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2023-03-14 02:39| 来源: 网络整理| 查看: 265

2. 过度兴奋的BNSTEsr2神经元持续编码两性动物的性饱足状态

雌雄分离后,射精激活的BNSTEsr2神经元反应显著降低,但有一部分神经元在射精结束后30分钟仍保持较强的自发活动,提示这部分神经元可能编码持续性饱足状态。为了进一步检查BNSTEsr2神经元活动是否编码性饱足状态,研究人员将只进行过社会接触、交配但没有性饱足的雄鼠,与交配后达到性饱足的雄鼠独处时的自发放电作比较,发现只有达到性饱足的雄鼠表现出更大幅度和更高频的自发Ca2+活动,并且这种现象可以在整个性饱足期持续数天。当雄鼠恢复交配能力后,自发Ca2+活动就会恢复到基线水平,并在再次交配且达到性饱足后重新升高。与雄鼠一致,雌鼠在交配后24小时BNSTEsr2神经元的自发Ca2+活动也会明显增加,并与是否受孕成功无关。这种增加通常持续整个假孕期、怀孕期和哺乳期,在交配行为恢复后降低到基线水平。

3. 激活雄鼠BNSTEsr2神经元抑制交配动机

研究人员在Esr2-Cre小鼠双侧的BNST中表达抑制性化学遗传病毒hM4Di,并在达到性饱足状态的雄鼠腹膜内注射氯氮平-N-氧化物(CNO)来抑制BNSTEsr2神经元活动。实验发现,七分之六的雄鼠可以在30分钟内恢复其交配行为并成功射精。同样的操作在刚完成交配处于性饱足期的雌鼠中也可以显著恢复其性接受能力。为了进一步区分BNSTEsr2神经元是可以抑制交配行为还是交配动机,在雄鼠中,研究人员表达了具有超高光敏感性的视蛋白(SOUL),并在不同的交配阶段进行了经颅光学刺激非侵入性地激活BNSTEsr2神经元。实验发现在嗅探阶段而不是交配开始以后激活BNSTEsr2 神经元可以抑制正常雄性小鼠交配起始,这些发现进一步表明BNSTEsr2 神经元在抑制交配动机而不是交配动作方面发挥了重要的作用。

4. BNSTEsr2神经元中HCN离子通道表达上升参与调节雄性小鼠性饱足状态为了解BNSTEsr2神经活动持续变化的机制,研究人员使用全细胞膜片钳方法,分别在无性经验、性饱足和交配能力恢复的两性小鼠中,记录了BNSTEsr2神经元的电生理特性。在雄性和雌性小鼠中,与无性经验和交配能力恢复的小鼠相比,性饱足(交配后 36-48 小时)小鼠具有更多BNSTEsr2神经元表现出更高兴奋性。尽管输入电阻和膜电容相当,但在性饱足的BNSTEsr2神经元中,静息膜电位 (RMP) 最高,而rheobases(引发全或无放电所需的最负阶跃电流)最低,提示较小的去极化即可激发动作电位。这种变化在行为恢复的小鼠中大部分恢复,进一步证明了过度兴奋的BNSTEsr2神经元在编码性饱足状态中的作用。

对已有的BNST单细胞测序结果进行分析,研究人员发现BNSTEsr2神经元中注入负电流显示去极化“下垂”电压,主要由超极化激活的环核苷酸门控 (Hcn) 阳离子通道介导。有趣的是,在雄性小鼠中,性饱足小鼠这种“下垂”电压的大小与无性经验或性恢复小鼠的BNSTEsr2神经元相比显著更大,而该现象在雌性小鼠中并不显著。系统重新分析BNST中已发布的snRNA-seq数据集【11】,研究人员发现Hcn1而不是其他亚基在BNSTp中的Esr2+神经元中相对于其他细胞高度富集。此外,通过FISH方法,研究人员在雄性小鼠的BNSTEsr2 神经元中观察到大量HCN1+Esr2+神经元。

使用CRISPR/Cas9技术在BNSTEsr2神经元选择性敲除Hcn1基因,研究人员发现雄性小鼠表现出明显的性饱足状态缺失。为了进一步测试 HCN通道在调节性饱足感中的作用,研究人员在性饱足小鼠颅内两侧BNST给予ZD-7288(HCN抑制剂)或人工脑脊液(载体对照),约 1 小时后显著恢复了5/6的雄性典型性行为。这些结果表明,在雄性小鼠射精后,HCN通道的激活对于维持性饱足状态是必要的。



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