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男性和女性老鼠的大脑具有不同的神经元

加州大学医学院研究人员的一项新研究发现,雄性和雌性之间的差异实际上可能源于神经生物学,至少对于小鼠而言,这是神经生物学的根源。该研究发现,雄性小鼠独有的罕见脑细胞类型以及雌性小鼠独有的其他类型。有趣的是,在控制侵略和交配行为的大脑区域发现了这些性别特异性细胞。这项引人入胜的新研究的发现最近发表在《细胞》杂志上,标题为“ 控制社会行为的下丘脑节点中的细胞类型的多峰分析 ”。

男性和女性老鼠的大脑具有不同的神经元

高级研究人员David Anderson博士指出:“研究结果表明,在哺乳动物的大脑中,男女大脑在细胞组成和基因表达水平上存在差异,但是这些差异是微妙的,其功能意义尚待解释。” ,霍华德·休斯医学研究所教授和研究员,以及天桥和陈慧仪神经科学研究所所长。

大脑中有许多不同类型的细胞,例如传递信号的神经元和支持神经功能的神经胶质细胞。尽管所有这些细胞都包含相同的一组基因或基因组,但是细胞的类型在表达这些基因的方式方面有所不同。打个比方,人们可以将基因组想象成每个单元中的88键钢琴。每个单元都不使用全部88键。因此,单元“播放”的键的子集决定了单元的类型。

下丘脑是在包括人类在内的所有脊椎动物中发现的大脑的基本区域。先前的研究表明,下丘脑的一个特定的解剖部分,称为腹膜下丘脑的腹侧部分(VMHvl),包含控制侵略和交配行为的细胞。在这些研究中,即使在没有任何威胁的情况下,雄性和雌性小鼠中这些神经元的强烈刺激也会立即使它们变得具有攻击性。但是,弱刺激导致小鼠开始交配行为。

这组作者写道:“我们使用两个独立的平台SMART-seq(约4,500个神经元)和10x(约78,000个神经元)进行了单细胞RNA测序,并分别研究了转录组身份与轴突预测或行为激活之间的对应关系。” “规范相关分析(CCA)确定了17个转录组类型(T型),包括几个性二态簇,其中大多数通过seqFISH验证。立即的早期基因分析确定了对入侵者雄性和雌性表现出优先反应的T型,但仅是行为特异性激活的罕见例子。出乎意料的是,许多VMHvl T型包含具有不同投射目标偏好的混合神经元群体。”

在这项新工作中,加州理工学院的研究人员检查了VMHv1中单个细胞的基因表达。这可以通过先进的转录组学技术来实现,该技术可以枚举并鉴定细胞所含的RNA转录本。然后,此信息可用于分类不同的小区类型。以前的研究只能检查每个细胞中10%的转录本,而这项研究只研究了更大比例的转录本。研究小组发现,仅在这个微小区域中就有17种不同类型的脑细胞。此外,对基因表达模式的检查表明,雄性小鼠中这17种细胞类型中的某些比雌性中的丰富得多,而其他仅在雌性中发现。

众所周知,两种小鼠性别中都表达了不同的基因(实际上,一项基因测试可以告诉您小鼠是雄性还是雌性),但这是首次发现哺乳动物大脑中具有性别特异性的细胞类型。当大簇基因的表达因细胞而异时,细胞被认为是不同的类型。

作者总结说:“总体而言,令人惊讶的是,几乎没有VMHvl T型表现出与特定于行为的激活和连通性明显的对应关系。”

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