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Cell | 破解百年难题!骆利群院士等团队合作发现雄/男性交配行为的神经回路

iNature  · 公众号  ·  · 2024-10-06 12:18

正文


iNature


雄性的性行为是天生的,而且是有益的。尽管它在生殖中处于中心地位,但控制先天雄性性行为和奖励的分子特定神经回路仍有待研究。

近期,斯坦福大学Nirao M. Shah及骆利群合作在 Cell 在线发表题为“ A neural circuit for male sexual behavior and reward ”的研究论文,该研究发现了一个神经回路,这是雄性交配所必需和充分的。该回路将化学感觉输入连接到 BNSTpr Tac1 神经元,后者支配 POA Tacr1 神经元, POA Tacr1 神经元投射到调节运动输出和奖励的中心。

上位性研究表明, BNSTpr Tac1 神经元位于 POA Tacr1 神经元的上游, BNSTpr Tac1 在配偶识别后释放P物质,通过Tacr1激活 POA Tacr1 神经元,从而启动交配。 POA Tacr1 神经元的实验激活触发了交配,即使在性满足的雄性中也是如此,这是有益的,引发了多巴胺的释放和这些细胞的自我刺激。 总之, 该研究揭示了一种分子指定的神经回路,它区分性别,由化学感觉通路支配,执行交配而不是攻击的运动程序,并支配性冲动和奖励。

交配是一种基本的社会行为,在发育过程中与大脑联系在一起,无需事先经验就能完成。 这种天生的程序使动物能够在性成熟时繁殖,如果遇到潜在的配偶很少,这种程序尤其有利。事实上,野生老鼠是独居的,单个雄性可以占据大片领土,未交配过的雄性与雌性交配。 尽管小鼠发育模式过程的实验可追溯性,但控制雄性交配的分子特定神经回路仍有待确定。
化学感觉线索对于发现潜在伴侣和引发性行为至关重要。 雄性 BNSTpr Tac1 神经元利用化学感觉线索来区分性别,并指导雌性的交配和雄性的攻击。其他神经元群对雄性交配也很重要,包括下丘脑的视前区(POA),它们的分子身份仍有待确定,它们既调节交配也调节攻击。 事实上,精确定位控制雄性交配但不控制攻击性的神经元一直是一项挑战。 这些发现导致了一个模型,在这个模型中,交配、攻击和其他社会行为是由一组共同的大脑区域调节的,包括终纹床核的主核(BNSTpr)和POA,因此这些行为是作为网络的紧急输出而产生的。最后,大多数关于交配的研究都是在性经验丰富的雄性中进行的。 最近对这些神经元群的研究表明,它们对内部状态和社会经验的反应具有显著的可塑性,因此很难辨别它们对先天交配表现的贡献。
文章模式图(图源自 Cell
考虑到交配对繁殖的首要作用,神经回路也必须产生交配的欲望。 这种性动机促进了求偶,雄性啮齿动物会忍受足部电击来接近雌性。 多巴胺能通路调节性欲,但这些通路如何影响促进交配的回路却知之甚少。
性行为是有益的,可能是作为一种提高繁殖能力的手段,但神经回路是如何实现这一目标的却难以捉摸。 此外,尚不清楚这些神经通路是否特定于与交配相关的奖励。 经典的神经元自我刺激研究表明,大脑中存在着一个用于交配的“快乐中心”,这个快乐中枢的身份以及它与交配回路的关系仍有待确定。
该研究结合分子遗传学、神经元活动监测和功能研究来解决这些长期存在的问题。 该研究揭示了一种分子指定的神经回路,它区分性别,由化学感觉通路支配,执行交配而不是攻击的运动程序,并支配性冲动和奖励。

参考消息:
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00798-5


END

内容为 【iNature】 公众号原创,

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