老鼠大腦酵素變異影響交友偏好 或助研發自閉症療法

不少人都有一眼辨出對方是否適合做朋友的「技能」,過去有研究指這與某些荷爾蒙分泌產生的味道有關。不過近期刊於 Molecular Psychiatry 的研究則指,在老鼠大腦中調節情緒和動機的部分中發現一種酵素 (enzyme) 的變異,似乎會控制老鼠想要與哪一隻老鼠進行社交互動,而基因相似的老鼠更喜歡彼此。

由馬里蘭大學醫學院解剖學和神經生物學副教授 Michy Kelly 領導的團隊表示,類似的因素可能會影響人作出的社交選擇,了解推動這些社交偏好的因素,可能有助學者更能識別與社交退縮相關疾病,例如精神分裂症或自閉症的潛在機制,並開發出更好的療法。Kelly 強調,發現只是其中一個大腦控制社交偏好的相容性生物標記。

Kelly 又指,發現是多年工作的成果。她表示,最初在一家製藥公司工作時,一組骨骼研究人員要求她描述其中一隻缺少 PDE11 蛋白的基因變異老鼠的行為特徵。她觀察到這些基因變異老鼠不願與其他老鼠社交互動,因此知道大腦中的 PDE11 對社交而言是必須的。她醒起自己看過一份使用精神分裂症小鼠模型的研究,該研究團隊破壞了老鼠大腦的海馬體,導致了牠們出現反社會行為。然後,她觀察健康老鼠大腦的海馬體,發現了 PDE11 蛋白的藏身之處。

其後她轉到南卡羅萊納大學工作,繼續研究基因變異老鼠對氣味的社交反應與行為。在實驗室中,她的團隊利用被荷爾蒙擦過的木珠,放在老鼠籠中。團隊發現,基因變異老鼠在見到朋友後一小時或一周更喜歡陌生老鼠的氣味,但見面後一天牠們卻不懂區分朋友和陌生老鼠氣味。換言之,基因變異老鼠的短期和長期社交記憶運作良好,但短期和長期記憶之間的近期長期記憶 (recent long-term memory) 則存在問題。不過,如果有更多的時間牠們最終會恢復那段記憶。

一名在實驗室工作的學生在研究期間指出,注意到自閉症兒童更喜歡與其他自閉症患者互動。因此,團隊再進行測試,了解缺少 PDE11 的變異老鼠和正常老鼠是否對與誰互動有偏好。團隊發現,與正常老鼠相比,變異老鼠更喜歡圍住其他變異老鼠,而正常老鼠也較喜歡自己的同伴。即使研究人員測試了 PDE11 的另一個基因變異時,具有該變異的老鼠也較喜歡具有相同變異的其他老鼠。

現時團隊已確認這種偏好不是受氣味和身體動作影響,但仍需進一步研究確認機制。發現亦有望為精神分裂症或與年齡相關的認知能力下降等疾病帶來令人興奮的生物或社交治療新方法。

來源:
MedicalXpress, Do genetics control who our friends are? It seems so with mice, 1 September 2021

報告:
Smith, A.J., Farmer, R., Pilarzyk, K. & et al. (2021). A genetic basis for friendship? Homophily for membrane-associated PDE11A-cAMP-CREB signaling in CA1 of hippocampus dictates mutual social preference in male and female mice. Mol Psychiatry. doi: 10.1038/s41380-021-01237-4

文/Alan Chiu

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