叙利亚仓鼠攻击行为神经回路中的性别差异

《Neuroscience》：Sex differences in the neural circuitry of aggression in Syrian hamsters

　　

Susan D. Lee|Dario Aspesi|Kim L. Huhman|H.Elliott Albers

乔治亚州立大学神经科学研究所及行为神经科学中心，美国佐治亚州亚特兰大市皮埃蒙特大道100号，邮编30303

摘要

社会行为神经网络是由相互连接的边缘系统结构构成的电路，负责调节包括攻击性在内的多种社会行为。尽管许多物种的雄性和雌性在面对社交场合时都会表现出不同的攻击性行为，但针对这些行为背后神经回路的研究几乎都集中在雄性身上。在本研究中，我们探讨了叙利亚仓鼠（Mesocricetus auratus）在社交互动中激活的神经回路的性别差异。我们采用c-Fos免疫组化技术，检测同性别雄鼠与雌鼠在“本土鼠-入侵鼠”实验中的攻击性互动后神经元活性情况。实验中，动物被单独置于其笼子中接受测试（每个性别7只），或者与一只非攻击性的同性别入侵鼠一起被放置10分钟。这些社交互动主要以攻击性行为为主，且雌性的攻击行为频率高于雄性。我们的数据表明，SBNN在应对这类互动时的神经元活性存在显著性别差异：在某些区域，雄性和雌性的神经元活动方向与对照组相反（如后外侧隔区），而在其他区域则只有单一性别的神经元活性发生变化（如内侧杏仁核）。这些发现支持这样一种假设：应对包括攻击性在内的社交互动而激活的神经回路存在明显的性别差异。

引言

社会行为神经网络是由相互连接的脑结构构成的神经回路，被认为能够调节包括攻击性在内的多种社会行为（Albers, 2012, Albers, 2015, Caldwell, 2017, Goodson and Kingsbury, 2013, Newman, 1999, O’Connell and Hofmann, 2011, O’Connell and Hofmann, 2012）。多年来，众多研究探讨了不同物种在遭遇攻击性互动时激活的神经回路成分，其中包括雄性仓鼠（Delville et al., 2000）。在这些研究中，腹内侧下丘脑、杏仁核、终纹床核、腹外侧下丘脑以及外侧隔区等边缘系统结构在攻击性互动后被激活（Delville et al., 2000）。外侧隔区因其复杂的解剖结构和功能分区，以及在多种物种中已知的抑制攻击性的作用而备受关注（Leroy et al., 2018, McDonald et al., 2012, Schnurr, 1972, Wong et al., 2016）。在仓鼠中，背侧外侧隔区也被发现对雄性和雌性的攻击性具有显著的抑制作用（Borland et al., 2020）。尽管已有大量研究探讨外侧隔区在调节社会行为、尤其是雄性攻击性中的作用（Beiderbeck et al., 2007, Leroy et al., 2018, Veenema et al., 2010, Wong et al., 2016），但关于其在雌性攻击性中的作用的研究却非常少。

与许多灵长类动物一样，雄性和雌性仓鼠都会轻易表现出攻击性行为，并形成等级支配关系，但目前尚不清楚这两种性别的潜在神经机制是否相同（Albers et al., 2002）。最新研究表明，调控仓鼠攻击性和社会地位的神经机制存在显著性别差异。例如，在前下丘脑中，5-羟色胺和抗利尿激素的作用方式在不同性别中截然相反，分别影响攻击性和支配行为的表达（Terranova et al., 2016）。此外，雄性在获得支配地位时会激活下丘脑中的抗利尿激素神经元，而雌性则会激活背侧缝核中的5-羟色胺神经元（Terranova et al., 2016）。

在本研究中，我们直接比较了雄性和雌性叙利亚仓鼠在面对同性别社交互动时的神经活动。我们以c-Fos免疫组化作为神经元活性的标志物，检测“本土鼠-入侵鼠”互动后的关键SBNN区域的活性，以此验证这样一种假设：应对包含攻击性行为的社交互动而激活的神经回路存在明显的性别差异。了解这些差异有助于深化我们对社会行为神经调控机制的认识，同时可能为探究与攻击性相关的神经精神障碍的性别特异性易感性提供线索。

章节节选

实验对象

所有实验均使用成年雄性和雌性叙利亚仓鼠（Mesocricetus auratus）。实验用动物来自查尔斯河实验室公司（马萨诸塞州威尔明顿市），而用于产生刺激的仓鼠则是在乔治亚州立大学的动物饲养室中培育的。为了保持动物的生殖器官功能，这些仓鼠被置于14:10的光照与黑暗周期环境中饲养。成年雄性和雌性仓鼠的体重至少为120克，它们被单独饲养在尺寸为24厘米×33厘米×20厘米的笼子里。

行为分析

虽然雄性和雌性都会表现出攻击性行为，但雌性的攻击行为频率明显高于雄性（t(12) = 6.637，p < 0.001，η_ρ² = 0.77；见图2）。相反，雄性表现出非社交行为的时间则多于雌性（t(12) = -7.424，p < 0.001，η_ρ² = 0.81）。在社交行为方面则未观察到性别差异（U = 37.00，z = 1.597，p = 0.110）。无论是雄性还是雌性仓鼠，都没有表现出顺从行为。

c-Fos免疫反应性的量化

c-Fos-ir阳性细胞的数量在90分钟后被进行量化。

讨论

本研究为“应对社交互动而激活的神经回路存在性别差异”这一假设提供了有力支持。我们在SBNN的多个关键结构中观察到了，在遭遇入侵鼠引发的攻击性互动时表现出攻击性的组与性别匹配的对照组之间，c-Fos-ir水平存在显著性别差异（见图5）。虽然在“本土鼠-入侵鼠”测试中两种性别都会表现出攻击性行为，但雌性的攻击行为更为频繁。

未引用参考文献

Been等人，2019年；Delville等人，1996年；Lee等人，2014年；Lischinsky和Lin，2020年；Neumann等人，2010年；Oliveira和Bakker，2022年；Pan等人，2020年；Pandolfi等人，2021年；Veenema和Neumann，2007年；Zha等人，2025年。

CRediT作者贡献说明

Susan D. Lee：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，方法学，研究实施，正式分析。Dario Aspesi：写作——审阅与编辑，验证，方法学，研究实施，正式分析，概念构建。Kim L. Huhman：无明确贡献说明。H.Elliott Albers：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，监督，研究实施，资金获取，概念构建。

资金支持

本项工作得到了美国国立卫生研究院授予HEA和KLH的R01MH122622号项目的资助。

利益冲突声明

作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。

致谢

特别感谢Erica A. Cross在研究中所给予的帮助。