Cell:交配是快乐的！科学家再度发文揭示调控具有奖赏特性的雄性交配行为神

wifai

交配行为具有奖赏性，维持物种繁殖。终纹床核（BNSTpr）、内侧杏仁核(MeA)、下丘脑视前区(POA)和腹内侧下丘脑的腹外侧亚核(VMHvl)已被证明可调节性或发情状态依赖的交配和攻击行为。
性激素对于发现潜在伴侣和诱发性行为至关重要。雌二醇是小鼠大脑性分化的关键调节因子，在经典途径中，雌二醇通过转录因子雌激素受体- 1 (Esr1 ) 发挥作用。终纹床核（ BNSTpr ）是Esr1 调节性别差异行为的关键脑区，该脑区Esr1阳性神经元表达上千个基因，其中表达速激肽1(TAC1)基因的亚群在识别雌性，并进行交配的行为中发挥关键作用。芳香化酶（Aro)可将雄激素转化为雌激素,主要存在于BNSTpr神经元亚群，表达芳香化酶的神经元群可编码辨别雌雄性别的信息，从而调控交配行为。
2023年8月11日斯坦福大学Nirao M. Shah团队在CeLL杂志发表文章揭示调控具有奖赏特性的雄性交配行为神经环路：与雌性小鼠接触后，雄性小鼠副嗅球感知芳香化酶等化学信号，输入到调控交配行为的 BNSTpr -TAC1神经元，下行投射到调控奖赏的腹侧被盖区。
研究人员通过光纤钙成像记录发现雄性尿液和雌性尿液均可显著激活BNSTpr-TAC1神经元亚群，其中后者激活效应更强。短暂光激活雄性小鼠BNSTpr-TAC1神经元后在与雄性同伴小鼠进行接触后攻击行为减少，交配行为增多，但与雌性小鼠接触时反而不影响交配行为。
图1：光纤钙成像记录发现雄性尿液和雌性尿液均可显著激活BNSTpr-TAC1神经元
病毒示踪实验发现BNSTpr-TAC1神经元主要投射到POA脑区，逆行病毒示踪实验表明POA脑区TAC1神经元逆行投射到BNSTpr。光激活雄性小鼠BNSTpr-Tac1→POA-Tac1环路后可促进与雄性同伴小鼠的交配行为，但不影响与雌性小鼠交配行为。
光纤钙成像记录到雄性小鼠POA-Tac1神经元在与雌性交配过程中活性增强，但在攻击行为中几乎没有变化。光激活POA-Tac1神经元不但能够促进雄性小鼠和雄性同伴小鼠的交配，而且促进小鼠嗅探木头、骑跨玩具小鼠的行为。光抑制POA-Tac1神经元减弱雄性小鼠与雌性小鼠的交配行为。

图2：光激活POA-Tac1神经元促进交配行为
进一步的实验表明在光激活BNSTpr-Tac1神经元，化学抑制POA-Tac1神经元后并不影响雄性小鼠交配行为；光激活POA-Tac1神经元，化学抑制BNSTpr-Tac11神经元后仍能促进雄性小鼠交配行为，表明POA-Tac1神经元作为制BNSTpr-Tac11神经元下游神经元群调控交配行为。
为进一步证实交配行为具有奖赏特性，研究人员发现雄性小鼠偏爱雌性小鼠停留的一侧，在光激活POA-Tac1神经元可进一步增强这种条件性位置偏好，但光抑制该类型神经元并不会引起条件性位置厌恶。病毒示踪实验发现POA-Tac1神经元投射到中脑导水管周围灰质（PAG）和被侧腹盖区（VTA），光激活这两个环路均能促进小鼠的交配行为。光纤成像系统记录到光激活POA-Tac1→VTA可促进伏隔核脑区多巴胺的释放。

图3：光激活POA-Tac1神经元具有奖赏性
本文通过化学遗传学技术和光操纵技术揭示了POA-Tac1神经元作为调控交配行为的枢纽，接受来自于副嗅球的输入感知机体化学信号，投射到VTA和PAG调控交配行为的奖赏属性。
【参考文献】
Bayless et al., A neural circuit for male sexual behavior and reward, Cell (2023),
https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.07.021
文章中图片均来自于参考文献