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社会行为网络(SBN)的性别二态性源于发育期激素信号调控的基因组与功能重塑,但其胚胎起源与神经通路发育机制仍不明确。近年研究揭示了SBN内不同脑区(如VMHvl、POA)及细胞类型在攻击、繁殖等行为中的性别差异,并发现表观遗传调控和神经可塑性在发育关键期起重要作用。
Nolwenn Adam | Jessica Tollkuhn
冷泉港实验室(Cold Spring Harbor Laboratory),地址:美国纽约州冷泉港Bungtown路1号,邮编11724
社会行为对于繁殖成功和生存至关重要。在脊椎动物中,这些行为表现出性别差异,这是由于发育和成年期激素环境的不同所致。构成社会行为网络(Social Behavior Network, SBN)的神经通路包括多个相互连接的区域,这些区域在基因组、解剖结构和功能上存在性别差异。尽管成年期SBN的结构和功能已经得到了较为深入的研究,但其胚胎起源和发育过程仍不甚明了。所有神经网络在发育过程中都会经历广泛的基因组和功能变化,但SBN的一个独特特征是对生殖激素的高度敏感性。短暂的发育期激素信号传导最终导致了SBN在解剖结构上的性别差异以及行为模式的性别差异。然而,将早期激素信号传导与神经性别差异的建立联系起来的具体机制仍然尚未明确。本文综述了从胚胎期到青春期SBN发育的最新研究成果,为这一关键问题提供了宝贵的见解。
章节摘录
与生俱来的社会行为由具有性别差异的脑区网络调控
社会行为是与生俱来的行为,对繁殖成功和个体发展至关重要。它们涵盖了同一物种个体之间的所有互动,包括交配、抚育后代、攻击行为和求偶展示等多种活动。在大多数物种中,社会行为存在明显的性别差异[1, 2, 3]。例如,在实验室小鼠(Mus musculus)中,雄性会表现出爬跨、插入、射精等行为,并会发出求偶信号
SBN细胞多样性的胚胎起源
SBN研究的一个主要目标是识别在高度异质性的脑区内,哪些细胞类型参与了特定的社会行为。例如,腹外侧VMH(VMHvl)是一个由几千个神经元组成的小簇,它与两性的攻击行为、雌性的性接受能力和拒绝行为有关,同时还调节能量平衡[3,28,29]。POA(腹侧下丘脑,Ventral Hypothalamus)的结构更为复杂,它在雄性的交配行为、两性的抚育行为以及其他与生俱来的行为中发挥作用
发育过程中SBN的基因组变化
塑造发育中神经回路的机制可以大致分为基因组和功能两个方面[44]。基因组机制包括基因表达的变化,这些变化可能是对内在发育程序、神经活动或激素等信号分子的响应。此外,还涉及高级染色质组织的变化,即在神经元成熟过程中,大型多基因区域会获得新的染色质状态和核定位。这些基因组修饰可以发育过程中SBN的功能变化
在SBN的多个区域(尤其是mPOA、BNSTp和AVPV)中观察到了细胞数量的性别差异,这是出生后关键时期细胞凋亡性别差异的结果。SDN-POA的性别差异最早被描述:在大鼠中,其体积比雌性大两到四倍[48]。虽然围产期雌二醇对于建立细胞数量的性别差异是必需的,但导致这种差异的具体机制尚未明确结论性评论
近期研究探讨了特定细胞群体在典型性别行为中的作用,同时也研究了它们的连接性或神经活动。然而,很少有研究同时涉及雄性和雌性(参见参考文献[62,64, 65, 66, 67]),这限制了我们对SBN细胞类型功能差异的理解。在对发育过程进行研究之前,首先需要全面了解成年个体的这些参数。激素受体如ERα等利益冲突声明
作者声明以下可能的利益冲突:Jessica Tollkuhn表示她获得了美国国家心理健康研究所(National Institute of Mental Health)和西蒙斯基金会(Simons Foundation)的财政支持。作为该期《CONEUR》杂志关于大脑性别差异专题的客座编辑,Tollkuhn博士参与了该专题的编写工作。致谢
本项工作得到了MH113628(N.A.和J.T.)以及SFARI(J.T.)的支持