中山大学李勃兴/黄潋滟团队揭示调控雌雄小鼠同情行为性别差异性的神经环路

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来源: | 作者:康森特生物科技 | 发布时间: 2024-03-07 | 78 次浏览 | 分享到:

2024年3月1日中山大学中山医学院李勃兴教授联合黄潋滟教授课题组在Neuron杂志上发表文章从分子、细胞和环路三个层次揭示了雌雄小鼠同情行为存在差异性的机制。

一

雌，雄性小鼠同情行为反应存在差异

研究人员通过observer-demonstrators共情实验检测雄性和雌性小鼠的同情行为，简单的说在适应阶段处于中间箱体的observer小鼠可自由接触两侧箱体的demonstrators小鼠，在测试阶段其中一侧demonstrators小鼠腹腔注射醋酸以引起腹痛，另一侧不接受任何处理，随后检测observer小鼠的行为。结果发现雌性和雄性observer小鼠在看到同伴疼痛后表现不同：雌性observer小鼠与疼痛同伴小鼠接触的时间显著增加，嗅探行为增多，社交偏好增强，但雄性小鼠却表现出过度自我理毛行为。雌、雄性小鼠对同伴作出同情反应的差异性与激素密切相关;在切除卵巢后雌性observer小鼠不表现出社交偏好行为，被阉割的雄性小鼠中也不会出现过度理毛行为。

上述observer-demonstrators共情实验在透明密封盒进行，observer小鼠无法嗅到demonstrators疼痛小鼠的气味，结果发现雌性小鼠并没有表现出社交偏好行为，雄性小鼠也没有表现出过度理毛行为。将疼痛demonstrators小鼠的体液涂抹在未经任何处理的demonstrators身上后，雌、雄性小鼠对同伴可作出上述类似的同情行为的差异性，但涂抹非疼痛小鼠的体液后并不出现这种同情行为的性别差异性，表明气味线索在诱发同情行为的性别差异性过程中发挥重要作用。

梨状皮层（PiC）对嗅觉信息的加工和编码起着至关重要的作用，同时也参与调控社会行为。免疫荧光实验发现雌、雄性observer小鼠在观察到同伴疼痛小鼠后PiC脑区神经元活性增加，在光抑制该脑区神经元活性后，雌性observer小鼠并不表现出社交偏好行为，雄性observer小鼠并不表现出过度理毛行为。

图1：气味线索在诱发同情行为的性别差异性过程中发挥重要作用

二

PiC→PrL- SST→PrL-Ext环路调控雌性小鼠的同情行为

病毒示踪实验发现雌雄性小鼠PiC的下游投射之间并不存在明显的差异，但在雌性observer小鼠中投射到前边缘皮质（PrL）的PiC （PiC→PrL）激活神经元数量比投射到内侧杏仁核(MeA，PiC→MeA)更多一些，反之，在雄性observer小鼠PiC→MeA神经元激活更多一些。

双光子钙成像记录到雌性observer小鼠PrL兴奋性神经元在观察到同伴疼痛小鼠后活性降低。在化学激活或光激活雌性observer小鼠PrL兴奋性神经元后可阻断其对同伴小鼠的社交偏好行为。有意思的是，在光抑制或慢性抑制雄性observer小鼠PrL兴奋性神经元可诱发对疼痛同伴小鼠的社交偏好性，嗅探时间，但不影响自我理毛行为。

病毒示踪实验发现PiC可下行与生长抑素(SST)阳性神经元（PrL- SST）形成投射。雌性observer小鼠在看到同伴疼痛小鼠后激活PrL- SST神经元。光激活PiC→PrL SST可诱发PrL- Ext的抑制性电流，表明PrL兴奋性神经元（PrL-Ext）活性降低是由于该脑区PrL- SST神经元活性升高引起的。慢性抑制PiC脑区神经元活性后可阻断雌性observer小鼠PrL兴奋性神经元活性的降低。

光抑制或慢性抑制PiC→PrL- SST→PrL-Ext环路后可阻断其雌性小鼠对同伴小鼠的社交偏好行为，光激活或慢性激活PiC→PrL- SST→PrL-Ext环路后可促进雄性小鼠对疼痛同伴小鼠的社交偏好性和嗅探行为。以上结果表明PiC→PrL- SST→PrL-Ext环路调控雌性observer小鼠的社交偏好性。