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喜当爹也可以做个好爸爸?育幼行为背后的神经机制

喜当爹也可以做个好爸爸?育幼行为背后的神经机制

在互联网文化中,“喜当爹”可不是什么好词。要是哪位男同胞一不小心被人冠以了这个称呼,估计肠子都要悔青了。不过近日,来自哈佛大学霍华德·休斯医学中心的研究团队对小鼠们做了一件比“喜当爹”还“惨绝人寰”的事儿——通过对处男鼠的犁鼻神经元(vomeronasal neurons)和内侧视前区(medial preoptic area, MPOA)的甘丙肽神经元活性进行改造,他们成功的让处男鼠们发展出了育幼行为(抚育的当然不可能是他们自己的孩子)。这一发现于5月15日发表在《自然》杂志上,果壳网就此对论文的通讯作者凯瑟琳·杜拉克(Catherine Dulac)进行了专访。, O- i  k5 i2 ?7 T& ^: z$ h
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先前已有详尽的研究描述了哺乳动物的育幼行为,不过杜拉克告诉果壳网,目前一直缺少针对“控制抚幼行为的回路的确切性质,以及它为什么在雌性和雄性之间存在不同”的相关研究。他们的研究无疑为今后该领域的研究开辟了一个新的天地。“内侧视前区(MPOA)的甘丙肽神经元对雄性和雌性(小鼠)的育幼行为是必需的,同时也是充分的;这意味着它们是这个极为本能化的重要社会行为的控制中心。”杜拉克说。
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' G) k8 a: {$ M& L, Q* @: Q" Z犁鼻器是一种辅助嗅觉的感受器官,在许多陆生脊椎动物中都能找到,它能够感知化学通讯信号,对动物的繁殖和社交等先天行为十分重要。在小鼠中,犁鼻器则是它们感知其它同类的主要器官。研究团队推测,犁鼻器可能也与雄性小鼠交配前后,对幼仔态度的改变有关。为了验证这个推论,他们敲除了小鼠犁鼻器神经元中一种特异的离子通道(TRPC2),从而阻断了整个犁鼻器的信号向下游器官传递。结果发现,失去了这类离子通道的雄性处男小鼠对幼仔的攻击性大大减弱,甚至还会出现“父亲鼠”才有的衔仔行为;这意味着犁鼻神经元的信号传输能直接或间接地引发对幼仔的“恶意”。

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犁鼻神经元的功能和雄性对幼仔的攻击性高度相关。与只敲除了一套染色体上Trpc2基因的雄性杂合小鼠(+/-,♂)相比,雄性纯合小鼠(-/-,♂)对幼仔的攻击性大大减少。图片来源:研究论文8 c& i& B  A" e- t7 i

3 g" h2 P; k4 U6 U) Y' w; b0 R3 }1 u随后,研究团队又将目光转向了内侧视前区——它位于下丘脑,能调控促性腺激素的周期性分泌,与繁殖行为关系密切。他们发现,在有育幼行为的雄鼠和雌鼠中,内侧视前区比处男鼠要活跃得多。这是否意味着,内侧视前区与育幼行为的调控相关呢?他们进而设计了两种基因型的小鼠:一种小鼠该区域的甘丙肽神经元一旦分化便会凋亡;另一种小鼠的该神经元上具有绿藻光敏蛋白( ChR2),只有经过特定波长的光激活之后才能发挥功能。结果发现,在这些神经元不发挥功能的时候,处女鼠会攻击幼仔,而有过繁殖经历的雌、雄鼠则会对幼仔漠不关心;反之,如果用激光激活这些神经元,即使是最有攻击性的处男鼠也会变得温柔起来,甚至开始为幼仔舔舐理毛。这表明,甘丙肽神经元对育幼行为的发生是十分必要的。
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小鼠下丘脑内侧视前区的甘丙肽神经元数量和活性会对小鼠的育幼行为造成影响。图片来源:研究论文
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杜拉克告诉果壳网,两种神经元的作用效果暗示了背后可能的神经通路,即“犁鼻神经元控制着杀婴行为,因而它们有可能在负调控内侧视前区的甘丙肽神经元”。同时她还指出,“甘丙肽神经元”这个名字可能会产生一些误导性。“甘丙肽没有,或者说我们并不确定,它单独能对育幼行为有多大作用。我们鉴定出的那种神经元虽然能够分泌甘丙肽,但这可能只是个调节性的功能,而这里关键的神经递质是γ-氨基丁酸(我们发现甘丙肽神经元是抑制性神经元)。”她说。+ A% \" L3 d$ v- M' [9 R( q5 O/ r
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而对于这次研究的意义,杜拉克认为:“这是神经科学的一个主要进展,而且将会引出更多深入的研究来分析这种行为的组织方式:这些神经元接收到的传入信号是怎样的,它们又支配着哪些地方来编排所有和育幼行为相关的组件(如筑窝,舐仔,幼仔衔回和聚群),以及这些行为在有不同社会经历的雌性和雄性之间是怎样调控的。”对于今后的研究,她表示:“我们(下一步)打算研究这些神经元的连接状况,以及它在处男鼠和父亲鼠之间是如何转变的。”看来在“喜当爹”的道路上,雄性小鼠们还有很长的路要走。(本文编辑:球藻怪)
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3 a7 ?. S! J3 R( D9 w) _参考文献
, P$ ~  b( A. A/ x6 ^. A6 X0 p' z7 BGalanin neurons in the medial preoptic area govern parental behaviour Zheng Wu, Anita E. Autry, Joseph F. Bergan, Mitsuko Watabe-Uchida & Catherine G. Dulac Nature 509, 325–330 (15 May 2014) doi:10.1038/nature13307& X! M* @0 a! G! L) i& C& |
http://www.nature.com/nature/journal/v509/n7500/full/509294a.html' B( e' u/ W( w% C* k
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