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老鼠怕猫只因爱情激素 精选

已有 15189 次阅读 2013-6-3 18:02 |个人分类:生活点滴|系统分类:科研笔记| 基因, 老鼠

老鼠天生怕猫原来决定于一个基因,将这个基因突变,老鼠就不再怕猫。这个基因是负责嗅觉的一个受体基因,这个受体是专门感受一种味道的,这种味道是一种化学物质是苯乙胺。

苯乙胺Phenethylamine也是一种神经递质,曾经有学者认为Phenethylamine这种物质是负责爱情的神经递质。哥伦比亚大学精神病学家MichaelR. Liebowitz,他是焦虑诊所的创始人,在1983,写过一本畅销书《爱的化学》,这本书中声称巧克力中因为含量大量苯乙胺,而苯乙胺又是爱情神经递质,所以吃巧克力能让人产生爱的感觉,或者可以延长爱情的寿命,这种有趣的观点当是非常流行,纽约时报曾经就这个问题进行了专门报道(现在有个所谓爱情理论就是“巧克力爱情理论”)。不过随着研究得深入,人们发现,吃巧克力并不会让脑内这种物质增加,因为这种物质在消化道内可以被单胺氧化酶降解,发挥不了所谓爱情的作用。不过苯乙胺本身确实在脑内可以发挥重要作用,几乎可以和内啡肽作用类似,一些成瘾性药物如摇头丸就是和这种神经递质有关系。

苯乙胺的注入会提升细胞外液中多巴胺的水平,同时抑制多巴胺神经活化(neuronfiring)。它也能调整正肾上腺素传导(noradrenergictransmission)。它与γ-氨基丁酸相互对抗。低细胞外水平时常时会出现注意力不足过动症[7]与忧郁症,而水平过高时则会出现精神分裂症。这个现象和过低的多巴胺会引起注意力不足过动症与忧郁症,而过高的多巴胺会引起精神分裂症的状况相关。

现在科学家竟然发现这种物质的受体是决定老鼠怕猫的最重要基础,这不得不让人吃惊。如果这种受体确实那么重要而且专一,那么只要喷一些苯乙胺,就可以代替猫把老鼠吓走,也许可以作为一种防范老鼠得手段。

心理应激动物模型十分难作,既然这种受体具有如此特殊性,可以用这种办法制备心理应激得动物模型,只需要定期给老鼠嗅一下这种物质,就可以研究动物受到心理应激后得反应。

相关阅读:科学家发现去,掉一个基因,可以让老鼠不再怕猫。当老鼠嗅到猫的存在,它会本能地躲避猫,以免成为盘中餐。那么老鼠是如何做到的?美国西北大学一项关于嗅觉受体的研究表明,造成“老鼠怕猫”行为的关键,就是一个基因。

神经生物学家托马斯•波扎(ThomasBozza)领导的研究团队发现,敲除老鼠的一个嗅觉受体基因,就会造成其行为上的变化。TAAR4,这个基因编码一个受体,这个受体对食肉动物尿液中一种丰富的化学物质产生应答。正常的老鼠具有本能地避开捕食者气味的能力,相反,缺少TAAR4基因的老鼠则不会。

这项428日发表在Nature的研究,让我们对嗅觉有了新的理解:仅仅是一个基因之差,结果就会大不同。

与视觉相比,我们对嗅觉受体的研究非常少。色觉的产生依赖于眼中感觉神经元的三种光敏受体的协同作用。如果其中一种光敏受体产生突变,就会造成色盲。“要理解这三种光敏受体的重要性以及其进化历程并不困难,但嗅觉系统更为复杂。”波扎说道,他是这项研究的作者,同时也是温伯格文理学院的神经生物学助理教授。

人类有三种色觉受体,而嗅觉受体相关基因则有380个,老鼠甚至有1000多个嗅觉受体基因。而且,咖啡香味和香水这些普通的气味往往就能激活很多嗅觉受体。波扎说:“在嗅觉研究领域,人们有一个普遍共识,缺少一个嗅觉受体基因是不会对嗅觉造成严重影响的。”波扎和他的同事希望验证这一假设,他们通过基因手段去除一类特定的受体基因,这类受体是“追踪胺类物质”的受体。

波扎的团队发现,TAAR基因对胺类物质极为敏感,这类胺类物质在生物体内广泛存在,并且主要存在于腐烂物质和代谢物中。老鼠和人一样,都会本能地避开这些难闻腥臭的胺类物质。

波扎团队的博士后亚当•德文(本研究的第一作者)以及硕士罗德里格•帕西菲科,他们培育出了缺少所有14TAAR基因的老鼠。发现,这些老鼠不再反感胺类物质。随后,研究者仅仅只敲除TAAR4基因,TAAR4基因编码的受体仅对苯乙胺做出应答,苯乙胺是一种在食肉动物尿液中含量很高的物质。有趣的是,缺少TAAR4的老鼠不会对苯乙胺做出应答,换句话说,它们不再害怕嗅到猫的尿液,但对其他胺类物质却没有此反应。“看到这样的选择应答真是太激动人心了,只要敲除老鼠的一个嗅觉受体基因,就能改变它们的行为。”德文说。

 

到目前为止,研究人员发现的所有的哺乳动物中都存在TAAR基因,人类也一样。“事实上,这么多动物保留有TAAR基因,这就意味着这类基因对于我们的生存十分重要。”波扎说。

我们认为TARR基因能使动物对胺类物质十分敏感。另外,TAAR基因对人类的作用也许是让我们避开富含胺类的腐烂物质。确切地说,TAAR基因的作用机理或许是向大脑的特定区域传递信号,这些区域与动物的反感逃避行为有关。

波扎团队近期发现,人类鼻子中表达TAAR基因的神经元与嗅球的特定区域连接,嗅球是脑中接收嗅觉信号的第一站。这项研究表明,TAAR基因在老鼠中导致对胺类物质的特定应答,人类也不例外。“我们希望通过这项研究揭示特定的大脑回路,这将为我们研究哺乳动物的本能行为奠定基础,这也有助于我们研究神经回路是如何影响行为的。”波扎称。

这项研究由以下单位提供经费资助:美国国立卫生院耳聋与其他交流障碍性疾病研究所(National Institute on Deafness and Other Communication  Disorders NIDCD),美国白宫基金会 (TheWhitehall Foundation),以及美国脑研究基金会(BrainResearch FoundationBRF)。




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