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【科技自立自强】
365可靠投注网站 VTA-NAc奖赏环路中的DA神经元;而在TMT(生命威胁)环境下,VTA-mPOA环路被增强,VTA-NAc通路被抑制,雄鼠的雌性偏好转变为雄性偏好。这些结果提示,雄鼠可能通过奖赏通路(VTA-NAc)和防御通路(VTA-mPOA)的竞争与平衡决定其性别选择的社交决策。与此相反,雌鼠的VTA-mPOA环路与其双性社交活动均无明显关联,而无论与雌性还是雄性社交,均能激活VTA-NAc投射环路,但与雄性社交偶联的钙信号相对较弱、持续时间更久(对应低频持久的相位性放电),而其与雌性社交偶联的钙信号则更强、动力学变化更快(对应瞬时高频的时相性放电);然而,TMT暴露显著增强了雄鼠社交偶联的钙信号且抑制了雌鼠偶联的钙信号,但两者的动力学特征并没有明显改变,提示雌鼠可能通过VTADA-NAc环路放电模式的切换(相位性放电vs时相性放电)决定其性别偏好。

图4  DA环路的性别二态性与社交性别偏好密切关联

(图源:Anqi Wei,et al.,Science, 2025)

为进一步明确DA环路在雄鼠性偏好中的调控作用,作者通过化学遗传学手段分别操纵VTADA-mPOA和VTADA-NAc投射环路。研究发现,激活VTADA-mPOA防御环路促进了其雄性偏好,而化学抑制该环路则可逆转TMT环境下雄性动物对同性的偏好,表明VTADA-mPOA环路是介导雄鼠同性社交偏好的关键机制。相反,化学激活VTADA-NAc奖赏环路可将TMT场景下的雄性偏好逆转为雌性偏好,而抑制该环路则抑制了雄鼠的雌性偏好。以上结果表明,奖赏通路(VTADA-NAc)和防御环路(VTADA-mPOA)之间的竞争平衡(代表其内在生理需求与外部威胁之间的动态平衡)决定了雄性动物的社交性偏好。

图5  雄鼠通过DA环路间的竞争平衡决定其社交性偏好

(图源:Anqi Wei,et al.,Science, 2024)

为验证VTADA-NAc奖赏环路的放电模式在雌鼠性偏好中的调控作用,作者通过光遗传方式对VTA-NAc投射环路分别以紧张性放电和时相性放电模式进行光刺激。结果表明,时相性光刺激进一步增强了雌鼠的雌性偏好,而紧张性光刺激则将其雌性偏好转变为雄性偏好。进一步,作者通过微碳纤电极电化学记录和电生理记录发现,时相性放电可触发DA高浓度快速释放,选择性激活NAc区D1R神经元,进而促进雌鼠的雌性社交偏好;而紧张性放电则导致DA持续低浓度释放,对D2R神经元的抑制性增强,进而促进其雄性社交偏好。因此,雌性个体通过DA奖赏通路(VTADA-NAc)放电模式的切换选择性调控下游神经元,最终决定其社交性偏好。

图6  雌鼠通过VTADA-NAc环路放电模式的切换决定其性别偏好

(图源:Anqi Wei,et al.,Science, 2025)

综上所述,本研究综合运用神经环路示踪技术、在体双色光纤记录、电生理与电化学记录、社交行为检测等,发现雄雌个体在正常生理条件下均表现为雌性偏好,但在生存威胁下则会转变为雄性社交偏好,雄性个体采用VTADA-mPOA(防御环路)与VTADA-NAc(奖赏环路)两条DA投射环路的竞争与平衡决定其社交性偏好,而雌性个体则采用VTADA-NAc奖赏环路不同放电模式的切换决定其社交性偏好。该研究不仅明确VTADA神经元是编码社交决策的关键枢纽,还揭示了社交性偏好的DA性二态神经环路新机制,建立了社交行为的神经环路决策新机制,并为理解内在生理需求与外部生存环境协同调控本能行为的神经环路信息整合机制提供新范式,为理解雌雄个体间的情感与行为差异提供全新视角,为相关脑病的性别差异性治疗提供理论支持。

世预赛录像回放王昌河教授为本文的通讯作者,世预赛录像回放徐华栋副教授、西南医科大学康新江教授和张春祥教授为共同通讯作者。世预赛录像回放博士后韦安琪、博士生赵安然、博士后郑超文和董楠为本文的共同第一作者。世预赛录像回放分析测试中心郝英工程师协助完成Confocal成像数据的采集。中山大学李勃兴教授、空军军医大学王文挺教授为本研究提供了宝贵意见和帮助。本研究获得国家自然科学基金、国家科技创新项目、陕西省科技创新团队项目、陕西省杰出青年基金、陕西省重点研发计划、中国博士后基金等项目资助。

Science期刊对本文进行特别推荐,且同期发表perspective文章对本研究进行了亮点专评。

原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq7001

评述文章链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.adu7946

文字:生命学院
图片:生命学院
编辑:王恺悦

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