杏仁核如何控制小鼠停止交配行為

杏仁核

這顆東西長在許多擁有邊緣系統的動物中，在人類身上，他被稱為情緒中樞，尤其對於恐懼特別敏感，恐懼對於生存上的影響非常重大，如Freeze, fight and flight反應，就基本解釋了哺乳動物面對危險時是如何產生相對應的行為。

那麼杏仁核有沒有其他的功能呢？在Jeong-Tae Kwon等人發表於nature的論文中，揭示了一種控制小鼠交配行為的迴路。

面對不健康母鼠時，公鼠的COApm( posteromedial nucleus of the cortical amygdala)的興奮狀況

研究團隊將注射過LPS(一種細菌的內毒素)的母鼠，與注射鹽水控制組，分別放入箱子，此時母鼠處於發情狀態，接著研究團隊將公鼠也放入箱子，結果發現，公鼠對於注射鹽水的母鼠時常產生交配行為，而對於注射過LPS的母鼠則相反(圖一)，彼此之間的社交行為也僅止於臉部，而非常少產生確認生殖器的行為。

圖一

接著也可以看見，小鼠在面對注射過LPS的母鼠時，相對於杏仁核的其他區域，COApm的反應最為強烈(圖二)

圖二

COApm對小鼠交配行為控制的確認

為了再次確認COApm是否可以控制小鼠的交配行為，這次研究團隊使用光遺傳學的方式讓公鼠的COApm神經元興奮，而控制組則不刺激COApm的神經元，此時將正常健康的小鼠放入籠子當中，結果可以看到，在被刺激COApm的公鼠，和健康小鼠的交配行為明顯的比沒被刺激COApm的公鼠要來的少(圖三)

圖三

COApm的下游MEA對於小鼠交配行為的控制

由於COApm的興奮會直接施放NTs至MEA(medial amygdalar nucleus)，導致MEA的興奮，所以研究團隊接著確認COApm與MEA之間的交互作用，會怎麼影響小鼠的交配行為，同樣使用光遺傳學的方式讓神經元興奮或抑制，他們將實驗分為四個組別，

第一個組別只讓COApm興奮，且面對的是健康的母鼠，

第二個組別只讓MEA興奮，且面對的是健康的母鼠，

第三個組別抑制MEA，且面對的是注射LPS的母鼠，

第四個組別讓COApm興奮的同時抑制MEA，且面對的是健康的母鼠，

結果可以看到，在第一個組別中，公鼠對於母鼠的交配行為顯著的下降，

第二個組別中，公鼠對於母鼠的交配行為也是顯著的下降，

第三個組別中，在面對注入LPS的母鼠時，抑制MEA的公鼠對於母鼠的交配行為顯著的上升。

第四個組別中，面對正常的老鼠，可以看見即使使COApm興奮，但在MEA被抑制的情形下，公鼠依舊會與健康的母鼠交配，而沒有抑制MEA的第四組的控制組則不會與母鼠交配

(圖四)

圖四

TRH+與TRHR對於小鼠交配行為的影響

那麼究竟是COApm這個區域裡的何方神聖去調控這樣的機制呢?研究團隊使用 viral strategies的方式標記了COApm中會投射至MEA中的神經元子集，接著在translating ribosome affinity purification (TRAP)之後，使用RNA sequencing and differential gene-expression分析。(圖五)

圖五

最後在1242個基因中，他們發現TRH在其中扮演非常重要的角色，研究團隊使用situ hybridization的方式確認了這件事情(圖六)

圖六

接下來的實驗，在使用光遺傳學的方式使COApm-Trh神經元興奮後，將健康發情的母鼠放入ㄒ箱中，發現相對於控制組，COApm-Trh興奮的組別對於母鼠的交配行為明顯下降(圖七)。

圖七

接著，研究團隊將MEA中的TRHR(Trh的receptor)在公鼠中knockout,接著將注入LPS的母鼠放入籠中，可以看到相對於另外兩組控制組，沒有TRHR的小鼠明顯無法控制自己的行為，與不健康的母鼠交配的行為明顯上升(圖八)。

圖八

總結

作者團隊認為他們發現的這個迴路很好的解釋了小鼠不與不健康的小鼠交配，背後究竟是怎麼樣的機制造成的，他們也認為這樣的迴路可以對於人類的社區安全及個人的健康有所幫助，但作者在論文的前半部有表示，小鼠是透過vomeronasal organ (VNO)接收母鼠產生類似pheromone的semiochemical，接著才經由accessory olfactory bulb上傳至杏仁核進行處理，而在目前的認識中，人類似乎是無法感受類似pheromone等相關物質，也無法進行進一步的處理，所以距離要應用在人類身上，可能還有很長遠的距離要走。

撰文:唐朝洋

Reference:

Kwon, JT., Ryu, C., Lee, H. et al. An amygdala circuit that suppresses social engagement. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03413-6