神經元也有性別？還可以控制神經元的反應，從而控制行為！

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在一項近日發表在《Current Biology》上的研究中，科學家們揭示了生物學性別如何影響神經細胞之間的交流並使雄性和雌性對相同的刺激產生不同的反應。這些發現將為揭示不同性別在神經發育、行為和對疾病敏感性等方面的差異帶來曙光。

圖片來源：University of Rochester Medical Center

「儘管本質上雌雄的神經系統是相同的，但是我們都知道許多神經疾病都存在性別差異，也知道性別如何影響動物的行為，同時還知道這些不同可能是生物學因素導致的。」 美國羅切斯特大學醫學中心（URMC）生物醫學遺傳學、神經科學系及神經藥物開發中心的副教授Douglas Portman博士說道，他是這項研究的領導者。「這項研究揭示了生物學性別和神經迴路的控制和功能之間的聯繫，表明這些性別依賴的特點可以改變行為。」

這些結果是在秀麗線蟲身上的實驗中發現的，這是一種非常常見的研究生物學基本原理的模式生物。通過這種生物做出的許多發現可以在動物王國通用，因此這項研究對理解人類生物學有重要意義。事實上，醫學和化學領域有3次諾貝爾獎都頒發給了涉及秀麗線蟲的發現。

這項研究聚焦於雌雄線蟲的行為差別。秀麗線蟲也有兩種性別，雄性和雌雄同體。儘管雌雄同體可以自己繁殖，它們也會和雄性線蟲交配，因此被認為是一種變異的雌性。

秀麗線蟲的行為受感官因素的驅使，尤其是氣味和味道，常被線蟲用於導航和交流。雌性線蟲會分泌一種可以吸引雄性的荷爾蒙，並依靠這種荷爾蒙尋找對象。然而有一些雌性卻也會被這種荷爾蒙吸引。儘管還不清楚這是為什麼，但是科學家們猜想這種荷爾蒙信號可以幫助雌性避開競爭激烈的地方。

科學家們想搞明白的問題是為什麼相同的刺激會使不同性別的動物產生不同的生物學反應。秀麗線蟲尤其適合用於研究這個問題，因為科學家對它整個神經網路的發育、功能和多種聯繫的細節了如指掌。秀麗線蟲還提供了一種很好的研究生物學機理的平台，因為在研究這些問題的時候不會受到像其他複雜動物身上出現的群體的影響。

在實驗中，科學家們可以操縱線蟲神經元的性別，尤其是可以將單個神經細胞由雄性變為雌性，或者反過來操作。在進行這些操作的時候，科學家們發現一對叫做ADF的感覺神經元具有性別特異性的行為差異。在雄性體內，這些神經元可以刺激一個叫做mab-3的基因表達，引導雄性追蹤荷爾蒙找到其源頭。而在雌性體內，這些神經元則會產生不同的反應，引導雌性遠離這些信號。當改變這對神經元的生物學性別之後，雄性和雌性對荷爾蒙的反應就調換了過來。

「這些發現表明動物的生物學性別指導著動物的行為。」Portman說道。「在這個案例中，單對神經元對與性別相關的同一個刺激產生的行為反應不同，但是都對二者有益。這表明生物學性別調整神經網路的機理可以幫助我們了解為什麼雄性和雌性有患神經疾病或者免患神經疾病的傾向。」

原始出處：

Douglas S. Portman et al.A Single-Neuron Chemosensory Switch Determines the Valence of a Sexually Dimorphic Sensory Behavior.Current Biology Published online: March 8, 2018。DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.02.029

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