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降低果蝇攻击性的神经基因可以告知精神疾病

开心的月饼 2023-06-19 14:21:45 健康养生

引起攻击性行为的大脑机制已得到充分研究,但对告诉身体何时停止战斗的机制知之甚少。索尔克科学家的一项研究现在已经确定了大脑中的一个基因和一组细胞,它们在抑制果蝇的攻击性方面发挥着关键作用。由索尔克分子神经生物学实验室助理教授KentaAsahina博士领导的研究人员表示,他们的发现可以为帕金森病等疾病提供新的见解,帕金森病有时会导致行为改变,如攻击性和好斗性增加。

降低果蝇攻击性的神经基因可以告知精神疾病

“我们在大脑中发现了一种重要的机制,它通常会阻止我们表现出高度的攻击性,”Asahina说。“虽然我们的发现是在果蝇身上,但同样的机制可能在人类身上发挥作用,至少在分子水平上,这可能有助于更好地解释许多精神疾病。”

Asahini及其同事在ScienceAdvances的一篇题为“经验依赖性抑制攻击的神经发生机制”的论文中描述了他们的发现。

攻击性是“一种在伦理学上很重要的社会行为,”作者写道,“但过度的攻击性可能不利于健康。”降级,或决定何时停止战斗的能力,是生存的重要行为,因为它允许动物根据与对手相遇的成本和收益来调整他们的攻击性——在某个时刻,继续战斗不再值得。感觉何时该降级是很复杂的,因为没有明显的触发因素,例如饱腹感触发动物停止进食的方式。

有趣的是,研究人员继续说,在整个物种中,与单独饲养的个体相比,作为一个群体饲养的个体的攻击性明显降低。“这种表型与社会孤立引起的压力有关,对人类心理和认知健康有重大影响。”但他们指出,大脑将社交体验转化为较低程度攻击性的确切机制仍然知之甚少。

在他们报告的研究中,科学家们将正常果蝇果实的行为与神经元中候选基因被敲低的果蝇的行为进行了比较。“我们使用果蝇D.melanogaster来鉴定在群体饲养条件下抑制攻击性所必需的基因,这可塑性地减少攻击性,”该团队表示。“虽然已知有几种突变会使小鼠异常具有攻击性,但动物以依赖于社会经验的方式降低其攻击性水平所必需的神经发生机制尚未得到很好的理解。”

具体来说,研究人员检查了雄性果蝇扑向其他雄性果蝇的频率,这是该物种的典型攻击行为。他们发现,缺少一种叫做神经(nvy)基因的果蝇比正常的果蝇更具攻击性。缺乏紧张感的果蝇不会通过追逐其他果蝇来发起更具攻击性的互动。他们只是更有可能选择在正常遭遇的过程中战斗。

神经质基因实际上并不参与动物每时每刻停止战斗的决定。相反,它有助于让果蝇能够对环境线索(可能是果蝇过去与其他个体的经历)做出反应,研究人员表示。“紧张的功能是以这样一种方式建立神经系统,即当正确的信号出现时,动物准备好停止战斗,”第一作者KenichiIshii博士说,他曾是Asahina实验室的博士后研究员。

研究人员还使用单细胞测序来观察与正常果蝇相比,缺失神经基因的果蝇中其他基因的激活方式有何不同。这使得该团队能够识别神经下游参与开发降级机制的其他基因。

“虽然苍蝇是与人类截然不同的动物,但其中一些机制在这两个物种中可能相似。揭示攻击性的分子基础可能会导致更好地理解攻击性如何与某些类型的精神疾病有关,”Asahina说。

左起:KentaAsahina博士和KenichiIshii博士[索尔克研究所]

作者还发现了大脑中的一小群神经元,它们通过使用nervy基因来缓和战斗。“......nvy在章鱼胺能/酪胺能(OA/TA)神经元的一个子集中特别需要以影响攻击性,”他们写道。章鱼胺/酪胺是去甲肾上腺素/肾上腺素的无脊椎动物对应物。然而,研究人员进一步承认,需要做更多的工作来了解停止战斗的大脑回路。

对于下一步,研究人员希望能够精确识别负责抑制攻击行为的神经元组。他们还想弄清楚神经基因在哪个发育阶段对塑造神经系统很重要。

“我们的研究结果说明了一种机制,一组专门的神经调节细胞将社交体验转化为适当程度的攻击性,”他们总结道。“这些发现提供了对攻击行为依赖经验抑制的共同神经机制的洞察,这种现象从无脊椎动物到脊椎动物都被广泛观察到。”


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