大脑基因“冰山一角”之差,决定了公鼠、母鼠大不同?

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男性、女性的性格及能力差异,究竟是大脑生理构造主导,还是因社会环境分化养成,向来是引人讨论的议题。过去科学家已知道性激素是造成性别差异的主因,但是对于性激素如何影响大脑及神经系统运作仍不清楚。

近期史丹佛大学医学院(Stanford University School of Medicine)团队比较公鼠、母鼠大脑,发现有超过 1,000 组基因活性差异,这些基因表现与雌激素(estrogen)作用相关;和人类相比,老鼠的性别分化受社会环境影响程度低,这也更确认生物大脑的性别差异受生理构造影响。

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公鼠、母鼠大脑 1,415 组基因“冰山一角”差异

这项发布于《Cell》研究比较公鼠、母鼠大脑细胞,发现两性别之间存在 1,415 组基因差异,这些基因与典型的性别关联行为紧密相关,包含评价、交往、交配、厌恶(rating, dating, mating, hating)四种行为,而有表现上述细胞仅占老鼠大脑细胞不到 0.0005% 的冰山一角。

发情周期影响母鼠大脑运作

此外,母鼠的大脑基因表现也随着动情周期(estrous cycle)阶段不同,表现出 600 组以上基因活性差异,其中数百个基因更是只受到动情周期调节其活性。也就是说,雌激素扮演左右大脑的性别差异重要因素。

研究团队所辨认出以上与性别相关的大脑功能差异,都是哺乳动物也共有的特征。他们进一步提出,这些差异会体现在精神异常的机率上。

性别影响精神异常机率差异

普遍而言,男性发生自闭症的机率约为女性的 4 倍。在 207 个已知与自闭症相关基因中,研究团队指出其中 39 个在公鼠脑中较活跃、而有10 个在母鼠脑中较活跃。但罹患阿兹海默症(Alzheimer’s disease)的性别差异,则是母鼠相关基因表现量较高。

上述提及母鼠大脑功能随动情周期(人类则是月经周期)变化,研究人员也发现这导致老鼠的偏头痛、癫痫发作、精神疾病的频率,在动情周期中会有所不同。

“老鼠不等于人类,但有足够证据显示两物种类似的大脑细胞类型,也在性别相关的典型社交差异表现上发挥作用。”史丹佛大学精神及行为科学研究所教授、也是本研究计画主持人 Nirao Shah 教授说道。

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参考资料:
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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