站長資訊網(wǎng)頂尖學術期刊《細胞》新近上線的一篇論文中，神經(jīng)科學家?guī)砹擞嘘P腦細胞性別差異的一項研究結果。據(jù)研究機構的新聞介紹，這是科學家“首次在哺乳動物的大腦中發(fā)現(xiàn)細胞類型有性別差異”。有趣的是，這些細胞所在區(qū)域是控制攻擊行為和交配行為的腦區(qū)。
此次研究由加州理工大學的神經(jīng)生物學家David Anderson教授領銜，與其多位同事以及艾倫腦科學研究所(Allen Institute for Brain Sciences)展開合作。
我們知道，同一個個體內(nèi)的所有細胞都包含同樣的基因藍圖。不過，細胞的類型多種多樣，例如在大腦中，就有各種神經(jīng)元和不同的膠質(zhì)細胞。這是因為，不同細胞內(nèi)制造出產(chǎn)物的基因組合各有不同。
有人說基因組就像鋼琴的88個琴鍵，每個細胞彈奏不同的鍵(基因)就有了不同的聲音(細胞類型);有人說基因表達模式就像食譜，細胞挑選和組合不同的食材(基因)可以做出不同的風味(細胞類型)。因此，通過分析細胞類型，“理解大腦中細胞的多樣性，對于研究神經(jīng)功能和功能障礙至關重要。”研究者在論文中說。
下丘腦
這項研究中，科學家們關注的腦區(qū)是。這個部位執(zhí)行許多事關生死的基本功能，比如“食”和“色”，所有脊椎動物的大腦中都有下丘腦。其中有一個特殊的分區(qū)，稱為下丘腦腹中側核(VMH)，其腹外側分支(VMHvl)與動物的進攻行為緊密相關。
曾經(jīng)有研究者對小鼠VMHvl部位的神經(jīng)元給予電刺激，看看小鼠會出現(xiàn)什么行為。當刺激強度很大時，這些小鼠，無論是原本好斗的雄鼠還是原本溫順的雌鼠，都會變得充滿進攻性，哪怕面前并沒有出現(xiàn)任何威脅。而在刺激強度較小時，這些小鼠出現(xiàn)了交配行為。
因此，科學家們對這個控制相愛和相殺的VMHvl區(qū)域很感興趣。為了確定這里的腦細胞由哪些類型組成，研究者分別采用了兩種先進的單細胞RNA測序技術：SMART-seq和10x genomics平臺。據(jù)介紹，相比過去只能檢查到每個細胞中10%的轉錄RNA信息，現(xiàn)在這項研究可以觀察到更高的比例。
研究人員總共對8萬多個VMHvl神經(jīng)元進行了測序，同時還分析了基因表達模式與神經(jīng)投射、行為激活之間的關系。他們發(fā)現(xiàn)，小鼠的這一小塊腦區(qū)盡管只包含4000個神經(jīng)元，但可以分出17個不同的細胞類型。
令人意外的是，這些基于基因表達的細胞類型并不完全與它們的神經(jīng)投射、激活的行為有一一對應關系，但有少數(shù)幾種類型只被特定的行為激活，比如只被交配行為激活，或是只被社交恐懼行為激活。
在不同性別的小鼠大腦中，研究人員也發(fā)現(xiàn)VMHvl區(qū)的細胞類型有所差別。雄性小鼠中的細胞類型更為多樣，而有一些類型只發(fā)現(xiàn)存在于雌性小鼠腦中。
▲考察不同轉錄組類型的細胞與雌雄、雄雄間的行為激活的對應關系(圖片來源：參考資料[1])
“我們的研究結果表明，哺乳動物大腦在細胞組成和基因表達水平上存在雌雄差異。”Anderson教授說，“但這些差異很細微，在功能上是否有重要差異還有待解釋。”
值得一提的是，VMHvl的神經(jīng)細胞不僅控制進攻和交配等社交行為，有證據(jù)表明，它們與個體的代謝功能有關。所以，研究者在論文最后特別指出，此處細胞類型的性別差異，或許還為男女在肥胖上的差別提供了進一步探究的線索。
