日本东京大学研究生院农学生命科学研究科的大久保范聪教授与西池雄志(研究当时为研究生)等人的研究团队,与大学共同利用机关法人自然科学研究机构基础生物学研究所及大阪大学共同发表研究成果称,成功阐明了雄性大脑大量产生雌性激素的意义。研究发现,雄性大脑内产生的雌性激素能通过增强大脑对雄性激素的敏感性,促进雄性特有行为的形成。研究发现,当雄性青鳉鱼大脑无法产生雌性激素后,其对雌性的求偶行为显著减少,对其他雄性的攻击性也随之下降。相关研究成果已发表在期刊《eLife》的1月13日刊上。
图1:大脑无法产生雌性激素的雄性对雌性的求偶行为显著减少
正常雄性和大脑无法产生雌性激素的雄性(图中的突变雄性)对雌性求偶频率及交接(哺乳动物的交配)频率的比较(供图:东京大学)
雌性激素(雌激素)对雌性至关重要,主要由卵巢分泌,对卵子的发育等发挥着重要作用。然而雄性大脑中也大量分泌雌性激素的原因,长期以来一直是个谜。在脊椎动物中,雄性特有的行为被认为与雄性激素密切相关。在大多数物种中,普遍认为雄性特有的行为并不需要雌性激素。
为此,研究人员运用人工诱变技术的TILLING法,观察了因基因突变导致大脑无法产生雌激素的青鳉鱼后代的行为表现。
结果发现,这些雄鱼对雌鱼的求偶行为及对其他雄鱼的攻击性显著降低。当向这些雄鱼补充雌激素后,其对雌鱼的求偶行为恢复至正常雄鱼水平。
此外,研究还表明,脑内产生的雌性激素具有增加社会行为相关大脑区域中雄性激素受体(激活后可引发多种雄性特有行为与特征)数量的作用。该作用会增加与求偶及攻击行为相关的脑内激素的合成。而无法在脑内产生雌性激素的雄性个体中,这些脑内激素的合成量显著降低。
上述发现表明,雄性大脑中产生的雌性激素通过增强大脑对雄性激素的敏感性,从而诱发雄性特有的行为。
大久保教授表示:“通常被认为对雌性至关重要的雌性激素为何会在雄性大脑中大量生成?对于这一长期存在的疑问,我们很高兴能够给出了答案。雄性激素要在大脑中发挥作用,引发雄性特有的求偶行为和攻击行为,必须先由雌性激素在大脑中起作用,为雄性激素的有效作用铺垫基础。对于这个出乎意料的机制,我们也感到很惊讶。”
原文:《科学新闻》
翻译:JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊:eLife
论文:Brain-derived estrogens facilitate male-typical behaviors by potentiating androgen receptor signaling in medaka
DOI:10.7554/eLife.97106.4

