生命学院童夏静课题组发现雄性信息素调控异性行为

上科大生命学院童夏静课题组长期致力于研究动物个体发育、行为以及多种神经性疾病呈现性别二态性的分子和环路基础。3月31日，该课题组的信息素调控最新研究成果发表于国际学术期刊eLife，题为“Male pheromones modulate synaptic transmission at the C. elegans neuromuscular junction in a sexually dimorphic manner”。

动物个体的发育、生理和行为除了受遗传基础的影响，环境的调控作用也发挥着至关重要的作用。其中，个体释放的信息素（也被称作外激素）是环境中影响同物种其他个体生理与行为的重要化学物质。

信息素的调控作用经常表现出性别二态性。比如：雄性线虫和果蝇分泌的信息素可以吸引异性，却引起同性的排斥反应；幼鼠分泌的信息素会引起雌鼠的育幼行为，却促进雄鼠的杀婴行为。在人类中，男性汗水中的信息素信号可以影响女性的内分泌平衡，增加女性大脑内的血清素（5-羟色胺）；而女性悲伤的眼泪中存在着信息素，能抑制男性性冲动。然而，信息素如何调控个体发育，如何在两性中引起不同的生理和行为反应，我们仍然知之甚少。

在这项研究中，科研人员发现了一种非常有趣的现象。如果成长环境中一直有雄性线虫相伴，异性线虫（称为“雌雄同体线虫”）的神经肌肉接头中兴奋性突触传递效率更高，其运动速率变缓，从而与雄性的交配效率会相应增加。而且，这种雄性环境的调控作用只会对异性产生，呈现出性别二态性。

进一步研究发现，雄性会分泌性别特异的信息素，雌雄同体线虫利用一种类似人类嗅觉神经元的化学感觉神经元——AWB神经元感知这种信息素，并进一步将信息素信号最终传递到神经肌肉接头。雄性信息素信号能提高雌雄同体神经肌肉接头兴奋性突触传递效能，这是通过增加胆碱能突触的突触前钙离子通道积累和突触后乙酰胆碱受体聚集来完成的。研究还发现，虽然AWB神经元是两性共有神经元，但是雄性特异性信息素只能激活雌雄同体中的AWB神经元，而不能激活雄性中的AWB神经元，提供了这种性别二态性存在的细胞基础。

童夏静课题组2017级硕博研究生钱康英为该论文的第一作者，童夏静教授与上海交通大学医学院李乾教授为该论文的通讯作者，上海科技大学为第一完成单位。该研究的合作团队还包括：澳大利亚昆士兰大学胡志涛课题组、美国哈佛医学院/麻省总医院Kaplan课题组和华中科技大学高尚邦课题组。本研究在上海科技大学生命学院分子影像平台、组学分析平台的支持下完成，得到了国家自然科学基金委员会、上海市科学技术委员会和上海科技大学启动经费资助。

论文链接: https://elifesciences.org/articles/67170