《易經(jīng)?系辭上》有云：一陰一陽之謂道，繼之者善也，成之者性也。陰陽平衡是萬事萬物的運(yùn)行規(guī)律。欲望的驅(qū)動(dòng)與抑制，亦是如此。2019年10月18日，東南大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的潘玉峰教授課題組在《自然-通訊》（Nature Communications）雜志上發(fā)表研究論文“Drosulfakinin signaling in fruitless circuitry antagonizes P1 neurons to regulate sexual arousal in Drosophila”，探討了這一科學(xué)問題。
神經(jīng)科學(xué)的一個(gè)根本問題是解析動(dòng)物在不同的外在環(huán)境刺激以及內(nèi)在生理狀態(tài)下，如何做出適當(dāng)?shù)男袨檫x擇。潘玉峰課題組以果蠅為動(dòng)物模型，研究外在環(huán)境刺激和內(nèi)在生理狀態(tài)如何整合，進(jìn)而決定某種特定行為的輸出與否。在潘玉峰教授之前的研究中（PNAS, 2012；Cell, 2014；Nature Communications, 2017；Neuroscience Bulletin, 2017），報(bào)道了一簇調(diào)控多種本能行為的控制中樞——P1神經(jīng)元。P1是雄性果蠅特有的神經(jīng)元（在雌性中不存在），它參與調(diào)控性行為、睡眠和自發(fā)運(yùn)動(dòng)等多種覺醒狀態(tài)相關(guān)的行為。P1神經(jīng)元是一個(gè)興奮中樞，它整合多種興奮性和抑制性的感覺刺激進(jìn)而決定是否輸出求偶行為；然而，是否存在一種反應(yīng)內(nèi)在生理狀態(tài)的、抗衡興奮性中樞的抑制性中樞呢？在這次的研究中，潘玉峰課題組發(fā)現(xiàn)神經(jīng)肽膽囊收縮素（Cholecystokinin，簡稱CCK；果蠅中為Drosulfakinin，簡稱DSK）響應(yīng)多種生理狀態(tài)并與P1神經(jīng)元相互作用以抑制果蠅的性行為，揭示了果蠅性行為的促進(jìn)與抑制神經(jīng)環(huán)路的相互作用機(jī)理，有助于理解本能欲望的興奮性與抑制性信號(hào)的互作機(jī)制。
膽囊收縮素信號(hào)在進(jìn)化過程中非常保守，可以調(diào)節(jié)多種行為。在哺乳動(dòng)物中，從腸道產(chǎn)生的CCK作用于大腦中的受體，以傳遞飽腹感信號(hào)，從而抑制進(jìn)食；此外，CCK還參與調(diào)控傷害性感受、學(xué)習(xí)記憶、攻擊性行為和抑郁樣行為等。在果蠅中，和CCK同源的DSK具有類似的生理功能。在這項(xiàng)研究中，潘玉峰課題組發(fā)現(xiàn)Dsk神經(jīng)元在激活時(shí)能抑制果蠅90%的求偶行為，并且與求偶的興奮性中樞P1神經(jīng)元相互拮抗。P1神經(jīng)元同時(shí)表達(dá)兩個(gè)重要的性別決定轉(zhuǎn)錄因子Fruitless（Fru）和Doublesex（Dsx），并且只存在于雄蠅腦中。人為激活P1神經(jīng)元時(shí)，雄蠅會(huì)處于高度覺醒的興奮狀態(tài)，其睡眠減少、運(yùn)動(dòng)增加、求偶和打斗增強(qiáng)。當(dāng)同時(shí)激活P1神經(jīng)元和Dsk神經(jīng)元時(shí)，果蠅的覺醒興奮狀態(tài)會(huì)介于單獨(dú)激活P1和單獨(dú)激活Dsk神經(jīng)元之間。在分子通路層面，研究發(fā)現(xiàn)Dsk神經(jīng)元通過釋放神經(jīng)肽DSK并作用于其G蛋白偶聯(lián)受體CCKLR-17D3（表達(dá)在包含P1的眾多fru和dsx神經(jīng)元中）以抑制求偶行為；在神經(jīng)環(huán)路層面，該研究在單細(xì)胞層面揭示了四對Dsk神經(jīng)元對求偶行為的調(diào)控作用，并且發(fā)現(xiàn)這些Dsk神經(jīng)元通過突觸連接接收來自dsx神經(jīng)元（包括P1神經(jīng)元）的信號(hào)。有趣的是，從dsx神經(jīng)元到Dsk神經(jīng)元的突觸傳遞信號(hào)依賴于果蠅過去幾天所處的飼養(yǎng)環(huán)境，比如是否群居。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，DSK的表達(dá)受到眾多生理狀態(tài)的調(diào)控，比如進(jìn)食、群居、衰老等，而這些內(nèi)在的生理狀態(tài)可能決定了Dsk神經(jīng)元是否活化并與外在感覺刺激一起調(diào)控性相關(guān)行為的輸出與否。
模型圖：外在感覺刺激與內(nèi)在生理狀態(tài)對果蠅性行為的協(xié)同調(diào)控
綜上，該研究鑒定出了果蠅性相關(guān)行為的抑制分子和神經(jīng)環(huán)路，并發(fā)現(xiàn)這條通路受多種內(nèi)在生理狀態(tài)調(diào)控；同時(shí)該抑制通路與感知異性的興奮性通路相互作用，以平衡果蠅性行為的輸出。
該研究的共同第一作者為博士后吳順凡博士、郭超博士和博士生趙環(huán)，通訊作者為潘玉峰教授。該項(xiàng)目受到國家優(yōu)秀青年基金等項(xiàng)目的支持。
參考文獻(xiàn)：
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