Neuron：动物交配行为为何能按部就班？清华大学刘清华团队合作揭示雄性性行为转变神经机制

男性性行为连续转变的神经机制，在很大程度上仍未被探索。

2025年3月19日，清华大学刘清华、日本筑波大学Katsuyasu Sakurai、Takeshi Sakurai共同通讯在Neuron在线发表题为“Sequential transitions of male sexual behaviors driven by dual acetylcholine-dopamine dynamics”的研究论文，该研究揭示了明由乙酰胆碱-多巴胺双重动力学驱动的男性性行为的顺序转变。

该研究报告了伏隔核腹侧壳中的乙酰胆碱(ACh)-多巴胺(DA)动力学调节雄性小鼠的这些性转变。在导入过程中，vsNAc表现出独特的双ACh-DA节律模式，通过烟碱样ACh受体(nAChRs)和DA D2受体(D2Rs)在ACh和DA信号传导之间的相互调节而产生。vsNAc中胆碱乙酰转移酶(ChAT)或D2R的敲低减少了插入和射精的发生。光遗传学操作证明DA信号通过抑制D2RvsNAc神经元维持性行为。此外，ACh信号传导通过诱导DA节律的减慢来促进安装和插入的启动，并促进插入-射精的过渡。总之，这些发现揭示了vsNAc中协调的ACh-DA动力学在编排男性性行为的顺序转变中起着关键作用。

在哺乳动物中，当雄性遇到发情期的雌性时，它们会进行一系列刻板的性行为。雄性性行为的序列包括求偶(欲望)行为，如嗅嗅和追逐，随后是交媾(圆满)行为，如啮齿动物的交配、插入和射精。这些连续性行为的适当表达不仅被认为是雄性吸引力的衡量标准，而且对成功完成性行为也很重要。有人认为，每个性行为序列都受独特的神经元机制调节。例如，内侧视前区(MPOA)与交配行为有关，而伏隔核(NAc)被认为与欲望行为有关。然而，最近的研究表明，MPOA控制区和NAc可能促进男性性行为的学习和强化。因此，性行为代表了一系列复杂的行为，涉及多个大脑区域的协同工作。然而，控制这些性行为顺序转变的神经机制，特别是从交配到射精的转变，仍然知之甚少。

越来越多的研究表明，多巴胺(DA)信号是性动机和性行为的主要驱动力。此外，在视前区(POA)或黑质注射胆碱能激动剂改变了啮齿类动物射精前的插入次数或频率，暗示了乙酰胆碱的调节作用。然而，这些神经递质(NTs)在何处以及如何相互作用并调节男性性行为仍不清楚。早期的微透析研究已经检测到大鼠雄性性行为期间NAc中细胞外DA的总体增加。最近的光纤光度学研究使用高时间分辨率G蛋白偶联受体激活型(GRAB)DA传感器记录了雄性小鼠在插入和射精期间DA水平的瞬时增加。由于先前的研究没有表明NAc在性行为调节中的关键作用，尚未仔细研究雄性性行为期间NAc中DA动态的调节机制和功能意义。

机理模式图（图源自Neuron）

该研究发现NAc腹壳(vsNAc)中的实时DA动态与雄性小鼠性行为的顺序转变密切相关。在传入过程中观察到vsNAc中双重ACh-DA节律的独特特征。离体脑切片成像和计算模型显示，双重ACh-DA节律是由ACh和DA信号分别通过nAChR和D2R受体的相互调节产生的。通过对ACh和DA释放到vsNAc的光遗传操作，证明了vsNAc中的双重ACh和DA动力学协同驱动雄性交配行为的顺序转变。这项研究揭示了调节射精的大脑区域，超出了脊柱机制。

参考信息：

https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(25)00080-7