攻击性促进脑肽在果蝇中的作用机制

攻击性促进脑肽在果蝇中的作用机制

索尔克科学家研究神经肽如何影响特定神经元，从而深入了解大脑在自闭症谱系障碍和注意力缺陷障碍中的沟通方式。

拉霍亚—除了用神经递质交流外，大脑还使用一种称为神经肽的小蛋白质。神经肽可在神经元之间发送信号，其功能与神经递质相似，但存在一些关键差异，例如体积较大，并且能够远离产生它们的神经元传播。尽管它们的至关重要性已被广泛认识，但神经肽在大脑中移动和影响神经元的方式一直知之甚少——直到现在。.

由萨尔克科学家发表的一项研究，其发表在《 神经科学杂志 2023年5月10日公布的研究结果揭示了神经肽对大脑活动的可变影响，阐明了大脑在果蝇中的交流方式——这是理解自闭症谱系障碍或注意力缺陷障碍等人类疾病潜在病因的重要一步。.

“研究曾认为神经肽只有一个来源和一个靶点，能产生单一的结果，但它们的实际影响远不止于此，”通讯作者说。 朝日奈 健太, 分子神经生物学实验室的副教授。“神经肽可以 许多 事物，具有各种先前未被探索到的、对行为产生巨大影响的效应。”

神经肽可以影响一系列行为，包括进食、交配和睡眠，以及感到恐惧或压力。一些神经元释放神经肽作为信号分子，而另一些神经元则通过位于细胞表面的受体接收神经肽。在 Salk 研究之前，人们一直认为神经肽对所有表达匹配受体的神经元都具有普遍的、系统的影响。但越来越多的证据表明，特定的神经肽可能通过作用于不同的脑回路来控制不同的行为，如进食或攻击行为。.

在本研究中，朝阳 (Asahina) 的团队希望研究神经肽速激肽，已知速激肽会增加许多动物物种的攻击性，包括果蝇、小鼠甚至人类。他们想知道速激肽如何影响神经元通讯和动物行为。.

为了追踪速激肽，该团队创造了一个分子标记，用于标记果蝇中带有速激肽受体的神经元。利用该标记，该团队能够可视化速激肽如何激活某些神经元，这些神经元可以产生果蝇特有的行为。表达的受体差异以及特定的行为，代表了一种使用神经肽进行神经元交流的新机制。.

表达的受体差异代表了一种常被忽视的神经肽神经通讯机制，因为一种神经肽可以在不同浓度下激活不同的受体。.

神经元会像一连串倒下的多米诺骨牌一样相互触发放电，而神经肽则能加速这一过程——就像给每一张多米诺骨牌都多推一把一样。研究人员发现，来自一种雄性特异性神经元（苍蝇有性别特异性神经元）的速激肽会影响两个独立的下游神经元群，这两个神经元群——就像第一张多米诺骨牌之后的所有骨牌一样——依赖于神经肽信号来产生作用。第一组神经元表达一种特定的速激肽受体（TkR86C），并且是促进攻击性行为所必需的。第二组神经元表达另一种速激肽受体（TkR99D），并且仅在速激肽过量产生时被激活。速激肽影响大脑不同部位的神经元，并且神经元对不同浓度的速激肽产生不同的反应。此外，这两组神经元的活动模式与果蝇雄性的攻击水平相关。.

“通过对果蝇大脑成像，我们发现了两类不同的神经元亚群，它们拥有神经肽速激肽的受体，”该论文的第一作者、Asahina 实验室前研究生研究员 Margot Wohl 表示。“事实证明，速激肽在不同大脑区域向每种受体发出信号，但当我们增加速激肽浓度时，这些受体的反应却不同。这可能是控制复杂行为的一种方式——例如，果蝇如何决定与谁争斗以及以多大的攻击性——并且有助于我们更好地理解神经肽在大脑中的影响。”

研究结果强调了，一小群神经元释放出的神经肽如何重塑果蝇大脑中多个下游神经元群体的活动模式，从而影响行为。这项发现也为未来研究神经肽如何影响复杂行为奠定了基础。.

“我们可能正在研究果蝇，但我们研究的意义远远超出了它们，”朝日奈说。“我们知道神经肽也存在于人脑中，通过研究这种相对简单的果蝇模型，我们可以开始了解神经肽如何影响我们自己的大脑——在健康和功能障碍方面。”

其他作者包括索尔克研究所的刘杰。.

该工作得到了玛丽·K·查普曼基金会、玫瑰山基金会以及美国国立卫生研究院（NIDCD R01 DC015577）的支持。.

DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1734-22.2023