科学家在核心亲属关系中发现了神经递质和微观调节器

来源：

加利福尼亚大学圣地亚哥分校

梗概：

在长达8年的研究中，生物学家已经确定了社会偏好的细胞和分子基础，即动物王国中的“印记”。通过体内实验，研究人员发现了亲属吸引和厌恶的神经根源。他们还利用遗传学筛查来发现控制这种行为的监管机构。这项研究有助于了解动物和人类的社会吸引力和厌恶感。

一只小羊羔和它的家人分开。不知何故，在一群看起来几乎完全相同的羊群中，走丢的小羊羔找到了家人。鲑鱼游到广阔的海域，然后以不可思议的准确度找回它们的产卵之处。

科学家们早就知道这种动物亲缘关系，也就是所谓的“印记”，但它们背后的机制隐藏在细胞和分子水平的黑盒子里。现在，加州大学圣地亚哥分校的生物学家们已经解开了这些谜团中的关键元素，从而理解了一些动物动物和人类的社会吸引力和厌恶情绪。

来自加州大学圣地亚哥分校医学院精神病学系的大卫·杜克斯（Davide Dulcis）和生物科学系的焦耳达诺·里皮（Giordano Lippi）达尔文·伯格（Darwin Berg）和尼克·斯皮策（Nick Spitzer）和他们的同事在2017年8月31日的《神经元》杂志上发表了他们的研究结果。

在长达8年的一系列神经生物学研究中，研究人员对幼虫蛙(蝌蚪)进行了研究，科学家已经知道这些蛙类是与家族成员一起游泳的。研究人员将研究重点放在家族嗅觉信号或亲属气味上，研究人员确定了出生两到四天的蝌蚪选择与家人一起游泳而不是非家人的机制。他们的测试还发现，那些早期在家庭成员外形成气味的蝌蚪也倾向于与产生气味的群体一起游泳，将他们的社会偏好扩展到他们自己的真实亲属之外。

研究人员发现，这种变化根源在于一种被称为“神经递质转换”的过程，这是由斯皮策首创的大脑研究领域，在精神兴奋剂和病态大脑的背景下，由杜卡斯进一步研究。多巴胺神经递质在正常家庭亲缘关系中处于较高水平，但在人造气味亲属或“非亲缘”吸引力的情况下切换到GABA神经递质。

“在相反的条件下，有明显的神经递质转换信号，所以现在我们可以看到这些神经传递素确实控制着特定的行为，”副教授杜卡斯说。“你可以想象这对社会偏好和行为有多么重要。我们在人际关系中有先天的反应，包括坠入爱河，决定是否喜欢某人等等。我们使用各种各样的线索，这些气味可以成为社会偏好的一部分。”

科学家们将这项研究深入到更深层次，在基因层面上了解这种机制是如何展开的。

测序分离了两个关键的微小核糖核酸（microRNA），这是参与协调基因表达的分子。通过筛选数百种可能性，他们发现了microRNA - 375和microRNA - 200b，是调节神经递质转换吸引力和厌恶情绪的关键调节器，影响了Pax6和Bcl11b的基因的表达，最终控制了蝌蚪的游泳行为。

“MicroRNAs是这份工作的理想人选，”里皮说，他是该系神经生物学部门的Berg实验室的一位项目科学家。“它们是转录后的抑制因子，可以针对数百种不同的信使核糖核酸（mRNA）进行整合，以整合特定的基因程序，并触发发育的开关。”

这项研究于2009年开始，多年来不断扩大规模和范围。这篇论文的审稿人对这个项目的广度印象深刻，其中一位称赞作者“是这个既有趣又全面的研究的英雄”。

“不管是与工作场所的人，还是家庭和朋友进行社会互动，都有许多决定因素，”斯皮策说，他是生物科学系的杰出教授，阿特金森家族的主席，也是加州大学圣地亚哥分校的科维利大脑和思维研究所的联席主任。“作为人类，我们是复杂的，我们有多种机制来实现社会联系，但似乎这一机制在某种程度上通过嗅觉刺激改变了社会偏好的反应。”