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杨晗之

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《科学画报》编辑

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卿为谁狂

2013-11-04 15:09:02

卿为谁狂

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两性生殖的动物需要决定偏好何者。哪些分子可以控制性偏好这一基本行为决策?这是理解异性恋的必要基础。

最迟从亚里士多德开始,学者们就对性偏好的多样性感兴趣。对人类性取向和多种其他动物性偏好的观察发现,并非每一个动物都偏好异性,这表明性偏好的多样性可能有进化的理由。

我们已经知道,影响性激素或嗅觉的分子能影响性偏好。直接或间接调节性激素可以影响包括性偏好在内的性行为,但是,性激素作用较为广泛,包括影响一些器官和组织的发育,性激素可以通过调节其他分子间接调节性行为。对于老鼠来说,嗅觉是识别对方性别的关键器官,影响嗅觉的分子也可以影响性行为,这是外周感觉系统对行为的影响。

2011年,我们实验室刘琰、蒋云爱等在《自然》(Nature)杂志发表文章,阐述在大脑内更直接影响性偏好行为决策的分子。我们发现,大脑内的神经递质5-羟色胺(5-HT)对雄鼠的性偏好很重要:缺乏脑内5-HT的雄鼠对雌鼠和其他雄鼠进行无偏好地同等追求。这提示,5-HT参与控制哺乳动物的性偏好。

这一工作自然引出一个简单的问题:5-HT在雌鼠中是否参与性偏好?

雄性动物的性偏好较易检测,因为雄性动作很多,可以被录像机清晰地捕捉在案。而记录和分析一般雌鼠的性行为不如雄性的那么容易,所以需要更为仔细和严格的检测和分析。我们实验室张莎莎、刘琰等对雌鼠的性行为进行了多方面的比较和分析,有助于深入理解雌鼠性偏好的分子机理。

一般,雌鼠会积极地嗅闻其他老鼠,特别是头、尾部。因为头、尾部都分泌了刺激嗅觉的、雌雄不同的分子,都对异性有吸引力。在实验中,雌鼠的行为是在自己平时居住的笼子里被检测的,因为在自己领地的老鼠的行为比较“自在”,被放到别家笼子“做客”的老鼠比较胆小,主动性差,只作为供“主人”选择的靶标。正常情况下,当一只雌鼠在自己笼子里遇见外来的一只雄鼠和一只雌鼠时,在自己领地的雌鼠先嗅闻外来雄鼠的头、尾部。而且,在自己领地的雌鼠嗅闻外来雄鼠的次数和每次持续时间都多于嗅闻外来雌鼠。缺乏脑内5-HT的雌鼠先嗅闻外来雌鼠,而且嗅闻外来雌鼠的次数和每次持续时间都多于嗅闻外来雄鼠。此外,缺乏脑内5-HT的雌鼠还有更激烈的性行为,令我们目瞪口呆,不禁感慨“卿为谁狂”。

如此看来,5-HT的作用比性激素更为直接,它不是通过改变性激素水平间接调节性行为,因为5-HT缺乏与否并不影响性激素水平,而且在严格控制雌激素水平时,5-HT的作用仍然明显。5-HT不是在发育期发挥作用,而是在成年老鼠的大脑内直接起作用。研究表明,缺乏脑内5-HT的雌鼠,如果在成年时注射5-HT的前体物,使其大脑直接合成5-HT,它可以恢复到偏好雄性,而且不再有更激烈的性行为。

其实,在实验中,我们发现,缺乏脑内5-HT的雌鼠本身的雌性性行为并没有发生改变。当它作为“客人”被放到一个正常雄鼠的居所时,它的性偏好与正常雌鼠没有差异。

2013年,这项研究结果发表在《美国国家科学院学报》(PNAS)上,合作单位有北京大学生命科学学院、北京大学-清华大学生命科学联合中心、北京大学IDG麦戈文脑科学研究所。在这篇文章里,我们报道了5-HT不仅在雌鼠中参与性偏好,而且其作用表现得更为强烈。在同时面对雄鼠和其他雌鼠时,正常雌鼠偏好雄鼠,而缺乏5-HT的雌鼠偏好其他雌鼠。也就是说,雌鼠如果缺乏5-HT,其性偏好不是丧失,而是与一般雌鼠相反。

这是第一次在实验室通过分子生物学方法改变基因,而且在不影响性激素的情况下,导致动物的性偏好反转。

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