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新生儿kisspeptin在哺乳动物长期社会行为中的作用

期刊:communications biologyDOI:10.1038/s42003-025-08478-x

《Nature Portfolio》旗下期刊《Communications Biology》最新研究:新生儿吻肽(kisspeptin)对哺乳动物长期社会行为的性别依赖性调控作用


一、研究团队与发表信息

本研究由葡萄牙科英布拉大学(University of Coimbra)的João R. Neves、Miguel Castelo-Branco及Joana Gonçalves团队完成,发表于2025年的《Communications Biology》(DOI: 10.1038/s42003-025-08478-x)。研究聚焦于神经内分泌系统对哺乳动物社会行为的发育调控机制。


二、学术背景与研究目标

科学领域:本研究属于神经内分泌学与行为发育学的交叉领域,重点探讨吻肽(kisspeptin, Kiss)系统在新生儿“迷你青春期”(minipuberty)中对大脑性别分化和长期社会行为的调控作用。

研究动机
- 知识空白:尽管已知吻肽通过下丘脑-垂体-性腺轴(HPG轴)调控生殖功能,但其在新生儿期(尤其是迷你青春期)对社交行为的长期影响尚不明确。
- 关键问题:新生儿期短暂的吻肽信号阻断是否会导致成年后社会行为(如社交沟通、探索行为、性冲动)的性别依赖性差异?

研究目标
1. 揭示新生儿吻肽信号阻断对HPG轴激素(如睾酮、促性腺激素释放激素GnRH)的性别特异性影响;
2. 评估这种行为调控是否通过改变大脑神经环路实现。


三、实验设计与方法

1. 研究对象与处理

  • 动物模型:选用Wistar大鼠,新生幼鼠(出生24小时内)随机分为4组:
    • 雄性对照组(Vehicle, Veh)
    • 雄性吻肽拮抗剂处理组(KP234)
    • 雌性对照组
    • 雌性KP234组
  • 干预措施:通过脑室注射(ICV)给予KP234(10 nmol)或生理盐水,靶向阻断吻肽受体Kiss1R。

2. 实验流程与关键技术

(1)发育里程碑测试(P4-P14)
- 测试内容:翻正反射、负趋地性、运动能力、悬吊测试、巢穴寻找。
- 目的:验证KP234注射是否影响基础神经发育。
- 结果:仅P4时雄性KP234组翻正反射短暂延迟,其他指标无差异,排除运动功能障碍干扰。

(2)激素水平检测
- 时间点:注射后1小时(P0)和成年期(P60+)。
- 方法:ELISA检测血清睾酮、GnRH、黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)。
- 关键发现:KP234显著降低雄性新生儿睾酮峰值(Veh: 1.320 ng/ml vs KP234: 0.827 ng/ml, p=0.0014),雌性无显著变化。

(3)社会行为分析
- 超声发声(USV)
- P6隔离应激测试:雄性KP234组USV主频率降低(58.865 kHz→49.077 kHz, p=0.0068),表明吻肽调控应激反应。
- P29社交玩耍测试:KP234加剧USV频率的性别二态性,雄性高频呼叫增加(78.998 kHz vs 雌性72.951 kHz, p=0.0227)。
- 幼年期社交行为:KP234组(无论性别)的玩耍行为(扑跳、压制、拳击)均减少(p<0.05),且USV与社交行为的相关性消失。

(4)成年期行为与分子机制
- 开放场地测试:KP234组探索行为增加(总移动距离上升,p=0.0205),但焦虑行为无变化。
- 性行为测试:雄性KP234组交配前行为潜伏期缩短(首次骑跨时间从214.9秒→85.18秒, p=0.0131),提示性冲动增强。
- HPG轴长期变化:成年雄性KP234组下丘脑Kiss1R蛋白水平降低,血清睾酮升高(2097.654 ng/ml vs 对照组1302.903 ng/ml, p=0.0490)。

3. 数据分析

  • 统计方法:双因素ANOVA(性别×处理)、Tukey多重比较、Spearman相关性分析。
  • 软件工具:GraphPad Prism 8.0.1、DeepSqueak 3.1.0(USV分析)。

四、主要研究结果

  1. 性别特异性激素调控:吻肽仅在雄性新生儿中驱动睾酮峰值,阻断后导致成年期HPG轴功能异常。
  2. 社会行为长期改变
    • 雄性USV频率降低可能影响社交信号传递;
    • 幼年玩耍行为减少与USV功能解耦相关;
    • 成年雄性性冲动增强,但交配能力未受损。
  3. 神经机制假说:吻肽通过调控抑制性神经环路(如GABA能神经元)影响探索与冲动行为。

五、研究结论与价值

科学意义
- 首次揭示新生儿吻肽通过“迷你青春期”睾酮峰值编程大脑性别二态性,影响终身社交行为。
- 提出吻肽在发育关键期对神经环路的特异性调控模型,为性别差异相关精神疾病(如自闭症)提供新机制。

应用潜力
- 吻肽信号通路或成为干预社会行为发育障碍的靶点;
- 为性别认同障碍的神经内分泌研究提供动物模型依据。


六、研究亮点

  1. 创新方法:结合USV频谱分析与行为学,量化社交沟通的神经发育缺陷。
  2. 发育时间窗:聚焦新生儿期(非成年期)吻肽的长期作用,填补领域空白。
  3. 性别二态性机制:揭示同一信号分子在雄性与雌性中的差异化功能。

七、其他重要发现

  • 跨物种意义:人类“迷你青春期”同样存在吻肽依赖性睾酮峰值,提示研究结论可能适用于人类发育。
  • 局限性:未检测雌性动情周期对激素水平的影响,未来需结合芳香化酶活性分析。

(全文共计约2000字)

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