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David Anderson

加州理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)雄性小鼠大腦中具有罕見(jiàn)的、雄性小鼠獨(dú)有、區(qū)別于雌性小鼠的大腦細(xì)胞類型，而雌性小鼠也有獨(dú)門的雌性小鼠大腦細(xì)胞類型。這些性別特異的神經(jīng)細(xì)胞出現(xiàn)在控制著攻擊性和交配行為的大腦區(qū)域。

該研究是由 David Anderson實(shí)驗(yàn)室、 Seymour Benzer生物學(xué)教授、陳天橋雒芊芊腦科學(xué)研究學(xué)院神經(jīng)科學(xué)負(fù)責(zé)人和領(lǐng)席教授,霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員、和西雅圖的艾倫腦科學(xué)研究所的一個(gè)小組合作完成的。研究結(jié)果在線發(fā)表于10月17日的頂級(jí)雜志《Cell》。

“結(jié)果表明,哺乳動(dòng)物中雄性和雌性大腦之間存在基因表達(dá)差異的同時(shí)在細(xì)胞組成上也有差異，但這些差異是微妙的,和它們的功能意義還有待研究,”Anderson說(shuō)。

大腦種有許多不同類型的細(xì)胞，比如負(fù)責(zé)傳遞信號(hào)的神經(jīng)元和具有支持神經(jīng)功能的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。盡管所有這些細(xì)胞含有相同的一組基因,或基因組,不同類型的細(xì)胞之間的區(qū)別在于它們?cè)谌绾伪磉_(dá)這些基因。作為一個(gè)類比,我們可以把每個(gè)細(xì)胞的基因組想象成為88鍵鋼琴。每個(gè)細(xì)胞不會(huì)使用全部88個(gè)鍵。因此,細(xì)胞使用的鍵的子集就決定了它“扮演”哪個(gè)類型的細(xì)胞。

在包括人類的所有脊椎動(dòng)物大腦中，下丘腦是一個(gè)基礎(chǔ)性的區(qū)域。先前的研究已經(jīng)表明在在下丘腦一個(gè)特定的分區(qū)——稱為下丘腦腹內(nèi)側(cè)腹外側(cè)分區(qū)(VMHvl，ventrolateral subdivision of the ventromedial hypothalamus）——包含控制攻擊性和交配行為的細(xì)胞。在研究中,強(qiáng)烈刺激雄性和雌性小鼠的這些神經(jīng)元可立即導(dǎo)致動(dòng)物變得具有攻擊性,即使沒(méi)有受到任何威脅。然而,弱刺激則引起小鼠開(kāi)始交配行為。

在這個(gè)由加州理工學(xué)院研究生Dong-Wook Kim領(lǐng)導(dǎo)的研究中,研究人員檢查了VMHvl區(qū)內(nèi)單個(gè)細(xì)胞的基因表達(dá)。通過(guò)先進(jìn)的轉(zhuǎn)錄組技術(shù)可以枚舉識(shí)別出一個(gè)細(xì)胞所含的RNA轉(zhuǎn)錄本，可以通過(guò)這些信息對(duì)不同的細(xì)胞類型進(jìn)行區(qū)分。先前的研究只能檢查每個(gè)細(xì)胞中10%的轉(zhuǎn)錄本，而這項(xiàng)研究著眼于更高比例的轉(zhuǎn)錄本。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)僅這個(gè)小區(qū)域里就存在有17種不同類型的腦細(xì)胞。更重要的是,檢測(cè)基因表達(dá)的模式結(jié)果顯示,17種細(xì)胞類型中一些在雄性小鼠中比在雌性小鼠中豐富得多，而另一些僅在雌性小鼠中發(fā)現(xiàn)。

眾所周知,不同性別的小鼠有不同的基因表達(dá)模式——基因表達(dá)模式也可以告訴你小鼠性別。但是這是首次在哺乳動(dòng)物大腦中發(fā)現(xiàn)性別特異的細(xì)胞類型。當(dāng)細(xì)胞與細(xì)胞之間存在大量基因簇表達(dá)差異時(shí)，細(xì)胞會(huì)被認(rèn)為是不同的類型。

未來(lái)的工作將嘗試確定這些不同的細(xì)胞類型的功能。