科研进展

饶毅研究组:群养社会经历影响动物打架行为。

2011-11-30    点击:

饶毅研究组:群养社会经历影响动物打架行为。社会经历可以影响动物的各种行为。比如,对于多数动物,采取单独饲养或群体饲养方式会明显影响动物的争斗性。独养长大的动物相遇时打架多,群养长大的动物打架相对较少。对于高等动物(包括人),群养长大的也比独养长大的冲突少,相关生物学机理不明,起作用的分子、细胞就更不清楚。生命中心饶毅研究组,在2011年6月《自然神经科学》发表的《Social regulation of aggression by pheromonal activation of Or65a olfactory neurons in Drosophila》科研论文,以果蝇为对象,研究了群养的社会经历对果蝇打架行为的影响,并提示了第一个可以用来减低打架的化学分子。

研究发现群养果蝇之间会发送一个称为cVA的挥发性外激素分子,作用于另一果蝇的嗅觉系统,通过后者含Or65a受体的嗅觉感受神经元(ORNs),来抑制打架。在神经生物学上还有趣地发现:同一个外激素分子(cVA),在不同时程作用于不同受体神经细胞(Or65a和Or67d ORNs),最后起到相反的作用效果。即短时间急性给予cVA通过Or67d ORN增加果蝇打架,而长时间慢性给予cVA激活Or65a ORN减少打架。进一步研究发现,cVA的作用,除了需要嗅觉神经元输入,还需要第二级信息处理区域的中间神经元,才能介导cVA对打架的抑制。

外激素是同种动物个体之间进行交流的重要信号分子。在调节动物生理和行为方面起着重要作用。果蝇的外激素主要是分布在表皮的烃类物质。cVA化学全名为11-cis-vaccenyl acetate,是唯一已知的成年雄蝇特异的挥发性外激素。以前只知道外激素分子cVA通过Or67dORN刺激雄性打架、诱导雌性接受雄性、抑制雄性对雄性的交配企图,没有预计cVA还能抑制雄性打架。而现在还知道cVA能抑制和增加雄性打架靠的是不同的时程和不同神经元。

饶毅研究组通过实验发现:一方面cVA作用时程不同,激活的神经元不同,对打架的作用也相反。当Or67dORN被杀死或是暂时失活,果蝇的攻击水平大大降低;而即时升高Or67dORn的活性则可以使果蝇更好斗。另一方面,长时程cVA曝露会抑制雄蝇的打架。一般而言独养雄蝇比群养雄蝇更为好斗,但独养雄蝇如果长期接触到群养雄蝇的气味,他们的攻击水平会降低。进一步实验表明,Or65aORN介导了 cVA减少打架的作用。在长时程cVA曝露期阻断Or65a ORN的递质传递,就会去除到长时程cVA的打架抑制效应。在独养果蝇中,如果人为地长期升高Or65aORN的活性,可以模拟cVA长期曝露的效果,使果蝇的攻击水平降低。

研究结果表明Or67d和Or65a这两条嗅觉通道可能存在中间神经元参与果蝇攻击行为的可塑性调节。但中间神经元如何介导这两个嗅觉通道之间的侧向抑制有待于进一步的深入研究。