以色列科學(xué)家發(fā)現(xiàn)秀麗隱桿線蟲神經(jīng)元性別差異,揭示神經(jīng)結(jié)構(gòu)與行為關(guān)聯(lián)新證據(jù)
以色列理工學(xué)院(Technion-Israel Institute of Technology)生物學(xué)院的研究團(tuán)隊近日在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)發(fā)表最新研究成果,首次發(fā)現(xiàn)一種單一神經(jīng)元在不同性別中呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)差異,并與性別特異行為相關(guān),為神經(jīng)性別差異研究提供新模型。
研究聚焦于一種微小的線蟲——秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)。該生物是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的重要模型,其全身細(xì)胞,包括302個神經(jīng)元在內(nèi),皆擁有固定的身份與發(fā)育路徑,為研究神經(jīng)結(jié)構(gòu)和行為之間的關(guān)系提供了獨(dú)特優(yōu)勢。與人類的男性與女性不同,秀麗隱桿線蟲擁有兩種性別:雄性和雌雄同體(具備自我繁殖能力)。
由Yael Iosilevskii博士與Menachem Katz博士領(lǐng)銜、Beni Podbilewicz教授實驗室主導(dǎo)的團(tuán)隊,聯(lián)合美國阿爾伯特·愛因斯坦醫(yī)學(xué)院(Albert Einstein College of Medicine)David H. Hall教授,專注研究一類名為PVD的感覺神經(jīng)元。該神經(jīng)元以其精致的樹狀結(jié)構(gòu)聞名,外形如“燭臺”(menorah),在雌雄同體中主要負(fù)責(zé)疼痛感知。
然而研究發(fā)現(xiàn),在雄性線蟲中,PVD不僅保留了類似的主干結(jié)構(gòu),還在尾部特殊的交配結(jié)構(gòu)“尾扇”(tail fan)中長出額外的分支。這些額外分支并非出現(xiàn)在尾扇的發(fā)育早期,而是在最后一次蛻皮、進(jìn)入成年期后迅速形成,與雄性即將開展交配行為的時間點(diǎn)高度一致。
進(jìn)一步實驗表明,如果雄性線蟲的PVD神經(jīng)元無法正常發(fā)育,其交配行為將表現(xiàn)遲緩、協(xié)調(diào)性下降。這一發(fā)現(xiàn)揭示了神經(jīng)結(jié)構(gòu)的性別差異(性別二型性,sexual dimorphism),不僅存在于細(xì)胞層面,更直接關(guān)聯(lián)到行為表現(xiàn)。
Podbilewicz教授表示:“秀麗隱桿線蟲的簡潔神經(jīng)系統(tǒng)讓我們能夠直接探問:單個神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)如何被性別決定?這種差異是否會影響行為?如今,我們可以肯定地說,是的?!?/p>
該研究為長期困擾神經(jīng)科學(xué)界的疑問提供了突破口:在人類大腦中是否存在類似性別差異?盡管人類擁有約750億個神經(jīng)元,單個細(xì)胞的差異難以追蹤,但這一研究證明,即便是單一神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)差異,也可能帶來行為層面的明顯影響。
研究團(tuán)隊認(rèn)為,這項發(fā)現(xiàn)不僅深化了我們對性別如何影響神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育與功能的理解,也為研究人類神經(jīng)系統(tǒng)中的性別差異,尤其是男女在抑郁癥、帕金森病等疾病易感性方面的差異,提供了基礎(chǔ)模型與新思路。
參考文獻(xiàn):Yael Iosilevskii et al, The PVD neuron has male-specific structure and mating function in Caenorhabditis elegans,?Proceedings of the National Academy of Sciences?(2025).?DOI: 10.1073/pnas.2421376122
編輯:周敏
排版:李麗


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