在一項近日發(fā)表在《CurrentBiology》上的研究中，科學(xué)家們揭示了生物學(xué)性別如何影響神經(jīng)細胞之間的交流并使雄性和雌性對相同的刺激產(chǎn)生不同的反應。這些發(fā)現將為揭示不同性別在神經(jīng)發(fā)育、行為和對疾病敏感性等方面的差異帶來(lái)曙光。

“盡管本質(zhì)上雌雄的神經(jīng)系統是相同的，但是我們都知道許多神經(jīng)疾病都存在性別差異，也知道性別如何影響動(dòng)物的行為，同時(shí)還知道這些不同可能是生物學(xué)因素導致的。”美國羅切斯特大學(xué)醫學(xué)中心（URMC）生物醫學(xué)遺傳學(xué)、神經(jīng)科學(xué)系及神經(jīng)藥物開(kāi)發(fā)中心的副教授DouglasPortman博士說(shuō)道，他是這項研究的領(lǐng)導者。“這項研究揭示了生物學(xué)性別和神經(jīng)回路的控制和功能之間的聯(lián)系，表明這些性別依賴(lài)的特點(diǎn)可以改變行為。”

這些結果是在秀麗線(xiàn)蟲(chóng)身上的實(shí)驗中發(fā)現的，這是一種非常常見(jiàn)的研究生物學(xué)基本原理的模式生物。通過(guò)這種生物做出的許多發(fā)現可以在動(dòng)物王國通用，因此這項研究對理解人類(lèi)生物學(xué)有重要意義。事實(shí)上，醫學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域有3次諾貝爾獎都頒發(fā)給了涉及秀麗線(xiàn)蟲(chóng)的發(fā)現。

這項研究聚焦于雌雄線(xiàn)蟲(chóng)的行為差別。秀麗線(xiàn)蟲(chóng)也有兩種性別，雄性和雌雄同體。盡管雌雄同體可以自己繁殖，它們也會(huì )和雄性線(xiàn)蟲(chóng)交配，因此被認為是一種變異的雌性。

秀麗線(xiàn)蟲(chóng)的行為受感官因素的驅使，尤其是氣味和味道，常被線(xiàn)蟲(chóng)用于導航和交流。雌性線(xiàn)蟲(chóng)會(huì )分泌一種可以吸引雄性的荷爾蒙，并依靠這種荷爾蒙尋找對象。然而有一些雌性卻也會(huì )被這種荷爾蒙吸引。盡管還不清楚這是為什么，但是科學(xué)家們猜想這種荷爾蒙信號可以幫助雌性避開(kāi)競爭激烈的地方。

科學(xué)家們想搞明白的問(wèn)題是為什么相同的刺激會(huì )使不同性別的動(dòng)物產(chǎn)生不同的生物學(xué)反應。秀麗線(xiàn)蟲(chóng)尤其適合用于研究這個(gè)問(wèn)題，因為科學(xué)家對它整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的發(fā)育、功能和多種聯(lián)系的細節了如指掌。秀麗線(xiàn)蟲(chóng)還提供了一種很好的研究生物學(xué)機理的平臺，因為在研究這些問(wèn)題的時(shí)候不會(huì )受到像其他復雜動(dòng)物身上出現的群體的影響。

在實(shí)驗中，科學(xué)家們可以操縱線(xiàn)蟲(chóng)神經(jīng)元的性別，尤其是可以將單個(gè)神經(jīng)細胞由雄性變?yōu)榇菩裕蛘叻催^(guò)來(lái)操作。在進(jìn)行這些操作的時(shí)候，科學(xué)家們發(fā)現一對叫做ADF的感覺(jué)神經(jīng)元具有性別特異性的行為差異。在雄性體內，這些神經(jīng)元可以刺激一個(gè)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(jīng)元則會(huì )產(chǎn)生不同的反應，引導雌性遠離這些信號。當改變這對神經(jīng)元的生物學(xué)性別之后，雄性和雌性對荷爾蒙的反應就調換了過(guò)來(lái)。

“這些發(fā)現表明動(dòng)物的生物學(xué)性別指導著(zhù)動(dòng)物的行為。”Portman說(shuō)道。“在這個(gè)案例中，單對神經(jīng)元對與性別相關(guān)的同一個(gè)刺激產(chǎn)生的行為反應不同，但是都對二者有益。這表明生物學(xué)性別調整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的機理可以幫助我們了解為什么雄性和雌性有患神經(jīng)疾病或者免患神經(jīng)疾病的傾向。”