積極的な飼いやすさを選択的に繁殖させたマウスでは、飼いやすさと社交性は関連するが、家畜化症候群の徴候は見られない

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遺伝子・脳・行動第23巻第1号e12887
原著論文
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積極的な飼いやすさを選択的に繁殖させたマウスでは、飼いやすさと社交性は関連するが、家畜化症候群の徴候は見られない

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gbb.12887

バラティ・ヴェンカタチャラム, ビム・B・ビスワ, 永山博道, 小出剛
初出:2024年2月19日
https://doi.org/10.1111/gbb.12887
について
セクション

要旨
家畜化された動物は、最初の無意識的淘汰の段階を経て、望ましい形質を選択することで発展し、現在では人間が望む表現型を示すようになった。飼いならされたすべての動物に見られる共通の行動形質として、「飼いならされやすさ」がある。同時に、これらの家畜化された動物は、祖先の野生種とは異なるさまざまな形態学的、行動学的、生理学的特徴を示す。これらの形質は家畜化症候群と総称される。しかし、この現象が存在するかどうかは議論の余地がある。これまでに、8系統の野生近交系に由来する野生の異種ストックマウスにおいて、選択的育種を用いて、ヒトと相互作用する動機である能動的嗜好性(active tameness)を高めることが行われてきた。今回の研究では、飼いならされたマウスを用いて、能動的嗜好性を高めるための選択的育種が行動および形態学的形質にどのような影響を与えるかを調べた。マウスの一連の行動学的および形態学的解析の結果、社会的刺激に対する選好性が高まり、非攻撃的行動への関与時間が長くなることが示された。しかし、探索行動や不安関連行動には差が見られなかった。同様に、嗜好性の選択はマウスの超音波発声には影響せず、家畜化症候群に関連する既知の形態学的形質にも変化は観察されなかった。これらの結果は、積極的な飼いならしと社交性の間に関連性がある可能性を示唆しており、飼いならしと他の行動との関係についての洞察を与えてくれる。

1 はじめに
家畜の数は人間の多様なニーズに応えるため、時代とともに大幅に増加してきた。家畜化の過程は2段階の選択で説明できる。初期段階は「無意識的」選択で、さまざまな動物が最初に人間の近くに入り、それによって意図せずに変化したものであり、その後の段階は「意識的」または「意図的」選択で、人間が人為的に動物集団に望ましい形質を選択したものである。同時に、家畜化された動物の多くは、対応する祖先種とは異なる様々な形態学的、行動学的、生理学的形質を示すことが多く、野生で選択された形質とは必ずしも関連しないが、人為的な選択によるものとは考えにくい。選抜されたキツネは行動に変化を示した5, 8だけでなく、鼻の長さが短くなり、歯が小さくなり、耳が扁平になり、脳が小さくなり、色素脱失し、発情周期が頻繁になるなど、表現型にも変化を示した5、 8, 9 脳や頭蓋の形態における同様の変化は、ウシ、10ラクダ科動物、11ウサギ、12ニワトリ、13家禽、14ネコ、15ラット、16その他様々な哺乳類でも観察されている。

さらに、闘争・逃走反応の減少やストレス反応の緩慢化、不安レベルの低下など、多くの家畜化動物で行動の変化も観察されている6, 19-21 また、家畜化された動物では、様々な種の野生動物に比べて、音声コミュニケーションの頻度が高く、複雑で豊かであることが報告されている22。例えば、イヌはヨーロッパオオカミよりも頻繁に、より巧妙に吠える23。一方、シロガシラ(Longchura striata)の家畜化系統であるベンガルフィンチ(Longchura striata var. 25野生の系統のマウスは、雄が雌と触れ合うときに、実験室の系統のマウスよりも低い周波数と持続時間でUSVを発することが報告されている26。

家畜化された動物に共通する行動形質のひとつに、おとなしい、あるいは飼いならされた、というものがある。6-9, 27, 28 家畜化の初期段階における飼いならしさの選択が、家畜化症候群の出現のきっかけになったという仮説がある。家畜化症候群はまた、それを裏付ける信頼できるデータがないことから問題視されている。29, 30 したがって、よくデザインされた実験において嗜好性の選択を行い、その結果選択された集団について家畜化症候群の有無を調べることが不可欠である。

飼いならしさとは2つの主要な要素によって特徴づけられる:交流意欲を含むヒトとの交流の増加(能動的飼いならしさ)とヒトを避ける傾向の減少(受動的飼いならしさ)27, 31 マウスでは、能動的飼いならしさと受動的飼いならしさは3つの行動テスト(能動的飼いならしさ、受動的飼いならしさ、ステイオン・ハンド)を用いて評価できる。 31, 32 過去の研究では、これら3つの行動テストを連続して行うことにより、9つの指標(能動的ななつき度テストではヘディング、コンタクト、ロコモーション、ジャンプ、受動的なつき度テストではヘディング、アクセプタンス、ロコモーション、ジャンプ、ステイ・オン・ハンドテストではステイ時間)を測定した。これらの指標のうち、能動的タメネス試験における接触とヘディングは能動的タメネスのパラメータとなり、受動的タメネス試験における受容は受動的タメネスのパラメータとなった。

以前、野生近交系8系統(BFM/2Ms、PGN2/Ms、HMI/Ms、BLG2/Ms、CHD/Ms、KJR/Ms、MSM/Ms、NJL/Ms)から誘導された野生由来の異種系統(WHS)マウス34に選択育種が適用され、表現型形質に変異が見られた33, 35。2つの系統のマウスを選択的に繁殖させ、積極的ななつっこさを獲得させた。同時に、選択された2つのグループと同じWHSストックに由来する2つの対照グループが、能動的嗜好性を選択することなく開発された。交配から12世代以内に、選抜されたWHS群は対照群よりも高い能動的嗜好性を示した33。能動的嗜好性の差は第16世代でより顕著になったことから、能動的嗜好性に関連する対立遺伝子が選抜群の後の世代でより豊富になったことが示唆される37。

選択群と対照群がWHSの同じ系統から生まれたことを考えると、これらの群の間で観察された差は、能動的な嗜好性という行動表現型のみを選択したために生じた可能性が高い。これらのマウス群は、家畜化に関連する表現型である能動的嗜好性の選択が、他の行動表現型や家畜化症候群に関連する形質をどのように変化させるかを調べるのに有用である。本研究では、WHSマウスの2つの選択群と2つの対照群を用い、行動および形態学的表現型を分析するとともに、他の表現型に対する能動的嗜好性の選択の影響を調べるために超音波発声を行った。

2 材料と方法
2.1 動物
マウスは国立遺伝学研究所のSPF(specific-pathogen-free)施設で、12/12時間の明暗サイクル、安定した温度(23±2℃)で飼育された。餌と水は自由摂取とした。維持管理および行動アッセイでは、動物が人間の手に慣れるのを防ぐため、すべてのマウスを大きなピンセットで扱った。ピンセットの先端はシリコンチューブで覆い、痛みを軽減した。幼若(2週未満)マウスはラテックスゴム手袋を用いて捕獲した。この初期段階を除き、飼いならしテストが終了するまで、ハンドリングは行わなかった。行動実験はすべて明期に行った。USV、形態学的解析および行動実験に用いた第27世代および第33世代のWHSマウスは、性成熟後の攻撃的相互作用を避けるため、6週齢から単独飼育とした。性差を確認するため、各群からオス10頭、メス10頭を選び、異なる行動パラメータについて比較した。

2.2 WHSマウスの選択交配
図1A、補足表S1)33。各WHS群は16ペアで維持され、各世代の交配ペアは16ペア間でランダムに組み替えられた。選抜群では、これら16組の各ペアから生まれた5頭の雄と5頭の雌の仔のそれぞれから、接触スコアが最も高い個体を選抜した。もしスコアが同じであれば、能動的な飼いならしテストで最も高いヘディングスコアを持つ個体を繁殖用に選抜した。対照群では、16組の各ペアから無作為に個体を選び、その後の交配に供した。この方法により、S1とS2の2つの選抜群とC1とC2の2つの対照群を作出した(図1A)。G3からは、選抜群S1と対照群C1が作出され、それぞれ積極的な飼い馴らしのための選抜育種または無選抜で維持された。G5では、S1から別の対照群C2を作出し、以後は無選択で維持した。G5では、S1からもう1つの選抜群S2を作り、積極的な嗜好性を求めて選択交配を行った。したがって、2つの選抜群(S1とS2)と2つの対照群(C1とC2)が作出された。結果の再現性を調べるために、選択群と対照群の複製を用いた。

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図1
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2.3 テイムネス試験
6週齢になったマウスを、能動的な飼いならし、受動的な飼いならし、ステイ・オン・ハンドの3つのテストに供し、飼いならし度を測定した31, 32(図1B)。各試験は間隔をあけずに連続して行った。マウスは100 lxで照らされたオープンフィールド(40×40×40)に置かれた。器具と手袋は0.2%ミクロクレン消毒剤(エコラボ合同会社、東京、日本)を用いて洗浄した。

能動的な飼いならしを測定するため、4つのパラメータ(ヘディング、接触、運動、ジャンプ)を定量化する能動的飼いならしテストを1分間行った。実験者はオープンフィールドの下部に手を置き、被験マウスから10cmの距離を保った。実験者は指をわずかに動かし、1分間の試験中にマウスが自発的に人間の手に近づき、接触するようにした。受動的嗜好性試験とステイ・オン・ハンド試験は、5つのパラメータ(受動的嗜好性:ヘディング、受容、運動、ジャンプ、ステイ・オン・ハンド試験:ステイ)を定量化するために行われた。受動的飼いならしテストでは、実験者はオープンフィールドの下に手を置き、マウスを追いかけるように手を動かした。マウスを追いかけている間、実験者は指を動かさない。マウスが実験者の手の接触を避けなかった場合、実験者は1分間の試験中、可能な限りマウスに触れ続けた。ステイ・オン・ハンドテストでは、マウスをピンセットで尻尾をつまみ、実験者の手のひらの上に置いた。この試行を3回行い、3回の試行からマウスの滞留時間の中央値を測定した。飼いならし試験後、行動試験バッテリーが終了するまでマウスは1つのハウスに入れられた。

2.4 行動テストバッテリー
S1、S2、C1、C2の4群のWHSマウスを9週齢から17週齢の間に、オープンフィールド試験、明暗箱試験、新奇物体認識試験、社会的嗜好性および社会的新奇性試験、常駐侵入者試験の順で行動試験バッテリーを実施した(図1B)。明暗箱テストが2回実施された以外は、各マウスは1回ずつテストされた。各試験の間に適切な休息日を設け、各試験におけるマウスの行動が前の試験の影響を受けないようにした。すべてのマウスは各行動試験の前に60分間試験室に慣らした。各試験後、装置は0.2%ミクロクレン消毒剤(エコラボ合同会社、東京、日本)を用いて洗浄した。

2.4.1 オープンフィールド試験
試験マウスを60cm×60cm×60cmのオープンフィールドの隅に置いた(図1B)。マウスはオープンフィールドを10分間自由に探索した。マウスの行動はトラッキングシステム(TimeOFCR1; O'Hara & Co., Ltd., Tokyo, Japan)を用いて測定した。中央領域はオープンフィールド領域の30%と定義し、320 lxで照明した。中央領域での滞在時間を不安様行動の指標とした。オープン・フィールドで移動した時間と試験中の総移動距離の2つを探索行動の評価パラメータとした。

2.4.2 明暗箱テスト
寸法290×140×150mmの装置(SCANET MV-10LD、メルクスト株式会社、富山、日本)に、開口部40mmの仕切りで仕切られた透明(明)室と暗室を設置した。明室には90 lxの光を照射した。マウスをまず暗室に入れ、10分間自由に装置内を探索させた(図1B)。マウスの動きは高密度赤外線センサーを用いて追跡した。このテストは24時間の間隔をおいて2回行った。探索活動は、マウスが明室と暗室の間を移動した回数をカウントすることで測定した。不安様行動を評価するため、3つのパラメータ(距離比、時間比、明室入室潜時)を評価した。距離比=(明室での移動距離/明室と暗室での移動距離の合計)。時間比=(明室滞在時間/明暗室滞在時間の合計)。

2.4.3 新規物体認識
マウスをオープン・フィールドに慣れさせ、320 lxで10分間照明した。訓練段階において、各マウスはオープンフィールドに置かれた2つの類似物体を探索した。新規物体認識をテストするため、見慣れた物体の1つを新しい物体(質感、形、大きさ、色が異なる)に置き換えた(図1B)。テストステップでは、各マウスはオープンフィールドに10分間置かれ、新奇な物体と見慣れた物体の両方を探索した。各ステップの間に、マウスは5分間ホームケージに戻された。マウスの行動はトラッキングシステム(TimeOFCR1; O'Hara & Co.) 物体を探索した時間と新規物体嗜好性は、トラッキングシステム(TimeOFCR1, O'Hara & Co: 新奇物体嗜好指数=(新奇物体探索時間/新奇物体および見慣れた物体探索時間)。

2.4.4 社会的嗜好性と社会的新規性テスト
このテストは新規物体嗜好性テストの24時間後に行った。マウスはオープンフィールドに慣れさせ、金網でできた2つの小さな円筒形の容器を置き、320lxの明るさで10分間照らした。社会的嗜好性を調べるため、テスト1ではC57BL/6JJcl(B6)マウス(社会刺激1)をオープンフィールドの小型容器の1つに入れた(図1B)。テスト2では、社会的新奇嗜好性を調べるため、別の見慣れないB6マウス(社会刺激2)を別の容器に入れた(図1B)。B6マウスは試験マウスと同性・同齢であった。両ステップとも、各マウスはオープンフィールドを10分間探索した。各ステップの間に、マウスは5分間ホームケージに戻された。刺激探索に要した時間と社会的新奇嗜好性は、トラッキングシステム(TimeOFCR1; O'Hara&Co,Ltd,Tokyo,Japan)を用いて測定し、以下のように算出した: 社会的嗜好性指数=(B6マウスを探索した時間/B6マウスと空ケージを探索した時間)。社会的目新しさ嗜好指数=(目新しいB6マウスを探索した時間/目新しいB6マウスと見慣れたB6マウスを探索した時間)。

2.4.5 常駐侵入者試験
各マウスは試験前に10日間個別に飼育された。試験マウスと同性の4週齢のB6マウスを侵入者として用いた。B6マウスの体重は常在マウスより軽いものを選んだ。マウスケージに入れた被検マウスを、マウスケージにちょうどよい大きさの蓋のない白い発泡スチロールの箱に3時間入れ、この環境に慣れさせた。試験60分前に発泡スチロール箱のあるマウスケージを試験室に移動した。試験の30分前にケージの蓋を透明な蓋に取り替えた。試験中、侵入者は自宅のケージに入れられた(図1B)。両マウスは10分間交流させた。常駐マウス(被検マウス)が示した攻撃行動と非攻撃行動の持続時間は、行動観察研究インタラクティブ・ソフトウェア(BORIS)を用いて手動で算出した39。

2.5 形態学的測定
形態学的分析は11週齢で行った。マウスはペントバルビタール(50mg/kg体重[シグマアルドリッチ])の腹腔内(IP)注射により麻酔された。顔の形態学的特徴は、図1Cおよび表1に示すように、バーニアキャリパー(GREATTOOL)を用いて測定した。臓器の形態学的解析のために、マウスを深麻酔下で犠牲にして解剖し、臓器の測定にはバーニアキャリパーを用いた。体重および臓器重量は電子天秤(A&D HM-202)を用いて測定した。

表1. 形態測定のためのパラメータ一覧。
体および頭蓋顔面形態
A 眼から鼻までの長さ 正中線上の眼球前縁から鼻の最遠位先端までの長さ。
B 頭蓋高 頭蓋骨の上端からあごまでの垂直方向の長さ。
C 体長(尾を除く) 鼻先から尾の付け根までの全長。
D 尾の長さ 尾の先端から付け根までの長さ。
E 眼球間距離 片方の眼球の前縁からもう片方の眼球の前縁までの距離。
F 頭蓋骨幅 頭蓋骨の最も幅の広い部分の幅。
G 頭蓋骨の長さ 頭蓋骨の基部から正中線上の鼻の最遠位先端までの長さ
H 下切歯の長さ 下切歯の長さ(根元から先端までの見える歯の長さ)
器官の形態
I 脳重量 嗅球を含む、脳幹を除いた脳全体の重量
J 脳の長さ 嗅球の最遠位先端から正中線上の小脳端まで(背面図)
K 脳幅 最も広い脳幅(背面図)
L 脳の高さ 脳の中央で最も高い高さ(矢状面図)
M 副腎重量 副腎以外の組織を除去し、両副腎の重量を測定した。
N 脾臓重量 脾臓以外の組織を正確に摘出し、重量を測定した。
O 脾臓の長さ 脾臓の最も長い長さ;一端の先端から他端の先端まで
2.6 超音波発声(USV)分析
USVは10週齢のすべてのマウスで記録された。USVの記録には、各被験動物のUSV放出を刺激するために、新規の年齢適合B6雌マウスを使用した。B6マウスによるUSV産生を避けるため、先行研究に記載されているように、ペントバルビタール(50mg/kg体重ペントバルビタール[Sigma-Aldrich])の腹腔内(IP)注射を用いて麻酔をかけ(図1D)、試験動物のホームケージで飼育した(40, 41)。麻酔をかけたマウスを供試マウスのホームケージに入れた直後に録音を開始し、CM16/CMPAコンデンサー超音波マイクロホン(Avisoft Bioacoustics社製)とレコーダー(UltraSoundGate 116H、Avisoft Bioacoustics社製)を用いて10分間録音した。USVの記録はRaven Lite 2.0 (Cornell Lab of Ornithology, NY, USA)を用いて分析し、手動でカウントした。

2.7 統計分析
二元配置分散分析(ANOVA)を行い、性別と群(2つの選択群および対照群)の影響を調べた。雌雄と群の影響に有意な交互作用がない場合は、各群の雄と雌を合算した。正規性を確認するためにシャピロ・ウィルク検定を行った。一元配置分散分析(ANOVA)またはKruskal-Wallis検定を行って、異なるパラメータに対する群の影響を比較した。群による有意な影響(p < 0.05)がある場合は、TukeyのPost hoc検定(一元配置分散分析の場合)およびDunnのPost hoc検定(Kruskal-Wallis検定の場合)を行い、選択した群とそれぞれの対照群を比較した。すべてのPost hoc検定において、有意閾値はp < 0.05とした。

3 結果
3.1 2つの選抜グループと2つの対照グループの比較において、選抜グループはより高い嗜好性を示した。
能動的嗜好性に対する選択の表現型的影響を評価するために、2組の表現型データ、S1-C2とS2-C1を分析した。これらのペアは遺伝的類似性に基づいて選択され、S1はC2に近縁であり、S2はC1に近縁であった。行動表現型に対する選択の影響を調べるため、一連の行動試験を行った(図1B)。家畜化症候群に関連した表現型に対する嗜好性選択の影響を評価するため、別のマウスを用いて形態学的特徴と超音波発声(USV)も分析した(図1C,D)。もし家畜化症候群の証拠が積極的な嗜好性で選抜されたマウスに存在するのであれば、形態やUSVのようなS1-C2およびS2-C1形質の両方に、嗜好性とは直接関係のない違いが見られると予想される。本研究では、雌雄の両方を分析したが、雌雄と群の交互作用に有意な影響がある場合のみ、結果を分けて示した(補足表S2-S7)。

4つのWHS群における飼いならしに関連した表現型を評価するために、3つの飼いならしテストを行った:能動的飼いならし、受動的飼いならし、ステイ・オン・ハンドである(図2A-I、補足表S2)。その結果、能動的タメネス検査における接触というパラメータが、選択群ではそれぞれの対照群よりも高いことがわかった: S2>C1(p<0.005)、S1>C2(p<0.0001)であった(図2A)。受動的タメテストにおけるヘディングも、両選択群でそれぞれの対照群より高かった: S2>C1(p<0.005)およびS1>C2(p<0.0001)であった(図2F)。二元配置分散分析(ANOVA)により、アクティブ・タメネス・テストにおけるジャンプ行動に対する群と性別の効果の間に統計的に有意な交互作用があることが明らかになった(F3,72 = 3.216, p < 0.05)。C2オスはS1オスと比較して、野性のパラメーター42-44であるジャンプ行動が有意に高かった(p < 0.001)(図2D、補足表S2)。しかし、他の群ではオスとメスの間に差は見られなかった。能動的な飼いならしテストにおける運動とヘディングの持続時間、受動的な飼いならしテストにおける運動、受け入れ、ジャンプの持続時間、ステイ・オン・ハンド・テストにおけるステイの持続時間については、選択群とそれぞれの対照群との間に一貫した差は観察されなかった(図2)。

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図2
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3.2 探索活動と不安関連行動に差はない
積極的な飼いならし行動と、不安様行動、探索活動、新規刺激に対する嗜好性、社会的行動-攻撃性、社交性、社会的刺激および新規社会的刺激に対する嗜好性などの他の行動表現型との間に関連があるかどうかを調べるために、一連の行動テストを計画した(図1B)。

オープンフィールドと明暗箱テストでは、探索活動や不安様行動に有意差は見られなかった(補足表S3)。オープンフィールドでは、一元配置分散分析の結果、総移動時間に群間で有意差が認められた(F3,76 = 7.71, p < 0.001)。選択群(S1、S2)は、対照群(C2、C1)と比較して、オープンフィールドでの移動時間がそれぞれ増加した(p < 0.05)(図3A)。クラスカル・ワリス検定では、総移動距離において群間に有意差が認められた(H3 = 12.9, p = 0.005)。S2のみが対照群(C1)よりも有意に長い距離を示したが(p < 0.05)、S1もC2よりも長い距離を示した(図3B)。不安関連パラメータや中心領域に滞在した時間には、選択群と対照群との間に差はなかった(図3C)。

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図3
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探索行動と不安様行動に関するオープンフィールドテストでの観察結果を確認するため、明暗箱テストを実施した。もし飼い慣らされたマウスが不安を誘発する環境でのストレスに対してより強いのであれば、テストを繰り返したときにこの表現型の違いが観察されるかもしれないという仮説を立てた。明暗箱テストでは、選択群とそれぞれの対照群との間に探索行動と不安様行動に差はなく、これはオープンフィールドテストの結果と一致していた(図3D-G)。テストを繰り返すと、群と性別の間に有意な交互作用が観察された(補足表S3)。具体的には、S1群のメスマウスはC2群のメスマウスよりも光室での滞在時間が長く、歩行量も多かった(図3H,I、補足表S3)。しかし、探索活動および不安様行動の差は、明暗箱テスト2日目でも2つのペア(S1-C2、S2-C1)で一貫していなかったことから(図3H-K)、能動的な飼いならしの選択と探索活動および/または不安様行動との関連性は示されなかった。

3.3 積極的愛玩性の高いマウスは社交性が高い
社会的行動を評価するために、社会的選好性試験と常駐侵入者試験を行った。また、新奇な刺激に対する嗜好性を新奇物嗜好性試験と社会的新奇性試験で分析した(図1B)。

社会的嗜好性と新規性テストは、テスト時間10分間を5分単位で分析した(図4、図S1、補足表S4)。テストの最初の5分間で、S1とS2はそれぞれ対照群のC2とC1よりも高い社会的選好を示した(H3 = 23.7, p < 0.001)(図4A)。しかし、社会的新奇性選好と新奇物体選好のテストでは有意差はなく、選好は社会的刺激に対してのみ認められた(図4B,C)。さらに、与えられた刺激の探索に費やされた時間は、選択群と対応する対照群との間で一貫して差がなかった(図4D-F)。試験の最後の5分間、S2はC1と比較して高い社会的選好を示した。S1はC2より高い社会的選好を示したが、その差は有意ではなく、10分間のテスト期間中、早いビンでは社会的選好が明らかに異なることが示唆された(図S1)。

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図4
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選択群が示す高い社交性は、常駐侵入者テストを用いて確認された。選択群は対照群に比べ、社会的嗅覚や性器グルーミングなどの非攻撃的行動に従事する時間が長かった(社会的嗅覚:H3 = 28.1, p < 0.001;性器グルーミング:H3 = 28.1, p < 0.001): H3=28.1、p<0.001;性器グルーミング:H3=24.4、p<0.001)(図4G,H、補足表S5)。しかし、非攻撃的追従行動と攻撃的行動(ケンカの持続時間、攻撃の総数、攻撃的追従、追従の持続時間など)には差が見られなかった(図4I,K-N)。S1群の雌は対照群(C2群の雌)よりも攻撃潜時が長かったが、この行動表現型はS2群の雌では一貫していなかった(図4J)。

3.4 積極的な嗜好性を選択的に育種したマウスでは形態学的あるいは成長学的な差異は見られない
家畜化された動物は、自然な色素の変化を含む複数の形態学的変化を示す。この一連の形態学的および表現型の変化は「家畜化症候群」と呼ばれ、嗜好性の選択に反応して現れると理論化されている6-9。積極的嗜好性選択育種を行ったWHSマウスに家畜化症候群の兆候があるかどうかを調べるため、形態学的およびその他の表現型分析を行った(図1Cおよび5、補足表S6)。第27世代の飼育記録では、被検マウスの毛色の変化や斑点模様は観察されなかった。S2マウスの体重はC1マウスより有意に高かったが、S1マウスの体重はC2マウスより低かった(図5A)。このように、選択群の体重には対照群と比較して一貫した差は見られなかった。体長、尾長、脳対体重比を解析した結果、選択群と対照群の間に有意差は認められなかった(図5B-D)。他の頭蓋顔面パラメータの比較でも同様の傾向が観察され、選別群と対照群の間に一貫した差は認められなかった(図5E-L)。

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図5
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脳の形態学的パラメータは選択群と対照群の間で一貫した差を示さなかった(図5M-P)。副腎の重量には選択群と対照群の間に差はなかった(図5Q)。しかし、副腎は全群で性差を示し(F1,72 = 46.47, p < 0.0001)、雌の副腎は雄のそれよりも重かった(図5R)。測定された脾臓のパラメータは、選抜群と対照群の間に一貫した差を示さなかった(図5S,T)。

3.5 積極的な嗜好性を選択してもWHSマウスの超音波発声は変化しない
実験室マウスは野生系統のマウスよりも頻繁にUSVを発することが示されている26。家畜化された動物では頻繁に発声することが広く観察されているため、我々は選択マウスが非選択マウスよりも頻繁にUSVを発するかどうかを調べた。

WHSのオスとメスについて、麻酔をかけたメスの同居動物がケージ内にいるときに発するUSVを評価した(図1Dおよび6)。しかし、すべてのマウスが規定の10分間の記録セッション中にUSVを産生したわけではない。USV産生潜時は群間で有意差はなかった(F3,51 = 0.5805、p > 0.5)(図6A、補足表S7)。USV数も雄(図6B)、雌(図6C)ともに群間で有意差はなかった(F(3, 51) = 1.761, p > 0.1)。

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図6
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4 結論
本研究では、能動的嗜好性(active tameness)のために選択交配されたマウスの行動および形態学的表現型を調べ、非選択マウスと比較した。以前の研究で、実験用マウス系統は野生型系統よりも高い受動的嗜好性を示すが、能動的嗜好性には差がないことが示された。このことは、実験用マウスは飼育下において飼育されているにもかかわらず、ヒトとの相互作用に特別な動機づけがないことを示唆している31。

野生由来の近交系マウスから選択されたS1とS2は、能動的な嗜好性を意図的に育種したもので、より高いレベルの能動的嗜好性を示した。このことは、能動的嗜好性試験中のヒトの手への接触時間が、対照群に比べて選択群では長くなっていることからも明らかである。本研究では、選択群のマウスが対照群のマウスよりも顕著に優れた社会的行動を示すことを示した。しかし、選択群と対照群の間には、社会的行動以外の行動学的・形態学的な有意差は認められなかった。嗜好性が性的二型性を示さないことを考慮すると、31, 33, 37、嗜好行動の選抜は、調査した行動表現型のいずれにおいても、選抜群と対照群の間に性差を生じさせなかった。

オープンフィールド試験と明暗箱試験から得られた知見から、新規で不安を誘発する環境にさらされたとき、選択群と対照群の双方が同様の不安様行動と探索活動レベルを示すことが示された。さらに、明暗箱テストを繰り返し行った結果、不安様行動と探索活動レベルが同程度であったことから、選択群と対照群では環境ストレスに対する回復力に差はなかったと考えられる。

社会的刺激と非社会的刺激の両方を探索させた場合、選択された2群は社会的選好を示した。この所見は、居住者侵入者テストにおける高い社交性によってさらに支持され、社会的相互作用への強い傾斜を示した。興味深いことに、選択された群では社会的積極行動が増加したが、常駐侵入者テストでは攻撃的行動に差は見られなかった。多くの家畜化された動物が、野生の動物よりも社会的・積極的な行動をとることが報告されている21, 45-47 このことは、ヒトに対する積極的なタムネス行動の選択は、同種の動物との積極的な社会的結びつきをもたらすが、縄張り攻撃性には影響しないことを示している。このように、選択圧はヒトであれ同種の個体であれ、特定の社会的行動のみに影響を及ぼすが、これは社会的接触に対する動機に起因すると考えられる。このような社会的相互作用への欲求は、社会的ストレスへの耐性を高め、社会的刺激に似た異種との不慣れな遭遇の際に攻撃的な行動を少なくすることにつながるのかもしれない。

4, 6, 10, 16, 29 家畜化マウスに関するこれまでの研究では、家畜化の結果、明確な効果が見られないか、あるいは形態的形質に何らかの変化が見られるなど、議論が分かれている。

家畜化症候群を示す他の表現型変化が見られなかった理由はいくつか考えられる。第一に、選択交配実験では、さらに飼いならしさを能動的飼いならしさと受動的飼いならしさの2つに分け、能動的飼いならしさのみを選択した。これは、特定の狭い範囲の嗜好性を対象に選択交配を行った初めての例である。ラット(Rattus norvegicus)、キタキツネ(V. vulpes)、アカイエカ(Gallus gallus)を対象としたこれまでの選択育種研究では、より高い嗜好性、あるいは恐怖心や攻撃性の低減を選択基準としていた。飼いならされたキツネは恐怖心が少なく、人間が近づくとケージ内で異なる位置にとどまり、犬のような声音を発する。8, 53 飼いならされたラットは運動活性に差はなかったが、攻撃的なラットに比べ、回避的な環境では高い活性を示した。さらに、飼いならされたラットは、選抜されていない野生のラットよりも攻撃性が低い。52 したがって、選抜されたグループで観察された表現型の違いは、繁殖のために動物を選抜するために使用された異なる基準によるものかもしれない。つまり、家畜化を論じる際には、嗜好性の定義を明確にし、変化した嗜好性のタイプやその他の表現型について論じることが重要である。

もう一つの可能性は、家畜化症候群はファームキツネを含むいくつかの種で観察されるが、マウスでは観察されないということである。55-57。このことは、野生マウスが長期にわたって共存関係にある間に、意図しない淘汰を受けた可能性があり、家畜化に伴う形態変化がすでにこれらのマウスに現れている可能性を示唆している。しかし、家畜化症候群の存在を提唱するこれまでの報告では、そのような影響がマウスでも観察されることが述べられている6,7。さらに、家畜化症候群はしばしば神経堤由来の形質の変化として現れるが、その原因メカニズムが嗜好性の選択に関連しているのか6,7、あるいは単に神経堤が脊椎動物全体の表現型に広く寄与している結果なのかは不明である30。

第三に、我々の表現型分析では、形態やその他の形質の変化を検出する感度が十分ではなかった。あるいは、選択育種の世代数が27とまだ不十分で、他の形質の変化を検出するには小さすぎた可能性もある。これらの可能性も考慮すべきである。

最後に、家畜化症候群はある特定の形質(すなわち、嗜好性)に対する選択によって引き起こされたのではなく、家畜化された環境へ移行する過程で起こる複数の共有選択的変化によって出現した可能性があり、形質関連の不可解な生物遺伝学的メカニズムの必要性は否定される、 2, 59, 30 家畜化症候群が提唱されるきっかけとなった有名なキツネの選択交配実験では、元のキツネ集団が野生のキツネではなかったことが指摘されており、慎重な検討が必要である29。また、選択交配を行った個体群であっても、個体数が少ないことによるランダムドリフトや、現在の個体群が品種的であるために意図しない選択が行われた可能性もある。したがって、研究対象の動物集団において、嗜好性の選択育種と他の形質の変化との間に因果関係を示すことが可能かどうか、慎重に再考する必要があるかもしれない。

まとめると、積極的な嗜好性で選択されたWHSマウスの表現型解析では、社会的刺激に対する嗜好性が高まり、非攻撃的行動をとる時間が長くなった。しかし、家畜化症候群に関連する他の特徴の兆候は見られなかった。社会的嗜好性に関与するオキシトシン受容体遺伝子が、選択された飼いならし群で発現が異なる候補遺伝子として同定された37。したがって、積極的な飼いならしと社交性の根底にあるメカニズムは類似している可能性がある。ヒトに対する積極的ななつきやすさで選別されたマウスが示す接近行動や接触行動を促進するメカニズムを解明するためには、今後の神経学的研究が必要である。

謝辞
二瓶素子、土屋明子、黒澤恭平の各氏に感謝する。本研究は、T.K.に科学研究費補助金(日本学術振興会 科学研究費補助金 19KK0177および19H03270)の助成を受けた。 B.V.は文部科学省科学研究費補助金(博士後期課程)の助成を受けた。B.B.B.は、独立行政法人科学技術振興機構の助成金(助成番号JPMJSP2104)の支援を受けた。

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