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2022-04-22 15:26

鱼体内的“社交”基因可能包含自闭症的新线索

A 'social' gene in fish could co<em></em>ntain new clues to autism

斑马鱼是群居动物。当它们看到同类的其他成员时,它们会朝向对方游得更近,就像一个人在鸡尾酒会上转过身去面对一个正在讲笑话的人一样。

UO神经科学研究所的研究人员在一项新研究中表示,一种名为EGR1的基因突变扼杀了斑马鱼的这种社会行为。它还会干扰大脑中某些神经元发出的多巴胺信号,而多巴胺会影响情绪和社会行为。

在人类中,EGR1基因的突变与精神分裂症和抑郁症等精神健康状况有关,它们似乎也在自闭症中发挥作用。因此,更多地了解这个基因如何塑造社会行为,可以帮助研究人员解开一些具有强大社会成分的复杂条件的生物学基础。

由UO生物学教授Philip Washbourne和Judith Eisen领导的研究小组在4月6日的《eNeuro》杂志上发表了他们的研究结果。

为了测试EGR1的效果,研究人员把成对的斑马鱼放在相邻的水箱中。鱼可以看到彼此,但不能感觉到任何水的运动或来自邻近鱼的化学信号。

研究人员发现,具有正常EGR1功能的鱼倾向于游向障碍物,当其他鱼靠近时,它们会朝向障碍物。但是两个EGR1基因都发生突变的鱼对它们的邻居鱼并没有表现出特别的兴趣。它们没有靠得那么近,也没有以同样的方式对着玻璃。

研究人员还测量了鱼对移动的点的反应,这些点像另一条鱼的影子一样移动和移动。正如他们在第一次实验中所做的那样,EGR1正常的斑马鱼对这些点做出了社会反应,就像它们是另一条鱼一样。带有突变基因的鱼没有。

沃斯伯恩说:“这是给参与社会行为的一小部分大脑回路。”“从那里,我们可以上游和下游,试图把电路组装起来。”

例如,EGR1基因控制着一种产生酪氨酸羟化酶的基因,酪氨酸羟化酶是人体制造多巴胺所需的一种化学物质。具有EGR1突变的鱼在其大脑某一部分的特定神经元中产生的这种化学物质较少。

没有那么多酪氨酸羟化酶,多巴胺也会减少。因此,由一个基因引发的多米诺骨牌效应可以通过大脑中影响情绪和社会行为的回路产生涟漪效应。

社会行为远比一个基因或大脑回路复杂得多,但Eisen和Washbourne看到了用这种方式研究最基本的社会行为的价值。他们研究的神经元位于大脑的一个区域,该区域不仅存在于人类,也存在于许多大脑简单得多的其他动物中。

艾森说,许多物种的大脑都有一个基本的脑平面,而人类的大脑在这个基础上又增加了更多的复杂性。

“你可以观察其他动物的大脑区域,这些区域的皮层不像人类那么复杂,你可以学到很多东西,”她说。

例如,在这里,研究人员将EGR1与斑马鱼的一种特定社会行为联系起来:追随另一种鱼。在老鼠或人类身上,同样的基因,以及相关的大脑回路,可能会引导不同的社会行为。

沃什伯恩说:“不同的物种可以使用相同的细胞来承担不同的社会任务。”