多巴胺信号通路:环境压力下决定性取向偏好的神秘 “开关”


  发布日期: 2025年04月20日

  来源:Signal Transduction and Targeted Therapy

  文章内容   

多巴胺信号通路:环境压力下决定性取向偏好的神秘 “开关”

在奇妙的动物世界里,动物们的社交行为丰富多样,其中选择与同性还是异性互动,背后似乎隐藏着神秘的 “密码”。就拿小鼠来说,它们在日常生活中是更喜欢和雌性伙伴玩耍,还是和雄性一起活动呢?这个看似简单的问题,却蕴含着复杂的神经生物学机制。一直以来,科学家们都知道,先天的社交行为对动物获取外界资源、应对生存威胁至关重要,而社交伙伴的性别又是影响社交决策的重要因素。异性互动有助于繁衍后代,维持物种延续;同性互动则能在健康、情感支持和获取资源等方面发挥作用。然而,在社交活动中,尤其是面临环境压力时,动物性别偏好背后的神经机制却如同迷雾,让科研人员困惑不已。这不仅关系到我们对动物行为的深入理解,还可能为人类相关领域的研究提供重要线索,于是,探索这一神秘领域的研究势在必行。

来自贵州大学医学院、贵州省人民医院以及中国科学院大学温州研究院的研究人员勇挑重担,投身于这一充满挑战的研究中。他们的研究成果发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上,为我们揭开了这层神秘面纱的一角。

研究人员为了搞清楚其中的奥秘,运用了多种关键技术方法。首先是 c-Fos 染色技术,通过这种技术可以观察到神经元活动变化,了解在不同社交情境下哪些神经元被激活。其次是钙信号光纤记录技术,它能够实时监测腹侧被盖区多巴胺能(VTADA)神经元在社交互动过程中的活动情况。此外,病毒追踪、双色钙信号记录、化学遗传学和光遗传学等技术也被巧妙运用,从不同角度探究神经回路的奥秘 。在实验动物选择上,主要使用了小鼠作为研究对象。

下面来看看具体的研究结果。

社交偏好测试结果
研究人员进行了三腔室社交测试,结果发现,不管是雄性小鼠还是雌性小鼠,在正常情况下都表现出与雌性社交互动的偏好。然而,当面临如暴露于三甲基噻唑啉(TMT)等危及生命的条件时,这种偏好会显著转向雄性。这表明社交决策是一个综合了先天需求和外部环境因素的过程。

神经回路机制研究
利用 c-Fos 染色,研究人员发现雄性小鼠在社交互动时,多巴胺(DA)神经元及其下游的中脑视前区(mPOA)的神经活动发生变化,这一区域与防御、交配和父性行为有关。雌性小鼠则是 DA 神经元和大脑奖励中心伏隔核(NAc)出现活动变化。通过钙信号光纤记录实时监测 VTADA神经活动发现,小鼠与雌性互动时 DA 神经元兴奋性增强,在 TMT 条件下,与雄性社交互动时 DA 神经元兴奋性显著提高。而且,刺激 VTADA神经元能够改变社交偏好,说明 VTADA系统可能是社交偏好的决策中心。

多巴胺系统作用探究
通过病毒追踪和双色钙信号记录,研究人员发现雄性小鼠在同性互动时激活 VTA-mPOA 防御回路的 DA 神经元,异性互动时激活 VTA-NAc 奖励通路的 DA 神经元,而雌性小鼠中未观察到 VTA-mPOA 回路的这种相关性。化学遗传学激活 VTADA-mPOA 回路会增强雄性偏好,抑制则会逆转压力诱导的雄性对同性行为的偏好。相反,激活 VTADA-NAc 奖励通路会逆转雄性面临挑战时的偏好,抑制则会抑制雄性对雌性的偏好。光遗传学刺激 VTADA-NAc 投射发现,相位性放电增强雌性小鼠对雌性的偏好,持续性放电则使偏好从雌性转向雄性。同时,相位性放电样光遗传学触发快速、高浓度 DA 释放,激活 1 型 DA 受体(D1R)神经元,促进雌性社交偏好;持续性放电样激发诱导持续低浓度 DA 释放,增强 2 型 DA 受体(D2R)神经元抑制,促进雄性社交偏好。这表明 VTADA-NAc 和 VTADA-mPOA 通路之间的平衡决定了雄性小鼠的社交偏好,而雌性小鼠的性别选择受 VTA-NAc 放电模式的影响。

综合来看,这项研究意义重大。它揭示了在生理条件下,雌雄小鼠均表现出对雌性的偏好,但在生存威胁下偏好转向雄性。雄性通过 VTADA-mPOA 和 VTADA-NAc 投射的竞争平衡来决定社交偏好,雌性则依赖于 VTADA-NAc 投射内放电模式的调节。尽管实验设计存在一些不完美之处,但该研究为理解雌雄之间的情感和行为差异提供了全新视角,为针对性别特异性的相关神经元疾病治疗奠定了理论基础。同时,研究也指出了未来的研究方向,比如探究各种感觉输入如何汇聚到特定神经元亚群、性激素对性别相关社交决策的详细影响,以及在非人类灵长类和人类中相关神经回路的作用等,这将进一步推动我们对跨物种神经回路功能和适应性作用的理解,为生命科学和健康医学领域的发展注入新的活力。

 

  交流讨论   

 

相关视频 猜你喜欢

生物通 版权所有
未经书面授权,所有页面内容、图片和设计不得以任何形式进行复制
Copyright © 2000-2020 eBiotrade.com, All Rights Reserved
本栏目业务联系电话:广州 020-87511980