小鼠的具性別特異性的行為受性激素—雌激素,、睪丸素及孕酮—控制,，包括交配、攻擊性以及母性行為,。然而大腦中這些調(diào)節(jié)器的下游到底發(fā)生著什么還不為人所知,。
近日，發(fā)表在Cell的一項新的研究表明,，激素控制著各個基因的啟動與關(guān)閉,，每個基因都以一種模塊化的方式影響著特定的行為—例如，一個基因影響著一只小鼠是否會照看她的幼崽,，而另一個基因則影響著她對性挑逗的接受程度,。
這項研究論證，可對復(fù)雜的社會行為進行遺傳學(xué)上的解構(gòu),。此外,，了解大腦中具性別特異性的行為的差異可有助解釋一些神經(jīng)學(xué)疾?。òü陋毎Y及ADHD,、注意力不集中）在男性和女性中發(fā)病幾率的差異。
“這是一篇很有意思的論文,，”未參與該項研究的Geert de Vries說道,，他是馬薩諸塞大學(xué)神經(jīng)內(nèi)分泌學(xué)研究中心的主任。在某些方面,，這篇論文“正踢開一扇虛掩的門,，”他說道。盡管很多的研究者已經(jīng)論證各個基因影響著行為的特定方面,，但是他們僅對各個基因或有限的行為進行分析,。“這次，這些分析集中在這一個研究中完成,，”他說,。“新穎之處是其全面的研究方法。”
加州大學(xué)的Nirao Shah與同事過去一直試圖確證雌性小鼠與雄性小鼠的下丘腦（一個被認(rèn)為涉及控制具性別特異性行為的大腦區(qū)域）中與性別相關(guān)的基因表達的差異,。“我們與其他的研究者在過去已經(jīng)發(fā)現(xiàn)性激素……可以控制整個的行為程序,，”Shah說,。“不過，隨后的的問題是,，比如睪丸激素是如何控制所有這些不同的行為的,？機制又是什么？”
Shah的團隊將84個在雌性和雄性大腦中具有表達差異的基因進行微陣列對比分析,。然后,，利用原位雜交將這些基因在雌性和雄性小鼠神經(jīng)元中的表達差異可視化以進行進一步觀察。他們從中篩選出了16個具有性別間細(xì)胞表達差異的基因,。這些基因中許多此前被認(rèn)為與人類的性別失調(diào)疾病有關(guān),。
該小組集中研究篩選出了這一組基因，他們對四只小鼠進行基因敲出,，每一只都含有這16個基因中其中一個基因的突變,。他們發(fā)現(xiàn)，單個基因的缺失會導(dǎo)致行為模塊的改變,，其中只有某一個性別相關(guān)的行為被改變,，而不像睪丸激素及雌激素一樣影響整個行為程序。Cckar被認(rèn)為與小鼠的進食與新陳代謝有關(guān),，將該基因敲出后,，會使雌鼠與雄鼠進行交配的意愿降低兩倍，但她們的照顧幼崽的及驅(qū)逐入侵者的母性天性并未受到影響,。相似的,，將雄鼠的編碼一個細(xì)胞信號蛋白的Styl4基因突變后，它們對雌性的興趣降低,，但仍會以正常的行為方式攻擊其他雄鼠,。
“性激素對基因表達模式的控制非常具有特異性，及其復(fù)雜并具有性別差異,，且這些基因反過來控制具性別特異性的行為,，”Shah說道。不過“我們絕不是說一個基因控制一種行為,，”他補充說,。“這些基因可能同等地影響著其他我們并未試驗的行為，”如學(xué)習(xí)或者記憶補償,，他說,。
該研究發(fā)現(xiàn)表明，復(fù)雜的社會行為可在單個基因水平上進行檢測與解構(gòu),。“不過問題接踵而至,，有多少復(fù)雜的本能的社會行為是類似地以基因網(wǎng)絡(luò)而構(gòu)建的呢？”Shah說。
而人類的行為是否如小鼠一樣依遺傳基礎(chǔ)而構(gòu)建還有待研究,，Shah說,。不過研究大腦中性別相關(guān)的差異有助于研究人員理解為什么某些精神疾病具有性別特異性。例如孤獨癥,，男性的發(fā)病率是女性的四倍,。ADHD在男性中也更為常見。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1016/j.cell.2011.12.018
PMC:
PMID:
Modular genetic control of sexually dimorphic behaviors
Xiaohong Xu, Jennifer K. Coats, Cindy F. Yang, Amy Wang, Osama M. Ahmed, Maricruz Alvarado, Tetsuro Izumi, Nirao M. ShahSee
Sex hormones such as estrogen and testosterone are essential for sexually dimorphic behaviors in vertebrates. However, the hormone-activated molecular mechanisms that control the development and function of the underlying neural circuits remain poorly defined. We have identified numerous sexually dimorphic gene expression patterns in the adult mouse hypothalamus and amygdala. We find that adult sex hormones regulate these expression patterns in a sex-specific, regionally restricted manner, suggesting that these genes regulate sex typical behaviors. Indeed, we find that mice with targeted disruptions of each of four of these genes (Brs3, Cckar, Irs4, Sytl4) exhibit extremely specific deficits in sex specific behaviors, with single genes controlling the pattern or extent of male sexual behavior, male aggression, maternal behavior, or female sexual behavior. Taken together, our findings demonstrate that various components of sexually dimorphic behaviors are governed by separable genetic programs
