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鱼类中的“社交”基因可能包含自闭症的新线索
【字体: 大 中 小 】 时间:2022年04月14日 来源:medical Xpress
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斑马鱼是群居动物。当它们看到同类的其他成员时,它们会朝他们靠拢,游得更近一些,就像一个人在鸡尾酒会上面对一个正在吃开胃小菜的人。
斑马鱼是群居动物。当它们看到同类的其他成员时,它们会朝他们靠拢,游得更近一些,就像一个人在鸡尾酒会上面对一个正在吃开胃小菜的人。
UO神经科学研究所的研究人员在一项新研究中显示,一种名为EGR1的基因突变扼杀了斑马鱼的这种社会行为。它还会干扰大脑中某些神经元的多巴胺信号,从而影响情绪和社交行为。
在人类中,EGR1基因的突变与精神分裂症和抑郁症等精神健康状况有关,而且它们似乎也与自闭症有关。因此,更多地了解这个基因如何塑造社会行为,可以帮助研究人员解开许多具有强大社会成分的复杂条件的生物学基础。
由UO生物学教授菲利普·沃泽伯恩(Philip Washbourne)和朱迪思·艾森(Judith Eisen)领导的研究小组将他们的发现发表在4月6日的《eNeuro》杂志上。
为了测试EGR1的效果,研究人员把成对的斑马鱼放在相邻的水箱中。鱼可以看到彼此,但不能感知任何水运动或化学信号从他们的邻居鱼。
研究人员发现,正常功能的EGR1鱼倾向于游得更靠近屏障,当其他鱼靠近时,它们会朝向它。但是两个EGR1基因副本都发生突变的鱼对它们的鱼邻居没有表现出特别的兴趣。它们没有靠得那么近,它们也没有以同样的方式对着玻璃。
研究人员还测量了这种鱼对移动的圆点的反应,这些圆点像另一条鱼的影子一样移动和飞掠。正如他们在第一次实验中所做的那样,EGR1正常的斑马鱼对这些点做出了社交反应,就像它们是另一条鱼一样。带有突变基因的鱼却没有。
沃什伯恩说:“这给了参与社会行为的一小部分大脑回路。”“从那里,我们可以上游和下游,试着把电路组装在一起。”
例如,EGR1基因控制一种制造酪氨酸羟化酶的基因,这种化学物质是人体制造多巴胺所必需的。有EGR1基因突变的鱼类大脑某一部分的某些神经元中产生的这种化学物质较少。
没有那么多的酪氨酸羟化酶,多巴胺也会减少。因此,由一个基因引发的多米诺骨牌效应可以通过大脑回路产生涟漪效应,从而影响情绪和社交行为。
社会行为远比一个基因或大脑回路复杂得多,但Eisen和Washbourne认为,以这种方式研究最基本的社会行为是有价值的。他们研究的神经元位于一个大脑区域,这个区域不仅存在于人类,而且存在于许多其他大脑简单得多的动物身上。
艾森说,人类的大脑在许多物种的大脑共享的基本平面图之上叠加了更多的复杂性。
她说:“你可以观察其他动物大脑的这些区域,那里的皮质不像人类的那么复杂,你可以学到很多东西。”
例如,在这里,研究人员将EGR1与斑马鱼的一种特定社会行为联系起来:追随另一种鱼。在老鼠或人类身上,同样的基因,以及相关的大脑回路,可能会引导不同的社会行为。
“不同的物种可以使用相同的细胞来完成不同的社会任务,”Washbourne说。