Cell子刊：異性相吸，同性相斥——或許是「愛情的味道」惹的禍

葯明康德/報道

最近，一個東京大學科學家的團隊首次從神經迴路的角度，解釋了雄性小鼠產生的雄性外激素如何激發雌性小鼠的性行為，同時又會如何激起其他雄性小鼠的攻擊行為。這一發表於《細胞》子刊《Neuron》上的工作為進一步研究生物中先天性行為如何受到控制提供了很好的模型。

在大多數動物中，感知化學刺激的嗅覺或其他感覺在控制本能行為方面起到關鍵作用。例如，來自伴侶、競爭者或捕食者的化學信號分別引起小鼠的特定行為，即交配、攻擊和防禦行為。

圖片來源：《自然》

自從1959年一種由雌蛾分泌能夠吸引雄蛾的外激素被發現以來，科學家們已經發現許多種這樣的化學物質，能影響到從昆蟲到人類的多種動物的行為。然而，儘管已知外激素的種類在不斷增加，但科學家們對於大腦如何將這些外來化學信息轉化為具體的行為知之甚少，尤其是對於哺乳動物而言。

「眾所周知，一些化學物質，特別是氣味分子，可以在第一次接觸時就影響動物的本能行為，」文章通訊作者東原和成（Kazushige Touhara）教授說：「我們認為，大腦中有一種專門的神經機制，能將這類重要的感官信息連接到大腦中的行為控制中心。」

文章通訊作者東原和成教授（圖片來源：東京大學）

在該研究中，科學家們分析了由雄性小鼠淚腺分泌的ESP1外激素，後者已被證明可以增強雌性小鼠的性行為，又能激發同時接觸到了ESP1和不熟悉雄鼠尿液氣味的雄性小鼠的攻擊行為。與其他構成形式多樣的外激素不同，ESP1就是一種單一的化學物質，由專一的受體所感知，使其較容易被追蹤。

科學家們採用了病毒追蹤方法，用嗜神經病毒株感染表達ESP1受體的神經元，並觀察它們接下來的擴散情況。這些特殊的病毒能夠通過神經突觸，並同時表達熒光蛋白，從而可標記 ESP1受體下游的整個神經迴路。這樣，科學家們便可看到屬於腦中某個特定神經元的神經纖維，以及在神經元間傳遞衝動的突觸，進而揭示出大腦中傳達ESP1信號的解剖學基礎。

結果顯示，ESP1引起的神經信號都要通過杏仁核，不過在雄性和雌性小鼠中分別按照不同的神經通路傳播。位於杏仁核中部的MeApv充當了開關的作用，在雌性小鼠中會將ESP1神經信號投遞至腹內側（VMHd）下丘腦，以激發性行為；在雄性小鼠中則將ESP1神經信號投遞至下丘腦內側視前區（MPA），引起攻擊行為。同時，大體上位於同一大腦區域的另一群神經元可將捕食者的信號（如蛇皮）投遞至VMHd的背側，激發小鼠的防禦行為。

影響小鼠攻擊、性、防禦行為的神經通路（圖片來源：《Neuron》）

「這個發現表明，這一區域有著兩種不同類型的神經元，即ESP1和捕食者神經元，只有前者能控制雌性小鼠的性行為，」東原和成教授說道。

值得注意的是，之前的研究中也揭示了果蠅體內存在著類似機制。同樣是一種性外激素，能分別在雌性和雄性果蠅中引起性行為和攻擊行為。這表明，這種性別差異性的神經迴路可能是一種普遍機制，能夠使雄性外激素在不同性別的接收者中轉化為相應的行為表現。此外，進一步理解控制雌性性行為的神經基礎，也可為性功能障礙的發生機理提供重要線索。

參考資料：

[1] A Labeled-Line Neural Circuit for Pheromone-Mediated Sexual Behaviors in Mice

[2] How pheromones trigger female sexual behavior

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