近日，Neuron在線發(fā)表題為《特異性感知與攻擊行為相關(guān)的同物種雄性信息的下丘腦神經(jīng)元》的研究論文。該研究由中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學(xué)研究所）、上海腦科學(xué)與類(lèi)腦研究中心、神經(jīng)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室許曉鴻研究組完成。該研究利用鈣信號(hào)記錄、化學(xué)遺傳操縱及腦片電生理等技術(shù)，解析下丘腦腹側(cè)乳頭體前核通過(guò)整合嗅覺(jué)信息，特異性地編碼同物種雄性信息，進(jìn)而調(diào)控小鼠攻擊行為的細(xì)胞及神經(jīng)環(huán)路機(jī)制。

本能社會(huì)行為對(duì)于種群繁衍至關(guān)重要。在行為產(chǎn)生之前，動(dòng)物需要整合感覺(jué)信息，判斷同物種個(gè)體的性別，進(jìn)一步表現(xiàn)出合適的行為。例如，雄性對(duì)雌性表現(xiàn)出求偶動(dòng)作；而對(duì)其他雄性則發(fā)動(dòng)攻擊。以往研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)嗅覺(jué)感知的器官——犁鼻器被破壞后，雄性小鼠喪失攻擊行為，且對(duì)雄性和雌性同類(lèi)都表現(xiàn)出求偶動(dòng)作。這表明小鼠對(duì)于同物種的性別判斷主要依賴于嗅覺(jué)信息。雖然已有研究表明下丘腦內(nèi)特定核團(tuán)驅(qū)動(dòng)攻擊行為和求偶行為的發(fā)生，但是對(duì)于這些核團(tuán)在生理?xiàng)l件下是如何整合來(lái)自嗅覺(jué)系統(tǒng)的性別信息，并進(jìn)一步指導(dǎo)行為發(fā)生的神經(jīng)機(jī)制，尚不清楚。

利用鈣信號(hào)記錄系統(tǒng)，許曉鴻研究組發(fā)現(xiàn)腹側(cè)乳頭體前核表達(dá)多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)體的神經(jīng)細(xì)胞（PMv^DAT）在小鼠嗅聞成年雄鼠尿液時(shí)強(qiáng)烈響應(yīng)，而對(duì)于去勢(shì)雄鼠、雌鼠、幼鼠以及大鼠的尿液反應(yīng)很小。當(dāng)利用藥理遺傳學(xué)方法抑制PMv^DAT神經(jīng)細(xì)胞時(shí)，雄性小鼠失去對(duì)于雄鼠尿液的辨識(shí)能力，相應(yīng)的，對(duì)于雄性入侵者的攻擊行為也顯著下降；而激活這群PMv^DAT細(xì)胞則增加對(duì)雄性小鼠的攻擊。進(jìn)一步，研究組利用陽(yáng)離子通道（Trpc2）基因敲除小鼠，破壞犁鼻器的嗅覺(jué)信號(hào)傳遞，發(fā)現(xiàn)在基因敲除的雄性小鼠中，PMv^DAT細(xì)胞對(duì)于雄性小鼠尿液的反應(yīng)顯著降低，說(shuō)明PMv^DAT細(xì)胞整合來(lái)自犁鼻器的嗅覺(jué)信息。利用病毒示蹤，鈣信號(hào)記錄和藥理遺傳學(xué)方法，研究組發(fā)現(xiàn)并證實(shí)來(lái)自犁鼻器的雄性小鼠尿液信號(hào)通過(guò)腹側(cè)終紋床核傳遞到PMv^DAT細(xì)胞。研究表明，PMv^DAT細(xì)胞特異性地編碼同類(lèi)雄性信息，并進(jìn)一步指導(dǎo)行為的發(fā)生。該研究解析雄性動(dòng)物相關(guān)信息傳輸至下丘腦并引起攻擊行為的細(xì)胞和環(huán)路機(jī)制，為進(jìn)一步研究性別特異性嗅覺(jué)信息處理、性別特異性行為的調(diào)控以及性別感知和意識(shí)的神經(jīng)基礎(chǔ)奠定了基礎(chǔ)。

該研究在腦智卓越中心研究員許曉鴻的指導(dǎo)下，主要由博士研究生陳愛(ài)曉完成，實(shí)驗(yàn)室成員嚴(yán)晶晶、張?chǎng)?、王蕾等做出貢獻(xiàn)。研究得到腦智卓越中心研究員竺淑佳，竺淑佳實(shí)驗(yàn)室管家宋楠及研究員徐春的支持。研究工作得到中科院、國(guó)家自然科學(xué)基金委以及上海市的資助。

處理嗅覺(jué)信息并調(diào)節(jié)雄性攻擊行為的神經(jīng)環(huán)路