自閉癥，又稱孤獨癥或孤獨性障礙，是一類發(fā)生于兒童早期的神經發(fā)育障礙性疾病，以社交溝通障礙、興趣狹隘、行為重復刻板為主要特征，嚴重影響兒童社會功能和生活質量。自閉癥通常起病于嬰幼兒期，缺乏有效治療藥物，主要治療途徑為康復訓練，最佳治療期為6歲前，越早干預效果越好。

自閉癥的診斷沒有“金標準”，目前在我國處于“三缺”狀態(tài)：缺乏統(tǒng)一診斷標準、缺乏掌握診斷技術的專業(yè)人員、缺乏清晰的康復路徑。那么，如何盡早對自閉癥患兒做出診斷呢？為了深度挖掘自閉癥患兒背后的致病機理，科學家們利用基因編輯等手段構建出多種自閉癥小鼠模型，通過行為學測試來觀察小鼠的社交行為和刻板行為表現等，這也是目前為止公認最有效的自閉癥研究方式。

武漢云克隆可提供針對自閉癥行為一系列特征的行為學檢測：

1. 社交溝通障礙行為學檢測

三箱社交實驗

原理：三箱社交行為檢測的主要原則是基于受試小鼠在實驗期間自由選擇在三個盒子的隔間中的任何一個中花費的時間。

步驟：

2 將空小鼠籠（金屬籠）分別放在左右室中間；

2 將待測試小鼠放在三箱社交箱中間部位，并讓其自由適應5分鐘，放回籠中；

2 將一只或兩只“不熟悉”小鼠放在一邊的小鼠籠中，另一端的小鼠籠空著；

2 然后立即將待測試小鼠放回三箱社交箱的中間部位，讓其自由活動5分鐘。

2 5分鐘期間，測試小鼠的活動將由攝像機自動記錄。

測試數據：每只受試小鼠在測試5分鐘階段處于“intruder zone”和“empty zone”的時間，社交反應指數=（intruder zone時間-empty zone時間）/（intruder zone時間+empty zone時間）。

備注：intruder zone：有“不熟悉”小鼠籠子的區(qū)域；empty zone：空籠子的區(qū)域。

圖1. 三箱社交行為學檢測設備

2. 學習記憶行為學檢測

2.1 避暗實驗

原理：利用嚙齒動物的嗜暗的習性設計一個裝置，一半是暗室，一半是明室，中間有一小洞相連，暗室底部鋪有通電的銅柵，小鼠進入暗室即受到電擊。主要測試動物對明暗辨別覺的學習記憶能力。

步驟：

2 將小鼠面部背向洞口放入明室，同時啟動計時器；

2 動物穿過洞口進入暗室受到電擊，計時器自動停止，取出小鼠，記錄每只小鼠從放入明室至進入暗室遭電擊所需的時間，此即潛伏期，訓練5min，并記錄5min內電擊次數；

2 24h后重作測驗，記錄每只動物進入暗室的潛伏期和5min 內的電擊次數，并計算5min內進入暗室（錯誤反應）的動物百分率；

2 以上實驗步驟為記憶獲得過程。停止訓練5天后進行一次或多次記憶消退實驗（即記憶再現過程）。

測試數據：潛伏期、錯誤次數、明箱逗留時間、暗箱逗留時間、明箱活動路程、暗箱活動路程等；

圖2. 避暗實驗及明暗箱/黑白箱實驗檢測設備

2.2 Morris水迷宮實驗

原理：實驗動物被強迫在水箱內游泳，觀察并記錄動物尋找到隱藏在水下平臺所需的時間、游泳軌跡及其采用的策略，分析和推斷動物的學習、記憶和空間定位等方面的能力。

步驟：

2 實驗前一天，實驗鼠自由游泳2min以熟悉環(huán)境，其間引導動物站上平臺10s，次日開始訓練；

2 定位航行試驗：實驗鼠每次從1個象限的相同入水點入水，將動物面向池壁放入水中，儀器自動記錄動物尋找并爬上平臺的路線圖、動物從入水到找到水下隱蔽平臺并站立其上所需時間（逃避潛伏期）及游泳總路程。每完成4個象限的訓練當做1個循環(huán)，如果動物在90s內未找到平臺，則需將其引至平臺，這時潛伏期以90s計，讓動物在平臺停留10s后，再放回籠中。如此重復完成4個象限的試驗，總共訓練5天，也就是四個循環(huán)，象限選擇和各實驗組動物訓練順序應隨機確定或交叉進行；

2 空間探索試驗：定位航行試驗結束5天后，將水下平臺撤除，按照定位航行試驗的方法重復1個循環(huán)（共4個象限）的試驗，動物每次從1個象限的入水點入水，記錄90s內小鼠在水池4個象限中的游泳距離、路徑、時間，據此推算平臺所在象限數據占總距離、總時間的百分比及穿越平臺的次數，用來反映實驗鼠對平臺所在位置的空間記憶能力，以判斷動物記憶儲存及提取再現能力。

測試數據：逃避潛伏期、上臺前游泳路程、平臺象限活動時間占總時間百分比、平臺象限活動路程占總距離百分比、站臺穿越次數等。

圖3. Morris水迷宮實驗檢測設備

3. 焦慮與抑郁行為學檢測

3.1 曠場實驗

原理：評價實驗動物在新異環(huán)境中自主行為、探究行為與緊張度的一種方法。以實驗動物在新奇環(huán)境之中某些行為的發(fā)生頻率和持續(xù)時間等，反應實驗動物在陌生環(huán)境中的自主行為與探究行為，以尿便次數反應其緊張度。

步驟：

2 區(qū)域設置：按照實驗要求設置實驗所需區(qū)域，一般有中央格、邊格、角格等，具體按實驗需求設置；

2 識別參數設置：根據實驗需求選擇，一般選擇靜態(tài)背景法；

2 背景調節(jié)：看實驗鼠的顏色，鼠色與背景色（一般黑背景）相差較遠選擇較亮，相差較近選擇較暗；

2 設置閾值調節(jié)：根據鼠的顏色背景選擇，白鼠一般閾值上限到255，下限設在100-130左右，具體還是按照實時情況自己調節(jié)，這個跟燈光、鼠色、角度都有關系；

2 測試參數：設置為5min；

2 手動事件：根據實驗需求一般手動記錄需要考察的數據包括站立、修飾等行為；

2 開始實驗：將實驗鼠放置于曠場正中央，點擊采集分析，添加新軌跡，點擊開始計算機記錄實驗鼠的行為。

測試數據：水平運動總距離（穿越方格總數）、中央區(qū)進入總次數、中央區(qū)運滯留時間、直立次數、糞便數量等。

圖4. 曠場實驗檢測設備

3.2 高架十字迷宮實驗

原理：利用動物對新異環(huán)境的探究特性和對高懸敞開臂的恐懼形成矛盾沖突行為來考察動物的焦慮狀態(tài)。

步驟：

2 區(qū)域設置：設置區(qū)域為開臂1、開臂2、閉臂1、閉臂2、中央區(qū)；

2 識別參數設置：根據實驗需求選擇，一般選擇靜態(tài)背景法；

2 背景調節(jié)：看實驗鼠的顏色，鼠色與背景色（一般黑背景）相差較遠選擇較亮，相差較近選擇較暗；

2 設置閾值調節(jié)，根據鼠的顏色背景選擇，白鼠一般閾值上限到255，下限設在100-130左右，具體還是按照實時情況自己調節(jié)，這個跟燈光、鼠色、角度都有關系；

2 測試參數：一般設置為5min；

2 采集分析，添加軌跡，點擊開始記錄實驗鼠的行為。

測試數據：

開臂進入次數百分比＝開臂進入次數/開臂進入次數＋閉臂進入次數

開臂滯留時間百分比＝開臂滯留時間/開臂滯留時間＋閉臂滯留時間

圖5. 高架十字迷宮實驗檢測設備

3.3 明暗箱/黑白箱實驗

原理：在明暗箱中，小鼠或大鼠喜歡在暗箱活動，但動物的探究習性促使其試圖去探究明箱。然而，明箱的亮光刺激又抑制動物在明箱的探究活動。將實驗鼠放入照明的隔間中，并允許在兩個室之間自由移動。進入暗室的第一個潛伏期和在亮室中花費的總時間是實驗鼠明亮空間焦慮的指標。

步驟及測試指標同避暗實驗，明暗箱的設備同避暗實驗，除可用于檢測實驗動物的學習記憶能力外，主要也用于評價實驗動物的焦慮行為。

3.4 糖水偏好實驗

原理：嚙齒類動物天生對甜食有強烈的欲望，當給它們提供可自由選擇即分別含有蔗糖溶液和普通水的兩個飲水裝置時，它們會有選擇地喝甜味的蔗糖溶液。然而，當嚙齒類動物處于抑郁狀態(tài)時，它們不會傾向性去喝蔗糖溶液。

步驟：同時給實驗動物提供糖水和常規(guī)水，在一段時間后記錄它們的飲水量。
測試數據：糖水和常規(guī)水的飲水量差異。

4. 刻板行為

嚙齒類動物刻板行為指的是一種固定而重復的行為模式，通常表現為一些無意義或無目的的動作，如反復地咬自己、追趕自己的尾巴、在同一位置不停地來回走動、強迫性地清潔自己或其他物品等。可直接通過觀察來記錄小鼠的刻板行為。

自閉癥的行為檢測，對臨床診斷和科學研究均具有重要意義。每種行為學實驗各有其優(yōu)勢和局限，綜合使用多種行為學檢測，為自閉癥早期診斷提供有效手段。云克隆可提供上述各類行為學檢測實驗，為自閉癥研究提供診斷依據。