Cell：破解百年难题！骆利群院士等团队合作发现雄/男性交配行为的神经回路

雄性的性行为是天生的，而且是有益的。尽管它在生殖中处于中心地位，但控制先天雄性性行为和奖励的分子特定神经回路仍有待研究。

2023年8月11日，斯坦福大学Nirao M. Shah及骆利群合作在Cell 在线发表题为“A neural circuit for male sexual behavior and reward”的研究论文，该研究发现了一个神经回路，这是雄性交配所必需和充分的。该回路将化学感觉输入连接到BNSTpr^Tac1神经元，后者支配POA^Tacr1神经元，POA^Tacr1神经元投射到调节运动输出和奖励的中心。

上位性研究表明，BNSTpr^Tac1神经元位于POA^Tacr1神经元的上游，BNSTpr^Tac1在配偶识别后释放P物质，通过Tacr1激活POA^Tacr1神经元，从而启动交配。POA^Tacr1神经元的实验激活触发了交配，即使在性满足的雄性中也是如此，这是有益的，引发了多巴胺的释放和这些细胞的自我刺激。总之，该研究揭示了一种分子指定的神经回路，它区分性别，由化学感觉通路支配，执行交配而不是攻击的运动程序，并支配性冲动和奖励。

交配是一种基本的社会行为，在发育过程中与大脑联系在一起，无需事先经验就能完成。这种天生的程序使动物能够在性成熟时繁殖，如果遇到潜在的配偶很少，这种程序尤其有利。事实上，野生老鼠是独居的，单个雄性可以占据大片领土，未交配过的雄性与雌性交配。尽管小鼠发育模式过程的实验可追溯性，但控制雄性交配的分子特定神经回路仍有待确定。

化学感觉线索对于发现潜在伴侣和引发性行为至关重要。雄性BNSTpr^Tac1神经元利用化学感觉线索来区分性别，并指导雌性的交配和雄性的攻击。其他神经元群对雄性交配也很重要，包括下丘脑的视前区(POA)，它们的分子身份仍有待确定，它们既调节交配也调节攻击。事实上，精确定位控制雄性交配但不控制攻击性的神经元一直是一项挑战。这些发现导致了一个模型，在这个模型中，交配、攻击和其他社会行为是由一组共同的大脑区域调节的，包括终纹床核的主核(BNSTpr)和POA，因此这些行为是作为网络的紧急输出而产生的。最后，大多数关于交配的研究都是在性经验丰富的雄性中进行的。最近对这些神经元群的研究表明，它们对内部状态和社会经验的反应具有显著的可塑性，因此很难辨别它们对先天交配表现的贡献。

文章模式图（图源自Cell ）

考虑到交配对繁殖的首要作用，神经回路也必须产生交配的欲望。这种性动机促进了求偶，雄性啮齿动物会忍受足部电击来接近雌性。多巴胺能通路调节性欲，但这些通路如何影响促进交配的回路却知之甚少。

性行为是有益的，可能是作为一种提高繁殖能力的手段，但神经回路是如何实现这一目标的却难以捉摸。此外，尚不清楚这些神经通路是否特定于与交配相关的奖励。经典的神经元自我刺激研究表明，大脑中存在着一个用于交配的“快乐中心”，这个快乐中枢的身份以及它与交配回路的关系仍有待确定。

该研究结合分子遗传学、神经元活动监测和功能研究来解决这些长期存在的问题。该研究揭示了一种分子指定的神经回路，它区分性别，由化学感觉通路支配，执行交配而不是攻击的运动程序，并支配性冲动和奖励。

参考消息：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00798-5