古老浪漫分子催产素
文/孙学军 第二军医大学教授
催产素有许多神奇的功效,例如催产素是狗对人的依恋和男女相爱的基础,能促进学习记忆、治疗抑郁症和自闭症等等。2011年4月,Robert Froemke小组给处女小鼠大脑内注射催产素,结果诱导出这种磁性动物的母性行为。该研究引起了广泛关注。
进行注射前,雌性小鼠对受束缚哭叫的乳鼠很冷漠,甚至摧残这些孩子。只需要注射一次催产素,这些动物开始像妈妈一样用嘴叼起这些乳鼠。纽约大学兰贡医学中心神经科学家Froemke对这些动物大脑内改变进行了检测。当听到乳鼠哭叫,这些动物大脑出现不规则神经放电。当注射催产素后,这些母鼠大脑神经放电开始变为有规则的典型模式,这种模式与妈妈鼠大脑的电活动一样。这一研究描述了激素改变神经活动的细节。催产素让大脑发生模式转换,决定母性形成。
1911年,后叶催产素就已经开始在临床使用,用来治疗滞产。1927年,被用于引产,但天然来源的催产素数量少且价格昂贵。1953年,美国生化学家文森特·杜维尼奥第一次人工合成了它,并因此获得了1955年的诺贝尔奖。1970年代,神经科学家对催产素的研究兴趣极大,因为发现这种激素不仅能促进生产,而且能诱导多种动物出现依恋社会趋势。社会依恋涉及大量社会行为,如田鼠的一夫一妻制、羊的母婴依恋、人类的相互信任,这些效应为催产素赢得“拥抱激素”“爱情激素”等美誉。长期研究催产素的亚特兰大埃默里大学神经科学家Larry Young认为,人们对催产素的认识仍然比较肤浅。
根据这些认识,一些临床学家开始试验用催产素作为某些心理疾病如孤独症等的治疗药物。但是早期临床研究结果比较混乱,科学家现在正在对催产素对大脑的作用机理进行深入研究。Froemke现在捕捉到的催产素激发的神经信号可能与求救信号或面部表情有关。临床上试验用催产素治疗孤独症的尝试也从没间断。
这一研究提示,催产素对行为的影响比原来预想的更复杂。Young说,催产素领域才刚刚成熟,研究人员现在可以对过去不同角度的研究整合起来进行分析。
1900年代,生物化学家从垂体后叶中发现一种物质,这种物质具有促进子宫收缩和泌乳作用,后来发现是因为存在一种激素,于是将这种来自垂体后叶的激素命名为催产素。催产素主要是在下丘脑室旁核神经内分泌细胞合成的。1970年代,科学家发现室旁核催产素神经内分泌细胞能向大脑其他部分传递信号,提示这种激素可能具有行为调节作用。
1979年美国北卡大学Cort Pedersen和Arthur Prange研究发现,给处女大鼠催产素能启动母性行为,动物开始筑窝,舔抚不熟悉的乳鼠,甚至将乳鼠送回窝。草原田鼠彼此忠贞,终生一夫一妻,这在哺乳动物中十分罕见,科学家曾经证明是催产素在这一关系形成中发挥作用。2012年,科学家发现秀丽隐杆线虫也有一种不同版本的催产素,这种激素能帮助线虫发现和认识其配偶。
研究草原田鼠忠贞与催产素关系的领先小组的印第安纳大学神经科学家Sue Carter说,催产素是一种古老的分子。在生物进化过程中,催产素曾发挥多种多样的作用,尤其是社会行为方面,只要研究就可以有所发现。
催产素在哺乳动物身上的作用目前仍然有许多疑问,对大脑内催产素的测量十分困难,这导致难以了解催产素释放的部位和数量,对行为学影响的具体分子机制。现在科学家重点从神经回路水平研究催产素的行为学效应。