沒有性經驗雌性動物和生育過幼崽的雌性動物顯著的區(qū)別在于是它們對嬰兒的行為:前者通常會避開嬰兒或表現出低水平的母性行為,而生育過幼崽的雌性動物表現高水平的母性行為。研究表明孕期增加雌性的母性行為,這主要發(fā)生在孕中晚期。未經歷交配的雌性大鼠在接受雌二醇(E2)和孕酮、催乳素注射后可促進母性行為,在敲除這些激素受體后可損害母性行為。
內側視前區(qū)(MPOA)是調控母性和父愛行為關鍵腦區(qū),該腦區(qū)存在多巴胺能、GABA能、谷氨酸能等多種類型的神經元,表達催乳激素受體,孕激素受體和雌激素受體,其中表達雌激素受體a(Esr1)和孕酮激素(PR)的神經元調控母性行為。大多數MPOA腦區(qū)甘丙肽(Galanin)能神經元表達Esr1和PR。
2023年10月6日英國弗朗西斯·克里克研究所Johannes Kohl研究團隊在Science雜志發(fā)表文章揭示了孕期激素重塑MPOA甘丙肽能神經元調控母性行為。
1、孕期激素長期調控母性行為
研究人員發(fā)現未懷孕的雌性小鼠銜回幼崽的潛伏時間為477.9秒,在孕早期潛伏時間逐漸縮短,孕晚期第18天潛伏時間顯著縮短為37.9秒,這種促進母性行為的效應可維持一個月,在切除卵巢后可完全阻斷孕期促進母性行為,表明孕期促進母性行為依賴于激素。病毒特異性敲低MPOA腦區(qū)甘丙肽能神經元Esr1或PR后可明顯阻斷孕期的母性行為。
圖1:孕期激素長期調控母性行為
2、孕期激素重塑MPOA腦區(qū)甘丙肽能神經元
電生理實驗發(fā)現孕晚期雌鼠MPOA腦區(qū)甘丙肽能神經元基礎放電頻率低,靜息膜電位也較低,興奮性增強,沉默神經元的數量較多。此外,該時期雌鼠MPOA腦區(qū)甘丙肽能神經元興奮性突觸后電流頻率增加,抑制性突觸后電流并未發(fā)生變化。與之對應的是,孕晚期雌鼠MPOA腦區(qū)樹突棘數量增多。
在敲除Esr1后可特異性阻斷孕期引起的MPOA腦區(qū)甘丙肽能神經元沉默,但不影響其興奮性輸入和樹突棘密度。而在敲除PR后可特異性阻斷孕期引起的興奮性輸入增強,但不影響神經元的膜電位活動,表明雌二醇調控膜電位和內在興奮性,孕酮調控興奮性輸入。
圖2:孕期激素重塑MPOA腦區(qū)甘丙肽能神經元
3、孕期重組MPOA腦區(qū)甘丙肽能神經元群
研究人員進一步通過光纖鈣成像技術發(fā)現孕晚期雌鼠MPOA腦區(qū)可檢測到的神經元數量減少。此外,孕晚期雌鼠在幼崽銜回過程中MPOA腦區(qū)甘丙肽能神經元激活的數量減少,但在嗅探幼崽過程中是激活的,表明在母性行為中孕期可稀疏MPOA腦區(qū)甘丙肽能神經元群,使其對幼崽信號刺激更加敏感。
圖3:孕期可重組MPOA腦區(qū)甘丙肽能神經元群
總結
本文發(fā)現孕晚期激素重塑MPOA腦區(qū)甘丙肽能神經元:雌二醇可短暫抑制神經元,并增強其興奮性,孕酮可促進興奮性輸入。
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