大腦基因「冰山一角」之差,決定了公鼠、母鼠大不同?

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男性、女性的性格及能力差異,究竟是大腦生理構造主導,還是因社會環境分化養成,向來是引人討論的議題。過去科學家已知道性激素是造成性別差異的主因,但是對於性激素如何影響大腦及神經系統運作仍不清楚。

近期史丹佛大學醫學院(Stanford University School of Medicine)團隊比較公鼠、母鼠大腦,發現有超過 1,000 組基因活性差異,這些基因表現與雌激素(estrogen)作用相關;和人類相比,老鼠的性別分化受社會環境影響程度低,這也更確認生物大腦的性別差異受生理構造影響。

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公鼠、母鼠大腦 1,415 組基因「冰山一角」差異

這項發佈於《Cell》研究比較公鼠、母鼠大腦細胞,發現兩性別之間存在 1,415 組基因差異,這些基因與典型的性別關聯行為緊密相關,包含評價、交往、交配、厭惡(rating, dating, mating, hating)四種行為,而有表現上述細胞僅佔老鼠大腦細胞不到 0.0005% 的冰山一角。

發情週期影響母鼠大腦運作

此外,母鼠的大腦基因表現也隨著動情週期(estrous cycle)階段不同,表現出 600 組以上基因活性差異,其中數百個基因更是只受到動情週期調節其活性。也就是說,雌激素扮演左右大腦的性別差異重要因素。

研究團隊所辨認出以上與性別相關的大腦功能差異,都是哺乳動物也共有的特徵。他們進一步提出,這些差異會體現在精神異常的機率上。

性別影響精神異常機率差異

普遍而言,男性發生自閉症的機率約為女性的 4 倍。在 207 個已知與自閉症相關基因中,研究團隊指出其中 39 個在公鼠腦中較活躍、而有10 個在母鼠腦中較活躍。但罹患阿茲海默症(Alzheimer’s disease)的性別差異,則是母鼠相關基因表現量較高。

上述提及母鼠大腦功能隨動情週期(人類則是月經週期)變化,研究人員也發現這導致老鼠的偏頭痛、癲癇發作、精神疾病的頻率,在動情週期中會有所不同。

「老鼠不等於人類,但有足夠證據顯示兩物種類似的大腦細胞類型,也在性別相關的典型社交差異表現上發揮作用。」史丹佛大學精神及行為科學研究所教授、也是本研究計畫主持人 Nirao Shah 教授說道。

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參考資料:
1. https://med.stanford.edu/news/all-news/2022/01/mice-gene-activation-brain-sex-differences.html
2. Cell, 2021; https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)01494-X?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS009286742101494X%3Fshowall%3Dtrue

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