-00792-34 (2021).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Voelkl, B. et al. Reproduzierbarkeit von Tierversuchen im Hinblick auf biologische Variationen. Nat. Rev. Neurosci. 21, 384–393 (2020).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Hamm, RJ, Pike, BR, O'DEL, DM, Lyeth, BG & Jenkins, LW Der Rotarod-Test: eine Bewertung seiner Wirksamkeit bei der Beurteilung motorischer Defizite nach traumatischer Hirnverletzung. J. Neurotrauma 11, 187–196 (1994).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Metz, GA & Whishaw, IQ Kortikale und subkortikale Läsionen beeinträchtigen das geschickte Gehen im Leitersprossen-Gehtest: eine neue Aufgabe zur Beurteilung der Schritte, Platzierung und Koordination der Vorder- und Hinterbeine. J. Neurosci. Methoden 115, 169–179 (2002).

Artikel PubMed Google Scholar

Carter, M., Shieh, JC & Nociception.,. Leitfaden zu Forschungstechniken in den Neurowissenschaften 51–52 (Academic Press, 2010).

Google Scholar

Eddy, NB & Leimbach, D. Synthetische Analgetika. II. Dithienylbutenyl- und Dithienylbutylamine. J. Pharmacol. Exp. Therapeutics 107, 385–393 (1953).

CAS Google Scholar

Hall, C. & Ballachey, EL Eine Studie über das Verhalten der Ratte auf einem Feld. Ein Beitrag zur Methode der vergleichenden Psychologie. Veröffentlichungen der University of California in Psychologie (1932).

Denenberg, VH Freilandverhalten bei der Ratte: Was bedeutet das?. Ann. New York Acad. Wissenschaft. 159, 852–859 (1969).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Pellow, S., Chopin, P., File, SE & Briley, M. Validierung von offenen und geschlossenen Armeingängen in einem erhöhten Plus-Labyrinth als Maß für die Angst bei der Ratte. J. Neurosci. Methoden 14, 149–167 (1985).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Crawley, J. & Goodwin, FK Vorläufiger Bericht eines einfachen Tierverhaltensmodells für die anxiolytische Wirkung von Benzodiazepinen. Pharmakol. Biochem. Verhalten. 13, 167–170 (1980).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Bodnoff, SR, Suranyi-Cadotte, B., Aitken, DH, Quirion, R. & Meaney, MJ Die Auswirkungen einer chronischen Antidepressivumbehandlung in einem Tiermodell der Angst. Psychopharmacology 95, 298–302 (1988).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Dulawa, SC & Hen, R. Jüngste Fortschritte in Tiermodellen chronischer antidepressiver Wirkungen: der neuheitsinduzierte Hypophagietest. Neurosci. Bioverhalten. Rev. 29, 771–783 (2005).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Porsolt, R., Bertin, A. & Jalfre, M. Verhaltensverzweiflung bei Mäusen: ein primärer Screening-Test für Antidepressiva. Bogen. Int. Pharmakodyn. Dort. 229, 327–336 (1977).

CAS PubMed Google Scholar

Steru, L., Chermat, R., Thierry, B. & Simon, P. Der Schwanzsuspensionstest: eine neue Methode zum Screening von Antidepressiva bei Mäusen. Psychopharmacology 85, 367–370 (1985).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Morris, R. Entwicklungen eines Wasserlabyrinthverfahrens zur Untersuchung des räumlichen Lernens bei Ratten. J. Neurosci. Methoden 11, 47–60 (1984).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Deacon, RM & Rawlins, JNP T-Labyrinth-Wechsel beim Nagetier. Nat. Protokolle 1, 7–12 (2006).

Artikel PubMed Google Scholar

Mowrer, OH & Lamoreaux, RR Angst als intervenierende Variable bei der Vermeidungskonditionierung. J. Comp. Psychol. 39, 29 (1946).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Chang, S. et al. NPTX2 ist eine Schlüsselkomponente bei der Regulierung von Angstzuständen. Neuropsychopharmacology 43, 1943–1953 (2018).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hare, BD, Beierle, JA, Toufexis, DJ, Hammack, SE & Falls, WA Belastungsbedingte Veränderungen der Corticosteron-Reaktion auf akuten Zwangsstress: Hinweise auf eine erhöhte Nebennierenempfindlichkeit und eine verkürzte Corticosteron-Reaktionsdauer. Neuropsychopharmacology 39, 1262–1269 (2014).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

McClennen, SJ, Cortright, DN & Seasholtz, AF Regulierung der Spiegel der Corticotropin-Releasing-Hormon-bindenden Protein-Boten-Ribonukleinsäure in der Hypophyse durch Zwangsstress und Adrenalektomie. Endocrinology 139, 4435–4441 (1998).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

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Diese Studie wurde durch Zuschüsse des Chang Gung Memorial Hospital (CMRPD1M0831) und des National Science and Technology Council of Taiwan (111-2320-B-182-007) unterstützt. Diese Forschung wurde auch vom „Molecular Medicine Research Center, Chang Gung University“ (EMRPD1L0341) aus dem „Featured Areas Research Center Program“ im Rahmen des Higher Education Sprout Project des Bildungsministeriums in Taiwan unterstützt.

Graduate Institute of Biomedical Sciences, College of Medicine, Chang Gung University, Taoyuan, 333, Taiwan

Chi-Hui Tsao, Kuan-Yu Wu und Guo-Jen Huang

Abteilung für Biomedizinische Wissenschaften, College of Medicine, Chang Gung University, Taoyuan, 33302, Taiwan

Nicole Ching Su & Guo-Jen Huang

Abteilung für Psychiatrie, Dykebar Hospital, National Health Service Greater Glasgow und Clyde, Paisley, PA2 7DE, Schottland

Andrew Edwards

Abteilung für Neurologie, Chang Gung Memorial Hospital-Linkou Medical Center, Taoyuan, 333, Taiwan

Guo-Jen Huang

Forschungszentrum für Molekulare Medizin, Chang Gung University, Taoyuan, 333, Taiwan

Guo-Jen Huang

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GJ.H., KY.W. und AE konzipierten die Studie und schrieben das Manuskript. CH.T., NCS und KY.W. führte Tierversuche durch und analysierte Daten. Die Studie wurde in Übereinstimmung mit den ARRIVE-Richtlinien durchgeführt.

Korrespondenz mit Guo-Jen Huang.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Tsao, CH., Wu, KY., Su, NC et al. Der Einfluss von Geschlechtsunterschieden auf das Verhalten und die Neurogenese des adulten Hippocampus bei C57BL/6-Mäusen. Sci Rep 13, 17297 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-44360-8

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Eingegangen: 3. Juni 2023

Angenommen: 06. Oktober 2023

Veröffentlicht: 12. Oktober 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-44360-8

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