发布二月22，2016 by Giuseppe Gangarossa in 基础神经科学, 内分泌, 记忆与学习, 性激素
当我们考虑性激素，特别是雌激素和雄激素时，我们通常将它们与性，性别和身体发育联系起来。 像所有荷尔蒙一样，它们是化学信使，在身体的一部分产生的物质继续告诉其他部分该做什么。 然而，我们常常忘记这些类固醇激素对大脑功能的巨大影响。 从动物研究中可以清楚地看出，在早期发育过程中，大脑暴露于睾酮和雌二醇，雄性和雌性中存在的激素，导致神经系统发生不可逆转的变化（McCarthy等，2012）。 越来越有吸引力的科学研究表明，性激素在认知脑功能中发挥神经调节作用（Janowsky，2006）。 此外，睾丸激素功能障碍（性腺机能减退，化学阉割等）已显示与记忆缺陷有关。 然而，尽管有这些进步，性激素如何影响大脑仍然是一个谜。
在一篇有趣的论文发表于 PLoS ONE的，Picot和同事们试图填补这个难题的一部分。 他们研究了脑雄激素受体（AR）消融对雄性啮齿动物的海马可塑性和认知表现的神经生物学影响（Picot等，2016）。 虽然有几篇报道已经强调了性激素与认知功能之间的联系（Galea等，2008; Janowsky，2006），但还需要做更多工作才能完全阐明雄激素的“非性”功能。
雄激素受体，睾酮和脑功能
在中枢神经系统中，睾酮与定位于细胞质中的AR结合。 在结合和受体激活后，AR可以易位到细胞核中，在那里它可以作为DNA结合转录因子，从而调节基因转录。 当我们观察大脑中AR的表达模式时，我们发现它在大脑皮层和海马中高度局部化，这些区域与记忆，学习，动机和注意力等高认知功能相关。
使用在神经系统中特异性缺乏AR表达的小鼠系，作者观察到记忆信息的时间处理的净减少。 这种类型的记忆表示能够记住主体经历过对象或事件的顺序。 神经AR删除的小鼠无法在时间分类任务中区分两个时间上不同的对象，其中野生型啮齿动物能够区分以特定时间顺序呈现的视觉对象（第一个与最近看到的对象） （图1）。 时间和识别处理是情景记忆的两个关键组成部分。 因此，为了解释观察到的缺陷是否可能是由于前者或后者过程中的损伤，作者进行了非时间处理任务，即物体识别记忆测试，其中小鼠必须区分熟悉的和一个不熟悉的对象。 有趣的是，突变小鼠能够进行鉴别，这表明AR基因缺失后识别处理是完整的（图1）。 总而言之，这组数据表明雄激素可能影响情景记忆的时间顺序的处理，这是阿尔茨海默病中强烈受损的功能。 但是，“这种赤字是否可能是由于缺陷整合或内存检索受损引起的，需要进行探讨“该研究的高级作者兼团队负责人Sakina Mhaouty-Kodja博士说。
图1。 雄激素受体敲除小鼠在时间顺序记忆任务（a，c）中显示损伤，但是正常的新奇识别（b，d）。
雄激素受体和大脑可塑性
海马体与记忆信息的时间处理密切相关。 鉴于这种记忆相关结构中的行为结果和高水平的AR表达，作者决定调查AR缺失是否能够改变大脑的可塑性。 使用电生理技术，Picot及其同事发现，神经AR消融小鼠的海马体较少“塑料“检测到长期增强（LTP）显着减少（图2）。 LTP是学习和记忆功能的细胞和分子底物（Lynch，2004）。 尽管某种程度上缺少了行为和LTP之间的直接联系，但是很容易想到大脑AR对神经元功能至关重要。 实际上，与LTP实验一致，作者观察到AR突变小鼠显示出降低的基础突触传递，尽管未检测到离子型谷氨酸受体AMPA和NMDA的修饰。 “然后，神经AR的丧失或下调可能对特定大脑区域实施的功能和行为有害“，作者建议道。
图2。 AR的基因缺失改变了海马中的长时程增强（LTP）。
未来的发现
这项研究是了解性激素非性功能的重要一步。 “这很有可能“，Sakina Mhaouty-Kodja博士说，”雄激素激素也可能在女性大脑中发挥关键作用，实验室目前的项目正在研究这方面”。 事实上，尽管荷尔蒙含量存在差异，但雄性和雌性都表达雄激素（AR）和雌激素（ER）的受体，这表明我们的大脑确实比我们想象的更复杂。 这项研究和其他研究产生了许多有趣的问题。 那我们可以谈谈性脑吗？ 男性和女性的大脑是否与我们所认为的极为不同，或相反，令人惊讶的相似？ 这是一个非常令人兴奋和不断扩大的研究领域，将导致重要的发现，这将改变我们理解大脑的方式。
参考资料
- McCarthy MM，Arnold AP，Ball GF，Blaustein JD，De Vries GJ（2012）。 大脑中的性别差异：事实并非如此不便。 神经科学杂志32：2241–2247
- Janowsky JS（2006）。 用你的性腺思考：睾丸激素和认知。 趋势科学Sci。 10：77-82
- PicotM，Billard JM，Dombret C，Albac C，Karameh N，Daumas S，Hardin-Pouzet H，Mhaouty-Kodja S（2016）。 神经雄激素受体的删除会损害对象的时间加工和海马CA1依赖机制。 PLoS一。 5月11日； 2（0148328）：eXNUMX
- Galea LAM，Uban KA，Epp JR，Brummelte S，Barha CK，Wilson WL，et al。 （2008）。 认知和神经可塑性的内分泌调节：我们追求揭示激素，大脑和行为之间复杂的相互作用。 Can J Exp Psychol Rev CanPsycholExpérimentale。 62：247-260
- Lynch MA（2004）。 长期增强和记忆力。 Physiol Rev. Jan; 84（1）：87-136
致谢
作者感谢Teresita Cruz的帮助。
所表达的任何观点均为作者的观点，并不一定反映PLOS的观点。 本文并不是为了鼓励过量饮酒。
Giuseppe Gangarossa 在博洛尼亚大学获得了生物医学专业（神经科学专业）博士学位。 他曾是Karolinska Institutet（瑞典索特克霍尔姆）和Inserm（法国蒙彼利埃）的访问学者，目前是Collègede France（法国巴黎）的博士后。 他的主要研究主题是与多巴胺有关的脑部疾病。 你可以在推特上关注他 @PeppeGanga
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