与人类相似「一夫一妻制」啮齿动物不需要“爱情激素”就能形成伴侣关系

2023-01-31 16:12 · 生物探索

田鼠通常是爱情激素与异性田鼠配对并终生为伴，这个特性与人类非常相似，人类一旦田鼠结成一对——它们就会同居、相似需能形成共同抚育，夫妻甚至比其他田鼠更喜欢彼此的制啮陪伴。

导语：田鼠通常是齿动与异性田鼠配对并终生为伴，这个特性与人类非常相似，伴侣一旦田鼠结成一对——它们就会同居、关系共同抚育，爱情激素甚至比其他田鼠更喜欢彼此的人类陪伴。没有催产素受体的相似需能形成田鼠仍然会形成“伴侣关系”，从而颠覆了40年的夫妻催产素研究。

对一夫一妻制啮齿动物的制啮数十年研究使人们更好地了解了所谓的爱情分子催产素。草原田鼠是齿动在交配伙伴之间表现出长期社会依恋的哺乳动物。许多药理学研究表明，伴侣通过催产素受体（Oxtr）发出的信号对于这些动物表现出社会一夫一妻制至关重要。

图1 研究成果（图源：[1]）

但是，近日一篇论文颠覆了40年的催产素研究的结论。一篇题为“Oxytocin receptor is not required for social attachment in prairie voles”的研究发表在Neuron，研究表明：没有“爱情激素”催产素受体的田鼠仍然会形成“伴侣关系”。研究人员认为这一重大发现在使用催产素治疗破坏社会纽带形成的疾病（例如抑郁症和自闭症）方面取得的成功提供了强大的理论支持。康奈尔大学神经科学家亚历山大·奥菲尔表示：“我们确实需要重新审视并设想催产素实际上在为人类做出什么贡献。”

图2 研究图形概要（图源：[1]）

该研究使用CRISPR诱变生成三种不同的Oxtr-null突变草原田鼠品系。奥斯特突变体表现出社会依恋，以至于男性和女性表现出对他们的交配伙伴的行为偏好超过异性的陌生人，即使在使用不同的实验设置进行分析时也是如此。缺乏Oxtr的母亲生下了有活力的幼崽，父母对他们的孩子表现出关怀，并将他们抚养到断奶阶段。一起，研究出人意料地揭示了草原田鼠在没有Oxtr信号的情况下会发生社会依恋、分娩和父母行为。

Devanand Manoli是这项新研究的合著者，也是加州大学旧金山分校的行为神经科学家。14年来，他一直对研究田鼠依恋的遗传基础感兴趣。“草原田鼠与其他混杂物种密切相关，但它们具有这些独特的社会行为，也支持了这种行为具有强大遗传成分的观点，”Manoli说。但直到现在，很少有研究小组对草原田鼠进行过基因操作（尽管这种操作现在在老鼠身上无处不在），部分原因是此类实验的难度。Manoli说，修补新动物的基因组总是需要“定制”技术。

经过多年尝试制造转基因田鼠，CRISPR最终的出现让Manoli创造出缺乏催产素受体基因的田鼠，允许他的实验室研究受体在上述行为中的作用。研究人员将 CRISPR-Cas9系统注入单细胞田鼠胚胎，切除催产素受体基因并用有缺陷的突变版本取而代之。由此产生的动物产生催产素，但在它们体内的任何地方都没有功能性催产素受体。然而，经过基因工程改造的田鼠表现出正常的育儿和亲子关系行为。它们产的奶比正常田鼠少，这意味着它们存活下来的后代数量较少，而那些存活下来的后代往往体重低于正常田鼠幼崽，但研究人员没有注意到其他发育或生理差异。

为了探索基因改造田鼠的潜在行为异常，研究人员进行了伴侣偏好分析。田鼠和它们的同性兄弟姐妹一起长大。成年后，科学家们将它们配对，将一只雌性和一只雄性放在笼子里一周。之后，田鼠被带到一个有三个隔间的不同房间里。研究人员将一只田鼠、它的配对伙伴和一只陌生的田鼠放在三个不同的房间里。田鼠的伙伴和不熟悉的田鼠都被拴在原地，而原来的田鼠可以在三个小时内进入所有三个腔室，在此期间，研究人员测量了它与配对伴侣在一起的时间与陌生田鼠在一起的时间田鼠。Manoli发现没有催产素受体的田鼠在一起的时间和正常的田鼠一样多，因此似乎形成了正常的“伴侣关系”。

研究人员并没有低估催产素对于形成社会纽带的重要性，而是指出了他们的工作与之前研究之间的主要区别。在之前的研究中，科学家们破坏了成年后的催产素信号，而在本次研究中，田鼠从一开始就没有催产素受体。因此，虽然论文作者表示他们还不明白为什么即使没有催产素受体，田鼠仍然可以形成“伴侣关系”，但研究人员推测田鼠会通过激活其他遗传回路来弥补发育过程中催产素的缺乏。在更复杂或更自然的环境中，田鼠可能会表现出一些社会缺陷。

催产素常用于治疗社交障碍。对田鼠的研究发现可以为上治疗提供部分解释。研究作者在论文中推测：由于催产素不是形成社会纽带所必需的，因此人们所经历的一些社会行为症状可能源于缺乏催产素受体的田鼠用来形成尚未发现的替代途径他们的附件。在这种情况下，激素可能不会对症状产生太大影响，因为它不是症状的根本原因，并且催产素的作用可能会根据早期经验而改变。

Manoli表示未来他想在更自然的环境中进行类似的研究，并采用一些已经在老鼠身上建立起来的工具来进一步了解在没有催产素的情况下社交记忆是如何形成的。他并没有低估这种激素治疗的潜力，而是说这项研究“为真正针对并更具体地进行干预”提供了机会，以应对存在社会缺陷的情况。

参考资料：

[1]Berendzen KM, Sharma R, Mandujano MA, et al. Oxytocin receptor is not required for social attachment in prairie voles. Neuron. 2022 Dec 28:S0896-6273(22)01084-4. doi: 10.1016/j.neuron.2022.12.011. Epub ahead of print. PMID: 36708707.

[2]https://www.the-scientist.com/news-opinion/monogamous-rodents-dont-need-love-molecule-to-pair-up-70924