研究背景
从无脊椎动物到人类,一个特定物种的雄性和雌性在行为上表现出可识别的差异,大部分但不完全与性和社会行为有关,这些行为对动物的繁殖成功和物种的生存至关重要。一个长期存在且基本的神经生物学问题是“神经回路如何编码性别特定行为,如求爱、交配、哺乳和攻击?”“这些二态行为包括一组强大的物种特定的固定行为模式,可以在社会性naïve动物中激发出来,这表明它们执行行为所需的潜在神经元基质可能是由遗传决定和发育程序决定的。”
令人惊讶的是,除了少数例外,对雄性和雌性哺乳动物大脑结构和回路的基本差异的探索迄今只发现了适度的数量差异,而不是我们预期的明显的质量差异。
行为上的性别差异是如何产生的?是什么分子和神经回路控制着两性的先天行为,比如交配、攻击和照顾孩子?感觉和社会刺激如何调节先天的两性二型反应?
在大多数哺乳动物中,犁鼻器(VNO)是一种主要的化学感觉器官,可以检测环境中的信息素信号。信息素存在于尿液和不同的外分泌腺分泌物中,提供了一个人的社会和生殖状态的信息,并能引起先天的即时行为反应,以及长期的神经内分泌反应。
TRPC2是VNO信号通路中必不可少的离子通道,对其编码基因的遗传消融为直接研究VNO介导的感觉反应和行为提供了一个强大的实验系统。研究表明,TRPC2突变体的雄性在雄性攻击和区分雌雄的能力上都存在严重缺陷,对雄性和雌性表现出相同频率的交配行为。
最近,我们发现TRPC2-/-雌性表现出性别歧视的缺失和雌性特有行为的减少,包括母性攻击和哺乳行为。值得注意的是,突变的雌性也采用了雄性典型的交配行为模式,包括安装,骨盆推进,肛门生殖器嗅觉调查,和发射复杂的超声波发声。
我们的实验室采用多学科技术,包括小鼠遗传学、神经组织学、分子生物学和广泛的行为学方法,以揭示化学感觉诱发先天行为反应的神经元编码,这对所有动物物种的生存至关重要。编码社会行为的神经元回路是什么?基因、激素和环境刺激如何调节社会互动和社会交流?主导行为是天生的还是后天习得的行为特征?是什么原因导致了减弱或异常的与社会相关的人类疾病,如自闭症?自闭症谱系障碍(ASD)的病因被认为涉及由多个基因介导的遗传易感性和可能的环境因素之间的相互作用,从而导致异常的神经发育。然而,目前还没有有效的疾病生物标志物存在,只能通过行为评估来诊断。ASD的主要诊断标准是存在社交缺陷、沟通异常、行为僵化和仪式化重复行为。近年来,在开发可作为ASD基础或临床前研究动物模型的遗传小鼠品系方面取得了巨大进展。
为了更好地理解社会行为和自闭症等社会相关神经发育障碍的调节机制,我们的实验室致力于筛查自闭症小鼠模型,并开发自动化行为范式,系统评估小鼠模型中的自闭症样行为表型。
主要研究兴趣
- 信息素信号-感知、处理和两性二态行为功能
- 先天社会和生殖行为的遗传和神经基础以及环境刺激的影响
- 自闭症小鼠模型的行为表型特征
- 在小鼠模型中评估药物治疗和环境干预逆转自闭症样内表型的效果